СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE HEATING SYSTEM

Настоящее изобретение относится к системе отопления транспортного средства, содержащей работающее на топливе нагревательное устройство с зоной горелки, воздуходувку воздуха для сжигания для подачи воздуха для сжигания к зоне горелки и устройство управления для управления воздуходувкой воздуха для сжигания и топливным насосом, а также к способу эксплуатации такого рода системы отопления транспортного средства.
Например, в случае транспортных средств для внедорожного использования нельзя исключить их эксплуатацию пофазно в режиме пребывания в воде, то есть в режиме, в котором транспортное средство движется в воде и, таким образом, принципиально существует опасность того, что вода проникнет через отверстия в различных областях системы транспортного средства и повредит их. Также при использовании обычных транспортных средств такой режим может возникнуть, например, при подтоплении дорог или при погрузке лодки на прицеп для транспортировки лодки.
Задачей настоящего изобретения является создание системы отопления транспортного средства и способа эксплуатации системы транспортного средства, с помощью которых можно избежать повреждений системы отопления транспортного средства, вызванных состоянием пребывания в воде.
В соответствии с одним аспектом изобретения эту задачу решают с помощью системы отопления транспортного средства, содержащей работающее на топливе нагревательное устройство с зоной горелки, воздуходувку воздуха для сжигания для подачи воздуха для сжигания к зоне горелки, топливный насос для подачи топлива к зоне горелки и устройство управления для управления воздуходувкой воздуха для сжигания и топливным насосом, причем устройство управления выполнено для управления работой воздуходувкой воздуха для сжигания и топливного насоса при приеме информации о режиме пребывания в воде.
При соответствующей изобретению системе отопления транспортного средства в случае возникновения или опасности возникновения состояния пребывания в воде принимают меры, которые защищают нагревательное устройство от проникновения воды.
Эти меры могут предусматривать, например, что устройство управления для осуществления режима пребывания в воде выполнено для управления воздуходувкой воздуха для сжигания для работы с предусмотренным для режима пребывания в воде числом оборотов и/или предусмотренной для режима пребывания в воде интенсивностью подачи топлива и для отключения топливного насоса или/и удержания его в выключенном состоянии. С помощью давления воздуха, выработанного путем подачи воздуха для сжигания или воздуха, вырабатывают противодавление, которое препятствует проникновению воды через систему отвода отработавших газов или область выхода отработавших газов нагревательного устройства. Поскольку топливный насос деактивируют или удерживают в деактивированном состоянии, предотвращается выход несгоревшего топлива. Предшествующие исполнения показывают, что осуществление режима пребывания в воде или соответствующее управление работой воздуходувки для воздуха для сжигания может также охватывать состояние, в котором не работавший при деактивированном нагревательном устройстве топливный насос остается выключенным. Также и это удержание топливного насоса в отключенном состоянии представляет собой в смысле настоящего изобретения в контексте режима пребывания в воде управление работой топливного насоса.
Для выработки информации, указывающей на присутствующее состояния пребывание в воде и запланированное состояния пребывания в воде, может быть предусмотрено, по меньшей мере, одно устройство для выработки информации о состоянии пребывания в воде для выработки и ввода информации о состоянии пребывания в воде в устройство управления. Устройство для выработки информации о состоянии нахождения в воде может содержать, по меньшей мере, один датчик состояния нахождения в воде.
Для надежного распознавания состояния нахождения в воде, по меньшей мере, один датчик состояния нахождения в воде может содержать датчик уровня воды. При этом, по меньшей мере, один датчик уровня воды может быть расположен в области выхода отработавших газов системы отвода отработавших газов, приданной нагревательному устройству. Альтернативно или дополнительно такого рода датчик уровня воды может быть расположен в передней области или/и в задней области транспортного средства.
В случае следующей формы исполнения, по меньшей мере, один датчик состояния нахождения в воде может содержать датчик температуры. Такого рода датчик температуры, например, выполненный в качестве датчик пламени нагревательного устройства, может быть расположен в области выхода отработавших газов нагревательного устройства или/и в области выхода обработавших газов системы отвода отработавших газов нагревательного устройства.
Если устройство для выработки информации о состоянии пребывания в воде содержит, по меньшей мере, один, приводимый в действие оператором переключатель состояния пребывания в воде, в распоряжение оператора, то есть, например, водителя транспортного средства, представляется возможность подготовки системы отопления транспортного средства к такому состоянию уже до возникновения состояния пребывания в воде.
