CZ301962B6 - Zpusob provozování topného systému ve vozidle - Google Patents

Abstract

Rešení se týká zpusobu provozování topného systému ve vozidle, pricemž tento topný systém obsahuje palivem urcené topidlo (12) s prvním elektrickým topným zarízením (24), pro zapalování smesi vzduch/palivo nacházející se ve spalovací komore (16), a s druhým elektrickým topným zarízením (22), pro ohrev porézního odparovacího média (20) a v nem obsaženého paliva pro podporování odparování paliva do spalovací komory (16). Systém dále obsahuje první zarízení k vytvárení pocátecní instrukce, které je ovladatelné uživatelem pro vytvorení pocátecní instrukce pro uvedení topidla (12) do provozu, druhé zarízení k vytvárení pocátecní instrukce, které podle provozního programu vytvorí pocátecní instrukci pro uvedení topidla (12) do provozu. Podle rešení se tehdy, když byla vytvorena pocátecní instrukce prostrednictvím prvního zarízení k vytvárení pocátecní instrukce, provozuje druhé elektrické topné zarízení (22) s vyšším výkonem, než tehdy, když byla vytvorena pocátecní instrukce prostrednictvím druhého zarízení k vytvárení pocátecní instrukce.

Description

Způsob provozování topného systému ve vozidle

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu provozování topného systému ve vozidle, přičemž tento topný systém obsahuje palivem provozované topidlo s prvním elektrickým topným zařízením, pro zapalování směsi vzduch/palivo nacházející se ve spalovací komoře, a s druhým elektrickým topným zařízením, pro ohřev porézního odpařovacího média a v něm obsaženého paliva pro podporování odpa10 rování paliva do spalovací komory, první zařízení k vytváření počáteční instrukce, které je ovladatelné uživatelem pro vytvoření počáteční instrukce pro uvedení topidla do provozu, druhé zařízení k vytváření počáteční instrukce, které podle provozního programu vytvoří počáteční instrukci pro uvedení topidla do provozu.

Dosavadní stav techniky

Ve spise DE 101 30 638 Al je uveden topný systém s takzvaným odpařovacím hořákem. U tohoto odpařovacího hořáku je v oblasti dna spalovací komory uspořádáno odpařovací médium, které kapilárním dopravním účinkem rozvádí kapalné palivo do něj přiváděné, a které na své volné horní straně přivrácené ke spalovací komoře odpařuje palivo do spalovací komory. Pro podporování tohoto odpařování je tomuto odpařovacímu médiu přiřazeno elektricky provozovatelné vyhřívací zařízení, takže zvýšením teploty v oblasti tohoto porézního odpařovacího média může být dosaženo intenzivnějšího odpařování paliva. Dále je zde upraveno další elektrické vyhřívací zařízení ve formě žhavicího zapalovacího kolíku, který může vytvářet lokálně velmi vysoké teploty, a proto slouží k zapalování směsi palivo/vzduch vytvářené ve spalovací komoře, a tudíž k začátku spalování.

U tohoto známého topného systému může být topný výkon, s kterým se provozuje elektrické vyhřívací zařízení přiřazené poréznímu odpařovacímu médiu, nastavován v závislosti na různých podmínkách. Například je známé při nízkých okolních teplotách vytvářet vyšší topný výkon, a proto zintenzívnit odpařování paliva. Dále může být v závislosti na tom, zda je takové topidlo provozováno jako nezávislé topení nebo jako přídavné topení, měněn topný výkon tohoto topného zařízení, protože při provozování jako nezávislé topení je akceptovatelná delší doba do začát35 ku spalování, zatímco při provozu jako přídavné topení má být dosaženo vysokých teplot co nejrychleji.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob provozování tohoto topného systému tak, aby se zlepšilo jeho spouštění podle provozních podmínek.

Uvedený úkol splňuje způsob provozování topného systému ve vozidle, přičemž tento topný systém obsahuje palivem provozované topidlo s prvním elektrickým topným zařízením, pro zapalování směsi vzduch/palivo nacházející se ve spalovací komoře, a s druhým elektrickým topným zařízením, pro ohřev porézního odpařovacího média a v něm obsaženého paliva pro podporování odpařování paliva do spalovací komory, první zařízení k vytváření počáteční instrukce, které je ovladatelné uživatelem pro vytvoření počáteční instrukce pro uvedení topidla do provo50 zu, druhé zařízení k vytváření počáteční instrukce, které podle provozního programu vytvoří počáteční instrukci pro uvedení topidla do provozu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že když byla vytvořena počáteční instrukce prostřednictvím prvního zařízení k vytváření počáteční instrukce, provozuje druhé elektrické topné zařízení s vyšším výkonem, než tehdy, když byla vytvořena počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce.

