CN112840216A - 检测加热设备过热的方法和相应的控制单元 - Google Patents

检测加热设备过热的方法和相应的控制单元 Download PDF

Info

Publication number
CN112840216A
CN112840216A CN201980067824.1A CN201980067824A CN112840216A CN 112840216 A CN112840216 A CN 112840216A CN 201980067824 A CN201980067824 A CN 201980067824A CN 112840216 A CN112840216 A CN 112840216A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pwm
target
resistive elements
subsystem
duty cycle
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.)
Pending
Application number
CN201980067824.1A
Other languages
English (en)
Inventor
E.戈格莫斯
B.普泽纳特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of CN112840216A publication Critical patent/CN112840216A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917—Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0019—Circuit arrangements
    • H05B3/0023—Circuit arrangements for heating by passing the current directly across the material to be heated
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0236—Industrial applications for vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/019—Heaters using heating elements having a negative temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
    • H05B2203/023—Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及用于检测电加热设备过热的方法，该电加热设备包括多个电阻元件，该电阻元件被配置为根据设定点使用控制信号通过脉宽调制来供电，该方法包括以下步骤：‑检测设定点，‑检测占空比(PWM_system；PWM_subsystem)，‑根据设定点或者用于监控过热的发生率的至少一个参数的值来定义用于检测占空比的阈值，‑将检测到的占空比值与检测阈值进行比较，以及‑当检测到的占空比值达到检测阈值时检测过热的发生。本发明还涉及相应的控制单元。

Description

检测加热设备过热的方法和相应的控制单元
技术领域
本发明涉及用于加热流体的电加热设备的过热的检测。非限制性地，电加热设备可以被配置为加热例如用于流经加热设备的空气流。本发明可以同样应用于高压电加热设备和低压电加热设备。
本发明特别是应用于包括这样的加热设备的机动车辆加热和/或通风和/或空调装置。
背景技术
机动车辆通常配备有这样的加热和/或通风和/或空调装置，其旨在调节用于输送到乘客舱的空气流的空气热参数，特别是调节空气流的温度。为此，该装置通常包括一个或多个热处理设备，特别是用于加热诸如空气流的流体的电加热设备(也称为电散热器)。
电加热设备包括电加热模块。举例来说，电加热模块可以布置成直接暴露于流经电加热设备的空气流。
根据一种已知的解决方案，加热模块包括例如具有正温度系数(PTC)的电阻元件，即诸如PTC陶瓷电阻器的元件。
这是一个元件电阻随温度变化很大的问题。更准确地说，PTC电阻元件的欧姆值在超过预设温度阈值的情况下会非常迅速地增加。
