KR20130121015A - 차량용 안전 장치 - Google Patents

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Abstract

차량용 안전 장치(100)는, 하이브리드 차량 또는 전동 차량에 탑재되고, 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)에 공급 라인(12)을 통하여 공급되는 전류를 차단 가능하다. 차량용 안전 장치(100)는, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 공급 라인(12)을 차단 상태로 하는 제1 차단 수단[IGBT(20) 및 바이메탈 스위치(22)]과, 전기 히터(5d)가 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하였을 때에 공급 라인(12)을 차단 상태로 하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　하는 제2 차단 수단[단락 라인(30), 전력 퓨즈(31) 및 바이메탈 스위치(32)]을 구비한다.

Description

차량용 안전 장치{SAFETY DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은, 이상 시에 전류를 차단하는 차량용 안전 장치에 관한 것이다.
JP10-145205A에는, 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도가 소정 온도 이상일 때에 부하로 공급되는 전류를 차단하는 스위치 회로가 개시되어 있다. 이 스위치 회로에서는, 온도 검출 수단으로부터의 신호에 기초하여 제어 수단이 스위치를 개방함으로써, MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터)으로의 제어 신호의 입력을 차단하여, 부하로 공급되는 전류를 차단하고 있다.
그러나 JP10-145205A의 스위치 회로는, 온도 검출 수단으로부터의 신호에 기초하여 제어 수단이 스위치를 개방함으로써 부하로 공급되는 전류를 차단하는 것이다. 그로 인해, 전류를 차단한 후에, 제어 수단에 어떠한 이상이 발생하거나 하면, 부하로의 전류의 공급이 재개될 우려가 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 부하의 이상 시에 있어서의 전류 차단의 확실성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 형태에 따르면, 하이브리드 차량 또는 전동 차량에 탑재되고, 전원으로부터 부하에 공급 라인을 통하여 공급되는 전류를 차단 가능한 차량용 안전 장치이며, 상기 부하의 온도가 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 공급 라인을 차단 상태로 하고, 상기 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 상기 공급 라인을 통전 상태로 복귀시키는 제1 차단 수단과, 상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 공급 라인을 차단 상태로 하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게 하는 제2 차단 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 안전 장치가 제공된다.
본 발명의 실시 형태, 본 발명의 이점에 대해서는, 첨부된 도면을 참조하면서 이하에 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 차량용 안전 장치가 적용되는 차량용 공조 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 차량용 안전 장치의 회로도.
도 3은 제1 바이메탈 스위치의 통전 상태를 도시하는 단면도.
도 4는 차량용 공조 장치의 온수 탱크의 단면도.
도 5는 전기 히터의 사시도.
도 6은 전기 히터에 대한 제1 바이메탈 스위치와 제2 바이메탈 스위치의 배치를 설명하는 평면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 차량용 안전 장치의 회로도.
도 8은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 차량용 안전 장치의 회로도.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
(제1 실시 형태)
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 차량용 안전 장치(100)에 대해 설명한다.
우선, 도 1을 참조하여, 차량용 안전 장치(100)가 적용되는 차량용 공조 장치(1)에 대해 설명한다.
차량용 공조 장치(1)는, 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle:HEV)이나 전동 차량(Electric Vehicle:EV)에 탑재되는 공조 장치이다. 차량용 공조 장치(1)는, 공기 도입구(2a)를 갖는 풍로(2)와, 공기 도입구(2a)로부터 공기를 도입하여 풍로(2)로 흐르게 하는 블로워 유닛(3)과, 풍로(2)를 흐르는 공기를 냉각하는 동시에 제습하는 쿨러 유닛(4)과, 풍로(2)를 흐르는 공기를 따뜻하게 하는 히터 유닛(5)을 구비한다.
풍로(2)에는, 공기 도입구(2a)로부터 흡입된 공기가 흐른다. 풍로(2)에는, 차실 외의 외기와 차실 내의 내기가 흡입된다. 풍로(2)를 통과한 공기는, 차실 내로 유도된다.
블로워 유닛(3)은, 축 중심의 회전에 의해 풍로(2)로 공기를 흐르게 하는 송풍 장치로서의 블로워(3a)를 갖는다. 블로워 유닛(3)은, 차실 외의 외기를 도입하는 외기 도입구와 차실 내의 내기를 도입하는 내기 도입구의 개폐용의 인테이크 도어(도시 생략)를 갖는다. 블로워 유닛(3)은, 외기 도입구와 내기 도입구의 개폐, 또는 개방도를 조정하여, 차실 외의 외기와 차실 내의 내기의 흡입량을 조정 가능하다.
쿨러 유닛(4)은, 냉방용 냉매가 순환하는 냉매 순환 회로(4a)와, 전동 모터(도시 생략)에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 전동 컴프레서(4b)와, 전동 컴프레서(4b)에 의해 압축된 냉매의 열을 외부에 방출하여 냉매를 응축시키는 콘덴서(4c)와, 응축한 냉매를 팽창시켜 온도를 낮추는 감압 밸브(4d)와, 팽창하여 온도가 낮아진 냉매에 의해 풍로(2)를 흐르는 공기를 냉각하는 증발기(4e)를 갖는다.
히터 유닛(5)은, 냉매가 순환하는 냉매 순환 회로(5a)와, 전동 모터(도시 생략)에 의해 구동되어 냉매를 순환시키는 전동 펌프(5b)와, 순환하는 냉매로부터 공기를 제거하는 공기 배출 탱크(5c)와, 순환하는 냉매를 따뜻하게 하는 전기 히터(5d)와, 전기 히터(5d)에 의해 따뜻해진 냉매가 유통하는 온수 탱크(6)와, 전기 히터(5d)에 의해 따뜻해진 냉매에 의해 풍로(2)를 흐르는 공기를 따뜻하게 하는 히터 코어(5e)와, 풍로(2)를 흐르는 공기 중 히터 코어(5e)로 유도되는 공기와 히터 코어(5e)를 바이패스하는 공기의 유량을 조정하는 믹스 도어(5f)를 갖는다.
차량용 공조 장치(1)에서는, 공기 도입구(2a)로부터 풍로(2)로 도입된 공기는, 우선 블로워(3a)에 의해 쿨러 유닛(4)으로 유도된다. 쿨러 유닛(4)에서는, 풍로(2)를 흐르는 공기가, 증발기(4e)와의 열교환에 의해 냉각되는 동시에 제습된다.