- 1 CZ 301962 B6

U způsobu provozování topného systému podle vynálezu se tedy ve fázi spouštění rozlišuje, jakým způsobem byla počáteční instrukce vytvořena. Byla-li počáteční instrukce vytvořena uživatelem samotným, tedy ovládáním prvního zařízení k vytváření počáteční instrukce, takže to ukazuje na to, že uživatel se například již nachází ve vozidle, popřípadě chce co nejdříve uvést vozidlo do provozu. To však opět znamená, zeje důležité moci velmi rychle provést vytápění, což znamená, že je zapotřebí velmi krátké doby spuštění. V tomto stavu se tedy druhé elektrické topné zařízení provozuje s vyšším topným výkonem, což sice více zatíží palubní napěťovou soustavu, avšak intenzivnějším odpařováním paliva přispívá k podstatně kratší fázi spuštění topného zařízení. Je-li naopak počáteční instrukce vytvořena podle programu, znamená to, že se přímo neblíží použití vozidla, nýbrž že se má pouze uskutečnit předehřívací provoz definovaný programem. Za těchto provozních podmínek je u topného zařízení akceptovatelná delší fáze spouštění, protože všeobecně potom následuje dostatečná perioda vytápění. Tímto způsobem je možno především podstatně odlehčit palubní napěťovou soustavu v topném režimu, tedy vytápěcím režimu, který probíhá při nízkých okolních teplotách.

Podle jednoho provedení může být například v provozním programu definován alespoň jeden okamžik spuštění.

Podle dalšího výhodného aspektu může být způsob podle vynálezu proveden tak, že provozní program může být zadán uživatelem, a že potom, když doba mezi zadáním provozního programu uživatelem a okamžikem spuštění definovaným v tomto provozním programu je kratší než předem stanovená minimální doba, řídicí zařízení po vytvoření počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce provozuje druhé elektrické topné zařízení s vyšším výkonem, než tehdy, když tato doba není kratší než minimální doba.

Zde je zohledněno to, že i tehdy, když je počáteční instrukce vytvořena provozním programem, který byl předtím uživatelem definován, respektive zadán, může existovat případ, že řidič po nastoupení do vozidla toto programování provedl, a sice tak, že relativně krátce po programování jejíž zapotřebí provozu topného zařízení. Ani za těchto podmínek potom není akceptovatelná příliš dlouhá fáze spouštění topného zařízení, protože se vychází z toho, že řidič chce uvést vozidlo do provozu co nejdříve.

Například je možno v tomto případě provést takové opatření, že, když je doba kratší než minimální doba, řídicí zařízení po vytvoření počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce v normálním případě provozuje druhé elektrické topné zařízení s maximálním topným výkonem.

Aby při vytvoření počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce bylo možno dosáhnout maximálně možného odlehčení palubní napěťové soustavy, navrhuje se dále, aby po vytvoření počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce řídicí zařízení neuvedlo do provozu druhé elektrické topné zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže popsán podle přiloženého výkresu, na němž obrázek znázorňuje principiálně topný systém podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku je znázorněn topný systém £0. Jako podstatnou komponentu obsahuje tento topný systém £0 schematicky znázorněné topidlo £2. Toto topidlo £2 má ve skříni 14 spalovací komoru

-2CZ 301962 B6

16, v níž se může zapalovat a spalovat směs sestávající z paliva a spalovacího vzduchu. Palivo, které všeobecně existuje v kapalné formě, se přívodem ]_8 vede do topidla Γ2. Například v oblasti dna skříně 14 spalovací komory 16 je upraveno porézní odpařovací médium 20. Toto odpařovací médium 20 vytvořené z pletiva, pleteniny, pěnovitého materiálu nebo podobně, jímá palivo pri5 váděné přívodem J_8 a kapilárním účinkem je rozvádí. Na homí straně porézního odpařovacího média 20. která je přivrácena do spalovací komory 16, se potom palivo odpařuje ve směru do spalovací komory 16.