电阻元件可以由车载电压源即电池供电。电连接器可以连接到位于车辆上的电压源，以便允许将所需的电功率提供给电加热设备，特别是电阻元件。此外，电阻元件由电子控制单元控制，该电子控制单元通常包括供电电路。供电电路例如安装在印刷电路板上。
特别是在高压电加热设备的情况下，这可能是车辆的主加热设备的问题，因此该加热设备可能非常强大(powerful)。
在过热的情况下，设备可能在至少一点处达到系统正常运行的温度极限。PTC陶瓷电阻器用于防止过度的过热，例如可能引发火灾，从而保证乘客的安全。
然而，靠近电加热设备的某些组件，诸如例如加热和/或通风和/或空调装置的塑料部件，可能更敏感，特别是在某些条件下，例如在加热和/或通风和/或空调装置的百叶窗被有意或由于未检测到的机械故障而关闭时的高温情况下。
因此，控制电加热设备的温度是有利的，以避免使周围组件退化。
为此，已知的做法是提供能够直接测量电加热设备的温度的附加的传感器，诸如热探针。这样的热探针可以例如布置成与加热模块接触或在电子控制单元中，特别是在印刷电路板上。根据记录的温度，电功率可能会被切断或限制。
然而，提供这种直接测量温度的附加的传感器会产生额外的成本，需要在印刷电路板上的附加的空间，并增加电加热设备的重量。此外，通过这种方式检测的过热根据传感器和电阻元件之间的距离，并通常还根据系统的惯性。此外，这增加了在例如附加的传感器发生故障的情况下发生附加的故障的可能性。
发明内容
本发明的目的是通过提供允许检测电加热设备的过热的替代解决方案，至少部分地缓解现有技术的这些缺点。
为此，本发明涉及用于检测电加热设备的过热的方法，该电加热设备包括被配置为由电压源供电的多个电阻元件，其中，该电阻元件的供电由根据功率设定点、或温度设定点、或电阻设定点、或电流幅度的设定点的脉宽调制驱动信号来驱动。所述方法包括以下步骤：
记录所述设定点，
记录预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比，
定义预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比的检测阈值，该检测阈值代表电加热设备的过热，所述检测阈值是根据所测量的电源电压和/或所述设定点，或用于监控所述电加热设备的过热的至少一个参数的值来定义的，
将所述占空比的记录值与检测阈值进行比较，以及
当所述占空比的记录值达到所定义的占空比检测阈值时检测过热。
所述方法还可以包括以下一个或多个特征，独立地或组合实现：
根据一个优选实施例，所述方法包括测量流经预定义数量的电阻元件的电流的幅值的附加步骤。
用于监控电加热设备的过热的所述至少一个参数可以取决于电流的幅度。所述方法可以包括当所述至少一个参数不同于电流的幅度时计算所述至少一个参数的值的附加的步骤。
根据一个实施例，该方法包括测量电源电压的步骤。
根据该实施例，还可以根据所测量的电源电压来确定预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比的检测阈值。
优选地，供电(electrical supply)取决于功率设定点。
功率设定点本身可以取决于温度设定点。
所述检测阈值可以根据功率设定点或温度设定点来定义。
该方法可以包括当所述至少一个参数不同于电流的幅度时计算所述至少一个参数的值的附加的步骤。
根据本发明的一个方面，所述至少一个参数的值可以根据流经预定义数量的电阻元件的电流所测量的幅度以及可选地从所测量的电源电压来计算。
作为变型或附加，从所述记录占空比计算所述至少一个参数的值。
所述至少一个参数可以从预定义数量的电阻元件的电阻、流经预定义数量的电阻元件的电流的幅度、流过预定义数量的电阻元件的电流的幅度的倍数或幂以及预定义数量的电阻元件的电功率中选择。
根据一个变型实施例，电阻元件是正温度系数的元件。根据另一个变型实施例，电阻元件是负温度系数的元件。
根据本发明的另一个方面，当脉宽调制驱动信号为100％时，测量的电流幅度是流经预定义数量的电阻元件的瞬时电流的幅度。
所述方法可以包括以下步骤：验证所述设备的至少一个标准是否代表所述设备的冷状态，以及当所述至少一个标准代表冷状态时，至少禁止检测过热的步骤。
根据本发明的另一个方面，独立的电阻元件的至少两个子集由供电的脉宽调制独立地驱动。对于每个子系统，可以独立地计算所述至少一个所选参数的值。作为变型或附加，根据子集的电阻元件的性质和/或数量，可以独立地定义驱动信号的占空比的检测阈值。
本发明还涉及用于电加热设备的控制单元，该控制单元包括被配置为由电压源供电的多个电阻元件，该控制单元被配置为根据功率设定点、或温度设定点、或电阻设定点或电流幅度的设定点来生成用于驱动电阻元件的供电的脉宽调制驱动信号。控制单元包括至少一个处理装置，用于：
