用于加热具有内燃机的车辆的车辆内部空间的加热系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按照权利要求1或2的前序部分所述的用于加热具有内燃机的车辆的车辆内部空间的加热系统。此外本发明还涉及一种用于在使用按照本发明加热系统的条件下加热车辆内部空间的加热策略。
【背景技术】
[0002]已知的是，在具有与车辆空调设备的加热器热交换器耦联的内燃机的车辆中，发动机热被用于加热车辆客舱。在混合动力车辆中除了内燃机之外还使用电驱动装置，其中如此控制内燃机和电驱动装置，使得在能效方面尽可能实现最优。但是这导致:内燃机的热生成保持很低并因此发动机热不总是足以加热车辆内部空间，因此还使用电加热源、例如高伏PTC加热器(HV-PTC)。
[0003]因此对于混合动力车辆需要在混合动力车辆的能效和电气作用范围方面优化地利用车辆中存在的热源的加热系统和加热策略。
[0004]用于具有内燃机的车辆的这类加热系统由文献DE 10 2008 035 955 Al已知，其中内燃机通过冷却剂入口和冷却剂出口与具有用于车辆内部空间的加热器的第一热循环回路耦联。此外，为了形成第二热循环回路，在内燃机的冷却剂入口与冷却剂出口之间设有第一热循环回路的旁通管。由旁通阀控制的旁通管具有电气的或用排气加热的加热源以及温度传感器，其中该加热源和所属的温度传感器也可以在第一热循环回路中沿流动方向布置在为内部空间而设的加热器之前。如果由设置在内燃机的冷却剂出口上的温度传感器探测到一特定的温度，那么内燃机的冷却剂入口上的入口阀被打开，从而冷却剂不仅被引导通过内燃机而且通过旁通管。该旁通阀仅当调温器打开通往车辆冷却器的冷却剂循环回路时才关闭，因为否则通过附加的加热源提供的热量会通过冷却剂循环回路导出到车辆冷却器。在内燃机起动时，冷却剂在旁路阀打开和内燃机的冷却剂入口处的入口阀关闭的情况下直接通过旁通管和附加的加热源被输送用以加热内部空间。因此在内燃机冷起动时其没有被冷却剂流经，其中同时借助于加热源加热冷却剂。
[0005]该已知的加热系统的缺点可以在下述中看出:在该加热系统应用在混合动力车辆中的情况下不是在驱动装置的所有运行状态下都可实现最高可能的能效。
【发明内容】
[0006]基于该现有技术的背景，本发明的目的在于，如此改进开始所述类型的加热系统，使得在应用在车辆中、特别是应用在具有已存在的热源和加热源的混合动力车辆中时实现高能效。此外本发明的目的还在于提出一种用于在使用按照本发明的加热系统的条件下加热车辆的车辆内部空间的加热策略。
[0007]第一目的通过具有权利要求1的特征和具有权利要求2的特征的加热系统来实现。
[0008]按照第一解决方案的用于借助加热器热交换器加热具有内燃机的车辆的车辆内部空间的这种加热系统包括:
[0009]-使加热器热交换器与内燃机耦联的、由冷却剂流经的第一热循环回路；
[0010]-用于形成第二热循环回路的、第一热循环回路的绕过内燃机的旁通管，该旁通管具有旁通阀；
[0011]-沿冷却剂流动方向设置在旁通管之后的至少一个加热源；以及
[0012]-用于测量在内燃机的冷却剂出口上的冷却剂温度的第一温度传感器，按照本发明其突出之处在于，
[0013]-设有用于测量在内燃机的冷却剂入口上的冷却剂温度的第二温度传感器，
[0014]-设有用于测量沿冷却剂流动方向在至少一个加热源之前的冷却剂温度的第三温度传感器，以及
[0015]-在存在第一条件一一该第一条件是:第一温度传感器探测到加热器热交换器的至少一个预先给定的额定始流温度一一的情况下，第一热循环回路仅以内燃机作为热源运行；而在不存在该第一条件并且存在第二条件的情况下，当该第二条件是在第一热循环回路的运行中第一温度传感器检测到的冷却剂温度比由第二温度传感器探测到的冷却剂温度高时，所述至少一个加热源作为另外的热源运行，或者当该第二条件是在第二热循环回路的运行中第一温度传感器检测到的冷却剂温度比由第三温度传感器探测到的冷却剂温度高时，第一热循环回路和所述至少一个加热源一起运行。
[0016]按照第二解决方案的加热系统按照本发明其突出之处在于:
[0017]-设有用于测量在旁通阀的入口上的冷却剂温度的第二温度传感器，
