JP3794577B2 - 空気加熱用電熱装置 - Google Patents
空気加熱用電熱装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3794577B2 JP3794577B2 JP2003089335A JP2003089335A JP3794577B2 JP 3794577 B2 JP3794577 B2 JP 3794577B2 JP 2003089335 A JP2003089335 A JP 2003089335A JP 2003089335 A JP2003089335 A JP 2003089335A JP 3794577 B2 JP3794577 B2 JP 3794577B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- heating
- heat output
- heating element
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
- B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
- B60H1/2218—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters controlling the operation of electric heaters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00978—Control systems or circuits characterised by failure of detection or safety means; Diagnostic methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
- F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
- F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
- F24H3/0429—For vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
- F24H9/1854—Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
- F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means
- F24H9/1872—PTC
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、空気加熱用電熱装置及び自動車加熱装置のための制御装置に関する。特に本発明は、各PTC加熱素子を有し、そして自動車の乗客室を暖めるために使用される空気加熱用電熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車における適用に関して、各空気加熱用電熱装置が、前記車両の乗客室及びそのエンジン、特に低燃料消費に最適化された内燃機関を備えた車両を暖めるために使用される。このような加熱装置は、また、他の用途、例えば、産業装置及び家庭等における室内季節制御に適する。
【0003】
低燃費に最適化された前記内燃機関の高められた効率は、前記車両内における発生熱量に相当の減少をもたらす。その結果、前記エンジンが僅かに部分的に負荷される行程中では、前記車両内部の加熱が非常に減少される。この減少時の平衡補償のために、補助空気加熱用電熱装置が、特に車両空調装置において、利用される。
【0004】
このような自動車加熱装置は、各PTC加熱素子から構成される放熱器要素から成り、前記各PTC加熱素子は、フレーム内に取り付けられ、そしてばね要素によって固定される。前記各PTC加熱素子は、温度上昇につれてその電気抵抗が増加する温度依存性半導体抵抗である。前記各PTC加熱素子に電位が印加されると、電流が前記各PTC加熱素子を通って流れ、その量はそれらの抵抗に依存する。従って、前記各PTC加熱素子は、所要温度まで加熱される。前記各PTC加熱素子によって発生される熱は、次に空気又は水の流動流体に伝達される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
温度が特性値以上に増加すると、それらの電気抵抗を指数関数的に増加させるそれらの固有特性のため、前記各PTC加熱素子は、前記特性温度が達成されると、自動的に、独立してそれ自体を逆に平衡調整する自己平衡性加熱素子として利用される。前記各PTC加熱素子の自己平衡処理によって、消費される電気エネルギーは、前記伝達された熱エネルギーに正確に一致する。
【0006】
しかしながら、特に前記空気流を発生させるファン、又は水流を供給するポンプが不調になり、前記空気又は水の流動が遮断されると、故障が発生し易い。そのような場合、前記各PTC加熱素子の温度は、最高PTC温度にまで上昇する。この結果、電力は最大可能電力の僅か一部に過ぎない値まで減少する。
【0007】
また、前記空気加熱用電熱装置の制御が、発生される対応熱量を減少させることなく、入力空気流を著しく減少又は完全に遮断させると、故障が発生させる。このような状況は、自動加熱制御装置内の故障のために及び又は前記空気加熱用電熱装置が手動で調整される場合(誤用)に、発生させる。
【0008】
前記各PTC加熱素子によって熱に変換される電力Pelの温度依存性は、前記各PTC加熱素子の温度に対してプロットされる図2にグラフで示される。決められた電圧供給のために、動作点は、周囲温度、即ち、空気温度及び前記PTC加熱素子から暖められる媒体に伝導される熱に依存する前記PTC加熱素子内に確立され、そのような動作点A1は、温度T1に対して図2にグラフで示される。
【0009】
前記入力空気流に故障が発生させると、前記PTC加熱素子は、発生した熱が放散されないので一層暖かくなる。従って、前記PTC加熱素子の温度が上昇し、その動作点は温度T2に対応する図2の新たな動作点A2によって示されるようにプロット曲線に沿って更に下方に向かって移動する。それによって、発生熱量及び消費される電力の対応量が減少する。
