JP7138789B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、流体を加熱する電気加熱装置の過熱の検出に関する。非限定的に、電気加熱装置は、例えば加熱装置を通って流れることを意図した空気流を加熱するように構成されてもよい。本発明を、低電圧電気加熱装置と同様に、高電圧電気加熱装置にも同様に適用してもよい。

本発明は、このような加熱装置を含む自動車の暖房および／または換気および／または空調設備に特に適用される。

自動車は一般に、客室に供給するための空気流の空気熱パラメータを調整し、特に空気流の温度を調整することが意図された、このような暖房および／または換気および／または空調設備を備える。これを行うために、設備は、１つ以上の熱処理装置、特に、空気流などの流体を加熱する電気加熱装置（電気ラジエータとも呼ばれる）を一般に備える。

電気加熱装置は、電気加熱モジュールを備える。例として、電気加熱モジュールは、電気加熱装置を流れる空気流に直接曝されるように配置されてもよい。

１つの既知の解決策によれば、加熱モジュールは、例えば正の温度係数（ＰＴＣ）を有する抵抗素子、すなわちＰＴＣセラミック抵抗器などの素子を備える。

素子の課題は、抵抗が温度の関数として大きく変化することである。より正確には、ＰＴＣ抵抗素子のオーム値は、既定の温度閾値を超えて非常に急速に増加する。

抵抗素子は、内蔵電圧源、すなわちバッテリによって供給されてもよい。電気コネクタは車両に搭載された電圧源に接続されて、必要な電力が電気加熱装置、特に抵抗素子に供給されることを可能にしてもよい。さらに、抵抗素子は、一般に電力供給回路を備える電子制御ユニットによって制御される。電力供給回路は、例えばプリント回路基板に取り付けられている。

特に高電圧電気加熱装置の場合、課題は車両の主加熱装置であり、これは、高電圧であるがゆえに非常に強力となる可能性がある。

過熱の場合、装置は、システムが正しく動作する少なくとも１つの温度限界点に達する可能性がある。ＰＴＣセラミック抵抗器は、例えば火災を引き起こす可能性のある過度の過熱から保護し、したがって乗客の安全を保証するために使用される。

しかし、例えば暖房および／または換気および／または空調設備のプラスチック部品などの電気加熱装置に近接した特定の部品は、特に特定の条件下、例えば意図的に、または未検知の機械的故障のために暖房および／または換気および／または空調設備のシャッターが閉じられた際に高温となった場合に、多くの影響を受ける可能性がある。

したがって、周囲の部品の劣化を回避するために、電気加熱装置の温度を制御することが有利である。

この目的のために、電気加熱装置の温度を直接測定することができる温度プローブなどの追加のセンサを提供することは既知の慣例である。このような温度プローブは、例えば加熱モジュールと接触して、または電子制御ユニット内に、特にプリント回路基板上に配置されてもよい。記録された温度に応じて、電力が切断されるかまたは制限されることがある。

しかし、温度を直接測定するこの追加のセンサが提供されると、追加のコストが発生し、プリント回路基板上に追加の空間が必要となり、電気加熱装置の重量が増加する。また、この手段による過熱の検出は、センサと抵抗素子との間の距離、および一般にシステムの慣性に依存する。さらに、これにより、例えば追加のセンサが誤動作した場合に、さらなる障害が発生する可能性が加わる。

本発明の目的は、電気加熱装置の過熱を検出することを可能にする代替的解決策を提供することによって、従来技術のこれらの欠点を少なくとも部分的に軽減することである。

この目的のために、本発明は、電圧源によって給電されるように構成された複数の抵抗素子を備える電気加熱装置の過熱を検出する方法に関し、抵抗素子の電力供給は、電力設定値、温度設定値、抵抗設定値、または電流の振幅の設定値に応じて、パルス幅変調駆動信号によって駆動される。
前記方法は、
前記設定値を記録するステップと、
所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルを記録するステップと、
所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルの検出閾値を定めるステップであって、検出閾値が、測定された供給電圧および／または前記設定値に応じて、または電気加熱装置の過熱を監視するための少なくとも１つのパラメータの値に応じて、電気加熱装置の過熱を表す、ステップと、
前記デューティサイクルの記録値を検出閾値と比較するステップと、
前記デューティサイクルの記録値が前記定められたデューティサイクル検出閾値に達した場合に過熱を検出するステップと
を含む。