记录所述设定点，
记录预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比，
定义预定义数量的电阻元件的脉冲宽度调制驱动信号的占空比的检测阈值，该检测阈值代表电加热设备的过热，且该检测阈值取决于所测量的电源电压和/或所述设定点，或者取决于用于监控电加热设备的过热的至少一个参数的值，并且将所述占空比的记录值与检测阈值进行比较，以及
当所述占空比的记录值达到所定义的占空比的检测阈值时检测过热。
附图说明
通过阅读以下描述并从所附附图中，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，该描述是通过非限制性说明性示例给出的，其中：
图1A示出了根据第一实施例的检测方法的各个步骤的流程图；
图1B示出了根据第二实施例的检测方法的各个步骤的流程图；
图2是示意性地示出在空气流速下降的情况下电功率和脉宽调制驱动信号的占空比变化的示例的曲线图；
在这些附图中，用相同的附图标记指定了相同的元件。
具体实施方式
以下实施例是示例。尽管本说明书引用了一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个引用涉及相同的实施例，或者特征仅适用于一个实施例。还可以组合或互换各种实施例的各个特征，以便创建其他实施例。
本发明涉及加热和/或通风和/或空调装置的领域，机动车辆旨在装备该设备为了调节输送到车辆的乘客舱的一个或多个区域的空气流的空气热参数。
本发明更具体地涉及特别是配备这种装置的机动车电加热设备(也称为电散热器)。这是用于加热流体的电气设备的问题。非限制性地，这可能是用来加热空气流的设备的问题。下面，参考空气流给出描述，但是本发明可以应用于另一种流体。
具体地说，这可能是高压散热器或电加热设备的问题。在此，高电压被定义为高于90V或120V的电压。作为变型，它可能是低电压散热器的问题。
电加热设备能够将例如从车辆提取的电能转换成热能，该热能被转移到流经加热和/或通风和/或空调装置1的空气。
电加热设备可以包括预定义数量的加热模块。这些加热模块可以布置为直接暴露于流经电加热设备的空气流。
更准确地说，加热模块可以各自包括正温度系数(PTC)的电阻元件。例如，电阻元件采用PTC陶瓷电阻器的形式。作为变型，这可能是负温度系数(NTC)的电阻元件的问题。
电加热设备通常还包括用于控制加热模块的电子控制单元。这种控制单元包括一个或多个电子和/或电气组件。控制单元特别是包括用于供应电阻元件的电路(未示出)。供电电路例如安装在诸如印刷电路板(使用众所周知的缩写词为PCB)的电路板上。
举例来说，供电电路包括晶体管(未示出)，每个晶体管允许或不允许电流通过预定义数量的加热模块。
电阻元件旨在由例如诸如车辆的电池的电源(未示出)供电。电阻元件的供电由脉宽调制(或使用众所周知的首字母缩写的PWM)驱动。控制单元被配置为生成用于驱动电阻元件的供电的脉宽调制驱动信号。电阻元件的至少两个独立的子集可以通过脉宽调制独立地驱动。电阻元件的供电可以根据电功率设定点来执行。该设备以闭环模式进行控制。作为变型，电阻元件的供电可以根据温度设定点、或者可选的电阻设定点、或者实际上电流的幅度的设定点来执行。
参考图1A或图1B，现在将描述用于检测这种电加热设备的过热的方法，该方法允许实时检测该设备的潜在过热。
可以一起监控所有加热模块，或者独立监控由一个晶体管或多个晶体管控制的加热模块的每个子集。这特别是允许检测各种热点，例如当电加热设备安装在所谓的多区域(multi-zone)加热和/或通风和/或空调设备中时(在这种情况下，加热模块可以专用于加热乘客舱的不同区域)。
根据一个变型实施例，可以规定用于激活或初始化该方法的步骤E0。
通常，该方法包括记录设定点的步骤E1’。优选地，这是功率设定点P_(sub)system_target的问题。这也可能是温度设定点T_(sub)system_target的问题，或者可能是电阻设定点R_(sub)system_target的问题，或者实际上是幅度设定点i_(sub)system_target的问题。前缀“sub”写在括号之间，以指示设定点可能涉及一个子系统或所有电阻元件。
该方法还可以包括步骤E1，其中，记录或测量电源电压U_battery。该步骤E1可以使用用于测量电压的传感器来实现。电源电压U电池可以是恒定的。
该方法可以包括步骤E2，其中，记录或测量流经电加热设备的预定义数量的电阻元件或甚至所有电阻元件的电流的幅度i_system_max或i_subsystem_max的值。这是记录希望监控其参数的子集的加热模块的电流的消耗的问题。例如，测量流经电阻元件的瞬时电流。该步骤E2可以使用用于测量电流的传感器来实现。
