CN104340010B - 用于对车辆内室进行供暖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对车辆内室进行供暖的方法，其中，所述车辆具有一个中心供暖系统和多个构造成红外辐射器的分散加热面，车辆内室能够通过所述中心供暖系统和/或所述分散加热面按照至少一个车辆乘员的供暖要求调温。按照本发明，为了按照供暖要求对车辆内室进行调温，依据预先给定的分配要求，实施在中心供暖系统与分散加热面之间的功率分配。

Description

用于对车辆内室进行供暖的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对车辆的、特别是混合动力车或电动车的内室进行供暖的方法。
背景技术
现今大部分的车辆借助常规的供暖和致冷系统按照驾驶员的要求进行调温。作为对这个常规供暖系统的补充，很多车辆还配备有座椅加热功能，该座椅加热功能可以通过驾驶员或者坐在座椅上的人员被激活。这种座椅加热功能仅仅按照调定的激活级对座椅进行调温并且完全独立于常规的供暖-致冷系统进行操控。
在现有技术中，除了常规供暖系统之外用于对车辆内室调温的电供暖系统也是众所周知的。例如DE 198 08 571 B4公开了一种常规的供暖及空调设备的附加供暖装置，其包括至少一个以分散供暖系统方式组装在车辆内室中的红外辐射器。在这种情况下，可以通过一个相应的调节装置对红外辐射器的放热进行调节，常规供暖系统的放热越多，该调节装置将红外辐射器的放热设定得就越少。
另外，由DE 10 2011 077 993 A1已知一种带有供暖和致冷系统的车辆，其中，该供暖和致冷系统的至少一部分分散地设置在车辆的各个座位区域附近。在此，依据座位占用情况对分散的供暖和致冷系统进行控制。
发明内容
本发明的目的那么就是，提供一种用于借助中心供暖系统和分散供暖系统对车辆内室供暖的改进的方法。
为此，本发明提供一种用于对车辆的、特别是混合动力车或电动车的内室进行供暖的方法，其中，所述车辆具有一个中心供暖系统和多个构造成红外辐射器的分散加热面，所述车辆内室能够通过所述中心供暖系统和/或所述分散加热面按照至少一个车辆乘员的供暖要求调温，其特征在于：为了按照供暖要求借助中心供暖系统和/或分散加热面对车辆内室进行调温，依据预先给定的分配要求，实施在所述中心供暖系统与所述分散加热面之间的功率分配。有益的发展设计可由下文的描述得出。本发明的方法以及其有益的设计方案可以借助于执行的算法或者在为此所设的控制设备内的相应组件设置而得以实施。
本发明的出发点在于：在其内应该采用本发明所述用于对车辆内室进行供暖的方法的车辆除了常规的中心供暖系统之外还具有多个分散加热面，其中，所述分散加热面构造成红外加热面。
在这种情况下，可以如下地构造和设计红外加热面：例如由构造成辐射发生器的、电流流过的薄膜构成的真正的红外辐射器在背向车辆内室的背面上与绝缘层邻接以及在朝向车辆内室的正面上与导热的装饰面邻接，从而保护乘员免于直接与红外辐射器接触。加热面可以设置在车辆内室中的各种不同的位置上，诸如车门内衬件中、放脚空间内衬件中、副仪表板的区域中、膝部区域中、A-柱区域中、腰围护板中、车顶中、座位的正面上或者还在座位的背面内衬件上、通道上或者座位扶手的侧面上。
借助这样的红外加热面，可以通过红外辐射的直接能量传递无空气运动和无噪声地立即温暖乘员。
本发明的基本思想就在于：通过在常规的中心供暖系统与分散加热面之间适当的功率分配实现对内室最佳地满足乘员要求的调温。按照本发明，这一点可以通过如下方式得以实现：为了按照供暖要求对车辆内室进行调温，依据预先给定的分配要求，实施在中心供暖系统与分散加热面之间的功率分配。
可以通过不同的可选方案预先给定分配要求。按照第一可选方案，可以依据可手动和/或自动调节的分配要求来实施功率分配，就是说，要么驾驶者可以手动地调节一确定的分配要求，要么可以按照对确定的参数的分析处理而自动调节分配要求。
为了对加热面与常规供暖系统之间的功率分配进行手动调节，例如可以设置一个滑动控制器，通过调节该滑动控制器，驾驶者可以预先给定加热功率的一种确定的百分比份额，通过相应地操控分散加热面应该实现或者产生该分额。在极限位置中可以要么只由常规的中心供暖系统要么仅仅由分散加热面产生全部加热功率。
不同于依据可以手动调节的分配要求进行的功率分配，作为可选方案，也可以借助预先给定的框架条件和/或实时存在的要求和参数自动实现分配要求。特别是可以这样地自动实施分配要求或功率分配，即，使得车辆内室能够按照供暖要求尽可能高效地调温。在此，例如车辆内室鉴于能量消耗或者鉴于舒适度或者鉴于能量消耗与舒适度的组合能够被尽可能高效地调温。
