DE4323586A1 - Heating device for vehicles - Google Patents

Heating device for vehicles

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Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Brenner, der eine Brennstoffzuführeinrichtung und ein Verbrennungsluftgebläse aufweist, und eine Heizleistungs-Regelvorrichtung, wobei eine Umschaltung zwischen verschiedenen Lei­ stungsstufen möglich ist, bei denen das Verbrennungsluftgebläse jeweils mit einer vorbe­ stimmten Drehzahl läuft.The invention relates to a heating device for vehicles, with a burner, the one Has fuel supply device and a combustion air blower, and a Heating power control device, a switch between different Lei Stungsstufen is possible, in which the combustion air fan each with a vorbe agreed speed runs.

Derartige Heizeinrichtungen sind in verschiedensten Varianten bekannt. Die Regelung der Heizleistung erfolgt nach Maßgabe eines oder verschiedener Parameter, zum Bei­ spiel der Temperatur des Heizmediums (Luft oder Wasser).Such heating devices are known in a wide variety of variants. The regulation the heating output is based on one or different parameters, for example the temperature of the heating medium (air or water).

Früher war es üblich, lediglich eine einzige Leistungsstufe bei derartigen Geräten vorzu­ sehen, wobei dann, abhängig von einer vorgegebenen Temperatur, der Brenner einge­ schaltet oder ausgeschaltet wurde. Dies kann unter anderem starke Temperaturschwan­ kungen in dem zu beheizenden Bereich zur Folge haben.In the past, it was customary to use only one power level for such devices see, then, depending on a predetermined temperature, the burner turned on switched or switched off. This can include strong temperature swans result in the area to be heated.

Eine komfortablere Version derartiger Heizeinrichtungen sieht mehrere, beispielsweise zwei, Leistungsstufen vor. Im normalen Betrieb erfolgt dann ein stetiger Wechsel zwi­ schen beispielsweise Vollast und Teillast, je nach Zustand der für den Regelvorgang maßgeblichen Parametergrößen. A more comfortable version of such heating devices sees several, for example two, power levels before. In normal operation, there is a constant change between For example, full load and partial load, depending on the condition of the control process relevant parameter sizes.  

Bei einem Umschalten von der einen auf die andere Leistungsstufe erfolgt insbesondere eine Änderung der Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses, und dementsprechend auch eine Änderung der Brennstoffzufuhr über die Brennstoffpumpe.When switching from one to the other power level takes place in particular a change in the speed of the combustion air blower, and accordingly a change in the fuel supply via the fuel pump.

Insbesondere die Drehzahlumschaltung des Verbrennungsgebläses bringt aber nun nicht nur bei mittels Relais gesteuerten Einrichtungen ein beträchtliches Umschaltgeräusch mit sich, sondern auch bei Verwendung von Halbleiter-Schaltelementen und dergleichen. Die rasche Drehzahländerung des Verbrennungsluftgebläses geht in der Regel mit deut­ lich hörbaren und unter Umständen unangenehm empfundenen Geräuschen einher, die zum Beispiel durch Vibrationen des Gehäuses oder dergleichen hervorgerufen werden.In particular, the speed switch of the combustion fan does not work considerable switching noise only with devices controlled by relays itself, but also when using semiconductor switching elements and the like. The rapid change in the speed of the combustion air blower is usually noticeable audible and possibly unpleasant noises, which for example caused by vibrations of the housing or the like.

Die vorliegende Erfindung soll hier Abhilfe schaffen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Übergang zwischen verschiedenen Leistungsstufen praktisch geräuschlos vonstatten geht.The present invention is intended to remedy this. The object of the invention is a Heating device of the type mentioned in such a way that the transition practically noiseless between different power levels.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei einem Übergang von einer Leistungsstufe auf eine andere ein gleitender Übergang vorgesehen ist.This task is solved by the fact that in a transition from a power level to a smooth transition is provided.

"Gleitender Übergang" bedeutet hier insbesondere die Abkehr von der sprunghaften Än­ derung der Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses. Nimmt die Drehzahl des Verbren­ nungsluftgebläses beispielsweise von einem hohen Wert bei Vollast auf einen nur etwa halb so großen Wert bei Teillast ab, so geschieht der "gleitende Übergang" innerhalb ei­ nes Zeitintervalls von beispielsweise einer Minute. Auch bei einer Drehzahlzunahme ist ein entsprechend zeitlich langer Übergangsbereich vorgesehen."Smooth transition" here means in particular the departure from the sudden change change in the speed of the combustion air blower. Takes the speed of burning air blower, for example, from a high value at full load to only about half the value at partial load, the "smooth transition" occurs within ei a time interval of, for example, one minute. Even with an increase in speed a correspondingly long transition area is provided.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch einen solchen allmählichen Über­ gang von einer Leistungsstufe auf die andere die Drehzahländerung des Verbrennungs­ luftgebläses praktisch geräuschlos und unbemerkt vonstatten geht. Mit dem gleitenden Übergang der Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses von einem Wert auf einen anderen kann auch der Übergang der Leistung der Brennstoffpumpe nicht - wie bisher üblich - abrupt, sondern allmählich erfolgen. Surprisingly, it has been shown that such a gradual transfer change from one power level to the other the change in speed of combustion air blower is practically silent and goes unnoticed. With the sliding Transition of the speed of the combustion air blower from one value to another the transfer of the power of the fuel pump cannot - as was previously the case - abruptly, but gradually.  