증발기(4e)를 통과한 공기는, 믹스 도어(5f)에 의해, 히터 코어(5e)로 유도되는 공기와 히터 코어(5e)를 바이패스하는 공기로 나뉜다. 히터 코어(5e)로 유도된 공기는, 히터 코어(5e)와의 열교환에 의해 따뜻해진다. 그리고 히터 코어(5e)에 의해 따뜻해진 공기와 히터 코어(5e)를 바이패스한 공기가 다시 합류되어, 차실 내로 유도된다. 이와 같이, 차량용 공조 장치(1)는, 공기 도입구(2a)로부터 풍로(2)로 도입된 공기의 온도와 습도를 조정하여 차실 내로 유도한다.
다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여, 차량용 안전 장치(100) 및 차량용 안전 장치(100)가 적용되는 전기 회로(10)에 대해 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전기 회로(10)는, 전원으로서의 직류 전원(11)과, 직류 전원(11)으로부터 공급되는 전류에 의해 작동하는 부하로서의 전기 히터(5d)를 구비한다. 또한, 전기 회로(10)는, 온수 탱크(6) 내의 냉매의 온도를 검출하는 수온 센서(23)와, 수온 센서(23)가 검출한 냉매의 온도에 기초하여 전기 히터(5d)로의 전류의 공급을 제어하는 컨트롤러(25)를 구비한다.
직류 전원(11)은, 하이브리드 차량이나 전동 차량 등에 탑재되는 강전 배터리이다. 직류 전원(11)의 출력 전압은, 30V 이상의 강전이고, 여기서는 350V이다. 직류 전원(11)으로부터의 전류는, 공급 라인(12)을 통하여 전기 히터(5d)에 공급된다. 직류 전원(11) 대신에, 교류 전원을 전원으로서 사용해도 된다.
직류 전원(11)은, 전기 히터(5d)와는 상이한 다른 부하로서의 전동 컴프레서(4b)에도 전류를 공급한다. 이 경우, 전동 컴프레서(4b)로의 전류는, 공급 라인(12)에 있어서의 후술하는 전력 퓨즈(31)의 하류로부터 분기되어 공급된다.
전기 히터(5d)는, 통전함으로써 발열하는 시즈 히터 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터이다. 전기 히터(5d)는, 비용적으로는, 시즈 히터인 것이 바람직하다. 전기 히터(5d)는, 온수 탱크(6) 내에 수납 장착되고, 차량의 난방 장치에 사용되는 냉매를 가열한다.
수온 센서(23)는, 온수 탱크(6) 내에 수용된다. 수온 센서(23)는, 검출한 냉매의 온도에 따른 전기 신호를 컨트롤러(25)에 송신한다.
컨트롤러(25)는, 냉매의 온도가 적정한 온도 범위보다도 낮은 경우에는, 후술하는 IGBT(20)에 제어 전류를 통전시켜 전기 히터(5d)에 전류를 공급하도록 드라이버(20a)에 지령을 행한다. 한편, 컨트롤러(25)는, 냉매의 온도가 적정한 온도 범위보다도 높은 경우에는, IGBT(20)로의 제어 전류를 차단하여 전기 히터(5d)에 전류를 공급하지 않도록 드라이버(20a)에 지령을 행한다. 이와 같이 하여, 컨트롤러(25)는, 냉매의 온도를 원하는 온도로 조정하고 있다.
차량용 안전 장치(100)는, 전기 히터(5d) 자체의 온도, 또는 온수 탱크(6) 내의 냉매의 온도가 허용 온도 범위를 초과하여 상승한 경우에, 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)에 공급 라인(12)을 통하여 공급되는 전류를 차단 가능한 것이다.
또한, 이하에서 말하는 각각의 「설정 온도」라 함은, 「전기 히터(5d) 자체의 온도, 또는 온수 탱크(6) 내의 냉매의 온도가 허용 온도 범위를 초과하여 상승한 경우의 전기 히터(5d)의 온도」를 의미하고, 정상적인 난방 운전 시의 목표 온도를 의미하는 것은 아니다.
차량용 안전 장치(100)는, 공급 라인(12)에 설치되는 트랜지스터로서의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:절연 게이트 바이폴라 트랜지스터)(20)와, IGBT(20)를 제어하는 제어 전류를 전환하는 스위치 수단으로서의 바이메탈 스위치(제1 바이메탈 스위치)(22)와, IGBT(20)에 제어 전류(DC12V)를 공급하는 전원 장치(24)를 구비한다.
또한, 차량용 안전 장치(100)는, 공급 라인(12)에 있어서의 전기 히터(5d)의 상류와 하류를 단락 가능한 단락 라인(30)과, 직류 전원(11)과 단락 라인(30) 사이의 공급 라인(12)에 설치되는 전력 퓨즈(31)와, 단락 라인(30)에 설치되는 바이메탈 스위치(제2 바이메탈 스위치)(32)를 구비한다.
IGBT(20)는, 제어 전류가 차단되면 전기 히터(5d)로 공급되는 전류를 차단하고, 제어 전류가 통전하면 전기 히터(5d)로 공급되는 전류를 통전시킨다. IGBT(20)는, 단락 라인(30)이 단락하는 위치와 비교하여 전기 히터(5d)의 근처의 공급 라인(12)에 설치된다. IGBT(20)에는, 단락 라인(30)이 단락하였을 때에는, 직류 전원(11)으로부터의 전류가 흐르지 않는다. 이에 의해, IGBT(20)는, 단락 라인(30)이 단락하였을 때의 대전류로부터 보호된다.
IGBT(20)는, 전기 히터(5d)의 상류와 하류에 한 쌍 설치된다. 구체적으로는, 한쪽의 IGBT(20)는, 공급 라인(12)의 전류의 흐름 방향에 있어서, 단락 라인(30)의 일단부(30a)와의 접점의 하류, 또한 전기 히터(5d)의 상류에 설치되고, 다른 쪽의 IGBT(20)는, 전기 히터(5d)의 하류, 또한 단락 라인(30)의 타단부(30b)와의 접점의 상류에 설치된다.
IGBT(20)는, 제어 전류가 통전하고 있는 경우에는, 공급 라인(12)의 전류의 흐름을 허용한다. 한편, IGBT(20)는, 수온 센서(23)로부터의 전기 신호에 기초하여 컨트롤러(25)가 전원 장치(24)로부터의 제어 전류를 차단하도록 드라이버(20a)에 지령을 행한 경우, 또는 바이메탈 스위치(22)에 의해 제어 전류가 차단된 경우에는, 그 기능을 정지하여 공급 라인(12)의 전류의 흐름을 차단한다.