【0010】
そのような場合、残留電力消費は、最大1kWに定格された空気加熱用電熱装置にとって、最大定格出力値の6%乃至8%の間であり、このような残留電力消費は、まだ60W乃至80Wの間に在る。
【0011】
自動車内部暖房がファンの故障のため不調になっても、電力は消費される。その結果、前記空気加熱用電熱装置、特に前記各放熱器要素は、通常の運転で直面するよりも高い温度にまで暖められる。通常の温度より著しく高いこの温度は、近傍の構成要素の重大な損傷、例えば、プラスチックファスナの溶融をもたらす。
【0012】
本発明の目的は、このような故障の状況を検出することができる各PTC加熱素子を使用する空気加熱用電熱装置を特定し、そしてそのための制御装置を特定することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この目的は、前記空気加熱用電熱装置に関する請求項1乃至3の特徴、及び前記空気加熱用電熱装置のための制御装置に関する請求項9及び10の特徴点によって解決される。
【0014】
本発明の第1の段階に従って、特定された所要熱出力により空気流を暖めるためのPTC加熱素子が制御される。前記空気流は、その空気流量も調整可能なファンによって発生される。前記ファンの所要空気流量は勿論、前記PTC加熱素子の所要熱出力も特定下方限界値によって最小値に下方限定される。前記PTC加熱素子から移動する電力は、測定されると同時に、閾値と比較される。前記閾値は、予め選択される所要熱出力の下方限界値より低いように選ばれる。前記伝達される熱出力が前記特定電力閾値の下方限界値の下方に下降すると、前記空気流における欠陥が本発明に従って検出される。
【0015】
ここに示される本発明の第2の段階に従って、前記閾値は、前記特定された所要熱出力値によって設定される。その結果、前記閾値は、前記予め選択された所要熱出力値に直接的な関係を有する。前記測定された熱出力値が、前記現行の閾値以下であると、前記空気流中の欠陥が検出される。
【0016】
本発明の他の好ましい特別の実施態様は、従属請求項のリストに示されている。
【0017】
【発明の実施の形態】
各図を参照して、本発明の構成の好ましい各実施態様が以下に詳述される。本発明に基づく空気加熱用電熱装置の基本的な構成は図1に示される。加熱される媒体1は、送風装置2の助けによって加熱装置3中に向けられ、加熱された前記媒体1は、次いで、意図される使用に応じて、特に自動車の内部の暖房に適用される。
【0018】
自動車用の補助電気加熱は、通常、関連制御装置5と共に各加熱素子を具備する加熱装置3から成る。このような各加熱素子は、通常、各電気加熱抵抗から成る。前記加熱装置3及び前記制御装置5は、個別の機能装置又は一体化された構成体に結合されるものとして構成される。
【0019】
前記加熱装置3自体は、好ましくはそこに各PTC加熱素子が取り付けられる各放熱器要素から成る。前記各放熱器要素及び前記各PTC加熱素子は、各ばねクリップ型要素によりフレーム内に保持される。前記加熱装置3において、前記各PTC加熱素子は、特性温度に到達すると、それ自体自動的に制御する自己平衡型加熱素子として使用され、それによって前記特性温度は、製造工程中のドーピングによって影響を受ける。
【0020】
前記制御装置5は、その値が達成すべき特定された熱出力5bに依存する電圧を一個以上のPTC加熱素子に印加する。前記印加された電圧によって前記対応温度にまでそれら自体を加熱する前記各PTC加熱素子を通って電流が流れる。前記加熱装置3の前記各放熱器要素は、前記各PTC加熱素子から前記熱を前記水又は空気流に移動させる。
【0021】
本発明の好ましい特別な実施態様によれば、前記一個以上のPTC加熱素子が、パルス幅変調(PWM)を介して制御される。前記パルス幅変調制御は、その振幅が達成すべき前記特定された熱出力5bによる値に固定される電圧インパルスの幅を変化させる。
【0022】
図3は、自動車の内部を暖めるための加熱装置の適用を示し、この態様における本発明の加熱装置3は、自動車の空調装置に一体化されている。周辺空気1は、ファン2によって吸引された後、前記加熱装置3を経て前記自動車内部に送風される。前記空気1は、それによって、前記空調装置中に取り入れられると、前記加熱装置3を経て流れる前に、蒸発器6a及び付加加熱装置6bに向けられる。
【0023】
図4は、本発明において詳述される各特徴点による処理実行を示すフローチャートである。前記空気の流量及びその暖かさは使用者によって調整される。このため、所要熱出力値及び所要空気処理量値が特定される。選択される前記所要熱出力値及び所要空気処理量値の各範囲は、各特定最小境界値によって制限される。しかしながら、それらの特定境界値以下の前記熱出力5b及び空気処理量5aの各値の選択は不可能であるが、しかしながら、これらの特定境界値は、暖房の快適な状況に影響を及ぼさないように低く選定される。
【0027】
使用者によって選ばれた前記所要熱出力5bは、好ましくは、電圧振幅、又は前記パルス幅変調制御の場合、インパルス速度によって前記加熱装置3を制御させる。前記パルス幅変調制御の場合、各電圧インパルスは、前記所要熱出力5bが増加するにつれてより幅広になる。前記加熱装置3の前記各PTC加熱素子は、印加された電気エネルギーを周辺に向けて導かれる熱に変換する。特定された作動電圧、又はそれに代わる特定されたインパルス幅により、周辺温度、即ち前記空気温度及び前記PTC加熱素子から暖めるべき空気中への熱伝導に依存する前記PTC加熱素子内に動作点が設定される。前記PTC加熱素子内に発生される熱質量が加熱すべき前記空気流によって伝導されないと直ちに、前記所要熱出力5bが増加するにつれてより低い熱伝導率を有して高い抵抗により特徴付けられる平衡状態が達成される。
【0028】
図5を参照して、以下に本発明の基礎となる原理を説明する。図5に示されるグラフにおいて、X軸は前記ファンの空気処理量5aを示し、Y軸は前記PTC加熱素子の熱出力5bを示す。前記空気処理量5aが増加するにつれて、この空気/時間単位により引き出される熱量はより多くなる。この関係は、実線7よって示される。前記実線7は、所与の空気量5aに対し引き出される最大可能熱出力5bを示す。
