CN109476207B - 加热系统和用于运行辐射加热设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辐射加热设备，所述辐射加热设备用于将辐射热量提供到机动车的乘客内部空间中，所述辐射加热设备包括用于释放热辐射的加热面(2)；用于提供加热功率的加热元件(22)；第一温度传感器(23)，用于点状地检测第一温度并且用于提供相应的第一温度说明；以及第二温度传感器(24)，用于面状地检测第二温度并且用于提供相应的第二温度说明。为了识别出加热面的局部过热算出所述两个温度说明的差异。接着在故障情况下选择保护运行模式。

Description

加热系统和用于运行辐射加热设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于加热机动车的乘客内部空间的加热系统和一种用于运行辐射加热设备的方法。机动车的加热设备、特别是电气运行的加热面应通过热辐射来温暖机动车的乘员。

背景技术

在现代机动车中不仅通过对流入到乘客车厢中的空气加温而且通过面状的加热设备来加热乘客内部空间。所述加热设备构成可加热的表面，所述表面应通过与车辆乘员的身体部分直接接触来温暖车辆内部空间中的乘客。这种加热设备例如可以设置在方向盘的抓握面上、车辆座椅中、扶手面中或类似位置。

加热设备还可以设置为辐射加热设备。辐射加热设备同样具有作为可加热的表面的加热面，其在表面温度例如为40至150℃之间时应导致对于车辆乘员的可察觉的热辐射并因此提高温度舒适度。

为了避免加热面过热，通常设有温度传感器，借助于所述温度传感器与适合的温度调节相结合地可以保持温度恒定或者可以确保温度不超过预确定的温度阈值。温度传感器可以点状地或在一个面区域上平均地检测加热设备的温度。

辐射加热设备的加热面设计为用于面状地释放热辐射。出现加热面的如下温度，所述温度符合在功率输入和热量释放之间的平衡。

按照加热设备的加热面的尺寸，所述加热面可能部分地被遮盖，例如当行李放置在加热面的一部分上或旁时。在加热设备运行中，这可能导致，加热设备的加热面的被覆盖的部分相对于加热面的未被覆盖的部分明显被加温，因为从加热面的被覆盖的部分的热量散失低于加热面的未被覆盖的部分上的热量散失。

按照点状测量的温度传感器的布置结构，所述温度升高无法探测，从而调节也不引起加热功率的降低并且由于温度升高或许可能发生进行覆盖的物体、例如行李的损坏或可能发生加热设备的损害。在面状测量的温度传感器时通常仅确定在整个加热面上的温度平均值，从而按照加热面的被覆盖部分的份额，局部的温度升高通过对加热面的温度的平均仅查明为较小的温度升高并且因此不足以全面地调节在被覆盖的面区域中的温度。

由文献DE 10 2013 214548 A1例如已知一种用于加热机动车中的乘客车辆的电加热设备，其中，加热效果在乘客内部空间中的红外辐射实现。

由文献DE 10 2013 214554 A1还已知一种用于借助于红外辐射器加热车辆的内部空间的方法，其中，为了对车辆内部空间调温设有在中央加热系统与构成为红外辐射器的加热面之间的功率分布。

由文献EP 2 117 857 B1已知一种用于运行加热和/或制冷单元的方法，所述加热和/或制冷单元能够以不同的功率级接通。例如当车辆门解锁或打开时接通第二功率级。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种特别是用于加热机动车的乘客内部空间的加热系统和一种用于运行辐射加热设备的方法，所述即热系统包括在机动车中使用的辐射加热设备，在所述辐射加热设备中能够避免在部分覆盖加热面时的不希望的温度升高。

所述任务通过一种按照本发明的加热系统以及通过按照本发明的用于运行辐射加热设备的方法来解决。

按照第一方面，一种辐射加热设备设置用于将辐射热量提供到机动车的乘客内部空间中，所述辐射加热设备包括：

-用于释放热辐射的加热面；

-用于提供加热功率的加热元件；

-第一温度传感器，用于点状地检测第一温度并且用于提供相应的第一温度说明；

-第二温度传感器，用于面状地检测第二温度并且用于提供相应的第二温度说明。

上述加热设备的构思在于，借助于第一温度传感器和第二温度传感器规定对加热面的温度控制或调节，所述第一温度传感器点状地测量在加热设备的加热面上的第一温度，所述第二温度传感器测量加热面的第二温度、亦即提供对于加热面的平均温度的代表值或由在整个加热面上的温度分布得出的温度值。