바이메탈 스위치(22)는, 통상의 상태에서 통전 상태로 전환되어 있는 노멀 클로즈 타입이다. 바이메탈 스위치(22)는, 통전 상태로 전환되었을 때에 바이메탈 스위치(32)와 비교하여 작은 전류를 흐르게 하는 약전측의 바이메탈 스위치이다. 바이메탈 스위치(22)는, 전기 히터(5d)와 전열 가능하게 접촉한다. 바이메탈 스위치(22)는, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 제어 전류를 차단하고, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 제어 전류를 통전시킨다. 바이메탈 스위치(22)는, 한 쌍 설치되고, 전원 장치(24)와 각각의 IGBT(20) 사이에 각각 개재 장착된다.
제1 설정 온도는, 온수 탱크(6) 내의 냉매의 허용 온도 범위의 상한과 비교하여 높은 온도로 설정된다. 이에 의해, 바이메탈 스위치(22)는, 컨트롤러(25)에 의한 IGBT(20)의 제어가 정상적으로 행해지고 있는 경우에는 통전 상태로 유지된다. 한편, 제3 설정 온도는, 바이메탈 스위치(22)가 제어 전류를 차단한 후, 온수 탱크(6) 내의 냉매의 온도가 충분히 낮아진 경우의 온도로 설정된다. 예를 들어, 제3 설정 온도는, 온수 탱크(6) 내의 냉매의 허용 온도 범위의 하한으로 설정된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 바이메탈 스위치(22)는, 임계 온도에 도달하면 변형되는 디스크형의 바이메탈(22a)과, 바이메탈(22a)의 변형에 의해 축 방향으로 이동하는 핀(26)과, 케이싱 내에 고정되는 고정 접점(27a)과, 스프링(28)의 가압력에 의해 고정 접점(27a)을 향해 가압되는 가동 접점(27b)과, 고정 접점(27a)과 가동 접점(27b)의 각각에 접속되는 한 쌍의 단자(29)를 구비한다. 바이메탈 스위치(22)는, 바이메탈(22a)의 변형에 의해, 전류의 흐름을 차단하는 개방 상태와, 전류의 흐름을 허용하는 통전 상태로 전환된다.
바이메탈(22a)에는, 전기 히터(5d)의 발열이 직접적 또는 간접적으로 전달된다. 바이메탈(22a)은, 임계 온도보다도 낮은 온도일 때에는 아래로 볼록한 상태(도 3에 도시하는 상태)이고, 임계 온도에 도달하면 위로 볼록한 상태로 변형된다. 이 바이메탈(22a)의 임계 온도가, 제1 설정 온도에 해당한다.
바이메탈(22a)이 임계 온도에 도달하여 위로 볼록한 상태로 변형되면, 스프링(28)에 의해 가압된 가동 접점(27b)이 고정 접점(27a)으로부터 이격되어 통전 불가능한 상태로 된다. 이에 의해, 바이메탈 스위치(22)가 개방 상태로 전환되고, IGBT(20)로의 제어 전류가 차단된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 단락 라인(30)은, 공급 라인(12)의 전류의 흐름 방향에 있어서, 전력 퓨즈(31)의 하류, 또한 전기 히터(5d)의 상류에 일단부(30a)가 접속되고, 전기 히터(5d)의 하류, 또한 직류 전원(11)의 상류에 타단부(30b)가 접속된다. 단락 라인(30)은, 공급 라인(12)에 접속되는 일단부(30a)와 타단부(30b) 사이를 접속하는 극히 저항이 작은 도체이다. 바꾸어 말하면, 단락 라인(30)이 전기 히터(5d)의 상류와 하류를 단락하였을 때에는, 단락 라인(30)의 저항은, 전기 히터(5d)의 저항보다도 작아져 있다.
바이메탈 스위치(32)는, 통상의 상태에서 개방 상태로 전환되어 있는 노멀 오픈 타입이다. 바이메탈 스위치(32)는, 통전 상태로 전환되었을 때에 바이메탈 스위치(22)와 비교하여 큰 전류를 흐르게 하는 강전측의 바이메탈 스위치이다. 바이메탈 스위치(32)는, 전기 히터(5d)와 전열 가능하게 접촉한다. 바이메탈 스위치(32)의 구체적인 구성은, 바이메탈 스위치(22)와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
바이메탈 스위치(32)는, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하였을 때에 통전 상태로 전환된다. 단락 라인(30)은, 전기 히터(5d)의 온도가 제2 설정 온도 미만인 상태에서는 단락되어 있지 않다. 단락 라인(30)은, 전기 히터(5d)의 온도가 제2 설정 온도에 도달하여 바이메탈 스위치(32)가 통전 상태로 전환됨으로써 단락 상태로 된다.
제2 설정 온도는, 바이메탈 스위치(32)의 바이메탈의 임계 온도이다. 제2 설정 온도는, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하여 바이메탈 스위치(22)가 IGBT(20)로의 제어 전류를 차단하여 공급 라인(12)을 차단 상태로 한 후에 오버 슈트에 의해 상승하는 전기 히터(5d)의 최대 온도와 비교하여 높은 온도로 설정된다. 그로 인해, 바이메탈 스위치(22) 및 IGBT(20)가 정상적으로 작동하고 있는 경우에는, 전기 히터(5d)의 온도가 제2 설정 온도에 도달하는 일은 없다.
전력 퓨즈(31)는, 단락 라인(30)이 단락하였을 때에 순간적으로 흐르는 대전류(과전류)에 의해 절단된다. 단락 라인(30)의 저항은 극히 작으므로, 단락 라인(30)이 단락하면, 전력 퓨즈(31)에는, 단락 라인(30)의 단락 전에 전기 히터(5d)에 흐르고 있었던 전류와 비교하여 큰 대전류(과전류)가 흐른다. 전력 퓨즈(31)는, 직류 전원(11)으로부터 공급되는 전류에 의해, 당해 전류를 공급하기 위한 하네스(도시 생략)의 발열이 허용 온도를 초과하기 전에 절단된다. 이 허용 온도는, 하네스를 구성하는 부품이 손상되지 않는 정도의 온도로 설정된다.
전력 퓨즈(31)는, 모두 직류 전원(11)으로부터 전류가 공급되는 전기 히터(5d)와 전동 컴프레서(4b)에서 공용된다. 따라서 전력 퓨즈(31)가 절단된 경우에는, 전기 히터(5d)뿐만 아니라, 전동 컴프레서(4b)로의 전류의 공급도 정지된다.