【0029】
前記熱出力軸と前記空気処理量軸によって境界付けられたグラフの領域は、2つの領域、即ち、全PTC発生熱出力5bが対応する空気量5aに伝導される前記実線7の下方に位置する領域と、前記PTC発生熱出力5bが対応する空気量5aによって引き出される熱出力5bより大きい前記実線7の上方に位置する領域に分割される。
【0030】
前記動作点が、前記実線7の上に位置する所要熱出力5b及び所要空気処理量5aに対して選ばれると、その場合、前記加熱装置3の前記PTC加熱素子は、前記空気よって伝導されない前記熱によって加熱される。
【0031】
前記PTCの特性のために、前記PTC加熱素子によって解放される前記熱出力5bは、前記PTC加熱素子が温まるにつれて減少し、そして実際に、前記熱出力5bは熱平衡点に達するまで減少し続ける。この過程は、前記実線7の上方に位置する前記動作点が前記実線7に遭遇するまで下方に向かって垂直に動くことが図5にグラフ的に示される。この点で、前記PTC加熱素子によって発生した前記全熱出力5bは前記空気流によって持ち去られる。
【0032】
前記各PTC加熱素子で生じるときの前記熱平衡状態は、以下の式に基づく。
U2/R=I2×R=Gth(T−Tu)
【0033】
この式は、前記PTC加熱素子によって消費される前記電力は、前記発生した熱が前記周囲に捨てられる場合に生じる冷却に等しいことを表す。この式において、Gthは熱伝導値を、Tは前記加熱素子の温度を、そしてTuは周囲の温度を示している。
【0034】
図5において、動作点A1は、前記所要熱出力5bの所与の値P1に対し、且つ前記所要空気処理量V1に対して限定される。前記動作点A1は、前記実線7の下方に位置する。従って、前記発生した熱出力5bは、前記空気流に完全に捨てられる。
【0035】
前記空気供給で欠陥が生じると直ちに、特に前記ファン2が故障すると、前記空気処理量5aは、零に下降する。その結果、図5に示される前記動作点A1は、新たな動作点A1'に移動する。前記動作点A1'は、前と同様に前記所要熱出力値P1に対応するが、前記所要空気処理量V1は、値V2=0に減じられる。前記新たな動作点A1'は、それ自体今や前記実線7の上方に位置する。前記PTC加熱素子によって発生した熱は、もう持ち去られない。その結果、前記PTC加熱素子の温度が上昇し、そして前記PTC特性に従って、捨て去られる前記熱出力5bが減少する。
【0036】
上述したように、捨て去られる前記熱出力5bは、前記動作点が前記実線7に達するまで下降し、それによって前記PTC加熱素子により発生した熱は、完全に持ち去られる。現行熱出力5bの減少後に到達した状態は、前記新たな動作点A2によって図5に示される。
【0037】
本発明は、前記空気流の欠陥が可能な限り小さい努力で検出されるように案出されている。当然、付加センサの助けにより前記ファンの故障又は前記空気供給の欠陥又は遮断を検出することが機械的に可能である。しかしながら、本発明の目的は、付加ハードウエアの利用を回避し、そして既存の給気及び加熱装置に対する変更なしに損傷状態の検出を可能にすることにある。この目的のために、前記動作点A2への動作点の下降が、本発明に従ってプロットされる。
【0038】
ステップS2において、ここで示される本発明による前記制御装置5は、前記加熱装置3によって実際に消費され、且つ持ち去られる前記電力量を検出する。加えて、前記制御装置5は、ステップ3において、前記媒体中に熱として捨て去られる前記PTC加熱素子3により前記消費される電力が前記特定電力閾値の下方に下降するかどうかをチェックする。前記閾値がその下を潜られると、前記PTC加熱素子が前記熱を十分に持ち去る位置にないため欠陥が存在することを前記制御装置5によって検出される。
【0039】
このような閾値がその下を潜られると、故障表示は、対応して高い周囲温度で高い抵抗平衡状態が達成されていることにある。前記電力が依然として前記熱に変換されている限り、前記PTC加熱素子及び前記周囲は更に温められる。
【0040】
このような欠陥又は、代わって、例えば、前記熱出力5bの減少なしに前記入力される空気供給の遮断による手動空調装置の誤用が、上述した比較によって認められる。従って、前記消費された電力が、前記閾値の下方に位置すると、前記制御装置5は、欠陥が存在することを検出し、そして不必要なエネルギーの消耗を回避するために、好ましくはそれを全くスイッチオフして(ステップS5)送給される前記所要熱出力を著しく減少させる。同時に、欠陥メッセージが、例えば、自動車に搭載のコンピュータによって、使用者に報告される。
【0041】
それによって前記消費された電力が比較される前記閾値は、欠陥が常に確実に検出されるように選ばれる。この目的のために、前記閾値のレベルは、エラーの場合と通常の運転との間で常に明白に識別することができるものである。
【0042】
図5における前記動作点の下降を検出するために、閾値Plimは、本発明による前記PTC加熱素子によって前記消費される電力に対して決定される。
前記閾値Plimは、最小所要熱出力Pminの下方に、しかし前記動作点A2の上方に位置するように設定される。
【0043】
この関係は図6に示される。それによって前記動作点A2がそれ自体使用者によって選ばれるその状況を回避するために、前記最小所要熱出力Pmin及び最小所要空気処理量Vminが設定される。図6の各陰影付き領域8,9は、動作点に対して無効位置として示される。
【0044】
前記動作点A1の前記動作点A1'への移動は、付加ハードウエアの機能なしに設定不能である。この欠陥は、前記動作点A1'を前記動作点A2に下方に向けて自動的に移動させることによって間接的に測定される。この移動は、前記PTC加熱素子のPTC特性に基づいている。前記無効領域9への前記動作点の下方に向けた移動は、容易に測定可能である。この目的のために、前記実際に測定された熱出力との比較に関して、前記閾値Plimは、前記最小所要熱出力Pminの下方に明確に位置、設定される。図6において例示されているように前記閾値Plimは、前記最小所要熱出力値Pminの下方に明確に位置する。このような特定電力閾値を使用して、前記動作点の下降が、容易に且つ確実に検出される。