Poréznímu odpařovacímu médiu 20 je přiřazeno topné zařízení 22. Toto elektricky provozovatelio né topné zařízení 22, které obsahuje topnou spirálu, topnou šroubovici nebo podobně, slouží k ohřevu porézního odpařovacího média 20. a tudíž i kapalného paliva v něm obsaženého, a proto k dostatečnému odpařování paliva ve fázi spouštění topidla 12. zejména při nízké okolní teplotě.

Kromě blíže neznázoměného přívodu spalovacího vzduchu obsahuje topidlo 12 další elektricky provozovatelné topné zařízení 24. Toto topné zařízení 24, vytvořené například ve formě žhavicího zapalovacího kolíku, slouží k zapalování pro vyvolání spalování směsi spalovacího vzduchu a odpařeného paliva, nashromážděné ve spalovací komoře 16. Za tím účelem vytváří toto topné zařízení 24 lokálně velmi vysoké teploty, které postačují k zapálení směsi, a proto k vyvolání spalování.

Různé oblasti systému, které jsou vhodným řízením aktivovány, popřípadě deaktivovány, tedy zejména obě topná zařízení 22, 24 a přívod 18 paliva, rovněž však i neznázoměný přívod spalovacího vzduchu, jsou řízeny řídicím zařízením 26. Toto řídicí zařízení 26 vytváří různé povely neboli počáteční instrukce, respektive zajišťuje, aby se k různým elektricky vybuditelným kom25 ponentám systému přiváděla vhodná napětí.

Řídicímu zařízení 26 je přiřazena obslužná jednotka 28. Tato obslužná jednotka 28, která je ve vozidle například stacionární, slouží uživateli k tomu, aby mohl určit požadovaný provoz topidla 12. Obslužná jednotka 28 může například obsahovat spouštěcí tlačítko 30, jehož aktivování, res30 pektive stlačení, má za následek, že se vytvoří povel, neboli počáteční instrukce, pro topidlo 12, a řídicím zařízením 26 jsou potom odpovídajícím způsobem podle potřeby aktivovány různé požadované oblasti systému. Dále jev obslužné jednotce 28 upraveno programovací tlačítko 32. Pomocí tohoto programovacího tlačítka 32, nebo popřípadě pomocí více programovacích tlačítek, například i číselné klávesnice, je možno vytvořit řídicí program, v němž je například stano35 ven určitý okamžik, v němž má být topidlo 12 uvedeno do činnosti, a popřípadě je stanovena i doba, po kterou má být potom od předem stanoveného okamžiku topidlo 12 v provozu. Při určování tohoto pevného okamžiku spuštění, tedy například určité denní doby, popřípadě i při přiřazení k určitým dnům v týdnu, se okamžik spuštění definovaný potom v řídicím programu porovná se skutečným časem, a když se zjistí shoda, vydá se opět povel, neboli počáteční instrukce, který má v řídicím zařízení 26 potom opět za následek odpovídající řízení různých oblastí systému.

Na obrázku je dále znázorněna mobilní obslužná jednotka 34, která rovněž obsahuje spouštěcí tlačítko 36 a jedno nebo více programovacích tlačítek 38. Například je možno provést takové opatření, že ftinkčnost mobilní obslužné jednotky 34 v zásadě odpovídá funkčnosti obslužné jednotky 28, která je ve vozidle stacionární, takže i pomocí této mobilní obslužné jednotky 34 je možno stlačením spouštěcího tlačítka 36 přímo uvést topidlo 12 do činnosti nebo definovat program, který opět definuje například okamžik zapnutí, popřípadě dobu provozu. Mobilní obslužná jednotka 34 přenáší data do řídicího zařízení 26 rádiem, takže toto řídicí zařízení 26 může napří50 klad rozpoznat ovládání spouštěcího tlačítka 36, respektive přijmout nebo vytvořit odpovídající počáteční instrukci, nebo při ovládání programovacího tlačítka 38 přijmout odpovídající program a uložit v přepsatelné paměti.