Далее, устройство для выработки информации о состоянии пребывания в воде может содержать устройство управления транспортного средства, которое передает информацию о состоянии пребывания в воде в систему информационных шин транспортного средства. Устройство управления транспортного средства может передавать эту информацию, например, на основании сигналов датчиков, на эти датчики, которые в этом случае в смысле настоящего изобретения могут также действовать в качестве датчиков состояния пребывания в воде. Устройство управления транспортного средства может считывать эту информацию из системы информационных шин транспортного средства и при необходимости переводить нагревательное устройство в режим пребывания в воде.
В соответствии со следующим аспектом задача решена с помощью способа эксплуатации системы отопления транспортного средства, предпочтительно созданной в соответствии с изобретением системы отопления транспортного средства, системы отопления транспортного средства, содержащей работающее на топливе нагревательное устройство с зоной горелки, воздуходувкой воздуха для сжигания для подачи воздуха для сжигания к зоне горелки, топливным насосом для подачи топлива к зоне горелки и устройством управления для управления работой воздуходувкой воздуха для сжигания и топливного насоса, включающим в себя следующие этапы:
а) выработка информации о состоянии пребывания в воде, указывающей на присутствующее или запланированное состояние пребывания в воде, и ввод информации о состоянии пребывания в воде в устройство управления,
б) управление работой воздуходувки воздуха для сжигания и топливного насоса для осуществления режима пребывания в воде после приема или/и обработки информации о состоянии пребывания в воде в устройстве управления.
В случае этапа б) воздуходувку воздуха для сжигания может эксплуатировать с соответствующим режиму пребывания в воде числом оборотов или/и соответствующей режиму пребывания в воде интенсивностью подачи топлива, например, с максимально возможным числом оборотов, и топливный насос во избежание выдачи несгоревшего топлива наружу можно отключать или/и удерживать в выключенном состоянии.
В случае этапа а) информация о состоянии пребывания в воде может быть выработана путем приведения в действие переключателя состояния пребывания в воде.
Для повышения эксплуатационной надежности может быть предусмотрено, что в случае этапа а) информацию о состоянии пребывания в воде вырабатывают с помощью, по меньшей мере, одного датчика уровня воды, распознающего уровень воды в области транспортного средства.
В случае варианта, который может быть конструктивно несложно реализован, при этапе а) информация о состоянии пребывания в воде может быть выработана с помощью выполненного в качестве датчика температуры датчика пламени нагревательного устройства. Для этого, например, можно произвести оценку временного развития выходного сигнала, воспроизводящего температуру в области датчика пламени, таким образом, что в случае, если градиент выходного сигнала опускается ниже заданного отрицательного порогового значения, происходит распознавание присутствия состояния пребывания в воде.
Изобретение относится также к транспортному средству, содержащему эксплуатируемую предпочтительно с помощью соответствующего изобретению способа систему отопления транспортного средства с соответствующей изобретению конструкцией.
В транспортном средстве такого типа предпочтительно предусмотрено, что область входа воздуха для сжигания воздуходувки воздуха для сжигания расположена по высоте над областью выхода отработавших газов зоны горелки или/и областью выхода отработавших газов системы отвода отработавших газов, приданной нагревательному устройству. За счет этого можно предотвратить проникновение воды через область входа воздуха для сжигания.
В последующем изобретение описано со ссылкой на единственную фиг. 1, которая показывает в принципиальном отображении транспортное средство, оснащенное системой отопления транспортного средства.
На фиг. 1 транспортное средство, оснащенное системой 10 отопления транспортного средства, обозначено в целом ссылочным обозначением 12. Система 10 отопления транспортного средства содержит в моторном отделении, предусмотренном в передней области 14 транспортного средства 12 или вблизи него, работающее на топливе нагревательное устройство 16. Нагревательное устройство содержит зону 18 горелки с изображенной там камерой сгорания и областью теплообменника, в которой выработанная в нагревательном устройстве 16 теплота сгорания может быть передана в воздух, подлежащий вводу во внутреннее пространство транспортного средства. Далее, нагревательное устройство 16 содержит воздуходувку 20 воздуха для сжигания, с помощью которой необходимый для сжигания воздух для сжигания можно подавать в область 18 горелки. Воздуходувка 20 воздуха для сжигания содержит область 22 входа воздуха для сжигания, которая может быть предусмотрена, например, непосредственно на корпусе воздуходувки 20 воздуха для сжигания или в ведущей от нее области 24 линии воздуха для сжигания.