다음에, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 바이메탈 스위치(22)와 바이메탈 스위치(32)의 배치에 대해 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 온수 탱크(6)는, 냉매가 공급되는 공급 통로(6a)와, 전기 히터(5d)에 의해 가열된 냉매를 배출하는 배출 통로(6b)와, 전기 히터(5d)를 내부에 보유 지지하는 보유 지지 부재(7)를 구비한다. 온수 탱크(6)를 유통하는 냉매는, 예를 들어 부동액 등의 냉각수이다. 온수 탱크(6)에는, 바이메탈 스위치(22)와 바이메탈 스위치(32)가 설치된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 전기 히터(5d)는, 복수의 평행한 발열부(51)와, 양단부에 형성되어 전원이 공급되는 단자부(54)를 갖는다. 전기 히터(5d)는, 발열부(51)가 순서대로 인접하도록 권회되는 권선 형상으로 형성된다. 전기 히터(5d)는, 인접하는 발열부(51)를 갖고 있으면, 반드시 권선 형상이 아니어도 된다.
발열부(51)는, 단면이 환형상으로 되도록 형성된다. 여기서는, 발열부(51)의 단면은 원형이다. 발열부(51)는, 직선 형상으로 형성되는 직선부(53)와, 직선부(53)의 단부를 인접하는 다른 직선부(53)에 연결하는 곡선부(52)를 갖는다.
도 4에 도시한 바와 같이, 바이메탈 스위치(22)와 바이메탈 스위치(32)는, 보유 지지 부재(7) 사이에서 전기 히터(5d)의 발열부(51)를 끼워넣도록 온수 탱크(6)의 상부에 설치된다. 바이메탈 스위치(22)와 바이메탈 스위치(32)는, 온수 탱크(6)의 외부로부터 내부에 삽입되고, 온수 탱크(6)의 외부에 볼트 체결된다. 바이메탈 스위치(22)와 바이메탈 스위치(32)는, 볼트의 체결력에 의해, 전기 히터(5d)에 대해 압박된다.
바이메탈 스위치(22)는, 바이메탈 스위치(32)와 비교하여 배출 통로(6b)에 가까운 위치에 설치된다. 한편, 바이메탈 스위치(32)는, 바이메탈 스위치(22)와 비교하여 공급 통로(6a)에 가까운 위치에 설치된다.
온수 탱크(6)에 공급되는 냉매는, 공급 통로(6a)의 근방에서는, 아직 전기 히터(5d)에 의해 따뜻하게 되어 있지 않으므로, 비교적 온도가 낮고, 배출 통로(6b)의 근방에서는, 전기 히터(5d)에 의해 따뜻해진 이후이므로, 비교적 온도가 높다. 전기 히터(5d) 자체의 온도도 마찬가지로, 공급 통로(6a)의 근방과 비교하여, 배출 통로(6b)의 근방 쪽이 높다. 이와 같이, 바이메탈 스위치(22)에는, 전기 히터(5d)의 비교적 온도가 높은 제1 부분의 열이 전달되고, 바이메탈 스위치(32)에는, 제1 부분과 비교하여 온도가 낮은 전기 히터(5d)의 제2 부분의 열이 전달된다.
이에 의해, 약전측의 바이메탈 스위치(22)가, 강전측의 바이메탈 스위치(32)보다도 먼저 전환되게 된다. 따라서 바이메탈 스위치(32)가 통전 상태로 전환되어 전력 퓨즈(31)가 절단되는 것보다 앞서, 바이메탈 스위치(22)가 차단 상태로 전환되어 IGBT(20)로의 제어 전류를 차단할 수 있다. 따라서 공급 라인(12)의 통전 상태로의 복귀를 가능하게 하는 안전 회로를, 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　하는 안전 회로보다도 먼저 동작시킬 수 있다.
또한, 온수 탱크(6) 내의 냉매의 유속이 느릴수록, 냉매가 전기 히터(5d)로부터 빼앗는 열량은 작아지므로, 전기 히터(5d) 자체의 온도가 높아지기 쉬워진다. 한편, 온수 탱크(6) 내의 냉매의 유속이 빠를수록, 냉매가 전기 히터(5d)로부터 빼앗는 열량이 커지므로, 전기 히터(5d) 자체의 온도가 낮아지기 쉬워진다. 따라서 바이메탈 스위치(22, 32)를 전기 히터(5d)에 접촉시킬 때에, 온수 탱크(6) 내에 있어서, 냉매의 유속이 느린 부분에 바이메탈 스위치(22)를 배치하고, 이 부분과 비교하여 상대적으로 냉매 유속이 빠른 부분에 바이메탈 스위치(32)를 배치해도 된다. 이와 같이 바이메탈 스위치(22, 32)를 배치함으로써, 상기한 바와 같은 효과가 얻어진다.
이와 관련하여, 본 실시 형태에서는, 공급 통로(6a)의 근방과 비교하여, 배출 통로(6b)의 근방 쪽이 느리다. 따라서 바이메탈 스위치(22)는, 온수 탱크(6) 중에서 냉매의 유속이 느린 부분에 배치되고, 바이메탈 스위치(32)는, 바이메탈 스위치(22)가 배치되는 부분과 비교하여 냉매의 유속이 빠른 부분에 배치된다.
다음에, 주로 도 2를 참조하면서, 차량용 안전 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.
온수 탱크(6) 내의 냉매의 온도가 허용 온도 범위 내에 있는 정상 시에는, 바이메탈 스위치(32)는, 단락 라인(30)의 전류의 흐름을 차단하는 개방 상태로 유지된다. 또한, 바이메탈 스위치(22)는, IGBT(20)에 제어 전류가 통전하는 통전 상태로 유지된다. 따라서 직류 전원(11)으로부터의 전류가 전기 히터(5d)에 공급되고, 전기 히터(5d)가 발열하여 온수 탱크(6)를 유통하는 냉매가 가열된다.
이 상태로부터, 전기 히터(5d) 자체의 온도, 또는 온수 탱크(6) 내의 냉매의 온도가 허용 온도 범위를 초과하여 상승한 경우에는, 차량용 안전 장치(100)가 작동한다. 차량용 안전 장치(100)에서는, 이하에 나타내는 제1 내지 제3 안전 회로가 3단계로 작동하여, 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)에 공급되는 전류를 차단한다.
우선, 온수 탱크(6) 내의 냉매가 허용 온도 범위를 초과하여 상승하면, 수온 센서(23)로부터 컨트롤러(25)로 냉매의 온도에 따른 전기 신호가 송신된다. 컨트롤러(25)는, 이 전기 신호에 기초하여, IGBT(20)에 제어 전류를 통전시키지 않도록 드라이버(20a)에 지령을 행한다. 따라서 공급 라인(12)의 전류의 흐름이 차단된다. 이것이 제1 안전 회로이다.