例如，当脉宽调制驱动信号为100％时，所测量的电流是最大瞬时电流或峰值电流。
在步骤E3中，记录预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比PWM_system或PWM_subsystem。在本说明书的其余部分中，在括号之间带有“sub”的PWM_(sub)system指示脉宽调制驱动信号的占空比可以涉及一个子系统或所有电阻元件。
该方法可以包括步骤E4(参见图1b)，其中，计算用于监控电加热设备的过热的至少一个参数值。
有利地，为了监控电加热设备的过热，该参数取决于流经预定义数量的电阻元件的电流的幅度i_subsystem_max，或者甚至取决于流经所有电阻元件的电流的幅度i_system_max。该步骤E4可以由诸如计算机的处理装置来实现。这可能是参数的实际值的问题。
可以根据在步骤E2中流过预定数量的电阻元件的电流的幅度i_subsystem_max；i_system_max来计算参数的值。当实现该步骤E1时，在步骤E1中所测量的电源电压U_battery还可以被考虑在步骤E4的计算中。
作为变型或附加，参数可以取决于预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比PWM_(sub)system的记录值。
该步骤E4可以针对一个或多个子系统，即，针对由一个或多个晶体管控制的一组或多组加热模块，或针对整个系统，即，针对所有加热模块的所有电阻元件来执行。
该参数可以是预定义数量的电阻元件的电阻R_system，R_subsystem；预定义数量的电阻元件的电功率P_system，P_subsystem；流经预定义数量的电阻元件的电流幅度i_system_max，i_subsystem_max；或者流经预定义数量的电阻元件的电流幅度的倍数或幂。具体地，当所选择的参数不是电流的幅度时，实现计算步骤E4。
可替换地，该参数可以不取决于电流的幅度。例如，这可能是电阻元件的温度问题。
可以以互补的方式使用多个参数，以在该方法的实现期间监控电加热设备的过热。
在步骤E5中，定义预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比的检测阈值PWM_(sub)system_lim，该检测阈值代表电加热设备的过热。
如在图1a示意性所示，所述占空比的检测阈值PWM_(sub)system_lim可以根据在步骤E1’中记录的设定点(最好是功率设定点P_(sub)system_target)来定义。
作为变型，当预先实现步骤E1时，检测阈值PWM_(sub)system_lim可以根据由在E1中测量的电源电压U_battery和在步骤E1’中记录的设定点(优选为功率设定点P_(sub)system_target)组成的对来定义。在这种情况下，步骤E1和步骤E1’都是预先实现的，如在图1a中E1和E5之间的虚线箭头和E1’和E5之间的实线箭头示意性所示。
同样作为变型，占空比检测阈值PWM_(sub)system_lim可以根据在步骤E4中计算的所选参数的值来定义，如在图1b中示意性地所示，或者根据在步骤E2中记录的电流幅度的值来定义。
还可以根据由在步骤E1中测量的电源电压U_battery和在步骤E4中计算的所选参数的值组成的对来定义检测阈值。在这种情况下，步骤E1和步骤E1’都是预先实现的，如在图1b中E1和E5之间的虚线箭头和E4和E5之间的实线箭头示意性所示。还可以根据由在步骤E1中测量的电源电压U_battery和在步骤E2中记录的电流幅度的值组成的对来定义检测阈值。
在步骤E6中，将在步骤E3中记录的占空比PWM_(sub)system的值与在步骤E5中定义或预设的检测阈值PWM_(sub)system_lim进行比较。
该步骤E6可以由诸如比较器的处理装置来实现。根据比较结果，可以检测到过热。换句话说，如果占空比的记录值已经达到或超过了定义的占空比检测阈值，则这对应于设备的过热。根据该参数的性质和电阻元件的性质，占空比的记录值可以通过变得高于或低于检测阈值来跨越检测阈值。在这种情况下，可以实施一个或多个针对这种过热的动作，这些动作不会在下面详细描述。在相反的情况下，可以重复该方法的步骤，直到在步骤E6中检测到过热为止。