【0045】
他の実施態様において、前記閾値は、前記特定された所要値の百分率であるようにそれ自体を位置合わせする。前記閾値は、常に設定所要値の一部分、例えば、前記特定所要熱出力5bの20%となる。前記閾値が下げられ、該閾値がその設定された固定関係から前記所要熱出力5bにずれるならば、この特別な実施態様に欠陥が存在する。
【0046】
この型のアプローチは図7に示される。電力閾値P30%は、前記特定所要熱出力5bによって設定される。このような方法で、前記空気流の欠陥は、高い所要熱出力レベルであっても顕著に一層迅速に検出される。この特定された実施態様は、また、前記動作点A2が前記空気流の欠陥の場合にのみ到達されるように、前記熱出力5bと前記空気処理量5aの各特定下方限界値Pmin,Vminが、前記所要熱出力5bと前記所要空気処理量5aに対して設定されることを必要とする。
【0047】
この特別な実施の形態の特別な改善において、前記閾値の百分率部分は、この特定された所要値の大きさによって該特定された所要値から変化する。低い所要値の場合、40%のアンダーカットが生じると、故障が検出される一方、より高い特定された所要値の場合、エラーは前記閾値の20%アンダーカットが生じるときのみエラーが検出される。
【0048】
前記閾値は、好ましくは前記特定された値の10%乃至50%の間に位置する。好ましくは、前記閾値は、所与の値の15%乃至30%の間で選ばれる。
【0049】
提案された発明は、要は流動している媒体を暖める各PTC加熱素子を備えた加熱装置に関する。前記流動している媒体の故障が生じると、前記各PTC加熱素子の不必要な加熱を回避するために、前記各PTC加熱素子によって発生される前記所要熱出力5bは前記消費される実際の電力と比較され且つ前記特定電力閾値がアンダーカットされると、それに応じて、前記設定された所要熱出力5bが減少される。
【0050】
前記所要熱出力5b及び前記消費される実際の電力(入力された実際の電力)の両方が、前記各PTC加熱素子の各接点を横切る電圧値及び電流値を利用して測定される。前記各PTC加熱素子の外部制御の場合、各接続ラインにおける電圧値及び電流値が利用される。前記制御装置及び前記各加熱素子の構造の一体化方法において、前記電圧値及び電流値は、前記各PTC加熱素子の各接点を横切って取り出される。前記各PTC加熱素子がそれによって制御される電圧値を使用することによって、前記所要熱出力5bが測定される一方、前記各接点を介して又は前記各接続ラインを通って流れる前記電流が前記実際の熱出力5bを測定するために利用される。PWMコントローラの場合、前記実際の電圧値及び電流値は、パルス成形値から実効値を得るために、従って前記実際の特定された又は消費された熱出力を得るために繰り返し加算平均を条件とする。
【0051】
本発明による自動車補助加熱装置は、好ましくは、個々の加熱段が直列又は並列形状で制御される多段装置として展開される。並列制御の場合、同一の電圧又は、代わって、同一のインパルス速度を有する電圧が前記各加熱段を横切って印加される。従って、前記各加熱素子が同一の動作点で作動する。前記空気流の故障を検出するために、前記各加熱段の一個の前記所要及び実際の熱出力5bを監視すれば十分である。故障が検出されると、前記各加熱段の熱出力5bが均一に減少される。
【0052】
直列制御の場合、前記各加熱段は、前記所要熱出力5bによって逐次制御される。低加熱条件の場合、十分な所要熱出力を有する前記各加熱段の一個だけが制御される。加熱条件が第1加熱段によって発生される熱を超えて増加すると、第2加熱段が前記第1加熱段によって変換されない前記熱出力5bの一部分に応じて制御される。最大加熱条件で、全ての加熱段がそれぞれ同一の電圧又はインパルス幅により制御される。このような制御においては、好ましくは、最も下方の段の前記所要及び実際の熱出力のみが監視される。前記実際の熱出力が前記特定電力閾値の下方に下降すると、それに応じて、前記全加熱装置の前記所要熱出力5bが下降する。
【0053】
並列と直列の両方の制御において、より多くの又は全ての加熱段がそれらの所要及び実際の熱出力値5bが記録且つ監視されるように設けられる。この方法で、PTC温度保護機構の信頼性が増大される。
【0054】
前記加熱装置の前記全ての加熱段が本発明によって監視されるならば、一個だけの加熱段の故障が検出される場合が生じるかもしれない。この理由は、前記各加熱段における異なった温度分布又は流動特性のために、例えば、取り入れている空気流れの部分的な故障によって、前記各加熱段の一個だけの空気送給が異常に低下するからである。これに対応して、本発明の特別な実施態様によれば、当該PTC加熱素子のみがスイッチオフされることになる。
【0055】
前記一個の加熱段における過熱の危険が検出されると、本発明の他の特別な実施態様によって、前記全ての加熱素子の前記所要熱出力が安全の理由で減少される。その結果、自動車の電気回路の負荷に顕著な変化が発生し、それは、例えば、自動車の照明装置における輝度の変動に現れる。自動車の電気回路の極端な変動を回避するために、本発明の更に他の好ましい特別の実施態様によれば、前記所要熱出力が少しずつ減少される。このような減少は、好ましくは特定された時間インターバル内で多数の中間段にわたって行われる。
【0056】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明は、前記空気流を発生させるための前記ファンと、前記少なくとも一個のPTC加熱素子を有する前記空気流を暖めるための加熱装置と、前記ファンからの有効な空気処理量と前記加熱装置における前記各PTC加熱素子の一個から発生される前記熱出力とを設定するための前記制御装置とを具備する空気加熱用電熱装置において、前記制御装置が、前記各特定下方限界値より下方に前記熱出力と前記空気処理量の設定を排除するように構成され、そのために、前記制御装置が、更に、前記PTC加熱素子によって消費される電力を測定する前記測定装置と、前記調整可能な熱出力の前記下方限界値よりも小さな特定された前記電力閾値を前記測定装置によって測定された電力と比較するための前記比較装置と、前記PTC加熱素子によって消費された前記測定電力が前記電力閾値の下方に下降することを前記比較装置が測定すると、前記空気流の遮断を認識する前記検出装置とを含むことを特徴とするので、特定された所要熱出力により前記空気流を暖めるための前記PTC加熱素子が制御される。前記空気流は、その空気流量も調整可能な前記ファンによって発生される。前記ファンの所要空気流量は勿論、前記PTC加熱素子の所要熱出力も前記特定各下方限界値によって最小値に下方限定される。前記PTC加熱素子から移動する前記電力は、測定されると同時に、閾値と比較される。