여기서, 예를 들어 어떠한 이상에 의해 온수 탱크(6) 내의 냉매의 유통량이 감소한 경우에는, 전기 히터(5d)는, 소위 냉매 없이 가열되는 상태로 된다. 이 상태에서는, 수온 센서(23)가 검출하는 냉매의 온도가 상승하기 전에, 전기 히터(5d) 자체의 온도가 허용 온도 범위를 초과하여 상승할 우려가 있다.
전기 히터(5d)의 온도가 상승하여 제1 설정 온도에 도달한 경우에는, 바이메탈 스위치(22)가 통전 상태로부터 개방 상태로 전환된다. 이에 의해, 컨트롤러(25)에 의한 제어와는 관계없이, IGBT(20)로의 제어 전류가 차단되어, 공급 라인(12)의 전류의 흐름이 차단된다. 이것이 제2 안전 회로이다.
그 후, 전기 히터(5d)의 온도가 하강하여 제3 설정 온도로 저하된 경우에는, 바이메탈 스위치(22)가 개방 상태로부터 통전 상태로 전환된다. 이에 의해, IGBT(20)로 제어 전류가 통전하여, 공급 라인(12)을 통전 상태로 복귀시킨다.
이와 같이, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하면, 바이메탈 스위치(22)가, IGBT(20)로의 제어 전류를 차단하고, 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)에 공급되는 전류가 흐르는 공급 라인(12)을 차단 상태로 한다. 그리고 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되면, 바이메탈 스위치(22)가 IGBT(20)로의 제어 전류를 통전시키고, 공급 라인(12)을 차단 상태로부터 통전 상태로 복귀시킨다. 이에 의해, 예를 들어 온수 탱크(6) 내의 냉매의 유통량이 일시적으로 감소하여, 그 후 원래대로 복귀된 경우에는, 다시 전기 히터(5d)를 사용하여 냉매를 가열하는 것이 가능하다.
또한, 차량용 안전 장치(100)에서는, IGBT(20)와 바이메탈 스위치(22)는, 각각 2개씩 설치되어 있다. 그로 인해, 제2 안전 회로에서는, 한쪽의 바이메탈 스위치(22)가 어떠한 이상에 의해 개방 상태로 전환되지 않았던 경우에도, 다른 쪽의 바이메탈 스위치(22)가 개방 상태로 전환됨으로써 보충할 수 있다. 즉, 제2 안전 회로는, 이중의 안전 회로이다.
이때, 한쪽의 바이메탈 스위치(22)가 개방 상태로 전환되는 온도와 비교하여 높은 온도에서 개방 상태로 전환되는 것을 다른 쪽의 바이메탈 스위치(22)로서 사용하는 등, 각각의 바이메탈 스위치(22)의 임계 온도를 상이하게 해도 된다.
바이메탈 스위치(22)는, 상술한 바와 같이, 노멀 클로즈 타입이다. 이 대신에, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 제어 전류를 통전시키고, 전기 히터(5d)의 온도가 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 제어 전류를 차단하는 노멀 오픈 타입의 바이메탈 스위치를 사용해도 된다. 이 경우에는, IGBT(20) 대신에, 제어 전류가 통전하면 전기 히터(5d)로 공급되는 전류를 차단하고, 제어 전류가 차단되면 전기 히터(5d)로 공급되는 전류를 통전시키는 IGBT가 사용된다.
또한, 어떠한 이상에 의해, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도를 초과하여 상승하였을 때에, 2개의 바이메탈 스위치(22)가 모두 개방 상태로 전환되지 않았던 경우나, 바이메탈 스위치(22)가 개방 상태로 전환되었는 데도 IGBT(20)가 공급 라인(12)의 전류를 차단하지 않았던 경우에는, 단락 라인(30)에 설치된 바이메탈 스위치(32)가 작동한다.
구체적으로는, 전기 히터(5d)의 온도가 제2 설정 온도에 도달하면, 전기 히터(5d)의 온도에 의해 바이메탈이 변형되어, 바이메탈 스위치(32)가 통전 상태로 전환된다. 이에 의해, 단락 라인(30)이 단락되고, 공급 라인(12)에 설치된 전력 퓨즈(31)에는, 단락에 의한 대전류가 흐른다. 즉, 전력 퓨즈(31)에는, 전기 히터(5d)의 온도가 제2 설정 온도에 도달하였을 때에, 의도적으로 과전류가 흐르게 된다. 이에 의해, 전력 퓨즈(31)가 절단되어, 공급 라인(12)의 전류가 차단된다. 이것이 제3 안전 회로이다.
이와 같이, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도로부터 더욱 상승하여 제2 설정 온도에 도달하면, 바이메탈 스위치(32)가 단락 라인(30)을 단락하고, 과전류가 흐름으로써 전력 퓨즈(31)를 절단시키고, 공급 라인(12)의 전류를 차단하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　한다．
따라서 전력 퓨즈(31)가 절단됨으로써, 가령 IGBT(20)가 어떠한 이상에 의해 직류 전원(11)으로부터의 전류를 차단할 수 없었다고 해도, 직류 전원(11)으로부터의 전류를 확실하게 차단할 수 있다. 따라서 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)로 공급되는 전류의 차단의 확실성을 향상시킬 수 있다.
또한, 직류 전원(11)으로부터는, 공급 라인(12)에 있어서의 전력 퓨즈(31)의 하류, 또한 IGBT(20)의 상류로부터 분기되어, 전동 컴프레서(4b)로도 전류가 공급된다. 이 경우, 전기 히터(5d) 및 전동 컴프레서(4b)가 정상적으로 작동하고 있는 경우에는, 전력 퓨즈(31)는 절단되지 않는다. 전력 퓨즈(31)는, 바이메탈 스위치(32)에 의해 단락 라인(30)이 단락된 경우나, 전동 컴프레서(4b)에 있어서의 단락 등의 이상에 의해 회로 전체에 과전류가 흐른 경우에 절단되게 된다.