由于借助红外加热面能过对内室进行非常快速的加温，特别是温暖位于被操控之加热元件附近的人员，本发法可以如下地设计：原则上出于舒适度原因优先考虑操控红外加热面。但是这样也许会导致电能需求上升，而这又是出于能源效率原因需要避免的。
为了能够通过对常规的中心供暖系统和分散加热面的相应的功率分配实现尽可能高效的调温，本发明还可以规定按照供暖要求对红外加热面的给定加热功率进行计算。在这种情况下，可以依据内室的温热状态和/或预先给定的额定温度或已调定的额定值(用户调节)和/或也许还依据实时的外部温度，来确定分散加热面的这个给定加热功率。在此，可以依据下列参数确定与已调定的额定值相比较的温热状态：
-实时的车辆内室温度和/或
-乘员所期望的额定放热，该额定放热又可以通过以热生理学/物理学为基础的计算被确定。
例如在DE 10 2009 007 414 A1中公开了一种用于确定内室的温热状态的相应计算方法。
于是可以通过对分散加热面的最佳分配提供所述确定出的额定放热量。只有剩余的加热功率需求由常规供暖系统供给，就是说，常规供暖系统的加热功率被减少的量是通过加热面的运行可以提供的加热功率的量。通过这种方式实现了在电能消耗最小的情况下的最佳舒适度。
同样也可以有益地依据车辆内的乘员数量来对内室的调温或者功率分配施加影响，特别是按如下方式：在识别出乘员座椅被占用时，仅仅是操控这些在被占用之乘员座椅的区域内的加热面。那些设置在未被占用之乘员座椅的区域内的加热面则不被操控。
也可以有益地依据中心供暖系统的和/或分散加热面的测得的和/或预计的功率消耗，特别是依据分散加热面的测得的和/或预计的功率消耗，与为操控所述分散加热面提供能量的车载电网的可能功率输出比照(成比例)地对功率分配施加影响。如果例如分散加热面的电功率消耗(例如经过测量的)或者预计的电功率消耗超过加热面与其连接的车载电网(例如低压电源(12V或48V))的最大可能功率输出得到确定的话，那么功率分配必须按如下方式进行匹配调整：使加热功率向常规供暖系统的方向移动，特别是完全转换进入常规的供暖运行中。可以以最简单的方式例如通过对车辆内的被占用座位的测定和分析处理来实现对加热面的电功率要求超过提供功率的车载电网的最大可能电功率输出的推测。如果确定了(几乎)所有的座位被占用以及因此(几乎)所有的分散加热面必须被操控(这将引起很高的电能消耗)的话，已经可以提前转换到借助中心供暖系统的纯粹常规的供暖运行模式中。作为可选方案，也可以在超过较小的人员数量(例如车辆内2个人员)的情况下便已进行转换。
作为依据对要操控的加热面的测得的或者推测的电功率消耗与相关车载电网的电功率输出的比较来对功率分配施加影响以外的可选方案，也可以依据分散加热面的测得的或者预计的电功率消耗，与常规的中心供暖系统的测得的或者预计的电功率消耗相比较地对功率分配施加影响或者预先给定功率分配。如果例如红外加热面的电功率消耗(在相应的座位占用的情况下)或者由红外加热面的和常规供暖系统的电功率消耗(在相应被弱化的运行中)构成的总和超过在对内室进行常规加温供暖时(亦即没有操控加热面)常规供暖系统的实际的或者预计的功率消耗，同样可以向借助中心供暖系统实施的常规供暖运行模式的方向转换，就是说，内室更多地按照常规的方式并且更少地或者完全不利用加热面进行加温供暖。
附图说明
本发明的其他特征和优点可由下文的说明和附图得出。附图中：
图1为具有中心供暖系统和分散加热面的车辆内室；
图2为用于手动调节加热功率的分配要求的、构造成滑动控制器的手动功率分配单元，和
图3为用于描述本发明方法的优选实施方式的、大幅简化的流程图。
具体实施方式
图1示出了车辆内室FZG，其具有四个座位S1至S4和一个用于按照车辆乘员的供暖要求对车辆内室FZG调温的中心控制器SG。车辆装备有一个常规的供暖-空调设备HKA作为中心供暖系统，该供暖系统可以按照供暖要求为了对车辆内室进行空气调节被控制器SG操控。除了中心供暖系统HKA之外，在车辆内分布地设置有4个分散的加热面IR1至IR4，其中，加热面IR1至IR4中的每一个被如下地定位，即，使之用于对车辆内室FZG的一个确定的部分进行调温，特别是用于对一个坐有乘员的区域进行调温。这些加热面IR1至IR4中的每一个又可以由多个加热面部分构成，这些加热面部分被组装在车门内衬件中或相应区域的放脚空间中。另外，这些加热面IR1至IR4构造成所谓的红外辐射器并且由一个辐射发生器(例如电流流过的薄膜)构成，该辐射发生器由电能产生热量并以红外辐射的形式射出。