前記閾値は、予め選択される所要熱出力の下方限界値より低いように選ばれる。
前記伝達される熱出力が前記特定電力閾値の下方限界値より下方に下降すると、前記空気流における欠陥が本発明に従って検出される。
更に、前記特定された所要熱出力値によって設定される前記閾値は、前記予め選択された所要熱出力値に直接的な関係を有し、前記測定された熱出力値が、前記現行の閾値以下であると、前記空気流中の欠陥が検出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明における空気加熱用電熱装置の原理を示す概略図である。
【図2】 温度に対するPTC加熱要素に与えられる熱変換される電力Pelの変化を示すグラフである。
【図3】 本発明における空気加熱用電熱装置の実施例を示す部分断面図である。
【図4】 本発明において詳述される各特徴点に基づいて作動するプロセスのフローシートである。
【図5】 本発明における空気加熱用電熱装置の原理を示すグラフである。
【図6】 図5に示される本発明の各教示点を示すグラフである。
【図7】 図5に示される本発明の別の各教示点を示すグラフである。
【符号の説明】
1 周辺空気
2 ファン
3 加熱装置
5 制御装置
Claims (10)
- 空気流を発生させるためのファン(2)と、少なくとも一個のPTC加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置(3)と、前記ファン(2)からの有効な空気処理量(5a)と前記加熱装置(3)における前記各PTC加熱素子の一個から発生される熱出力(5b)とを設定するための制御装置(5)とを具備する空気加熱用電熱装置において、
前記制御装置(5)が、各特定下方限界値(P min ,V min )より下方に前記熱出力(5b)と前記空気処理量(5a)を設定することを排除するように構成され、
そのために、前記制御装置(5)が、更に、前記PTC加熱素子によって消費される電力を測定する測定装置と、前記下方限界値(P min )よりも小さな特定電力閾値(Plim )を前記測定装置によって測定された電力と比較するための比較装置と、前記PTC加熱素子によって消費される測定電力が前記電力閾値(Plim )の下方に下降することを前記比較装置が測定すると、前記空気流の遮断を認識する検出装置とを含むことを特徴とする空気加熱用電熱装置。 - 前記付与された閾値が、前記PTC加熱素子によって発生される前記熱出力(5b)の前記下方限界値(Pmin)の10%乃至50%の間の範囲に、好ましくは15%乃至30%の間の範囲に位置することを特徴とする請求項1に記載の空気加熱用電熱装置。
- 空気流を発生させるためのファン(2)と、少なくとも一個のPTC加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置(3)と、前記ファン(2)からの有効な空気処理量(5a)と前記加熱装置(3)における前記各PTC加熱素子の一個から発生される熱出力(5b)とを設定するための制御装置(5)とを具備する空気加熱用電熱装置において、
前記制御装置(5)が、前記各特定下方限界値(Pmin ,Vmin )より下方に前記熱出力(5b)と前記空気処理量(5a)を設定することを排除するように構成され、
そのために、前記制御装置(5)が、更に、前記PTC加熱素子によって消費される電力を測定する測定装置と、前記熱出力(5b)の設定された一部分に対応する特定電力閾値(P30% )を前記測定装置によって測定された前記電力と比較するための比較装置と、前記PTC加熱素子によって消費された前記電力が前記特定電力閾値(P30% )の下方に下降することを前記比較装置が測定すると、前記空気流の遮断を認識する検出装置とを含むことを特徴とする空気加熱用電熱装置。 - 前記特定電力閾値が、前記設定された熱出力(5b)の10%乃至50%の間である範囲に位置することを特徴とする請求項3に記載の空気加熱用電熱装置。
- 前記空気流の遮断が存在することを前記検出装置が測定すると、前記制御装置(5)が、前記熱出力(5b)を零になるように制御することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の空気加熱用電熱装置。
- 前記空気流の遮断の存在が検出されると、前記検出装置が、搭載コンピュータを介した聴覚的及び又は視覚的遮断指示器を制御することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の空気加熱用電熱装置。
- 前記各PTC加熱素子の一個によって発生される前記熱出力(5b)の設定が、前記PTC加熱素子のパルス幅変調制御から生じることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の空気加熱用電熱装置。
- 請求項1乃至6の何れか1項に記載の空気加熱用電熱装置を備えた自動車の内部暖房装置。
- 空気流を発生させるためのファン(2)と、少なくとも一個のPTC加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置(3)とを有し、それによって前記ファン(2)からの有効な空気処理量(5a)の特定された値及び前記PTC加熱素子によって発生される熱出力(5b)の特定された値が制御装置(5)を使用して選択可能である空気加熱用電熱装置用制御装置において、
