CN103373195B - 汽车的辅助加热装置和空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的辅助加热装置，包括红外辐射器(14)、温度传感器(24)和与红外辐射器(14)和温度传感器(24)有效连接的控制器(20)，控制器(20)用于根据由温度传感器(24)测量的温度控制红外辐射器。本发明的特征在于，具有反射器的红外辐射器(14)、温度传感器(24)和控制器(20)集成在共同的壳体(12)中，该壳体具有与红外辐射器(14)的另一侧的反射器对置的、用于使红外光线透过的窗口(16)，以及与红外辐射器(14)、温度传感器(24)和控制器(20)相连的提供数据和电源的插头接口(22)。

Description

汽车的辅助加热装置和空调装置

技术领域

本发明涉及一种汽车的辅助加热装置，包括红外辐射器、温度传感器和与红外辐射器和温度传感器有效连接的控制器，用于根据由温度传感器测量的温度控制红外辐射器。

本发明还涉及一种用于汽车的空调装置，包括主加热装置、至少一个辅助加热装置和用于协调地控制主加热装置和辅助加热装置的控制器。

背景技术

这种辅助加热装置和空调加热装置由US2010/0187211A1已知。该文献公开了一种用于汽车的传统的空调装置，其通过在放脚空间区域中的红外辅助加热补充。为此在放脚空间中设置由碳构成的红外辐射器，其发射空间角指向驾驶员或副驾驶员的脚。该红外辐射器与中央空调控制器相连，该中央空调控制器既控制主加热器也控制红外辅助加热器并且协调两者的运行。为了避免过量地辐射和加热驾驶员或副驾驶员的脚部，为每个红外辐射器分配至少一个温度传感器，借助其测量值评估被照射的目标表面(尤其是驾驶员或副驾驶员的脚部)的温度。温度传感器独立地与空调控制器相连。在所述文献中唯一详细公开的实施例中，温度传感器设置在红外辐射器和目标表面之间的红外辐射路径中。因此温度传感器检测到由红外辐射器发出的红外光线，并且由控制器根据几何布局和尤其是红外辐射器、温度传感器和目标表面的间距估算目标表面的可能的温度。在此具有的缺点在于，温度估算是不精确的，各个元件的装配复杂且耗费，并且必须对各种专属实现的几何布置协调控制。

由US2011/0127246A1已知一种相同系统的扩展设计，其中红外辐射器被脉冲地驱动。

由DE102008063666A1已知一种用于驾驶员或副驾驶员的脖颈区域的类似的辅助加热装置。

由DE19808571B4已知一种间接的红外加热器。在此，非直接向汽车的客舱辐射的红外辐射器被主加热装置的空调气流冷却，因此上述空调气流被吹入客舱中。

由EP2230112A1已知另一种、更强的间接红外加热装置。在此红外发射器朝向设置在主加热装置的空调气流中的、由可吸收红外光线的材料制成的吸收器，该吸收器由空调气流流过并且加热该气流。因此被加热的空调气流被吹入客舱中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，这样扩展设计这种类型的辅助加热装置，使得其能够更简单地集成在汽车的空调装置中。

所述技术问题通过一种用于汽车的辅助加热装置解决，其包括红外辐射器、温度传感器和与红外辐射器和温度传感器有效连接的控制器，控制器用于根据由温度传感器测量的温度控制红外辐射器，按照本发明，具有反射器的红外辐射器、温度传感器和控制器集成在共同的壳体中，该壳体具有与红外辐射器的另一侧的反射器对置的、用于使红外光线透过的窗口，以及与红外辐射器、温度传感器和控制器相连的提供数据和电源的插头接口。

本发明的核心思想是模块化的构造，其中，整个辅助加热装置设计为单独的构件或模块，并且以简单的方式与空调控制器相连。这种辅助加热模块非常适用于更新以及简便地进行模块升级。模块的主要组成部分是自有的控制器，其根据温度传感器的测量数据控制红外辐射器，该温度传感器同样是模块的组成部分。因此所述任务不必由空调控制器接管，该空调控制器当前仅仅将辅助加热模块作为整体来控制。相应更简单地可以取消空调控制器的编程，因此可以更简单地进行辅助加热装置的可选的补充或删除，例如根据顾客期望的汽车的配备特征。