이와 같이, 전력 퓨즈(31)를 복수의 부하에서 공용함으로써, 각각에 전력 퓨즈를 설치하는 경우와 비교하여, 비용을 억제할 수 있다. 또한, 전력 퓨즈(31)로서, 차량의 퓨즈 박스 내에 설치된 전력 퓨즈를 사용해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 바이메탈 스위치(22) 및 IGBT(20)에 의한 전력 차단이, 바이메탈 스위치(32) 및 전력 퓨즈(31)에 의한 전력 차단보다도 먼저 일어나도록 되어 있다. 따라서 바이메탈 스위치(22) 및 IGBT(20)에 의한 전력 차단이 발생한 시점에서는, 전동 컴프레서(4b)에는 전력 공급이 이루어지므로, 쿨러 유닛(4)의 기능을 유지할 수 있다. 예를 들어, 쿨러 유닛(4)을 가동시키면서, 전력 차단된 전기 히터(5d)의 예열을 이용하여, 제습 난방을 행할 수 있다. 혹은, 쿨러 유닛(4)에 의한 냉방을 행할 수도 있다.
또한, 바이메탈 스위치(22) 및 바이메탈 스위치(32)는, 전기 히터(5d)의 온도에 기초하여 기계적으로 통전 상태로 전환되는 것이다. 따라서 단락 라인(30)을 단락시키기 위한 제어 장치가 불필요하므로, 비용을 억제할 수 있는 동시에, 제어 장치를 사용한 경우와 비교하여, 작동의 신뢰성이 향상된다.
이상의 제1 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 효과를 발휘한다.
전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하면, 바이메탈 스위치(22)가, IGBT(20)로의 제어 전류를 차단하고, 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)에 공급되는 전류가 흐르는 공급 라인(12)을 차단 상태로 한다. 그리고 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되면, 바이메탈 스위치(22)가 IGBT(20)로의 제어 전류를 통전시키고, 공급 라인(12)을 차단 상태로부터 통전 상태로 복귀시킨다. 이에 의해, 예를 들어 온수 탱크(6) 내의 냉매의 유통량이 일시적으로 감소하여, 그 후 원래대로 복귀된 경우에는, 다시 전기 히터(5d)를 사용하여 난방을 행하는 것이 가능하다.
또한, 전기 히터(5d)의 온도가 더욱 상승하여 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하면, 바이메탈 스위치(32)가 단락 라인(30)을 단락하고, 과전류가 흐름으로써 전력 퓨즈(31)를 절단시켜, 공급 라인(12)의 전류를 차단하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　한다．
따라서 전력 퓨즈(31)가 절단됨으로써, 가령 IGBT(20)가 어떠한 이상에 의해 직류 전원(11)으로부터의 전류를 차단할 수 없었다고 해도, 직류 전원(11)으로부터의 전류를 확실하게 차단할 수 있다. 따라서 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)로 공급되는 전류의 차단의 확실성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 차량용 안전 장치(200)에 대해 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태에서는, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 적절하게 생략한다.
제2 실시 형태는, IGBT(20)로의 제어 전류를 조정하는 드라이버(20a)를 설치하는 대신에, IGBT(20)로의 제어 전류를 제어 가능한 전원 장치(221)를 구비하는 점에서, 제1 실시 형태와는 상이하다.
전원 장치(221)는, IGBT(20)의 제어 전류(DC12V)를 공급하는 직류 전원(224)과, 제어 전류의 흐름을 제어하는 컨트롤러(25)와, 컨트롤러(25)로부터의 지령에 기초하여 제어 전류를 조정하는 앰프(226)를 구비한다.
차량용 안전 장치(200)에서는, 온수 탱크(6) 내의 냉매가 허용 온도 범위를 초과하여 상승하면, 수온 센서(23)로부터 앰프(226)를 통해 컨트롤러(25)에 냉매의 온도에 따른 전기 신호가 송신된다. 컨트롤러(25)는, 이 전기 신호에 기초하여, IGBT(20)에 제어 전류를 통전하지 않도록 앰프(226)를 통해 지령을 행한다. 따라서 공급 라인(12)의 전류의 흐름이 차단된다.
또한, 전기 히터(5d)의 온도가 상승하여 제1 설정 온도에 도달한 경우에는, 바이메탈 스위치(22)가 통전 상태로부터 개방 상태로 전환된다. 이에 의해, 컨트롤러(25)가 앰프(226)를 통해 행하는 제어와는 관계없이, IGBT(20)로의 제어 전류가 차단되어, 공급 라인(12)의 전류의 흐름이 차단된다.
이상의 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하면, IGBT(20)와 바이메탈 스위치(22)가, 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)에 공급되는 전류가 흐르는 공급 라인(12)을 차단 상태로 한다. 그리고 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되면, IGBT(20)와 바이메탈 스위치(22)는, 공급 라인(12)을 차단 상태로부터 통전 상태로 복귀시킨다.
또한, 전기 히터(5d)의 온도가 더욱 상승하여 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하면, 바이메탈 스위치(32)가 통전 상태로 전환되어 전력 퓨즈(31)가 절단되고, 공급 라인(12)의 전류를 차단하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　한다． 따라서 전기 히터(5d)의 이상 시에 있어서의 전류 차단의 확실성을 향상시킬 수 있다.
(제3 실시 형태)
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 차량용 안전 장치(300)에 대해 설명한다. 또한, 도 8에서는, 도시를 생략하고 있지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 직류 전원(11)은, 전기 히터(5d)와는 상이한 다른 부하로서의 전동 컴프레서(4b)에도 전류를 공급한다. 이 경우, 전동 컴프레서(4b)로의 전류는, 공급 라인(12)에 있어서 전력 퓨즈(31)와 IGBT(20) 사이에서 분기되어 공급된다.
제3 실시 형태는, IGBT(20)로의 제어 전류를 차단하기 위해 바이메탈 스위치(22) 대신에 온도 퓨즈(322)를 사용하는 점에서, 상술한 각 실시 형태와는 상이하다.
차량용 안전 장치(300)는, 전기 히터(5d)의 온도의 상승에 의해 절단되는 온도 퓨즈(322)를 구비한다.
온도 퓨즈(322)는, 한 쌍 설치되고, 전원 장치(221)의 앰프(226)와 각각의 IGBT(20) 사이에 각각 개재 장착된다. 온도 퓨즈(322)는, 전기 히터(5d)의 온도가 상승하여 제1 설정 온도에 도달한 경우에 절단된다.
차량용 안전 장치(300)에서는, 온수 탱크(6) 내의 냉매의 허용 온도 범위를 초과하여 상승하면, 수온 센서(23)로부터 앰프(226)를 통해 컨트롤러(25)에 냉매의 온도에 따른 전기 신호가 송신된다. 컨트롤러(25)는, 이 전기 신호에 기초하여, IGBT(20)에 제어 전류가 통전하지 않도록 앰프(226)를 통해 지령을 행한다. 따라서 공급 라인(12)의 전류의 흐름이 차단된다.