Топливо, необходимое для сжигания вместе с воздухом для сжигания, подводят в зону 18 горелки с помощью топливного насоса 26 из расположенного, например, в задней области 28 транспортного средства 12 или вблизи нее резервуара 30.
Возникающую в камере сгорания зоны 18 горелки смесь из воздуха для сжигания и топлива сжигают и возникающие при этом отработавшие газы покидают нагревательное устройство 16 через область 32 выхода отработавших газов или расположенную рядом с ней установку 34 отвода отработавших газов. Установка 34 отвода отработавших газов может содержать, например, шумоглушитель или/и устройство для очистки газа и выдает вытесненные из зоны 18 горелки отработавшие газы через область 38 выхода отработавших газов в окружающую среду.
Система 10 отопления транспортного средства содержит в присоединении к нагревательному устройству 16 устройство 40 управления, которое, например, также может быть интегрировано в нагревательное устройство 16. Оно предназначено для управления работой нагревательного устройства 16 или его регулировки на основании информации об обратной связи посредством управления, в частности, воздуходувкой 20 воздуха для сжигания и топливным насосом 26. В частности, устройство 40 управления может быть предназначено для обеспечения работы воздуходувки 20 воздуха для сжигания с установленным для режима отопления числом оборотов или интенсивностью подачи топлива посредством приложения пригодного напряжения. Для введения необходимого для желаемого режима сжигания количества топлива устройство 40 управления может управлять работой топливного насоса 26, который, например, может быть выполнен в виде дозирующего насоса с возвратно-поступательно движущимся поршнем, причем для транспортировки необходимого количества топлива он работает с соответствующей тактовой частотой.
Если такого рода транспортное средство 12 эксплуатируют в состоянии пребывания в воде, то есть в состоянии, в котором прежде всего нижняя область транспортного средства 12 перемещается в воде или находится в воде и, таким образом, существует потенциальная опасность того, что вода может проникнуть через установку 34 отвода отработавших газов в нагревательное устройство 16 и повредить его, то систему 10 отопления транспортного средства переводят в состоянии, в котором она работает в режиме пребывания в воде.
Для этого, прежде всего, необходимо с помощью обозначенного в целом ссылочным обозначением 42 устройства для выработки информации о состоянии пребывания в воде подготовить информацию и ввести ее в устройство 40 управления, в результате чего устройство 40 управления может предпринять меры, защищающие нагревательное устройство 16.
Устройство 42 для выработки информации о состоянии пребывания в воде может содержать, например, переключатель 44 состояния пребывания в воде. Он может быть размещен в области приборной панели транспортного средства 12 и позволяет водителю транспортного средства 12 путем нажатия переключателя 44 состояния пребывания в воде выработать информацию, которую вводят в устройство 40 управления. На основании этой информации о состоянии пребывания в воде устройство 40 управления осуществляет такое управление нагревательным устройством 12 для перехода в режим пребывания в воде, что воздуходувки 20 воздуха для сжигания работает, например, с заданным для режима пребывания в воде числом оборотов или интенсивностью подачи топлива. Например, это число оборотов может соответствовать весьма высокому или максимально возможному числу оборотов для воздуходувки 20 воздуха для сжигания или его рабочего колеса, приводимого в действие электродвигателем, для подачи по возможности большого количества воздуха в область 18 горелки и через нее в установку 34 для отвода отработавших газов. Для этого устройство 40 управления может быть выполнено, например, для подачи на электродвигатель воздуходувки 20 воздуха для сжигания рабочего напряжения с заданной для режима пребывания в воде скважностью.
При переходе в режиме пребывания в воде устройство 40 управления управляет работой топливного насоса 26 таким образом, что, если перед этим он был задействован для осуществления режима сжигания нагревательного устройства 20, он отключается и, тем самым, прекращается подача топлива в область 18 горелки. Если перед поступлением информации о состоянии пребывания в воде топливный насос 26 не работал, что означает, что нагревательное устройство 16 в равной мере не работало в режиме нагрева, то для режима пребывания в воде или в режиме пребывания в воде устройство 40 управления удерживает топливный насос 26 в выключенном состоянии, что в конечном итоге означает, что на топливный насос 26 не выдается сигнал управления, который приводит его в действие.