在本发明一种优选的实施形式中规定，温度传感器设计为屏蔽红外辐射器的直接放射射线的红外光线传感器，其检测空间角与红外辐射器的照射空间角交叉。这样能够明显改善红外辐射器的温度控制。通过这种方式，目标表面的温度不需耗费地和根据元件布置的特殊几何位置被估算。相反，可以直接测量目标表面的温度。已知每个物体放射与其温度相应的电磁光谱。在与汽车空调相关的温度的范围中，这种光谱的最大放射量位于红外区域中。因此被红外辐射器照射的目标表面也会放射(长波的)红外光线。这被红外光线传感器测量并且传送至控制器，因此其能够确定目标表面的温度。为此显然需要，红外光线传感器不能直接被红外辐射器照射。更确切地是需要，目标表面的主要部分既位于红外辐射器的放射空间角中，也位于红外传感器的检测空间角中。

红外辐射器优选具有作为其红外光线的放射元件的陶瓷放射器。陶瓷放射器明显比已知的石英放射器更加防碎，由此按照本发明的辅助加热模块尤其结实耐用。如在一种优选的实施形式中规定，红外辐射器放射的红外光谱的最大强度放射值位于2000纳米至8000纳米的波长区域中。这位于被称为IR-C(大于3500纳米)和IR-B(大于1400纳米)的红外波长带内。尤其是IR-C带不能被人体作为直接的辐射热量感知，并且因此更容易集成在汽车空调的整体控制中。而IR-B带具有的优点在于，能够被水分子吸收并且尤其适用于干燥过程，例如鞋的干燥，尤其当(如在一种优选的实施形式中)至少一个按照本发明的辅助加热装置设置在汽车的放脚空间中并且红外辐射器的放射空间角指向放脚空间内部。

壳体的窗口(红外光线通过该窗口放出)优选被设计为壳体壁的被格栅覆盖的缺口。这尤其简单和廉价，而且在安全方面也是足够的。格栅的网眼大小优选这样选择，即较大的可燃物质，如绒毛、昆虫、叶片等不能进入。

为了在按照本发明的辅助加热模块、尤其它的控制器和空调控制器之间的通信变得简单，优选规定插头接口具有设置用于与标准化的总线系统连接的触头组。例如实现LIN-Bus标准。红外辐射器和温度传感器的电源触头能够与数据接口组装，因此整体需求的触头能够组装在唯一的插头中。

所述技术问题还通过一种用于汽车的空调装置解决，其包括主加热装置、至少一个辅助加热装置和用于协调控制主加热装置和辅助加热装置的控制装置，其中，所述至少一个辅助加热装置是如前所述的按照本发明的辅助加热装置，其中，辅助加热装置的控制器与控制装置之间可数据传递地相连。

比较优选的是，至少一个辅助加热装置设置在汽车的放脚空间中并且其红外辐射器的放射空间角指向放脚空间内部。

附图说明

本发明的其它特征和优点从以下说明和附图中得出。在附图中：

图1示出按照本发明的辅助加热模块的示意图，

图2示出具有按照本发明的辅助加热模块的汽车的放脚空间的示意图。

具体实施方式

图1示出按照本发明的辅助加热装置，也就是辅助加热模块10。该模块具有由金属和/或耐热的塑料和/或陶瓷制成的壳体12，其在图1中简化地显示为六面体，但是原理上也可以具有任意的形状，尤其与规定的装配位置相适配。在壳体12的内部机械固定红外辐射器14并且电连接。该壳体12具有缺口16，由红外辐射器14发出的红外光线能够从该缺口16漏出。缺口16可以由可使红外光线透过的板件封闭。在图1所示的实施形式中对此设置格栅护板18。在图1中为了更好的看到位于其下的元件格栅网眼被非常大的显示。实际中会选择规则的更小的网眼大小。在图1中看不到在红外辐射器14的另一侧与缺口16对置的反射器。反射器可以由壳体的内壁自行构成或由单独的元件构成。其可用于使由红外辐射器14“向下”发射的红外光线转向并且穿过缺口16射出。