[0018]-在存在第一条件一一该第一条件是:第一温度传感器探测到加热器热交换器的至少一个预先给定的额定始流温度一一的情况下，第一热循环回路仅以内燃机作为热源运行；而在不存在该第一条件并且在存在第二条件的情况下，当该第二条件是在第一热循环回路的运行中第一温度传感器检测到的冷却剂温度比由第二温度传感器探测到的冷却剂温度高时，所述至少一个加热源作为另外的热源运行，或者当该第二条件是在第二热循环回路的运行中第一温度传感器检测到的冷却剂温度比由第二温度传感器探测到的冷却剂温度高时，第一热循环回路和所述至少一个加热源一起运行。
[0019]借助于按照所述解决方案的这样的本发明加热系统，借助于三个或两个在合适的位置上设置在热循环回路中的冷却剂温度传感器来保证用于从第一热循环回路切换到第二热循环回路和反之从第二热循环回路切换到第一热循环回路的对于能量而言理想的时亥IJ，在第一热循环回路中内燃机的发动机热可供使用，而在第二热循环回路中借助于旁通管绕过内燃机。根据所获取的这些温度的特定关系，引起在这两个热循环回路之间的相应的切换。此外可以借助于这三个温度传感器使得在这两个热循环回路之间的切换性能的鲁棒性最大化。
[0020]第二解决方案与第一解决方案的区别在于，通过将第二温度传感器沿冷却剂流动方向设置在旁通阀之前，从而不仅在激活的第一热循环回路中而且在激活的第二热循环回路中均可测量在适合的位置上的冷却剂温度，该第二温度传感器也承担第三温度传感器的功能。当两个热循环回路的管路长度非常短并因此仅可能出现可忽略的热损耗时，可以应用该解决方案。
[0021]这两种按照本发明的解决方案的另一优点在于，为实现按照本发明的加热系统仅需要小的应用成本，这是因为不必对于内燃机变型和加热器热交换器的变型的每种组合都给出用于不同工作点的准确的特性曲线族。
[0022]最后，利用按照这两种解决方案的这样的本发明加热系统，可获得较好的加热动态，这是因为通过(在内燃机不再可用作加热源并因此由旁通管绕过时)及时切换到第二热循环回路，只须加热少量的冷却剂。
[0023]如果按照本发明的设计方案既不满足第一条件也不满足第二条件，那么仅第二热循环回路利用所述至少一个加热源作为热源运行。在该情况下，即如果两个条件都不满足，那么内燃机是散热器。因此阻止了内燃机通过借助于加热源的电加热而被一起加热，该加热源优选是热交换器和/或PTC电阻和/或化石加热器。
[0024]第二目的通过具有权利要求5和6的特征的加热策略来实现。
[0025]按照第一解决方案的这种加热策略用于借助于加热器热交换器在使用
[0026]-使加热器热交换器与内燃机耦联的、由冷却剂流经的第一热循环回路；
[0027]-用于形成第二热循环回路的、第一热循环回路的绕过内燃机的具有旁通阀的旁通管；以及
[0028]-沿冷却剂流动方向设置在旁通管之后的至少一个加热源的条件下对具有内燃机的车辆的车辆内部空间进行加热，这种加热策略按照本发明其突出之处在于，
[0029]-在存在第一条件一一该第一条件是:在内燃机的冷却剂出口上的冷却剂温度达到加热器热交换器的至少一个预先给定的额定始流温度一一的情况下，第一热循环回路仅利用内燃机作为热源运行；而在不存在该第一条件并且存在第二条件的情况下，当第二条件是在第一热循环回路的运行中在内燃机的冷却剂出口上的冷却剂温度高于在内燃机的冷却剂入口上的冷却剂温度时，附加地将所述至少一个加热源作为另外的热源运行，或者当第二条件是在第二热循环回路的运行中在内燃机的冷却剂出口上的冷却剂温度高于沿冷却剂流动方向在至少一个加热源之前的冷却剂温度时，使第一热循环回路以及附加地还有所述至少一个加热源运行。
[0030]第二解决方案按照本发明其突出之处在于，在存在第一条件一一该第一条件是内燃机的冷却剂出口上的冷却剂温度达到加热器热交换器的至少一个预先给定的额定始流温度一一的情况下，第一热循环回路仅利用内燃机作为热源运行；而在不存在该第一条件并且存在第二条件的情况下，当第二条件是在第一热循环回路的运行中在内燃机的冷却剂出口上的冷却剂温度高于在旁通阀的入口上的冷却剂温度时，附加地使所述至少一个加热源作为另外的热源运行，或者当第二条件是在第二热循环回路的运行中在内燃机的冷却剂出口上的冷却剂温度高于在旁通阀的入口上的冷却剂温度时，使第一热循环回路以及附加地还有所述至少一个加热源运行。
[0031]结合按照本发明的加热系统所述的优点也适用于所述加热策略。
[0032]有利地按照改进方案规定，在既不满足第一条件也不满足第二条件的情况下，仅第二热循环回路利用所述至少一个加热源作为唯一的热源运行。
【附图说明】
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