За счет прекращения или препятствования подаче топлива в зону 18 горелки в режиме пребывания в воде обеспечивают, что в режиме пребывания в воде в окружающую среду несгоревшее топливо не выводится в систему 34 отвода отработавших газов и через нее в окружающую среду. Поскольку при возникновении состояния пребывания в воде и, например, незначительного проникновении воды через установку 34 отвода отработавших газов сжигание в зоне 18 грелки в упорядоченном состоянии было бы невозможным или бы прекратилось вследствие нарастающего противодавления, при переходе в режим пребывания в воде активно заботятся о завершении сжигания определенным образом.
Путем нажатия переключателя 44 состояния пребывания в воде водитель транспортного средства 12 уже тогда, когда может быть распознана опасность состояния пребывания в воде или преднамеренно должно быть задействовано состояние пребывания в воде, может с опережением перевести систему 10 отопления транспортного средства или его нагревательное устройство 16 в режим пребывания в воде. После завершения режима пребывания в воде путем повторного нажатия переключателя 44 состояния пребывания в воде можно прекратить выработку информации о состоянии пребывания в воде или выработать информацию, которая позволяет устройству 40 управления распознать завершение состояния пребывания в воде и, если необходимо, вновь задействовать нормальный режим работы нагревательного устройства 16.
Для того, чтобы альтернативно или дополнительно обеспечить возможность предоставление информации для выработки информации о состоянии пребывания в воде с помощью переключателя 44 состояния пребывания в воде устройства 40 управления, которая сигнализирует о возникновении или наличии состояния пребывания в воде, устройство 42 для выработки информации о пребывании в воде может содержать датчик состояния пребывания в воде, обозначенный в целом ссылочным обозначением 46. Он может содержать, например, датчик 50 уровня воды, расположенный вблизи области 38 выхода отработавших газов, то есть, таким образом, вблизи днища 48 транспортного средства 12. Датчик 50 уровня воды может быть выполнен, например, для в индикации этого достигнутого уровня воды и в соответствии с этим ввода информации о состоянии пребывания в воде в устройство 40 управления. Для этого, например, датчик 50 уровня воды может быть выполнен в виде датчика воды или оснащен поплавком, который при возникновении соответственно высокого уровня воды замыкает или размыкает электрический контакт. Принципиально возможно также исполнение такого рода датчика уровня воды в качестве датчика температуры. Также при выработке информации о состоянии пребывания в воде таким образом с сенсорным распознаванием устройство 40 управления может предпринять описанные выше меры для перевода нагревательного устройства 16 в режим пребывания в воде.
Альтернативно или дополнительно для ввода соответствующей информации в устройство 40 управления при возникновении состояния пребывания в воде в качестве датчика 46 состояния пребывания в воде можно также использовать приданный нагревательному устройству 16 и выполненный в виде датчика температуры датчик 52 пламени. Такого рода датчик пламени может быть позиционирован на нагревательном устройстве 16 или вблизи области 32 выхода отработавших газов зоны 18 горелки или вблизи области 38 выхода отработавших газов установки 34 отвода отработавших газов, чтобы посредством главным образом определения температуры отработавших газов обеспечить возможность заключения о качестве или наличии состояния сжигания или выдать соответствующую информацию в форме сигнала температуры. При возникновении состояния пребывания в воде, при котором вследствие возрастания уровня воды, в частности, при текущем режиме сжигания, вода проникает в установку 34 отвода отработавших газов и также достигает датчика 52 пламени последний спонтанно охлаждается водой. Это ведет к тому, что выданный датчиком 52 пламени сигнал температуры указывает на скачкообразное падение температуры, которое свидетельствует о возникновении состояния пребывания в воде. На основании оценки сигнала температуры, например, в устройстве 40 управления, в частности, временного градиента сигнала температуры в случае, если он вследствие сильного падения температуры и, тем самым, сигнала температуры, снижается ниже заданной отрицательной пороговой величины, можно сделать вывод о возникновении состояния пребывания в воде, после чего устройство 40 управления может затем описанным выше образом перевести нагревательное устройство 16 в режим пребывания в воде.