前記方法はまた、別個にまたは組み合わせて実施される以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。

１つの好ましい実施形態によれば、前記方法は、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅の値を測定する追加のステップを含む。

電気加熱装置の過熱を監視するための前記少なくとも１つのパラメータは、電流の振幅に依存してもよい。前記方法は、前記少なくとも１つのパラメータが電流の振幅と異なる場合に、前記少なくとも１つのパラメータの値を計算する追加のステップを含んでもよい。

一実施形態によれば、この方法は供給電圧を測定するステップを含む。

この実施形態によれば、所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルの検出閾値もまた、測定された供給電圧に応じて決定されてもよい。

好ましくは、電力供給は電力設定値に依存する。

電力設定値自体は、温度設定値に依存してもよい。

前記検出閾値は、電力設定値または温度設定値に応じて定められてもよい。

この方法は、前記少なくとも１つのパラメータが電流の振幅と異なる場合に、前記少なくとも１つのパラメータの値を計算する追加のステップを含んでもよい。

本発明の一態様によれば、前記少なくとも１つのパラメータの値は、所定の数の抵抗素子を流れる電流の測定された振幅から、および任意には測定された供給電圧から計算されてもよい。

変形例として、または追加的に、前記少なくとも１つのパラメータの値は前記記録されたデューティサイクルから計算される。

前記少なくとも１つのパラメータは、所定の数の抵抗素子の電気抵抗、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅の倍数または累乗、および所定の数の抵抗素子の電力から選択されてもよい。

一変形実施形態によれば、抵抗素子は正の温度係数の素子である。別の変形実施形態によれば、抵抗素子は負の温度係数の素子である。

本発明の別の態様によれば、パルス幅変調駆動信号が１００％である場合、電流の測定された振幅は所定の数の抵抗素子を流れる瞬時電流の振幅である。

前記方法は、前記装置の少なくとも１つの基準が前記装置の低温状態を表すかどうかを検証するステップと、前記少なくとも１つの基準が低温状態を表す場合に、過熱を検出するステップを少なくとも抑制するステップとを含む。

本発明の別の態様によれば、別個の抵抗素子の少なくとも２つのサブセットは、電力供給のパルス幅変調によって独立して駆動される。各サブシステムについて、前記少なくとも１つの選択パラメータの値は独立して計算されてもよい。変形例として、または追加的に、駆動信号のデューティサイクルの検出閾値は、サブセットの抵抗素子の性質および／または数に応じて独立して定められてもよい。

本発明はまた、電圧源によって給電されるように構成された複数の抵抗素子を備える電気加熱装置の制御ユニットに関し、制御ユニットは、電力設定値、温度設定値、抵抗設定値、または電流の振幅の設定値に応じて、抵抗素子の電力供給を駆動するパルス幅変調駆動信号を生成するように構成される。
制御ユニットは、
前記設定値を記録し、
所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルを記録し、
測定された供給電圧および／または前記設定値に応じて、または電気加熱装置の過熱を監視するための少なくとも１つのパラメータの値に応じて電気加熱装置の過熱を表す、所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルの検出閾値を定め、前記デューティサイクルの記録値を検出閾値と比較し、そして
前記デューティサイクルの記録値が前記定められたデューティサイクル検出閾値に達した場合に過熱を検出するための
少なくとも１つの処理手段を含む。

本発明のさらなる特徴および利点は、非限定的で例示的な例として与えられる以下の説明の理解および添付の図面からより明確になるであろう。

第１の実施形態による検出方法の様々なステップのフローチャートである。 第２の実施形態による検出方法の様々なステップのフローチャートである。 空気流量が低下した場合のパルス幅変調駆動信号の電力およびデューティサイクルの変動の一例を概略的に示すグラフである。