In einem Grenzfall ist der Übergang von einer Drehzahl zur anderen des Verbrennungs­ luftgebläses derart lang ausgedehnt, daß die angestrebte Leistungsstufe (Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses) gar nicht erreicht wird, sondern vorher noch ein erneutes Umschalten im Sinne eines Rückschaltens erfolgt, so daß nach beispielsweise einer all­ mählichen Abnahme der Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses eine nachfolgende all­ mähliche Zunahme der Drehzahl des Gebläses stattfindet, und umgekehrt.In a borderline case, the transition from one speed to the other is combustion air blower extended so long that the desired power level (speed of the Combustion air blower) is not reached at all, but a new one beforehand Switching takes place in the sense of a downshift, so that, for example, after an all gradual decrease in the speed of the combustion air blower a subsequent all gradual increase in fan speed takes place, and vice versa.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, an embodiment of the invention with reference to the drawing explained. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge, und Fig. 1 is a block diagram of a heater for vehicles, and

Fig. 2 verschiedene Drehzahlverläufe bei einem Verbrennungsluftgebläse einer Heizein­ richtung. Fig. 2 different speed profiles for a combustion air fan of a heater.

Der in Fig. 1 dargestellte Aufbau einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge ist an sich be­ kannt.The structure shown in Fig. 1 of a heater for vehicles is known per se.

Ein Brenner 2 enthält zum Erzeugen einer Flamme in einer Brennkammer 4 eine Brenn­ stoffzuleitung 6 mit einer Brennstoffpumpe 8 zum Zuführen von Brennstoff zu einem hier nicht dargestellten Verdampfer, Zerstäuber oder einer anderen vergleichbaren Ein­ richtung. Ein Verbrennungsluftgebläse 10 dient zum Zuführen von Verbrennungsluft entsprechend der dargestellten Pfeilrichtung. Von einer Zündvorrichtung 12 wird am Anfang eines Betriebszyklus das Brennstoff-/Luft-Gemisch entzündet, so daß in einem Flammrohr 14 der Brennkammer 4 eine Flamme entsteht. Die Abgase entweichen über einen Abgaskanal 16.A burner 2 contains for generating a flame in a combustion chamber 4, a fuel supply line 6 with a fuel pump 8 for supplying fuel to an evaporator, atomizer or other comparable device, not shown here. A combustion air blower 10 serves to supply combustion air in accordance with the direction of the arrow shown. The fuel / air mixture is ignited by an ignition device 12 at the beginning of an operating cycle, so that a flame is produced in a flame tube 14 of the combustion chamber 4 . The exhaust gases escape through an exhaust duct 16 .

Das Flammrohr 14 ist von einem Wassermantel 18 umgeben, in welchem das als Wärme­ träger dienende Wasser von einer Pumpe 20 umgewälzt wird. Im Bereich eines Was­ seraustritts 22 wird die Temperatur des Wassers von einem Temperaturfühler 24 erfaßt. Der Temperaturfühler gibt entsprechende Signale an eine Heizleistungs-Regelschaltung 26.The flame tube 14 is surrounded by a water jacket 18 , in which the water serving as heat carrier is circulated by a pump 20 . In the area of a water outlet 22 What the temperature of the water is detected by a temperature sensor 24 . The temperature sensor sends corresponding signals to a heating power control circuit 26 .

Die Anordnung des Flammrohrs 14 und des Wassermantels 18 bildet einen Wärmetau­ scher 18, der für den Wärmeübergang von den Verbrennungsgasen auf das in dem Was­ sermantel 18 befindliche Wasser sorgt. Das in Pfeilrichtung strömende Wasser wird von einem rechts in Fig. 1 dargestellten Wasser/Luft-Wärmetauscher 28 abgekühlt. Die da­ bei von dem Wärmetauscher 28 kommende warme Luft gelangt in einen hier strichpunk­ tiert dargestellten Fahrgastraum.The arrangement of the flame tube 14 and the water jacket 18 forms a Wärmetau shear 18 , which ensures the heat transfer from the combustion gases to the water in the water jacket 18 What is. The water flowing in the direction of the arrow is cooled by a water / air heat exchanger 28 shown on the right in FIG. 1. The warm air coming from the heat exchanger 28 enters a passenger compartment shown here in dash-dot lines.