前記制御装置(5)が、特定の前記熱出力(5b)と特定の前記空気処理量(5a)の選択で、前記各特定下方限界値(Pmin ,Vmin )より下方に前記熱出力(5b)と前記空気処理量(5a)を設定することを排除するように構成され、
前記制御装置(5)が、前記下方限界値(P min )よりも小さな特定電力閾値(Plim )を前記測定装置によって測定された電力と比較し、そして
前記制御装置(5)が、前記PTC加熱素子によって消費された前記電力が前記電力閾値(Plim )の下方に下降することを測定することによって前記空気流の遮断を検出することを特徴とする空気加熱用電熱装置用制御装置。 - 空気流を発生させるためのファン(2)と、少なくとも一個のPTC加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置(3)とを有し、それによって前記ファン(2)からの有効な空気処理量(5a)の特定された値及び前記PTC加熱素子によって発生される熱出力(5b)の特定された値が制御装置(5)を使用して選択可能である空気加熱用電熱装置用制御装置において、
前記制御装置(5)が、特定の前記熱出力(5b)と特定の前記空気処理量(5a)の選択で、前記各特定下方限界値(Pmin ,Vmin )より下方に前記熱出力(5b)と前記空気処理量(5a)を設定することを排除するように構成され、
前記制御装置(5)が、前記熱出力(5b)の設定された一部分に対応する特定電力閾値(P30% )と前記PTC加熱素子によって消費された電力を比較し、そして
前記PTC加熱素子によって消費された前記電力が、前記特定電力閾値(P30% )の下方にあると、前記制御装置(5)が、前記空気流の遮断を検出することを特徴とする空気加熱用電熱装置用制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP02007160A EP1350647B1 (de) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Elektrische Heizung für ein Kraftfahrzeug |
EP02007160.1 | 2002-03-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003291632A JP2003291632A (ja) | 2003-10-15 |
JP3794577B2 true JP3794577B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=27838043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003089335A Expired - Fee Related JP3794577B2 (ja) | 2002-03-28 | 2003-03-27 | 空気加熱用電熱装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6897416B2 (ja) |
EP (1) | EP1350647B1 (ja) |
JP (1) | JP3794577B2 (ja) |
KR (1) | KR100575922B1 (ja) |
DE (1) | DE50201951D1 (ja) |
ES (1) | ES2233732T3 (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10348648A1 (de) * | 2003-10-15 | 2005-05-25 | Behr Gmbh & Co. Kg | PTC-Zuheizer, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Heiz- oder Klimaanlage |
EP1580050B1 (de) * | 2004-03-26 | 2013-02-27 | Behr GmbH & Co. KG | Elektrische Zusatzheizungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
EP1747917B1 (de) * | 2005-07-28 | 2009-10-21 | ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG | Heizaggregat |
US7457533B2 (en) * | 2006-05-18 | 2008-11-25 | Dimplex North America Limited | Electric heating device |
JP4981386B2 (ja) * | 2006-08-30 | 2012-07-18 | 三菱重工業株式会社 | 熱媒体加熱装置およびそれを用いた車両用空調装置 |
US8604709B2 (en) | 2007-07-31 | 2013-12-10 | Lsi Industries, Inc. | Methods and systems for controlling electrical power to DC loads |
US8903577B2 (en) | 2009-10-30 | 2014-12-02 | Lsi Industries, Inc. | Traction system for electrically powered vehicles |
US7598683B1 (en) | 2007-07-31 | 2009-10-06 | Lsi Industries, Inc. | Control of light intensity using pulses of a fixed duration and frequency |
EP2082919B2 (de) | 2008-01-24 | 2018-08-15 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Elektrische Zusatzheizung für ein Kraftfahrzeug |