これらの図では、同じ要素が同じ参照番号によって特定されている。

以下の実施形態は例である。本説明は１つ以上の実施形態を参照するが、これは、必ずしも各参照が同一の実施形態に関連すること、または特徴が一実施形態にのみ適用されることを意味するものではない。様々な実施形態の単一の特徴を、他の実施形態を作り出すために組み合わせるかまたは交換してもよい。

本発明は、車両の客室の１つ以上の領域に供給される空気流の空気熱パラメータを調整する目的で自動車に装備することが意図された、暖房および／または換気および／または空調設備の分野に関する。

より具体的には、本発明は、このような設備が特に装備されている自動車の電気加熱装置（電気ラジエータとも呼ばれる）に関する。流体を加熱する電気装置の問題である。非限定的に、空気流を加熱する装置の問題であってもよい。以下、空気流を参照して説明するが、本発明を別の流体に適用してもよい。

特に、これは高電圧のラジエータもしくは電気加熱装置の問題であってもよい。ここで、高電圧は９０Ｖまたは１２０Ｖより高い電圧として定められる。変形例として、これは低電圧ラジエータの問題であってもよい。

電気加熱装置は、例えば車両から引き出された電気エネルギーを、暖房および／または換気および／または空調設備１を流れる空気に伝達される熱エネルギーに変換することができる。

電気加熱装置は、所定の数の加熱モジュールを備えてもよい。これらの加熱モジュールは、電気加熱装置を流れる空気流に直接曝されるように配置されてもよい。

より正確には、加熱モジュールは、各々が正の温度係数（ＰＴＣ）の抵抗素子を備えてもよい。抵抗素子は、例えばＰＴＣセラミック抵抗器の形態である。変形例として、負の温度係数（ＮＴＣ）の抵抗素子の問題であってもよい。

電気加熱装置は、一般に加熱モジュールを制御する電子制御ユニットをさらに備える。このような制御ユニットは、１つ以上の電子および／または電気部品を含む。制御ユニットは、抵抗素子を供給する電気回路（図示せず）を特に備える。電力供給回路は、例えばプリント回路基板（または周知の頭字語を使用する場合はＰＣＢ）などの電気回路基板に取り付けられている。

例として、電力供給回路はトランジスタ（図示せず）を含み、各トランジスタは、所定の数の加熱モジュールに電流を通過させるかどうかを許可する。

抵抗素子は、例えば車両のバッテリなどの電源（図示せず）によって供給されることが意図されている。抵抗素子の電力供給は、パルス幅変調（または周知の頭字語を使用する場合はＰＷＭ）によって駆動される。制御ユニットは、抵抗素子の電力供給を駆動するためのパルス幅変調駆動信号を生成するように構成されている。抵抗素子の少なくとも２つの別個のサブセットは、パルス幅変調によって独立して駆動されてもよい。抵抗素子の電力供給は電力設定値に応じて実行されてもよい。装置は閉ループモードで制御される。変形例として、抵抗素子の電力供給は、温度設定値、任意には抵抗設定値、または実際には電流の振幅の設定値に応じて実行されてもよい。

図１ａまたは図１ｂを参照して、この装置の潜在的な過熱をリアルタイムで検出することを可能にする、このような電気加熱装置の過熱を検出する方法を説明する。

全ての加熱モジュールを一緒に監視すること、または１つのトランジスタもしくは複数のトランジスタによって制御される加熱モジュールの各サブセットを独立して監視することが可能である。これは特に、例えば電気加熱装置がいわゆるマルチゾーン型の暖房および／または換気および／または空調設備（この場合、加熱モジュールは車室内の別々の領域を加熱するためのものであってもよい）に設置されている場合に、様々なホットスポットを検出することを可能にする。

一変形実施形態によれば、方法をアクティブにするかまたは初期化するステップＥ０が提供されてもよい。

一般に、この方法は、設定値を記録するステップＥ１’を含む。好ましくは、これは電力設定値Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔの問題である。また、温度設定値Ｔ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ、潜在的には抵抗設定値Ｒ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ、または実際には振幅設定値ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔの問題である可能性もある。接頭辞「ｓｕｂ」は括弧の間に書かれており、設定値が１つのサブシステムまたは全ての抵抗素子のいずれかに関連している可能性があることを示している。