-3 CZ 301962 B6

Jak již bylo uvedeno, vytvořením počáteční instrukce se v zásadě topidlo 12 uvede do činnosti. To vyžaduje jednak přivádění paliva prostřednictvím přívodu J_8 a jednak odpovídající přívod spalovacího vzduchu. Dále může být řízeno topné zařízení 22, aby se ohřevem paliva dosáhlo intenzivnějšího odpařování. Po předem stanovené době po aktivizaci přívodu J_8 paliva a topného zařízení 22 se může například potom aktivovat i topné zařízení 24, aby potom při správném provozu došlo k zapálení směsi vzduchu a par paliva přítomné ve spalovací komoře 16.

Protože všechny různé oblasti systému, které jsou ovládány řídicím zařízením 26, jsou spotřebiči elektrické energie, a protože navíc se při provozu topidla 12 jako nezávislého topení vychází io zejména z toho, že existují poměrně nízké okolní teploty, znamená aktivování topidla 12 vždy vysoké zatížení palubní napěťové soustavy, tedy například baterie vozidla. Aby toto zatížení bylo co nejmenší, rozlišuje se podle vynálezu, jakým způsobem, respektive na základě jakých údajů, byl povel, neboli počáteční instrukce, vydán. Je-li například počáteční instrukce vytvořena ovládáním jednoho ze spouštěcích tlačítek 30, 36, vychází se z toho, že řidič zřejmě již sedí ve vozid15 le nebo v krátké době se má vozidlo uvést do provozu. To znamená, že pro provoz nezávislého topení je k dispozici poměrně krátká doba, což opět s sebou nese požadavek, aby topidlo 12 bylo spuštěno co nejrychleji. V tomto případě se potom topné zařízení 22 provozuje s poměrně velkým topným výkonem, například maximálně možným topným výkonem, aby se zažehnutelná směs palivo/vzduch vytvořila ve spalovací komoře 16 co nejrychleji.

Není-li počáteční instrukce vytvořena přímo aktivitou uživatele, nýbrž prostřednictvím rutinně zpracovaného předem stanoveného programu a přitom stanoveno, že okamžik spuštění je shodný se skutečným časem, může se vycházet z toho, že existuje normální provoz, při němž je pro topidlo Γ2 k dispozici dostatek času pro provádění nezávislého vytápění před tím, než je vozidlo používáno. V tomto případě je možno upustit od aktivování topného zařízení 22 nebo je provozovat pouze s poměrně nízkým topným výkonem jako ve výše popsaném případě. To má sice za následek, že doba trvání fáze spouštění se prodlouží, což však lze za těchto okolností v zásadě akceptovat, avšak rozhodující je, že u tohoto způsobu provozu je v důsledku nízkého topného výkonu topného zařízení 22 rovněž palubní napěťová soustava podstatně méně zatěžována, takže nebezpečí vybití baterie je sníženo. U tohoto druhu provozu je možné buď zcela upustit od aktivování topného zařízení 22, nebo toto topné zařízení 22 provozovat jen s nižším topným výkonem, než by tomu bylo v případě, kdy je zapotřebí co nej rychlejšího spuštění. Protože u tohoto druhu provozu se provádí ohřev v oblasti spalovací komory 16 pouze prostřednictvím topného zařízení 24, tedy například žhavicím zapalovacím elementem, je možno zejména i v závislosti na okolní teplotě rozlišovat, zda, popřípadě jak silně, je v této fázi topné zařízení 22 rovněž aktivováno. Jsou-li okolní teploty velmi nízké, může být výhodné provozovat topné zařízení 22 alespoň s nižším topným výkonem, protože jinak existuje nebezpečí, že ohřev prováděný topným zařízením 24 ve formě žhavicího zapalovacího elementu nebude dostatečný, respektive toto topné zařízení 24 ve formě žhavicího zapalovacího elementu bude muset být v činnosti velmi dlouho, takže i spotřebuje velmi mnoho energie, než bude moci dojít k zapálení.

Při provozování topného systému JO tak, aby byl uživatelem předem stanoven program pro provoz, je v zásadě myslitelný i stav, při němž uživatel nastoupí do vozidla, které má nejprve poměrně nízkou teplotu, a potom předvolí program s okamžikem zapálení, kterého má být v krátké době dosaženo. Může to rovněž znamenat, že řidič, podobně jako při ovládání spouštěcího tlačítka 30 nebo 36, si přeje v krátké době auto použít, takže musí zajistit, aby se topidlo 12 uvedlo do provozu co nejrychleji.