当该方法考虑一个或多个参数时，根据第一方式(first approach)，参数可以是加热模块的电阻。在这种情况下，在步骤E4中，预定义数量的电阻元件的电阻值R_system，R_subsystem可以根据测量的电源电压U_battery和根据测量的电流幅度i_system_max，i_subsystem_max来计算。在本说明书的其余部分中，R_(sub)system在括号之间带有“sub”指示电阻值可以涉及一个子系统或所有电阻元件。占空比检测阈值PWM_(sub)system_lim在步骤E5中根据在步骤E4中计算的预定义数量的电阻元件的电阻R_(sub)system来确定，并且可能还根据在步骤E1中测量的电源电压U_battery来确定。
可以为一个或多个子系统，即由一个或多个晶体管控制的一组或多组加热模块，或对于整个系统，即所有加热模块的所有电阻元件，来确定该值。
在步骤E6中，将在步骤E3中记录的占空比PWM_(sub)system的值与在步骤E5中如此确定的检测阈值PWM_(sub)system_lim进行比较。
根据第二种方式，参数可以是预定义数量的电阻元件的电功率。第二种方式可以作为第一种方式的变型或附加来实现。
下面仅详细说明与第一种方式的不同之处。在步骤E4中，预定义数量的电阻元件的电功率值P_system，P_subsystem可以从测量的电源电压U_battery和从测量的电流的幅度i_system_max，i_subsystem_max来计算。对于该第二方式，在步骤E4中的电功率计算中还考虑了在步骤E3中记录的占空比。具体地，可以通过计算瞬时电流的幅度、电源电压和占空比的乘积来计算电功率。
在本说明书的其余部分中，P_(sub)system在括号之间带有“sub”指示电功率值可以涉及一个子系统或所有电阻元件。
占空比检测阈值PWM_(sub)system_lim可以在步骤E5中根据在步骤E4中计算的预定义数量的电阻元件的电功率的该值P_(sub)system来确定，并且可能根据在步骤E1中测量的电源电压U_battery来确定。
在步骤E6中，将在步骤E3中记录的占空比PWM_(sub)system的值与在步骤E5中如此确定的检测阈值PWM_(sub)system_lim进行比较。
根据第三种方式，参数可以是流经预定义数量的电阻元件的电流的幅度。该第三种方式可以作为第一种方式和/或第二种方式的变型或附加来实现。
第三种方式(图中未示出)与第二种方式的不同之处在于没有计算步骤E4，取而代之的是在步骤E2中测量参数的值。占空比检测阈值PWM_(sub)system_lim可以在步骤E5中根据在步骤E2中测量的幅值i_system_max或i_subsystem_max来确定，并且可能根据在步骤E1中测量的电源电压U_battery来确定。
在步骤E6中，将在步骤E3中记录的占空比PWM_(sub)system的值与在步骤E5中如此确定的检测阈值PWM_(sub)system_lim进行比较。
该参数还可以是流经预定义数量的电阻元件的电流的幅度的倍数或幂。可以非穷尽地提及电流幅度的平方或立方、电流幅度的两倍或者甚至电流幅度与脉宽调制驱动信号的占空比的比值。
最后，根据另一种方式，当参数不取决于电流的幅度时，诸如例如电阻元件的温度的情况下，可以例如测量这样的参数的值。
这样的方法的一般原理在图2中以简化的方式示意性示出。在该图中，示出了包括预定义数量的加热模块的电加热设备的操作的各个阶段，如所示出的，每个加热模块都包括例如正温度系数(PTC)的电阻元件。示意性示出了电功率P、驱动信号占空比PWM_(sub)system和空气流F的曲线。在A阶段，设备在正常使用条件下无故障运行，特别是在空气流量和气流温度方面。阶段B对应于空气流量的第一次下降，空气流量的下降由曲线F表示。在此阶段B期间，脉宽调制驱动信号的占空比PWM_(sub)system增加以避免功率下降，但未达到在步骤E5中定义的占空比检测阈值PWM_(sub)system_lim(另请参见图1a或图1b)。在所示的示例中，由于空气流速不太低，因此该补偿允许在阶段B期间保持功率。
该图示出了阶段B结束时空气流量的第二次下降。再次，脉宽调制驱动信号的占空比PWM_(sub)system增加以避免功率下降。占空比不能增加到超过在步骤E5中定义的占空比检测阈值PWM_(sub)system_lim。当占空比达到该占空比检测阈值PWM_(sub)system_lim时，这对应于在步骤E6中检测到设备的过热。在该示例中，占空比的记录值从下方越过定义的占空比检测阈值，即通过变得大于占空比检测阈值。
此外，在上述描述中，步骤E0至E6已被索引为第一步骤、第二步骤等。这是一个简单的索引问题，用于区分和命名该方法的各个步骤。这种索引并不一定意味着一个步骤优先于另一个步骤。在不脱离本说明书的范围的情况下，该方法的某些步骤的顺序可以颠倒。这种索引也不意味着时间顺序。例如，可以同时执行一些步骤。