또한, 전기 히터(5d)의 온도가 상승하여 제1 설정 온도에 도달한 경우에는, 전기 히터(5d)의 온도에 의해 온도 퓨즈(322)가 절단된다. 이에 의해, 컨트롤러(25)에 의한 제어와는 관계없이, IGBT(20)로의 제어 전류가 차단되어, 공급 라인(12)의 전류를 차단하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　한다．
또한, 어떠한 이상에 의해, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도를 초과하여 상승하였을 때에, 2개의 온도 퓨즈(322)가 모두 절단되지 않았던 경우에는, 단락 라인(30)에 설치된 바이메탈 스위치(32)가 작동한다.
구체적으로는, 전기 히터(5d)의 온도가 제2 설정 온도에 도달하면, 전기 히터(5d)의 온도에 의해 바이메탈이 변형되어, 바이메탈 스위치(32)가 통전 상태로 전환된다. 이에 의해, 단락 라인(30)이 단락되고, 공급 라인(12)에 설치된 전력 퓨즈(31)에는, 단락에 의한 대전류가 흐른다. 즉, 전력 퓨즈(31)에는, 전기 히터(5d)의 온도가 제2 설정 온도에 도달하였을 때에, 의도적으로 과전류가 흐르게 된다. 이에 의해, 전력 퓨즈(31)가 절단되어, 공급 라인(12)의 전류가 차단된다.
이와 같이, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도로부터 더욱 상승하여 제2 설정 온도에 도달하면, 바이메탈 스위치(32)가 단락 라인(30)을 단락하고, 과전류가 흐름으로써 전력 퓨즈(31)를 절단시켜, 공급 라인(12)의 전류를 차단하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　한다．
따라서 전력 퓨즈(31)가 절단됨으로써, 가령 IGBT(20)가 어떠한 이상에 의해 직류 전원(11)으로부터의 전류를 차단할 수 없었다고 해도, 직류 전원(11)으로부터의 전류를 확실하게 차단할 수 있다. 따라서 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)로 공급되는 전류의 차단의 확실성을 향상시킬 수 있다.
이상의 제3 실시 형태에서는, 전기 히터(5d)의 온도가 제1 설정 온도에 도달하면, 온도 퓨즈(322)가 절단되어, IGBT(20)가, 직류 전원(11)으로부터 전기 히터(5d)에 공급되는 전류가 흐르는 공급 라인(12)을 차단하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　한다．
또한, 전기 히터(5d)의 온도가 더욱 상승하여 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하면, 바이메탈 스위치(32)가 통전 상태로 전환되어 전력 퓨즈(31)가 절단되어, 공급 라인(12)의 전류를 차단하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　한다． 따라서 전기 히터(5d)의 이상 시에 있어서의 전류 차단의 확실성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성으로 한정하는 취지는 아니다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 부하로서 전기 히터(5d)의 온도를 검출하고 있지만, 이 대신에, 전동 모터 등의 다른 기기의 온도를 검출하도록 해도 된다. 이 경우에도 마찬가지로, 차량용 안전 장치(100, 200 및 300)는, 이상 시에 직류 전원(11)으로부터의 전류를 확실하게 차단할 수 있다.

Claims (12)

  1. 하이브리드 차량 또는 전동 차량에 탑재되고, 전원으로부터 부하에 공급 라인을 통하여 공급되는 전류를 차단 가능한 차량용 안전 장치이며,
    상기 부하의 온도가 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 공급 라인을 차단 상태로 하는 제1 차단 수단과,
    상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 공급 라인을 차단 상태로 하여 통전 상태로의 복귀를 불가능하게　하는 제2 차단 수단을 구비하는, 차량용 안전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차단 수단은, 상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 상기 공급 라인을 통전 상태로 복귀시키는, 차량용 안전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 차단 수단은,
    상기 공급 라인에 설치되고, 제어 전류가 차단되거나 또는 통전함으로써 상기 부하로 공급시키는 전류를 차단하는 트랜지스터와,
    상기 부하의 온도에 따라 상기 제어 전류의 차단과 통전을 전환하는 스위치 수단을 갖는, 차량용 안전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스위치 수단은, 상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 제어 전류를 차단하고, 상기 부하의 온도가 상기 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 상기 제어 전류를 통전시키고,
    상기 트랜지스터는, 상기 제어 전류가 차단되면 상기 부하로 공급되는 전류를 차단하고, 상기 제어 전류가 통전하면 상기 부하로 공급되는 전류를 통전시키는, 차량용 안전 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스위치 수단은, 상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 제어 전류를 통전시키고, 상기 부하의 온도가 상기 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 상기 제어 전류를 차단하고,
    상기 트랜지스터는, 상기 제어 전류가 통전하면 상기 부하로 공급되는 전류를 차단하고, 상기 제어 전류가 차단되면 상기 부하로 공급되는 전류를 통전시키는, 차량용 안전 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치 수단은, 상기 부하의 제1 부분의 열이 전달되는 제1 바이메탈 스위치이고,
    상기 제2 차단 수단은, 상기 부하의 제2 부분의 열이 전달되는 제2 바이메탈 스위치를 갖고,
    상기 부하의 상기 제2 부분은, 상기 제1 부분과 비교하여 온도가 낮은, 차량용 안전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 차단 수단은,
    상기 제2 바이메탈 스위치가 설치되고, 상기 공급 라인에 있어서의 상기 부하의 상류와 하류를 단락 가능한 단락 라인과,
    상기 전원과 상기 단락 라인 사이의 상기 공급 라인에 설치되는 전력 퓨즈를 갖고,
    상기 제2 바이메탈 스위치는, 상기 부하의 온도가 상기 제2 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 단락 라인을 단락시키는, 차량용 안전 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 전원으로부터는, 상기 공급 라인에 있어서의 상기 전력 퓨즈의 하류로부터 분기되어, 상기 부하와는 상이한 다른 부하에도 전류가 공급되고,
    상기 전력 퓨즈는, 상기 부하와 상기 다른 부하에서 공용되는, 차량용 안전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부하는, 차량용 공조 장치에 사용되는 전기 히터이며,
    상기 다른 부하는, 상기 차량용 공조 장치에 사용되는 전동 컴프레서인, 차량용 안전 장치.