この方法はまた、供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙが記録されるかまたは測定されるステップＥ１を含んでもよい。このステップＥ１は、電圧を測定するセンサを使用して実施されてもよい。供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙは一定であってもよい。

この方法はステップＥ２を含んでもよく、ここで、電気加熱装置の所定の数の抵抗素子、またはさらには全ての抵抗素子を流れる電流の振幅の値ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘまたはｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘが記録されるかまたは測定される。監視することが望まれるパラメータのサブセットの加熱モジュールの消費電流を記録することの問題である。例えば、抵抗素子を流れる瞬時電流が測定される。このステップＥ２は、電流を測定するセンサを使用して実施されてもよい。

測定された電流は、例えば最大瞬時電流、またはパルス幅変調駆動信号が１００％になった場合のピークの電流である。

ステップＥ３では、所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍまたはＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍが記録される。その他の説明として、括弧の間に「ｓｕｂ」を含むＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍは、パルス幅変調駆動信号のデューティサイクルが１つのサブシステムまたは全ての抵抗素子に関連している可能性があることを示している。

この方法は、電気加熱装置の過熱を監視するための少なくとも１つのパラメータの値が計算されるステップＥ４（図１ｂ参照）を含んでもよい。

有利には、電気加熱装置の過熱を監視するために、このパラメータは、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅ｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘに依存し、さらには、全ての抵抗素子を流れる電流の振幅ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘに依存する。このステップＥ４は、コンピュータなどの処理手段によって実施されてもよい。パラメータの実際の値が、問題となる可能性がある。

パラメータの値は、所定の数の抵抗素子を流れる電流の、ステップＥ２において測定された振幅ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘやｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘから計算されてもよい。このステップＥ１が実施される場合、ステップＥ１において測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙは、ステップＥ４の計算においてさらに考慮されてもよい。

変形例として、または追加的に、あるパラメータもしくは特定のパラメータは、所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルの記録値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍに依存してもよい。

このステップＥ４は、１つ以上のサブシステム、すなわち１つ以上のトランジスタによって制御される１つ以上の加熱モジュールのセット、またはシステム全体、すなわち全ての加熱モジュールの全ての抵抗素子に対して実行されてもよい。

パラメータは、所定の数の抵抗素子の電気抵抗Ｒ＿ｓｙｓｔｅｍやＲ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ、所定の数の抵抗素子の電力Ｐ＿ｓｙｓｔｅｍやＰ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘやｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ、または所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅の倍数または累乗であってもよい。特に、計算ステップＥ４は、選択パラメータが電流の振幅ではない場合に実施される。

あるいは、パラメータは電流の振幅に依存しない場合がある。例えば、抵抗素子の温度の問題である可能性がある。

複数のパラメータを補完的に使用して、方法の実施中に電気加熱装置の過熱を監視してもよい。

ステップＥ５では、所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルの検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍが定められ、検出閾値は、電気加熱装置の過熱を表す。

図１ａに概略的に示すように、前記デューティサイクルのこの検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍは、ステップＥ１’において記録された設定値（好ましくは電力設定値Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）に応じて定められてもよい。

変形例として、ステップＥ１が事前に実施される場合、検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍは、Ｅ１において測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙと、ステップＥ１’において記録された設定値（好ましくは電力設定値Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）とからなる対に応じて定められてもよい。この場合、図１ａのＥ１とＥ５との間の破線の矢印およびＥ１’とＥ５との間の実線の矢印によって概略的に示すように、ステップＥ１およびステップＥ１’の両方が事前に実施される。

また、変形例として、デューティサイクル検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍは、図１ｂに概略的に示すように、ステップＥ４において計算された選択パラメータの値、またはステップＥ２において記録された電流振幅の値に応じて定められてもよい。

検出閾値はまた、ステップＥ１において測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙと、ステップＥ４において計算された選択パラメータの値とからなる対に応じて定められてもよい。この場合、図１ｂのＥ１とＥ５との間の破線の矢印およびＥ４とＥ５との間の実線の矢印によって概略的に示すように、ステップＥ１およびステップＥ１’の両方が事前に実施される。検出閾値はまた、ステップＥ１において測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙと、ステップＥ２において記録された電流振幅の値とからなる対に応じて定められてもよい。