图2示出了一个用于手动调节加热功率分配要求的手动功率分配单元mLVE，该功率分配单元例如可以设置在上述车辆内室内。详细地说，该单元mLVE包括一个滑动控制器R，此滑动控制器可以定位在100/0至0/100的区域上。如果控制器R被完全移向左侧的话，整个供暖要求仅仅由常规的中心供暖系统HKA提供，就是说，中心供暖系统的加热功率份额为100％，而分散加热面的加热功率的份额为0％。如果控制器R完全位于右侧的话，则仅仅通过相应的操控分散加热面IR实现全部供暖要求，就是说，中心供暖系统的加热功率的份额为0％而分散加热面的加热功率的份额为100％。如果控制器R位于两个终端位置之间的区域内的话，按照分配要求(该分配要求产生自控制器R的位置)两个供暖系统都被操控，即中心供暖系统HKA和分散加热面IR，因而所要求的加热功率由两个系统HKA和IR的组合提供。
这样的滑动控制器既可以被有形地整合为操作元件也可以显示在车辆内的显示屏上或者通过应用程序显示在智能手机上。
图3现在示出了用于描述本发明方法的优选实施方式的、经过简化的流程图，在这个实例中不是按照手动预先给定的分配要求，而是借助自动确定的分配要求实施功率分配，所述自动确定的分配要求应该能够实现对车辆内室的尽可能高效的加温供暖。
一旦有一个对车辆内室进行加温的要求Anf_H被识别出来，本方法便立刻在步骤10中启动。如果是这种情况的话，在下一个步骤中借助一个座位占用识别单元对车辆内有几个人员PA进行检测。如果识别出在车辆内有2个以上的人员PA的话，在不进行进一步检测的情况下直接跳到步骤60并且通过单独操控常规的中心供暖系统实现供暖要求，就是说，利用中心供暖系统对车辆内室进行常规的加温konvH。
然而如果没有两个以上的人员PA在车辆内的话，那么从步骤20转到30。在那里，在第一步中借助供暖要求和实时参数(例如实时内室温度、在必要可能有外部温度)为了(相关的)分散加热面对乘员所希望的额定放热进行基于热物理学的计算。借助这个经过计算的额定放热确定为此所需的红外加热面的电功率要求eL_IR以及与用于操控加热面的车载电网的最大可能电功率输出eL_BN进行比较。总之，如果红外加热面的电功率要求eL_IR大于车载电网的最大可用电功率或功率输出eL_BN，则同样在不进行进一步检测的情况下直接跳到步骤60，并且通过单独操控常规的中心供暖系统来实现供暖要求Anf_H，就是说，利用中心供暖系统对车辆内室进行常规的加温konvH。
然而，如果红外加热面的电功率要求eL_IR不大于车载电网的最大可用电功率或功率输出eL_BN，那么便转到步骤40。在那里检测：通过操控加热面用于对车辆供暖的所述电功率和在可能情况下-如果需要的话-相应弱化地操控常规供暖系统之总和，也就是由加热面的电功率要求eL_IR和在相应弱化的运行中常规供暖系统的电功率要求eL_red_konvH构成的总和，是否大于在单独运行时所需的常规供暖系统的电功率eL_konvH(即没有操控加热面)。
如果是这种情况的话，也就是说，在组合运行时所需的电功率大于中心供暖系统的单独运行时所需的电功率，则就跳到步骤60，并通过单独操控常规的中心供暖系统来实现供暖要求Anf_H，就是说，利用中心供暖系统对车辆内室进行常规的加温konvH。
如果为了对车辆供暖操控两个供暖系统从能源方面来看更有利的话，即由加热面的电功率要求eL_IR和在相应弱化的运行中常规供暖系统的电功率要求eL_red_konvH构成的总和不大于在单独运行时所需的常规供暖系统的电功率eL_konvH，那么就从步骤40跳转到步骤50，并且通过组合地操控相关的红外加热面IR和在弱化的运行中常规供暖系统来实现供暖要求Anf_H。
可以通过一种用于对加热面或者供暖空调设备内的加热元件进行加温的特殊的途径构成一个变型方案：在一定时间内的加温期间，例如在开始供暖后直到120秒内以及直至达到一个确定的温度极限，可以对于加热面和/或供暖空调设备内的加热元件与上述能量评估无关地调节各自需要的加热功率。然后才按照上述方法进行评估。
可以通过步骤30中的询问后的一种改变的方式来实现另一个变型方案：如果红外加热面的电功率要求eL_IR大于车载电网的最大可用电功率或者功率输出eL_BN的话，功率eL_IR就被限制在功率el_BN上，以及，在相应弱化的运行中常规供暖系统的电功率要求的功率eL_red_konvH也被相应地向上修正。
通过此处示出的本发明的方法及其有益的发展设计，可以以简单且经济的方式保证：在电能消耗很少的情况下，最佳地和借助红外加热面明显更快地实现热舒适性。另外，利用电加热面实现的车辆供暖在声音方面更加安静并且不产生通风现象(Zugerscheinung)。

Claims (11)