按照另一方面规定一种用于加热机动车的乘客内部空间的加热系统，所述加热系统包括：

-上述辐射加热设备；

-控制装置，其构成为用于：

-检测第一和第二温度说明，

-作为在第一和第二温度说明之间的差异算出差异温度说明，以及

-当差异温度说明的数值超过预定的阈值量时，在保护运行模式中以降低的加热功率操控辐射加热设备。

在上述的加热系统中可以借助于控制装置确定在所测量的第一和第二温度之间的差异并且根据所确定的差异推断出加热面的部分阻隔(Teilverblockung)、亦即加热面的被覆盖的部分面。以此也可以识别出阻隔了加热面的相对小的份额。如果识别出加热面的部分阻隔，则可以相应地降低加热功率输入，特别是这样降低，使得在加热面的被覆盖的面区域中不会出现临界的温度升高。

在加热面的部分面被物体遮盖并因此在该部分面上降低热量释放的情况下，通过第二温度传感器检测的第二温度值升高。如果在部分覆盖加热面时第一温度传感器不被覆盖，则所测量的第一温度值基本上保持不变。在各温度值之间的差异改变，并且借助于与阈值比较可以可靠地识别出这样的部分覆盖的情况。

如果在部分覆盖加热面时第一温度传感器被覆盖，则第一温度值相应升高，而第二温度值由于平均而较微弱地升高。相应地同样产生在第一和第二温度值之间的差异。借助于另外的与阈值比较也可以可靠地探测出温度差异，所述温度差异现在具有与前述情况不同的符号。

如果这样查明出部分覆盖加热面，则可以通过将加热功率相应降低到预定值来保护加热面以免临界的温度升高。也可以通过预定温度值的差异所允许处于的值域来调整加热功率，从而在被覆盖的部分面中不超过临界的温度值。

此外，所述加热元件可以借助于加热丝构成，以便在输入电功率时在整个加热面上提供均匀的加热功率。备选地，所述加热元件可以构成为例如由碳纤维制成的加热垫、构成为具有加热漆或构成为具有加热墨水(Heiztinte)。

可以规定，所述用于测量第一温度的第一温度传感器设置在加热面的中间、特别是在中间区域中，所述中间区域与加热面的边缘离开加热面的延伸尺寸的多于10％，并且所述第一温度传感器特别是构成为NTC电阻或PTC电阻。

此外，所述用于测量第二温度的第二温度传感器可以特别是面状地设置在加热元件与加热面之间，以便按照加热面的局部温度的分布特别是作为加热面的温度的平均值提供第二温度说明。

此外，所述第二温度传感器可以设置为在加热面中分布的电阻丝，所述电阻丝例如呈蛇形曲线延伸。

备选地，所述加热元件可以用作用于测量第二温度的第二温度传感器，以便根据加热元件的电阻按照加热面的局部温度的分布特别是作为加热面的温度的平均值提供第二温度说明。

按照一种实施形式，所述第一温度传感器和/或第二温度传感器可以构成为用于作为电阻、电压、电流或其他电参量给出第一或第二温度说明。

此外，在所述加热系统中可以构成有控制装置，以便作为在第一和第二温度说明之间的差值确定所述差异温度说明。

所述预定的阈值量可以具有在例如2°K与10°K之间的值。

特别是，所述控制装置可以构成为用于实施对加热面的温度调节，以便将当差异温度说明的数值低于预定的阈值量时将加热面的温度调节到预定的理论温度。

此外，所述控制装置可以构成为用于在保护运行模式中实施对加热面的温度调节，以便将加热面的温度调节到如下理论温度，所述理论温度低于用于正常运行模式的预定的理论温度。

按照另一方面规定一种用于运行辐射加热设备的方法，所述辐射加热设备具有加热面，所述方法具有以下步骤：

-检测第一温度说明，其对应于加热面的点状检测的第一温度；

-检测用于第二温度的第二温度说明，所述第二温度描述加热面的平均温度；

-算出作为在第一和第二温度说明之间的差异的差异温度说明；以及

-当差异温度说明的数值超过预定的阈值量时，在保护运行模式中以降低的加热功率操控辐射加热设备。

附图说明

以下借助所附的附图更详细地阐述各实施形式。图中：

图1示出具有辐射加热设备连同第一温度传感器和第二温度传感器的加热系统的示意图；以及

图2示出用于说明一种用于运行辐射加热设备的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出具有辐射加热设备2和控制装置3的加热系统1的示意图。辐射加热设备2构成为红外面式辐射器并且具有一个加热面21，所述加热面可以借助于加热元件22加温。加热元件22例如可以作为电加热单元包括面状延伸的或环状放置的加热丝(未示出)，以便在输入电功率时在整个加热面21上均匀地提供加热功率。