ステップＥ６では、ステップＥ３において記録されたデューティサイクルの値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍが、ステップＥ５において定められたか、または既定である検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）と比較される。

このステップＥ６は、コンパレータなどの処理手段によって実施されてもよい。比較結果に応じて過熱が検出されてもよい。換言すれば、デューティサイクルの記録値が定められたデューティサイクル検出閾値に達するかまたは該検出閾値を超えた場合、これは装置の過熱に対応する。デューティサイクルの記録値は、このパラメータの性質および抵抗素子の性質に応じて、高くなったり低くなったりすることにより検出閾値を超える場合がある。この場合、以下には詳述していないが、この過熱に対する１つ以上の動作が実施されてもよい。反対の場合は、ステップＥ６において過熱が検出されるまで方法のステップが繰り返されてもよい。

この方法が１つ以上のパラメータを考慮する場合、第１の方法によれば、あるパラメータまたは特定のパラメータは加熱モジュールの電気抵抗であってもよい。この場合、ステップＥ４では、所定の数の抵抗素子の電気抵抗値Ｒ＿ｓｙｓｔｅｍやＲ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍは、測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙおよび電流の測定された振幅ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘやｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘから計算されてもよい。その他の説明として、括弧の間に「サブ」を含むＲ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍは、電気抵抗値が１つのサブシステムまたは全ての抵抗素子に関連している可能性があることを示している。デューティサイクル検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍは、所定の数の抵抗素子の電気抵抗のステップＥ４において計算された値Ｒ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍに応じて、また場合によってはステップＥ１において測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙに応じて、ステップＥ５において決定される。

この値は、１つ以上のサブシステム、すなわち１つ以上のトランジスタによって制御される１つ以上の加熱モジュールのセット、またはシステム全体、すなわち全ての加熱モジュールの全ての抵抗素子について決定されてもよい。

ステップＥ６では、ステップＥ３において記録されたデューティサイクルの値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍが、ステップＥ５において決定された検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）と比較される。

第２の方法によれば、あるパラメータまたは特定のパラメータは、所定の数の抵抗素子の電力であってもよい。この第２の方法は、変形例として、または第１の方法に加えて実施されてもよい。

以下では、第１の方法との違いのみを詳述する。ステップＥ４では、所定の数の抵抗素子の電力値Ｐ＿ｓｙｓｔｅｍやＰ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍは、測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙおよび電流の測定された振幅ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘやｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘから計算されてもよい。この第２の方法では、ステップＥ３において記録されたデューティサイクルもまた、ステップＥ４における電力の計算において考慮される。特に、電力は、瞬時電流の振幅、供給電圧およびデューティサイクルの積を算出することによって計算されてもよい。

その他の説明として、括弧の間に「サブ」を含むＰ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍは、電力値が１つのサブシステムまたは全ての抵抗素子に関連している可能性があることを示している。

デューティサイクル検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍは、所定の数の抵抗素子の電力のステップＥ４において計算されたこの値Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍに応じて、場合によってはステップＥ１において測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙに応じて、ステップＥ５において決定されてもよい。

ステップＥ６では、ステップＥ３において記録されたデューティサイクルの値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍが、ステップＥ５において決定された検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）と比較される。

さらに第３の方法によれば、あるパラメータまたは特定のパラメータは、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅であってもよい。この第３の方法は、変形例として、または第１の方法および／もしくは第２の方法に加えて実施されてもよい。

この第３の方法（図示せず）は、計算ステップＥ４がなく、代わりにパラメータの値がステップＥ２において測定されるという点で、第２の方法とは異なる。デューティサイクル検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍは、ステップＥ２において測定された振幅値ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘまたはｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘに応じて、場合によってはステップＥ１において測定された供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙに応じて、ステップＥ５において決定されてもよい。

ステップＥ６では、ステップＥ３において記録されたデューティサイクルの値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍが、ステップＥ５において決定された検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）と比較される。

パラメータはまた、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅の倍数または累乗であってもよい。電流の振幅の二乗もしくは三乗、電流の振幅の２倍、またはさらにはパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルに対する電流の振幅の比に関して、非網羅的に言及してもよい。