Aby bylo možno i v této fázi zajistit vhodný provoz topidla 12, je možno podle dalšího aspektu vynálezu provést takové opatření, že doba mezi zadáním programu a nej bližším okamžikem spuštění se porovná s minimální dobou. Zjistí-li se, že je tato minimální doba překročena, že tedy topidlo 12 má být uvedeno do provozu například znovu až příští ráno, je možno pracovat normálně, to znamená, že topidlo 12 může být potom spuštěno v úsporném energetickém režimu při sníženém, popřípadě neexistujícím aktivování topného zařízení 22. Je-li však výše zmíněná doba

-4CZ 301962 B6 kratší než minimální doba, která může například ležet v rozsahu několika minut, je tím zajištěno, že i přes vytvoření počáteční instrukce na základě zpracování předem stanoveného programu může být topidlo 12 spuštěno co nejrychleji, tedy s topným zařízením 22 aktivovaným například na maximálně možnou míru.

U topného systému 10 podle vynálezu, respektive pri jeho provozování, je tedy možno v závislosti na očekávaném provozu, tedy zda je k dispozici dostatečná doba pro předehřívání nebo popřípadě ne, zajistit, aby topidlo 12 mohlo být provozováno co nej účinněji z hlediska spotřeby energie, to znamená při co nej menším zatížení palubní napěťové soustavy. To má zvláštní výhoio du v tom, že taková topidla 12 jsou všeobecně uváděna do činnosti tehdy, když palubní napěťové soustavy jsou vnějšími klimatickými poměry stále více zatěžovány.

Je nutno poukázat na to, že samozřejmě při stanovování topného výkonu topného zařízení 22 je nutno přibrat i další parametry, jako je například okolní teplota, aby bylo například možno stano15 vit na teplotě závislý maximální topný výkon nebo minimální topný výkon, který potom, vždy podle druhu provozu, tedy s pomalejším spuštěním nebo rychlejším spuštěním, nesmí být překročen, respektive pod který není možno klesnout. Dále je samozřejmě možné, aby obslužná jednotka 28 byla částí řídicího zařízení 26. Je-li počáteční instrukce vytvořena v jedné z obslužných jednotek 28, 34 nebo v řídicím zařízení 26 samotném, je dále pro vynález nepodstatné.

Význam má, že podle vynálezu se rozlišuje, jakým způsobem, popřípadě na základě jakého zadání, byla taková počáteční instrukce vytvořena, takže odpovídajícím řízením prostřednictvím řídicího zařízení 26 je potom možno provádět vlastní opatření.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob provozování topného systému ve vozidle, přičemž tento topný systém obsahuje

   - palivem provozované topidlo (12) s prvním elektrickým topným zařízením (24), pro zapalování směsi vzduch/palivo nacházející se ve spalovací komoře (16), a s druhým elektrickým

   35 topným zařízením (22), pro ohřev porézního odpařovacího média (20) a v něm obsaženého paliva pro podporování odpařování paliva do spalovací komory (16),

   - první zařízení k vytváření počáteční instrukce, které je ovladatelné uživatelem pro vytvoření počáteční instrukce pro uvedení topidla (12) do provozu,

   - druhé zařízení k vytváření počáteční instrukce, které podle provozního programu vytvoří

   40 počáteční instrukci pro uvedení topidla (12) do provozu, vyznačující se tím, že když byla vytvořena počáteční instrukce prostřednictvím prvního zařízení k vytváření počáteční instrukce, provozuje druhé elektrické topné zařízení (22) s vyšším výkonem, než tehdy, když byla vytvořena počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v provozním programu se definuje alespoň jeden okamžik spuštění.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že provozní program se zadá uživa50 telem, a že tehdy, když doba mezi zadáním provozního programu uživatelem a okamžikem spuštění definovaným v provozním programu je kratší než minimální doba, řídicí zařízení (26) po vytvoření počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce

   -5CZ 301962 B6 provozuje druhé elektrické topné zařízení (22) s vyšším topným výkonem než tehdy, když tato doba není kratší než minimální doba.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že pri podkročení minimální doby 5 po vytvoření počáteční instrukce prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce provozuje řídicí zařízení (26) druhé elektrické topné zařízení (22) s maximálním topným výkonem.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že po vytvoření počáteční instrukce io prostřednictvím druhého zařízení k vytváření počáteční instrukce řídicí zařízení (26) ponechá druhé elektrické topné zařízení (22) mimo provoz.