Также в том случае, если нагревательное устройство 16 не работало в режиме сжигания и датчик 52 пламени выдает сигнал температуры, который воспроизводит температуру, которая действует в этот момент времени в области нагревательного устройства 16 и, например, может быть близка к температуре окружающей среды или несколько превышать ее вследствие позиционирования в моторном отделении 14, проникновение воды в установку 34 отвода отработавших газов при достижении этой водой датчика 52 пламени вследствие того обстоятельства, что эта вода в целом имеет температуру, отличающуюся от температуры окружающей воды, приводит к соответственно скачкообразному изменению распознанной датчиком 52 пламени температуры и соответственно к значительному уменьшению сигнала температуры, который с помощью оценки градиента температуры описанным выше образом может быть определен и использован в качестве индикатора возникновения состояния пребывания в воде.
Изображенное на фиг. 1 транспортное средство 12 содержит, далее, в своей передней области 14 и в своей задней области 28, например, в области переднего фартука или заднего фартука соответственно датчик 54, 56 уровня воды, образующий датчик 46 состояния пребывания в воде или используемый как таковой. При движении транспортного средства 12 по наклонной местности вперед или назад в воду транспортное средство сначала входит в контакт с водой областями, в которых расположены датчики 54. 56 уровня воды, причем уже присутствовавший ранее контакт колес транспортного средства с водой не учитывают. Выдающие соответствующий сигнал при контакте с водой датчики 54, 56 уровня воды, который в равной мере могут быть выполнены с поплавком, в качестве датчиков температуры или датчиков воды, выдают соответствующие сигналы датчиков в устройство 58 управления транспортного средства 12. На основании переданных датчиками 54, 56 уровня воды сигналов это устройство 58 управления может выработать информацию о состоянии пребывания в воде и передать ее в систему 60 информационных шин транспортного средства. Различные системы транспортного средства 12 могут осуществлять доступ к этой информации через систему 60 информационных шин, например, с тем чтобы при наличии этой информации закрыть воздушные заслонки, окна и т.п., чтобы предотвратить проникновение воды во внутреннее пространство транспортного средства. Также устройство 40 управления может быть для обмена данными сопряжено с системой 60 информационных шин транспортного средства и, тем самым, иметь доступ к этой информации, индицирующей возникновение состояния пребывания в воде, и соответствующим образом при наличии этой информации переводить нагревательное устройство 16 с режим пребывания в воде.
Устройство 58 управления образует, таким образом, устройство 42 выработки состояния пребывания в воде или часть его. Сенсорные сигналы датчиков 54, 56 уровня воды создают существенную базу для информации, вводимой через устройство 58 управления в систему 60 информационных шин транспортного средства. Таким образом, в смысле настоящего изобретения информация о состоянии пребывания в воде может быть непосредственно выработана с помощью такого сигнала датчика, который, например, инициирует в устройстве 40 управления соответствующие меры управления, однако, может быть также выработана на основании оценки сигнала датчика, действующего также или исключительно в качестве датчика состояния пребывания в воде, например, на основании информации, выработанной в устройстве 40 управления или устройстве 58 управления.
В случае соответствующей изобретению системы 10 отопления транспортного средства или способа ее эксплуатации за счет того, что в режиме пребывания в воде осуществляют управление работой воздуходувки 20 воздуха для сжигания для транспортировки воздуха для сжигания или в целом воздуха через нагревательное устройство 16 и, следовательно, также его установку 34 отвода отработавших газов, создают противодавление, которое может воспрепятствовать проникновению воды вплоть до области зоны 18 горелки. По этой причине в целом исключена опасность того, что при этом вода может также проникнуть в область 22 входа воздуха для сжигания и, следовательно, через нее в нагревательное устройство 16, поскольку, как принципиальным образом указано на фиг. 1, область 22 входа воздуха для сжигания может быть позиционирована в направлении Н по высоте, которое в целом соответствует вертикальному направлению, отчетливо выше, чем область 32 выхода отработавших газов нагревательного устройства 16 или область 38 выхода отработавших газов установки 34 отвода отработавших газов, которая может быть позиционирована, например, на исходном уровне, соответствующем исходному уровню днища 48. При этом область 22 входа воздуха для сжигания может быть позиционирована в вертикальном направлении Н таким образом, что, что она расположена выше ожидаемого максимального уровня воды, которого следует ожидать для допустимого режима пребывания в воде транспортного средства 12.