最後に、さらに別の方法によれば、例えば抵抗素子の温度の場合のようにパラメータが電流の振幅に依存しない場合、このようなパラメータの値が例えば測定されてもよい。

このような方法の一般的な原理は、図２において簡略化されて概略的に示されている。このグラフでは、各々が例えば正の温度係数（ＰＴＣ）の抵抗素子を備える所定の数の加熱モジュールを備える電気加熱装置の動作の様々な段階が示されている。電力Ｐ、駆動信号のデューティサイクルＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ、および空気流Ｆの曲線が概略的に示されている。段階Ａの間、装置は、特に空気流量および空気流の温度に関して通常の使用条件下で問題なく動作している。段階Ｂは空気流の第１の低下に対応しており、この空気流の低下は曲線Ｆで示されている。この段階Ｂの間、パルス幅変調駆動信号のデューティサイクルＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍは、電力の低下を回避するために増加するが、ステップＥ５において定められたデューティサイクル検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍに到達しない（図１ａまたは図１ｂも参照）。図示の例では、空気流量があまり低下しないため、この補償によって電力を段階Ｂの間に維持することが可能になる。

グラフは、段階Ｂの終了時の空気流の第２の低下を示している。もう一度、パルス幅変調駆動信号のデューティサイクルＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍが増加して、電力の低下が回避される。デューティサイクルは、ステップＥ５において定められたデューティサイクル検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍを超えて増加することはできない。デューティサイクルがこのデューティサイクル検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍに達すると、これはステップＥ６における装置の過熱の検出に対応する。この例では、デューティサイクルの記録値が、定められたデューティサイクル検出閾値を下方から、つまりそれより値が大きくなることによって超える。

また、上記の説明では、第１のステップ、第２のステップなどのインデックスがステップＥ０からステップＥ６に付けられている。これは、方法の様々なステップを区別して名付けするための単純なインデックス付けでの問題である。このインデックス付けは、必ずしもあるステップが別のステップよりも優先されることを意味するわけではない。この方法の特定のステップの順序を、本説明の範囲から逸脱することなく逆にしてもよい。このインデックス付けはまた、時間の順序を意味するものでもない。例えば、いくつかのステップを同時に実行してもよい。

上述の変形例のいずれかによる方法は、電気加熱装置の基準が低温状態を表すかどうかが検証される少なくとも１つの検証ステップをさらに含んでもよい。

この検証ステップは、例えば起動時に、特に加熱装置の抵抗が非常に高く、かつデューティサイクルの値が非常に高いために検出閾値を超えた場合に発生する可能性がある。装置が依然として低温であり、電流が少ない間は装置を加熱することができないとはいえ、この時点で過熱を検出することは適切ではない。

基準は、例えば抵抗素子の電力供給回路が取り付けられた電気回路基板の温度である。

検証ステップの間、電気回路基板の温度は、例えば、負の温度係数を含む温度プローブなどの温度センサを介して記録される。

記録された温度が電気加熱装置の最小加熱を表す所定の閾値に達するかまたは該閾値を超えると、これは装置が検出可能な状態であることを裏付ける。

反対の場合は、これは装置の低温状態または「加熱中」を表している。この方法は、電気回路基板の温度などの基準がこの低温状態を表す限り、少なくとも過熱を検出するステップを抑制するステップを含んでもよい。

負の温度係数を含む温度プローブの場合、所定の閾値は過熱を検出する試みが行われない最小値であってもよい。

これにより、過熱の不正確もしくは不適時な検出を回避することが可能になる。

このような検証は、例えばステップＥ０において実行されてもよい。

上述のような過熱を検出する方法は、制御ユニットによって実施されてもよい。特に、過熱を検出する方法は、電気加熱装置の加熱モジュールを制御するために既に使用されている制御ユニットによって実施されてもよい。

したがって、制御ユニットは上述の検出方法に従って過熱を監視するように構成される。この目的のために、制御ユニットは、上述の方法のステップを実施する少なくとも１つの処理手段を備える。