JP5171528B2 (ja) * | 2008-10-06 | 2013-03-27 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Ptcヒータ制御装置及び室温変化判定装置 |
EP2371588B1 (de) * | 2010-03-26 | 2012-10-10 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Elektrische Heizvorrichtung |
JP5535740B2 (ja) * | 2010-04-14 | 2014-07-02 | 三菱重工業株式会社 | 熱媒体加熱装置およびそれを用いた車両用空調装置 |
KR101219967B1 (ko) * | 2010-09-28 | 2013-01-08 | 현대자동차주식회사 | Ptc히터를 이용한 차량용 난방장치 및 그 방법 |
KR101693886B1 (ko) * | 2011-07-05 | 2017-01-06 | 현대자동차주식회사 | 차량용 ptc히터 제어 방법 |
US10500921B2 (en) * | 2011-08-16 | 2019-12-10 | Hanon Systems | Electric heater apparatus for electric vehicle and method of controlling same |
DE102011119289A1 (de) * | 2011-11-23 | 2013-05-23 | Gm Global Technology Operations, Llc | Standheizung für den Kraftfahrzeuginnenraum |
US8977417B2 (en) * | 2012-10-19 | 2015-03-10 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for controlling a vehicle having a single-wire actuator |
US9260103B2 (en) * | 2012-10-19 | 2016-02-16 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for controlling a vehicle having an electric heater |
EP2732995B2 (de) | 2012-11-15 | 2018-03-21 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Elektrische Heizung für ein Kraftfahrzeug |
EP2772820B1 (de) | 2013-02-27 | 2015-04-08 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Elektrische Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
EP2772375B1 (de) | 2013-02-27 | 2017-10-18 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Elektrische Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
JP5742882B2 (ja) * | 2013-05-30 | 2015-07-01 | トヨタ自動車株式会社 | モータロック判定装置 |
DE102017218899A1 (de) * | 2017-10-23 | 2019-04-25 | Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg | Elektrische Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
CN108422828A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-21 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电暖风控制***及电动汽车 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60145196A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-31 | 松下電器産業株式会社 | 衣類乾燥機の制御装置 |
JP3064660B2 (ja) * | 1992-04-23 | 2000-07-12 | 松下電器産業株式会社 | 衣類乾燥機 |
JPH06134193A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 衣類乾燥機 |
JP3185487B2 (ja) * | 1993-08-24 | 2001-07-09 | 松下電器産業株式会社 | 衣類乾燥機 |
JP3224959B2 (ja) * | 1994-12-27 | 2001-11-05 | 株式会社東芝 | 衣類乾燥機 |
JPH08182896A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 衣類乾燥機 |
JPH10235092A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-08 | Toshiba Corp | 衣類乾燥機 |
JP2001000793A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-09 | Toshiba Corp | 衣類乾燥機 |
DE10026361A1 (de) * | 2000-05-27 | 2001-11-29 | Volkswagen Ag | Heizungssystem in einem Kraftfahrzeug mit ein- und ausschaltbarem Gebläse |