Fig. 2 zeigt bei "A" den zeitlichen Verlauf der Gebläsedrehzahl des links unten in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsluftgebläses 10. Es erfolgt ein ständiger Wechsel zwischen Vollast (VL) und Teillast (TL). Dieser Verlauf entspricht dem Stand der Technik, weil das Umschalten innerhalb der Heizleistungsregelschaltung 26 entweder über ein Relais oder über einen Halbleiterschalter erfolgt. Die dabei auftretenden Schaltgeräusche sowie die Geräusche bei der relativ schnellen Drehzahländerung des Verbrennungsluftgebläses sollen erfindungsgemäß beseitigt werden. Fig. 2 shows the time course of the fan speed of the combustion air blower 10 shown bottom left in Fig. 1 at "A". There is a constant change between full load (VL) and part load (TL). This course corresponds to the prior art, because the switching within the heating power control circuit 26 takes place either via a relay or via a semiconductor switch. The switching noises that occur as well as the noises during the relatively rapid change in speed of the combustion air blower are to be eliminated according to the invention.

Gemäß Fig. 2 "B" erfolgt der Übergang der Gebläsedrehzahl von Vollast (VL) auf Teil­ last (TL) allmählich, z. B. innerhalb einer Zeitspanne von mehr als etwa einer Minute. Umgekehrt erfolgt auch der Übergang zwischen Teillast (TL) und Vollast (VL) allmäh­ lich, z. B. innerhalb eines Zeitraums von etwa einer Minute.Referring to FIG. 2 "B" of the transition of the fan speed from full load (VL) is at partial load (TL) gradually z. B. within a period of more than about a minute. Conversely, the transition between partial load (TL) and full load (VL) takes place gradually, z. B. within a period of about one minute.

Außer der Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses 10 erfolgt eine Leistungsänderung bei der Brennstoffpumpe 8; da diese jedoch hinsichtlich der Betriebsgeräusche unkritisch ist, spielt sie hier keine besondere Rolle.In addition to the speed of the combustion air blower 10, there is a change in output in the fuel pump 8 ; however, since this is not critical with regard to operating noise, it does not play a special role here.

Fig. 2 zeigt bei "C" einen Spezialfall der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung bzw. des Betriebs der Heizeinrichtung. Der "allmähliche Übergang" der Gebläsedrehzahl von ei­ nem der Vollast entsprechenden Wert auf einen der Teillast entsprechenden Wert ist derart flach, das heißt, die "Zeitkonstante" für den Abfall der Drehzahl ist derart groß, daß möglicherweise ein erneutes Umschalten im Sinne einer Erhöhung der Leistung stattfindet, bevor die untere Leistungsstufe überhaupt erreicht wird. Durch entsprechen­ de Einstellung der Zeitkonstanten, die für die Länge des Übergangs zwischen den ver­ schiedenen Leistungsstufen maßgeblich ist, kann man also einen quasi-analogen Regel­ betrieb erreichen. Fig. 2 shows a special case of the heating device according to the invention or the operation of the heating device at "C". The "gradual transition" of the fan speed from a value corresponding to the full load to a value corresponding to the partial load is so flat, that is to say that the "time constant" for the drop in the speed is so great that a renewed switchover in the sense of an increase in the speed Performance takes place before the lower performance level is reached. By setting the time constant accordingly, which is decisive for the length of the transition between the various power levels, quasi-analog control operation can be achieved.

Die in Fig. 1 dargestellte Heizleistungsregelschaltung enthält entsprechende Schal­ tungselemente, mit denen die in Fig. 2B und Fig. 2C dargestellten allmählichen Über­ gänge realisiert werden. Insbesondere ist in der Heizleistungsschaltung 26 ein Mikropro­ zessor vorgesehen, der den gewünschten Verlauf der Drehzahl des Verbrennungsluftge­ bläses einstellt.The heating power control circuit shown in Fig. 1 contains corresponding circuit elements with which the gradual transitions shown in Fig. 2B and Fig. 2C are realized. In particular, a microprocessor is provided in the heating power circuit 26 , which sets the desired course of the speed of the combustion air blower.

Claims (3)

1. Heizeinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Brenner (2), der eine Brennstoffzuführ­ einrichtung (6, 8) und ein Verbrennungsluftgebläse (10) aufweist, und einer Heizleistungs-Regelvorrichtung (26), wobei eine Umschaltung zwischen ver­ schiedenen Leistungsstufen (VL, TL) möglich ist, bei denen das Verbrennungs­ luftgebläse (10) jeweils mit einer vorbestimmten Drehzahl läuft, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Übergang von einer Leistungsstufe auf eine andere ein gleitender Übergang vorgesehen ist.1. Heating device for vehicles, with a burner ( 2 ) having a fuel supply device ( 6 , 8 ) and a combustion air blower ( 10 ), and a heating power control device ( 26 ), with a switchover between different power levels (VL, TL ) is possible, in which the combustion air blower ( 10 ) runs at a predetermined speed, characterized in that a smooth transition is provided during a transition from one power level to another. 2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (26) eine Mikroprozessorsteuerung aufweist, und daß der Übergang von einer Leistungsstufe auf die andere zeitlich linear erfolgt.2. Heating device according to claim 1, characterized in that the control device ( 26 ) has a microprocessor control, and that the transition from one power level to the other is linear in time. 3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang in einem Intervall der Größenordnung von mehr als einer Mi­ nute erfolgt.3. Heating device according to claim 1 or 2, characterized, that the transition in an interval of the order of more than a Mi groove takes place.
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