特に、制御ユニットは、電力設定値Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ、または温度設定値Ｔ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ、または抵抗設定値Ｒ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ、またはさらには電流の振幅の設定値ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔを記録する１つ以上の処理手段を備える。

例えば制御ユニットは、供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙを測定するかまたは記録するために、電圧を測定するセンサを備える。

例えば制御ユニットは、所定の数の抵抗素子またはさらには全ての抵抗素子を流れる電流ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘを測定するかまたは記録するために、電流を測定するセンサを備える。

例えば制御ユニットは、所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍを決定するかまたは記録する処理手段を備える。

制御ユニットは、電気加熱装置の過熱を監視するために、所定の数の抵抗素子を流れる電流の振幅ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘやｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘに応じて少なくとも１つのパラメータの値を計算する１つ以上の計算手段を追加的に備えてもよく、このパラメータは、電流振幅と異なる場合は、特に電流ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘの測定値に基づいて、場合によっては供給電圧Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙの測定値に基づいて計算される。

当該または他の計算手段もまた、所定の数の抵抗素子のパルス幅変調駆動信号のデューティサイクルの検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍを定めるように構成されてもよく、閾値は、電気加熱装置の過熱を表し、設定値に応じて、または電気加熱装置の過熱を監視するための電流の振幅に依存する少なくとも１つのパラメータの値に応じて定められ、この値は、場合によっては事前に計算されるか、または変形例としては、供給電圧と設定値もしくはパラメータの値とからなる対に応じて計算される。

例えば制御ユニットは、前記デューティサイクルの記録値ＰＷＭ（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍを検出閾値ＰＷＭ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍと比較する少なくとも１つのコンパレータを備える。

制御ユニットは、過熱があるかどうかを比較の結果に応じて決定する計算手段またはマイクロプロセッサを備えてもよい。マイクロプロセッサは、前記デューティサイクルの記録値が、前記定められたデューティサイクル検出閾値以上であるかどうかを特に評価してもよい。

制御ユニットはまた、電気加熱装置の基準が装置の低温状態を表すかどうかを検証する少なくとも１つの処理手段を備えてもよい。

例えば、追加の温度センサ（図示せず）が提供されてもよい。制御ユニットは、この追加の温度センサを備えてもよい。このような温度センサは、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）にはんだ付けされるか、ろう付けされるか、または接着されて配置されてもよい。これは、電気抵抗が温度とともに均一に減少する負の温度係数（ＮＴＣ）の温度プローブの問題であってもよい。代替的には、これは、電気抵抗が温度とともに急激に増加する正の温度係数（ＰＴＣ）の温度プローブの問題であってもよい。

制御ユニットは、例えば電気回路基板の記録された温度を、電気加熱装置の最小加熱を表す所定の閾値と比較するコンパレータを備えてもよい。記録された温度がこの所定の閾値に達しない限り、これは前記装置の低温状態を表し、制御ユニットは過熱の検出を抑制する処理手段を含んでもよい。

したがって、パルス幅変調駆動信号のデューティサイクルの検出閾値を積極的に定めることによって、本発明による方法は、デューティサイクルが検出閾値に達した場合に間接的に過熱をリアルタイムで検出することを可能にする。これにより、電気加熱装置が、火災が発生しなくとも特定の周囲の部品が損傷する危険性があるほど十分に高温になるのを防止することができる。

さらに、電気加熱装置の温度を監視するために追加のセンサは必要ない。

Claims (13)

1. 電圧源によって給電されるように構成された複数の抵抗素子を備える電気加熱装置の過熱を検出する方法であって、前記抵抗素子の電力供給は、電力設定値（Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）、温度設定値（Ｔ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）、抵抗設定値（Ｒ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）、または電流の振幅の設定値（ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）に応じて、パルス幅変調駆動信号によって駆動され、前記方法が、
   前記設定値（Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ，Ｔ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ，Ｒ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ，ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）を記録するステップと、
   所定の数の前記抵抗素子の前記パルス幅変調駆動信号のデューティサイクル（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）を記録するステップと、
   前記所定の数の抵抗素子の前記パルス幅変調駆動信号の前記デューティサイクルの検出閾値（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）を定めるステップであって、前記検出閾値が前記電気加熱装置の過熱を表し、前記検出閾値が、前記設定値または前記電気加熱装置の過熱を監視するための少なくとも１つのパラメータの値に応じて定められる、ステップと、
   前記デューティサイクルの記録値（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）を前記検出閾値（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）と比較するステップと、
   前記デューティサイクルの前記記録値が前記定められたデューティサイクル検出閾値に達した場合に過熱を検出するステップと
   を含むことを特徴とする、方法。
2. 所定の数の抵抗素子を流れる前記電流の前記振幅の値（ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ；ｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ）を測定する追加のステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記電気加熱装置の過熱を監視するための前記少なくとも１つのパラメータが、前記電流の前記振幅（ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ）に依存し、前記少なくとも１つのパラメータが前記電流の前記振幅と異なる場合に、前記少なくとも１つのパラメータの値が計算される、請求項２に記載の方法。
4. 供給電圧（Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙ）を測定するステップを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記所定の数の抵抗素子の前記パルス幅変調駆動信号の前記デューティサイクルの前記検出閾値（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）もまた、測定された供給電圧（Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙ）に応じて決定される、請求項４に記載の方法。
6. 前記電力供給が前記電力設定値（Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）に依存し、前記検出閾値が前記電力設定値（Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）に応じて定められる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記電力設定値（Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）が前記温度設定値（Ｔ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）に依存する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つのパラメータが前記電流の前記振幅と異なる場合に、前記少なくとも１つのパラメータの値が、測定された供給電圧（Ｕ＿ｂａｔｔｅｒｙ）および前記所定の数の抵抗素子を流れる前記電流の測定された振幅（ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ；ｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ）から計算される、請求項１から７のいずれか一項と組み合わせた場合の請求項４に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つのパラメータが、
   前記所定の数の抵抗素子の電気抵抗（Ｒ＿ｓｙｓｔｅｍ；Ｒ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）、
   前記所定の数の抵抗素子を流れる前記電流の前記振幅（ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ；ｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ）、前記所定の数の抵抗素子を流れる前記電流の前記振幅（ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ；ｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ）の倍数または累乗、および
   前記所定の数の抵抗素子の電力（Ｐ＿ｓｙｓｔｅｍ；Ｐ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）
   から選択される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記抵抗素子が、正または負の温度係数の素子である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記パルス幅変調駆動信号が１００％である場合に、前記電流の測定された振幅（ｉ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ；ｉ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｍａｘ）は、前記所定の数の抵抗素子を流れる瞬時電流の振幅である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 別個の抵抗素子の少なくとも２つのサブセットが、前記電力供給のパルス幅変調によって独立して駆動され、
    各サブシステムについて、前記駆動信号の前記デューティサイクルの検出閾値が、前記サブセットの抵抗素子の性質および／または数に応じて独立して定められる、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 電圧源によって給電されるように構成された複数の抵抗素子を備える電気加熱装置の過熱を検出する制御ユニットであって、前記制御ユニットが、電力設定値（Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）、温度設定値（Ｔ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）、抵抗設定値（Ｒ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）、または電流の振幅の設定値（ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）に応じて、前記抵抗素子の電力供給を駆動するパルス幅変調駆動信号を生成するように構成され、前記制御ユニットが、
    前記設定値（Ｐ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ，Ｔ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ，Ｒ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ，ｉ＿（ｓｕｂ）ｓｙｓｔｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ）を記録する処理手段、
    所定の数の前記抵抗素子の前記パルス幅変調駆動信号のデューティサイクル（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）を記録する処理手段、
    前記所定の数の抵抗素子の前記パルス幅変調駆動信号の前記デューティサイクルの検出閾値（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）を定める処理手段であって、前記検出閾値が、前記設定値または前記電気加熱装置の過熱を監視するための少なくとも１つのパラメータの値に応じて、前記電気加熱装置の過熱を表す、処理手段、
    前記デューティサイクルの記録値（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）を前記検出閾値（ＰＷＭ＿ｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ；ＰＷＭ＿ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ＿ｌｉｍ）と比較する処理手段、および
    前記デューティサイクルの前記記録値が前記定められたデューティサイクル検出閾値に達した場合に過熱を検出する処理手段
    の少なくとも１つを含むことを特徴とする、制御ユニット。

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