US6262400B1 (en) * | 2000-10-03 | 2001-07-17 | Delphi Technologies, Inc. | Control method for a resistance heater in a vehicle heating system |
-
2002
- 2002-03-28 EP EP02007160A patent/EP1350647B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-28 ES ES02007160T patent/ES2233732T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-28 DE DE50201951T patent/DE50201951D1/de not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-14 US US10/389,252 patent/US6897416B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-22 KR KR1020030017965A patent/KR100575922B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-03-27 JP JP2003089335A patent/JP3794577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030078661A (ko) | 2003-10-08 |
US20030183619A1 (en) | 2003-10-02 |
US6897416B2 (en) | 2005-05-24 |
JP2003291632A (ja) | 2003-10-15 |
EP1350647A1 (de) | 2003-10-08 |
ES2233732T3 (es) | 2005-06-16 |
DE50201951D1 (de) | 2005-02-10 |
KR100575922B1 (ko) | 2006-05-02 |
EP1350647B1 (de) | 2005-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3794577B2 (ja) | 空気加熱用電熱装置 | |
US7782584B2 (en) | Load drive controller and control system | |
US20070278209A1 (en) | Control system for operting automotive vehicle components | |
US20120330496A1 (en) | Method for monitoring a coolant temperature sensor of a motor vehicle and controller | |
US9337769B2 (en) | Method of diagnosing a malfunctioning DC fan motor | |
US6928237B2 (en) | Fluid heating apparatus | |
JP4677973B2 (ja) | エンジン冷却系の故障診断装置 | |
US10464395B2 (en) | Method for controlling air conditioner compressor | |
CN106042834B (zh) | 电动汽车空调器暖风的控制方法和*** | |
CN104648077B (zh) | 车用空调控制器的控制方法 | |
JP7138789B2 (ja) | 加熱装置の過熱を検出する方法、および対応する制御ユニット | |
KR102226552B1 (ko) | 차량용 복사열 히터의 안전 제어 방법 | |
KR102256653B1 (ko) | 차량용 공조장치 | |
KR102063512B1 (ko) | 쿨링팬 모터의 제어장치 및 방법 | |
US20230011995A1 (en) | Method for regulating a heater and the heater | |
KR100621271B1 (ko) | 덕트 센서를 이용한 피티씨 히터 보정 제어 장치 및 방법 | |
US9385644B2 (en) | Sensorless DC fan speed controller | |
KR101956179B1 (ko) | 전기자동차 공조장치 | |
JP3731990B2 (ja) | 流体検知装置 | |
KR100999672B1 (ko) | 차량용 실내온도 조절장치 | |
JP2696806B2 (ja) | モータ制御装置 | |
CN106553499B (zh) | 一种车辆空调***电加热的供电***及方法 | |
JP2004239789A (ja) | 結露予想判定装置 | |
KR20060093401A (ko) | 디젤차량의 ptc 히터 제어방법 | |
KR0141045B1 (ko) | 자동차의 시트 온도제어장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050525 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051116 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060315 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060325 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060406 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130421 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |