JP2555977Y2 - 暖房機器の温度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電気カーペット等の暖
房機器の温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気カーペットではカーペット
本体にヒータ線を配線してカーペット本体を加熱する
が、この場合、ヒータへの通電初期時におけるカーペッ
ト本体温度の立ち上がりを速くするために次のような技
術が備えられている。例えば通電時から所定期間だけ目
標温度を一定の温度だけ増加等する補正を行い、これに
よりカーペット本体の温度を速く目標温度に到達させる
技術がある。又、他の技術としては、カーペット本体の
温度が目標温度に達するまで目標温度を増加等の補正を
行って速く目標温度に到達させるものがある。さらに他
の技術としては室温とカーペット本体の温度との差から
通電開始時に目標温度の補正を行うかの判断を行い、こ
の判断により例えば通電時から所定期間だけ目標温度を
増加等の補正を行うものがある。

【０００３】しかしながら、上記各技術ではカーペット
本体の保温状態が良くてカーペット本体の温度が高かっ
たり、又カーペットを通電してからカーペット本体の温
度が低下しないうちに再通電すると、カーペット本体の
温度が目標温度よりも高くなる、つまり通電の立ち上が
りにおいてカーペット本体の温度がオーバシュートす
る。又、カーペット本体の温度が低下しないうちに再通
電すると、この再通電時に補正した目標温度が高くな
り、カーペット本体の温度が高くなる。又、通電時にお
ける温度補正が終了して目標温度に設定したときに、補
正した目標温度と目標温度とに差があってカーペット本
体の温度が一時的にドロップすることがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】以上のように通電時に
おける目標温度の補正が不適性であり、通電時における
立ち上がり温度が不安定となる。

【０００５】そこで本考案は、通電の立ち上がり時にお
ける温度がオーバシュート及び温度ドロップすることな
く安定した状態に制御できる温度制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、電気カーペッ
ト等の暖房機器の温度を検出する温度センサと、この温
度センサにより検出された暖房機器の温度が予め設定さ
れた第１温度に達する時間を測定し、この時間に応じて
目標温度を補正する第１補正回路と、暖房機器の温度が
補正された目標温度に達する時間を測定し、この時間に
応じて補正された目標温度を目標温度に順次戻すまでの
時間の長さを求めて目標温度に順次変更する第２補正回
路とを備えて上記目的を達成しようとする暖房機器の温
度制御装置である。

【０００７】

【作用】このような手段を備えたことにより、第１補正
回路は温度センサにより検出された暖房機器の温度が予
め設定された第１温度に達する時間を測定してこの時間
に応じて目標温度を補正し、第２補正回路は暖房機器の
温度が補正された目標温度に達する時間を測定し、この
時間に応じて補正された目標温度を目標温度に順次戻す
までの時間の長さを求めて目標温度に順次変更する。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【０００９】図１は電気カーペットに適用した暖房機器
の温度制御装置の構成図である。交流電源１にはサイリ
スタ等のスイッチング素子２を介してヒータ線３が接続
されている。なお、ヒータ線３はカーペット本体に配置
されている。このカーペット本体には温度センサ４が配
線されている。

【００１０】一方、目標温度設定回路５が設けられ、こ
の目標温度設定回路５で設定された目標温度Ｔｍに応じ
た信号が加算器６を介して比較回路７に送られるように
なっている。

【００１１】又、上記温度センサ４から出力される温度
検出信号は第１タイマ回路８及び第２タイマ回路９に送
られている。これらタイマ回路８、９のうち第１タイマ
回路８は温度センサ４により検出されたカーペット本体
の温度が予め設定された第１温度Ｔ₀ 、例えば３０℃に
達する時間を測定してその時間ｔ1 を温度補正回路１０
に送出する機能を有するものである。

【００１２】又、第２タイマ回路９はカーペット本体の
温度が温度補正回路１０により上記時間ｔ1 に基づいて
補正された目標温度Ｔ(t1)に達する時間を測定してその
時間ｔ2 を第３タイマ回路１１に送出する機能を有して
いる。