1.用于对车辆的内室(FGZ)进行供暖的方法，其中，所述车辆具有一个中心供暖系统(HKA)和多个构造成红外辐射器的分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)，所述车辆内室能够通过所述中心供暖系统(HKA)和/或所述分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)按照至少一个车辆乘员的供暖要求(Anf_H)调温，其特征在于：为了按照供暖要求(Anf_H)借助中心供暖系统(HKA)和/或分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)对车辆内室(FZG)进行调温，依据预先给定的分配要求(R，20，30，40)，实施在所述中心供暖系统(HKA)与所述分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)之间的功率分配。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：依据手动和/或自动可调节的分配要求(R，20，30，40)来实施所述功率分配。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述功率分配这样地自动实施，即，使得所述车辆内室(FGZ)能够按照供暖要求尽可能高效地调温。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述功率分配这样地自动实施，即，使得所述车辆内室(FGZ)能够按照供暖要求尽可能高效地调温。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述车辆内室(FZG)鉴于能量消耗或者鉴于舒适度或者鉴于能量消耗与舒适度的组合被尽可能高效地调温。
6.如权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：依据内室的温热状态和/或预先给定的额定温度和/或实时的外部温度，确定分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)的用于内室(FZG)调温所需的功率，其中，所述内室的温热状态依据实时的车辆内部温度和/或确定出的所期望的额定放热而确定。
7.如前述权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：依据车辆内乘员(PA)的数量，对所述功率分配施加影响。
8.如前述权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：依据所述中心供暖系统(HKA)的和/或所述分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)的测得的和/或预计的功率消耗(eL_konvH，eL_red_konvH，eL_IR)，与为控制所述分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)提供能量的车载电网的可能功率输出(eL_BN)比照地对所述功率分配施加影响。
9.如前述权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：依据要操控的分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)的和在相应被弱化的运行中的常规供暖系统(HKA)的预计的功率消耗(eL_IR，eL_red_konvH)之总和，与在常规供暖系统(HKA)单独运行时中心供暖系统(HKA)的预计的功率消耗(eL_konvH)相比较地对所述功率分配施加影响。
10.如前述权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：所述车辆是混合动力车或电动车。
11.如前述权利要求1至5之任一项所述的方法，其特征在于：依据所述分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)的测得的和/或预计的功率消耗(eL_IR)，与为控制所述分散加热面(IR1，IR2，IR3，IR4)提供能量的车载电网的可能功率输出(eL_BN)比照地对所述功率分配施加影响。
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