在加热面21与加热元件22之间设有第一温度传感器23，所述第一温度传感器在确定的测量点上测量加热面21的温度。第一温度传感器23根据所测量的温度提供第一温度说明，所述第一温度说明代表第一温度并且例如可以给出电阻或其他电参量。所述第一温度传感器例如可以构成为热敏电阻、例如以NTC或PTC的形式构成。

设有第二温度传感器24，所述第二温度传感器能实现面状温度检测。在此，第二温度传感器基本上可以在加热面21的整个区域上延伸、特别是在加热面21与加热元件22之间延伸并且提供第二温度说明，所述第二温度说明代表第二温度并且例如可以给出电阻或其他电参量。第二温度说明可以由在加热面21上的温度分布由加热面21的局部温度得出。特别是，第二温度传感器24可以提供加热面21的温度分布的平均值。第二温度传感器24可以借助于热敏电阻丝构成，所述热敏电阻丝环状地放置于加热面21的面区域上。

控制装置3用于给加热元件22输入电功率，以便在那里以与电功率相应的加热功率引起相应的热效应。加热功率的输入可以节拍性地(通过周期性地在两个功率级(通常在最高功率与无功率之间)切换)或可变地进行。

所述控制装置3还与第一温度传感器23和第二温度传感器24连接，以便检测通过所述第一和第二温度传感器提供的第一和第二温度说明。

作为正常运行模式，所述控制装置3可以实施对加热面的温度调节，其方式为，根据通过所述两个温度传感器23、24之一检测的温度值改变输入给加热元件22的加热功率，以便将加热面21的温度调节到预定的理论温度。相应的理论温度说明可以通过调整可手动操纵的操作元件来预定或由上级的加热控制装置来预定。为此，为了调节温度可以将理论温度说明与第一温度说明(在使用第一温度传感器23时)或与第二温度说明(在使用第二温度传感器24时)相比较并且根据相应的第一或第二温度说明低于理论温度说明的程度来提高加热功率并且在第一或第二温度说明达到或超过理论温度说明时相应地降低加热功率。

按照保护功能，所述控制装置3还可以使用由温度传感器23、24提供的第一和第二温度说明来识别加热面21被物体部分覆盖。部分覆盖可能导致局部温度升高，所述温度升高可能损坏进行覆盖的物体或辐射加热设备2。

为此在控制装置3中描述一种方法，如所述方法借助于图2的流程图示意性示出的那样。在步骤S1中，由温度传感器23、24检测第一和第二温度说明。

在步骤S2中，求出在第一与第二温度说明之间的差异或偏差、例如以差值的形式，以便获得差异温度说明。

在步骤S3中检查，差异温度说明的数值是否高于预确定的阈值量。如果查明了超过预确定的阈值量(备选项：是)，则所述方法以步骤S4继续，否则在步骤S5中采用上面描述的正常运行模式并且跳回到步骤S1。当识别出在由第一和第二温度说明描述的第一和第二温度之间的温度偏差大于在2°K至10°K之间的预定值时，例如可以识别出部分面的覆盖。

在识别出通过在由第一和第二温度说明确定的差异温度说明之间的偏差之后，在步骤S4中采用保护运行模式。随后以步骤1继续所述方法。在正常运行模式中如上面所述那样进行对加热面的温度的调节。

在降低运行模式中，给加热元件22输入的加热功率应这样降低，使得在被覆盖的部分面中不会出现临界的温度升高。为此，例如可以停用调节并且将给加热元件22输入的加热功率调整到预确定的降低的加热功率，其中也可以在被覆盖的部分面中排除临界的温度升高或完全中断加热功率输入。

备选地，在预定了降低的理论温度说明的情况下可以继续调节，其中即使在部分面被覆盖时也不会产生临界的温度升高。

理论温度说明例如可以在正常运行模式中描述45℃的温度，而在保护运行模式中理论温度说明预定35℃的理论温度。在所有可能的部分覆盖时避免临界的温度升高的理论温度说明例如可以通过经验性试验而确定。