【００１３】この第３タイマ回路１１は上記時間ｔ2 を
受け、この時間ｔ2 に応じて補正された目標温度Ｔ(t1)
を目標温度Ｔｍに順次変更する時間Ｆ(t2)を求めて温度
補正回路１０に送出する機能を有している。

【００１４】この温度補正回路１０は、第１タイマ回路
８からカーペット本体の温度が第１温度Ｔ₀ に達する時
間ｔ1 を受け、この時間ｔ1 に応じて目標温度Ｔｍを増
減する補正信号を加算器６に送出する第１の機能、第３
タイマ回路１１から時間ｔ2を受け、この時間ｔ2 に従
って目標温度Ｔ(t1)を目標温度Ｔｍに順次変更する補正
信号を加算器６に送出する第２の機能を有している。

【００１５】ここで、上記補正された目標温度Ｔ(t1)は
次式により表される。 Ｔ(t1)＝Ｔc ＋Ｋ1 ×ｔ1 …(1) ここで、Ｔc は最低補正値、Ｋ1 は定数であって、一般
にＴc はほぼ２deg であり、Ｋ1 はほぼ0.05［deg ／
分］である。

【００１６】又、上記目標温度Ｔ(t1)を目標温度Ｔｍに
順次変更する時間Ｆ(t2)は、時間ｔ2 に反比例した時間
となる。つまり Ｆ(t2)＝Ｋ2 ／ｔ2 …(2) として表される。ここで、Ｋ2 はほぼ 600［ｓ² ］であ
る。又、この時間Ｆ(t2)は直線近似して、 Ｆ(t2)＝Ｔc0−Ｋ3 ×ｔ2 …(3) としてもよい。但し、Ｔc0は定数でほぼ60、Ｋ3 はほぼ
1,5 である。なお、時間ｔ2 により立上り時の傾斜を知
ることにより急激な立上りでは温度センサ４の検出温度
とカーペット表面温度との温度差が大きくなるため、目
標温度Ｔm に達する時間が長くなる。このため、時間Ｆ
(t2)は時間ｔ2 に反比例した値となる。

【００１７】以上の構成により第１タイマ回路８及び温
度補正回路１０により第１補正回路、つまり温度センサ
４により検出されたカーペット本体の温度が予め設定さ
れた第１温度Ｔ₀ に達する時間を測定し、この時間ｔ1
に応じて目標温度Ｔｍを補正する機能を有するものとな
る。

【００１８】又、第２タイマ回路９、第３タイマ回路１
１及び温度補正回路１０により第２補正回路、つまりカ
ーペット本体の温度が目標温度Ｔ(t1)に達する時間を測
定し、この時間ｔ2 に応じて目標温度Ｔ(t1)を目標温度
Ｔｍに順次戻すまでの時間Ｆ(t2)を求めて目標温度Ｆ(t
2)に順次変更する機能を有するものとなる。

【００１９】比較回路７は加算器７からの目標温度と温
度センサ４からの温度検出信号とを入力してこれに温度
差に応じてスイッチング素子２をオン・オフ制御する機
能を有している。次に上記の如く構成された装置の作用
について図２に示す動作タイミング図を参照して説明す
る。

【００２０】電源スイッチが投入され、交流電源１から
スイッチング素子２を通してヒータ線３に電力が供給さ
れると、このとき温度センサ４はカーペット本体の温度
を検出してその温度検出信号を出力する。この温度検出
信号は第１及び第２タイマ回路８、９に共に送られる。

【００２１】このうち、第１タイマ回路８は温度センサ
４からの温度検出信号を受け、カーペット本体の温度と
第１温度Ｔ₀ とを比較してカーペット本体の温度が第１
温度Ｔ₀ に達する時間を測定する。そして、第１タイマ
回路８はこの測定した時間ｔ1 を温度補正回路１０に送
出する。この温度補正回路１０は時間ｔ1 を受けると、
この時間ｔ1 に応じて目標温度Ｔｍを増減する補正信号
を加算器６に送出する。この場合、補正信号は、上記第
(1) 式に従ってカーペット本体の温度が所定温度よりも
高かったり室温が所定室温よりも高いと目標温度Ｔｍを
低下させるものとなり、又カーペット本体の温度が所定
温度よりも低かったり室温が所定室温よりも低いと目標
温度Ｔｍを上げるものとなる。