在通过未显示的隔热壁与包含红外辐射器14的壳体部段隔开的相邻的壳体部段中，放置(虚线所示的)控制器20，该控制器20以导电连接和数据传输方式与设置在壳体12的外壁上的插口22相连。插口22的各个接触针脚用于单独地或成组地与电源或LIN-Bus接触。此外，辅助加热模块10包括红外光线传感器24，其设置在上侧，也就是壳体12的带有缺口16的侧面上，并且沿与红外辐射器14照射方向大致相同的方向定向。红外光线传感器24与控制器20相连。

图2示出汽车的放脚空间26的示意图，用于显示辅助加热模块10可能的在汽车空调装置的范围中的安装。辅助加热模块10集成在放脚空间26的顶部中，在该放脚空间26的底板上设置踏板28，在行驶时驾驶员的脚部位于踏板上。虚线显示的是红外辐射器14的放射空间角30，点划线显示的是红外光线传感器24的与其交叉的检测空间角32。

在以上具体的说明中讨论的和在附图中显示的实施形式当然只是为了显示本发明的解释性的实施例。按照本发明的公开内容，本领域技术人员能够得出一系列的变型方案也属于本申请的保护范围。

附图标记清单

10辅助加热装置/辅助加热模块

12壳体

14红外辐射器

16壳体的缺口

18格栅护板

20控制器

22插口

24红外光线传感器

26放脚空间

28踏板

30红外辐射器的发射空间角

32红外光线传感器的检测空间角

Claims (8)

1.一种用于汽车的辅助加热装置，包括红外辐射器(14)、温度传感器(24)和与红外辐射器(14)和温度传感器(24)有效连接的控制器(20)，控制器(20)用于根据由温度传感器(24)测量的温度控制红外辐射器(14)，其特征在于，具有反射器的红外辐射器(14)、温度传感器(24)和控制器(20)集成在共同的壳体(12)中，该壳体具有与红外辐射器(14)的另一侧的反射器对置的、用于使红外光线透过的窗口(16)，以及与红外辐射器(14)、温度传感器(24)和控制器(20)相连的提供数据和电源的插头接口(22)。

2.按照权利要求1所述的辅助加热装置，其特征在于，所述温度传感器设计为屏蔽红外辐射器(14)的直接放射的红外光线传感器，该温度传感器的检测空间角(32)与红外辐射器(14)的照射空间角(30)交叉。

3.按照权利要求1或2所述的辅助加热装置，其特征在于，所述红外辐射器(14)具有作为其红外光线的放射元件的陶瓷放射器。

4.按照权利要求1或2所述的辅助加热装置，其特征在于，红外辐射器(14)以最大放射值位于2000纳米至8000纳米的波长区域中的红外频谱放射。

5.按照权利要求1或2所述的辅助加热装置，其特征在于，壳体的窗口被设计为壳体壁的覆盖有金属格栅(18)的缺口(16)。

6.按照权利要求1或2所述的辅助加热装置，其特征在于，插头接口(22)具有设置用于与标准化的总线系统连接的触头组。

7.一种用于汽车的空调装置，包括主加热装置、至少一个辅助加热装置(10)和用于协调控制主加热装置和辅助加热装置(10)的控制装置，其特征在于，所述至少一个辅助加热装置(10)是按照前述权利要求之一所述的辅助加热装置，其中，辅助加热装置(10)的控制器(20)与控制装置之间可数据传递地相连。

8.按照权利要求7所述的空调装置，其特征在于，至少一个辅助加热装置(10)设置在汽车的放脚空间(26)中并且其红外辐射器的放射空间角(30)指向放脚空间内部。