附图标记列表

1 加热系统

2 辐射加热设备

21 加热面

22 加热元件

23 第一温度传感器

24 第二温度传感器

3 控制装置

Claims (18)

1.用于加热机动车的乘客内部空间的加热系统(1)，包括：

辐射加热设备(2)，用于将辐射热量提供到机动车的乘客内部空间中，所述辐射加热设备包括：

用于释放热辐射的加热面(21)；

用于提供加热功率的加热元件(22)；

第一温度传感器(23)，用于点状地检测第一温度并且用于提供相应的第一温度说明；以及

第二温度传感器(24)，用于面状地检测第二温度并且用于提供相应的第二温度说明，

控制装置，其构成为用于：

检测第一温度说明和第二温度说明，

算出作为在第一温度说明和第二温度说明之间的差异的差异温度说明；以及

当差异温度说明的数值超过预定的阈值量时，在保护运行模式中以降低的加热功率操控所述辐射加热设备(2)。

2.按照权利要求1所述的加热系统(1)，其中，所述加热元件(22)借助于加热丝构成，以便在输入电功率时在整个加热面(21)上提供均匀的加热功率。

3.按照权利要求1或2所述的加热系统(1)，其中，用于检测第一温度的所述第一温度传感器(23)设置在加热面(21)的中间。

4.按照权利要求3所述的加热系统(1)，其中，用于检测第一温度的所述第一温度传感器(23)设置在加热面(21)的中间区域中，所述中间区域与加热面的边缘离开加热面的延伸尺寸的多于10％。

5.按照权利要求3所述的加热系统(1)，其中，所述第一温度传感器构成为NTC电阻或PTC电阻。

6.按照权利要求1或2所述的加热系统(1)，其中，用于检测第二温度的所述第二温度传感器(24)设置在加热元件(22)与加热面(21)之间，以便按照加热面(21)的局部温度的分布提供第二温度说明。

7.按照权利要求6所述的加热系统(1)，其中，所述用于检测第二温度的第二温度传感器(24)面状地设置在加热元件(22)与加热面(21)之间。

8.按照权利要求6所述的加热系统(1)，其中，所述第二温度说明作为加热面(21)的温度的平均值提供。

9.按照权利要求6所述的加热系统(1)，其中，所述第二温度传感器设置为在加热面中分布的电阻丝。

10.按照权利要求9所述的加热系统(1)，其中，所述电阻丝呈蛇形曲线延伸。

11.按照权利要求1或2所述的加热系统(1)，其中，所述加热元件(22)用作用于检测第二温度的第二温度传感器(24)，以便按照加热面(21)的局部温度的分布提供第二温度说明。

12.按照权利要求11所述的加热系统(1)，其中，所述第二温度说明作为加热面(21)的温度的平均值提供。

13.按照权利要求1或2所述的加热系统(1)，其中，所述第一温度传感器(23)和/或第二温度传感器(24)构成为用于作为电阻、电压或电流给出第一温度说明或第二温度说明。

14.按照权利要求1所述的加热系统(1)，其中，所述控制装置(3)构成为用于作为所述第一温度说明和第二温度说明之间的差值确定所述差异温度说明。

15.按照权利要求1或14所述的加热系统(1)，其中，所述预定的阈值量具有在2°K至10°K之间的值。

16.按照权利要求1或14所述的加热系统(1)，其中，所述控制装置构成为用于实施对加热面(21)的温度调节，以便将当差异温度说明的数值低于预定的阈值量时将加热面(21)的温度调节到预定的理论温度。

17.按照权利要求16所述的加热系统(1)，其中，所述控制装置(3)构成为用于在保护运行模式中实施对加热面(21)的温度调节，以便将加热面(21)的温度调节到如下理论温度，所述理论温度低于用于正常运行模式的预定的理论温度。

18.用于运行辐射加热设备(2)的方法，所述辐射加热设备具有加热面(21)，所述方法具有以下步骤：

检测第一温度说明，其对应于加热面(21)的点状检测的第一温度；

检测对于第二温度的第二温度说明，所述第二温度描述加热面的平均温度；

算出作为在第一温度说明和第二温度说明之间的差异的差异温度说明；以及

当差异温度说明的数值超过预定的阈值量时，在保护运行模式中以降低的加热功率操控辐射加热设备(2)。

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