【００２２】しかして、目標温度設定回路５から出力さ
れた目標温度信号は加算器６において補正信号により補
正された目標温度Ｔ(t1)の信号となって比較回路７に送
られる。この比較回路７は目標温度Ｔ(t1)の信号と温度
センサ４からの温度検出信号とを入力し、目標温度Ｔ(t
1)とカーペット本体の温度との温度差に応じてスイッチ
ング素子２をオン・オフ制御する。これにより、カーペ
ット本体の温度は目標温度Ｔ(t1)に向かって上昇する。
この結果、初期温度と安定温度との差やカーペットカバ
ー等の熱容量の変化による補正不足、さらにはオーバシ
ュートが低減される。

【００２３】次に第２タイマ回路９は温度センサ４から
の温度検出信号を受けてカーペット本体の温度が目標温
度Ｔ(t1)に達するまでの時間を測定し、その時間ｔ2 を
第３タイマ回路１１に送出する。この第３タイマ回路１
１は時間ｔ2 を受け、この時間ｔ2 に応じて目標温度Ｔ
(t1)を目標温度Ｔｍに順次下げる時間Ｆ(t2)を上記第
(2) 式に基づいて求め、この時間Ｆ(t2)後に補正ゼロと
なる補正信号を温度補正回路１０に送出する。これによ
り、目標温度Ｔ(t1)は時間Ｆ(t2)後に目標温度Ｔｍとな
って比較回路７に送られる。

【００２４】この比較回路７は目標温度Ｔ(t1)から目標
温度Ｔｍに低下する信号と温度センサ４からの温度検出
信号とを入力し、時間Ｆ(t2)後に目標温度Ｔｍとカーペ
ット本体の温度との温度差に応じてスイッチング素子２
をオン・オフ制御する。以後、カーペット本体の温度は
目標温度Ｔｍ一定に制御される。

【００２５】このように上記一実施例においては、カー
ペット本体の温度が第１温度Ｔ₀ に達する時間ｔ1 を測
定し、この時間ｔ1 に応じて目標温度Ｔｍを増減して目
標温度Ｔ(t1)とし、カーペット本体の温度が目標温度Ｔ
(t1)に達する時間ｔ2 を測定してこの時間ｔ2 に応じて
目標温度Ｔ(t1)を目標温度Ｔｍに順次変更する時間Ｆ(t
2)の長さを調整するようにしたので、カーペット本体の
温度、つまりカーペット本体の保温状態、放熱状態、室
温の高低、カーペットカバーの使用による熱容量の変化
などに応じて通電時における目標温度Ｔｍを補正でき、
通電立ち上がり時におけるカーペット本体温度のオーバ
シュートが発生しない。又、温度補正が終了した後に温
度ドロップすることなく安定した状態に制御できる。

【００２６】なお、本考案は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、目標温度設定回路５に設定される目標温度
は最高温度及び最低温度を設定してもよい。又、電気カ
ーペットに限らず暖房畳み、電気毛布、電気こたつなど
にも適用できる。

【００２７】

【考案の効果】以上詳記したように本考案によれば、通
電の立ち上がり時における温度がオーバシュート及び温
度ドロップすることなく安定した状態に制御できる暖房
機器の温度制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる暖房機器の温度制御装置の一実
施例を示す構成図。

【図２】同装置の温度制御の作用を示す図。

【符号の説明】

２…スイッチング素子、３…ヒータ線、４…温度セン
サ、５…目標温度設定回路、６…加算器、７…比較回
路、８…第１タイマ回路、９…第２タイマ回路、１０…
温度補正回路、１１…第３タイマ回路。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気カーペット等の暖房機器の温度を検
   出する温度センサと、この温度センサにより検出された
   前記暖房機器の温度が予め設定された第１温度に達する
   時間を測定し、この時間に応じて目標温度を補正する第
   １補正回路と、前記暖房機器の温度が補正された前記目
   標温度に達する時間を測定し、この時間に応じて補正さ
   れた前記目標温度を前記目標温度に順次戻すまでの時間
   の長さを求めて前記目標温度に順次変更する第２補正回
   路とを具備したことを特徴とする暖房機器の温度制御装
   置。