  10. 제1항 내지 제5항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 설정 온도는, 상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도에 도달하여 상기 제1 차단 수단이 상기 공급 라인을 차단 상태로 한 후에 오버 슈트에 의해 상승하는 상기 부하의 최대 온도와 비교하여 높은 온도로 설정되는, 차량용 안전 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 차단 수단은,
    상기 공급 라인에 설치되고, 제어 전류가 차단되면 상기 부하로 공급되는 전류를 차단하고, 상기 제어 전류가 통전하면 상기 부하로 공급되는 전류를 통전시키는 트랜지스터와,
    상기 부하와 전열 가능하게 접촉하고, 상기 부하의 온도가 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 제어 전류를 차단하고, 상기 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 상기 제어 전류를 통전시키는 제1 바이메탈 스위치를 구비하고,
    상기 제2 차단 수단은,
    상기 공급 라인에 있어서의 상기 부하의 상류와 하류를 단락 가능한 단락 라인과,
    상기 단락 라인에 설치되고, 상기 부하와 전열 가능하게 접촉하고, 상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 단락 라인을 단락시키는 제2 바이메탈 스위치와,
    상기 전원과 상기 단락 라인 사이의 상기 공급 라인에 설치되는 전력 퓨즈를 구비하는, 차량용 안전 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 차단 수단은,
    상기 공급 라인에 설치되고, 제어 전류가 차단되면 상기 부하로 공급되는 전류를 통전시키고, 상기 제어 전류가 통전하면 상기 부하로 공급되는 전류를 차단하는 트랜지스터와,
    상기 부하와 전열 가능하게 접촉하고, 상기 부하의 온도가 제1 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 제어 전류를 통전시키고, 상기 제1 설정 온도와 비교하여 낮은 제3 설정 온도로 저하되었을 때에 상기 제어 전류를 차단하는 제1 바이메탈 스위치를 구비하고,
    상기 제2 차단 수단은,
    상기 공급 라인에 있어서의 상기 부하의 상류와 하류를 단락 가능한 단락 라인과,
    상기 단락 라인에 설치되고, 상기 부하와 전열 가능하게 접촉하고, 상기 부하의 온도가 상기 제1 설정 온도와 비교하여 높은 제2 설정 온도에 도달하였을 때에 상기 단락 라인을 단락시키는 제2 바이메탈 스위치와,
    상기 전원과 상기 단락 라인 사이의 상기 공급 라인에 설치되는 전력 퓨즈를 구비하는, 차량용 안전 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210150043A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 (주) 파루 에어히터

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011009672A1 (de) * 2011-01-28 2012-08-02 Webasto Ag Elektrische Heizung, Fahrzeug mit elektrischer Heizung sowie Verfahren zum Steuern einer elektrischen Heizung
JP5827535B2 (ja) * 2011-10-12 2015-12-02 サンデンホールディングス株式会社 車載暖房用ヒータの制御装置
JP6383536B2 (ja) * 2013-12-09 2018-08-29 カルソニックカンセイ株式会社 車両空調用安全装置、及びその制御方法
JP6539116B2 (ja) * 2015-05-29 2019-07-03 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 車両用空気調和装置
JP6544322B2 (ja) * 2016-09-05 2019-07-17 株式会社デンソー 車両用灯具制御装置
CN106427475A (zh) * 2016-11-24 2017-02-22 郑州比克新能源汽车有限公司 电动汽车ptc加热器双重保护装置及其方法
GB2564127A (en) * 2017-07-04 2019-01-09 Eaton Intelligent Power Ltd Voltage transformer with overload protection
KR102413211B1 (ko) * 2017-09-05 2022-06-27 현대자동차주식회사 차량의 냉각수 가열장치
US10844774B2 (en) 2018-03-26 2020-11-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for water collection and usage on-board a vehicle
JP7063253B2 (ja) * 2018-11-30 2022-05-09 横河電機株式会社 フィールド機器
CN109986929A (zh) * 2019-04-19 2019-07-09 重庆福睿安电子有限公司 一种高效车载金属ptc加热器
CN110962603B (zh) * 2019-04-30 2021-03-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 控制模块、电池管理***、电路检测及控制方法
JP7086895B2 (ja) * 2019-06-06 2022-06-20 矢崎総業株式会社 電力供給線保護方法、マスター装置、及び電力供給システム
US20240011437A1 (en) * 2022-07-08 2024-01-11 Rolls-Royce Corporation Energy storage system heater control architecture

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4956544A (en) * 1988-07-26 1990-09-11 Hotwatt Inc. Overheat protected electric cartridge heater
JPH0311331U (ko) * 1989-06-14 1991-02-04
DE4446829B4 (de) * 1993-12-31 2005-01-13 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Fahrzeugheizgerät mit Überhitzungs-Überwachungseinrichtung
JPH08137331A (ja) 1994-09-13 1996-05-31 Fujitsu Ltd シリアル型電子写真装置
JPH09323532A (ja) 1996-06-05 1997-12-16 Nippon Soken Inc 車両用蓄熱装置および車両用蓄熱換気装置
JP3241279B2 (ja) 1996-11-14 2001-12-25 株式会社日立製作所 保護機能付きスイッチ回路
JP3369881B2 (ja) * 1996-12-04 2003-01-20 松下電器産業株式会社 電気自動車用温水装置の保護装置
JP3519264B2 (ja) 1997-02-17 2004-04-12 松下電器産業株式会社 自動車用空調制御装置
JPH1178494A (ja) 1997-09-01 1999-03-23 Toyota Autom Loom Works Ltd 自動車用暖房装置
US6300750B1 (en) * 2000-04-07 2001-10-09 National Semiconductor Corporation Shunt voltage regulator with self-contained thermal crowbar safety protection
JP2002258990A (ja) 2001-03-01 2002-09-13 Sharp Corp 電子機器システム
JP2006160112A (ja) 2004-12-08 2006-06-22 Nissan Motor Co Ltd 自動車用液体加熱ヒータ
SE0502643L (sv) * 2005-12-02 2007-02-13 Calix Automotive Ab En anordning
JP5314695B2 (ja) 2008-09-30 2013-10-16 ウチヤ・サーモスタット株式会社 平常時ｏｆｆ型保護素子及びそれを備えた制御ユニット
JP5132626B2 (ja) * 2009-04-22 2013-01-30 本田技研工業株式会社 車両用警報装置
JP5045849B2 (ja) * 2009-09-02 2012-10-10 トヨタ自動車株式会社 硫化物系全固体リチウム二次電池システム
DE102010060446A1 (de) * 2009-11-09 2011-05-12 Dbk David + Baader Gmbh Elektrischer Heizer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210150043A (ko) * 2020-06-03 2021-12-10 (주) 파루 에어히터

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CN103373231A (zh) 2013-10-30
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