根据上述变型中的一种或另一种的方法还可以包括至少一个验证步骤，其中，验证电加热设备的标准是否代表冷状态。
这可能例如在启动时发生，特别是当加热设备的电阻非常高并且占空比的值非常高以至于超过检测阈值时。此时检测过热是不正确的，而设备仍处于冷状态且电流低，这将不允许设备过热。
该标准例如是其上安装有电阻元件的供电电路的电路板的温度。
在验证步骤期间，例如经由诸如具有负温度系数的热探针的温度传感器来记录电路板的温度。
当记录的温度达到或超过代表电加热设备的最小加热的预定义阈值时，这确认该设备已准备好被检测。
在相反的情况下，这代表设备处于冷状态或“过热”。该方法可以包括只要诸如电路板温度这样的标准代表该冷状态，就至少禁止检测过热步骤的步骤。
在具有负温度系数的热探针的情况下，预定义阈值可以是最小值，低于该最小值就不会尝试检测过热。
这可以避免错误或不及时地检测过热。
这样的验证可以例如在步骤E0中执行。
如上所述的用于检测过热的方法可以由控制单元实现。具体地说，用于检测过热的方法可以由已经用于控制电加热设备的加热模块的控制单元来实现。
因此，控制单元被配置为根据上述检测方法监控过热。为此，控制单元包括用于实现上述方法的步骤的至少一个处理装置。
具体地，控制单元包括一个或多个处理装置，用于记录功率设定点P_(sub)system_target、或温度设定点T_(sub)system_target、或电阻设定点R_(sub)system_target、或甚至电流的幅度的设定点i_(sub)system_target。
控制单元例如包括用于测量电压的传感器，以便测量或记录电源电压U_battery。
控制单元例如包括用于测量电流的传感器，以便测量或记录流经预定义数量的电阻元件或甚至所有电阻元件的电流i_(sub)system_max。
控制单元例如包括用于确定或记录预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比PWM_(sub)system的处理装置。
控制单元还可以包括一个或多个计算装置，例如，当该参数不同于电流幅度时，用于根据流经预定义数量的电阻元件的电流的幅度i_system_max、i_subsystem_max来计算至少一个用于监控电加热设备的过热的参数的值，特别是基于电流的测量结果i_(sub)system_max和可能的电源电压U_battery来计算该参数。
计算装置还可以被配置为定义预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比的检测阈值PWM_(sub)system_lim，该阈值代表电加热设备的过热，并且根据设定点或根据取决于电流幅值的用于监控电加热设备过热的至少一个参数的值来定义。该值可能是预先计算的，或者作为变体，该值取决于由电源电压和设定点组成的对，或取决于该参数值。
控制单元例如包括至少一个比较器，用于将所述占空比PWM_(sub)system的记录值与检测阈值PWM_(sub)system_lim进行比较。
控制单元可以包括计算装置或微处理器，用于根据比较结果确定是否存在过热。微处理器可以特别地评估所述占空比的记录值是否高于或等于所述定义的占空比检测阈值。
控制单元还可以包括至少一个处理装置，用于验证电加热设备的标准是否代表设备的冷状态。
例如，可以提供附加的温度传感器(图中未示出)。控制单元可以包括该附加温度传感器。这样的温度传感器可以放置在印刷电路板(PCB)上，并且例如可以焊接、钎焊或粘接到印刷电路板(PCB)上。这可能是负温度系数(NTC)的热探针的问题，其电阻随温度均匀下降。作为另一种选择，这可能是正温度系数(PTC)的热探针的问题，其电阻随着温度的升高而急剧增加。
例如，控制单元可以包括比较器，用于将记录的电路板温度与代表电加热设备的最小加热的预定义阈值进行比较。只要所记录的温度没有达到该预定阈值，这就代表了所述设备的冷状态，并且控制单元可以包括用于禁止过热检测的处理装置。
因此，通过主动得定义脉宽调制驱动信号的占空比的检测阈值，根据本发明的方法使得能够在占空比达到检测阈值时以间接方式实时检测过热。这使得有可能防止电加热设备变得足够热，以至于即使没有起火，也有损坏某些周围部件的风险。
此外，不需要附加的传感器来监控电加热设备的温度。

Claims (13)

1.一种用于检测电加热设备过热的方法，该电加热设备包括被配置为由电压源供电的多个电阻元件，其中所述电阻元件的所述供电由取决于功率设定点(P_(sub)system_target)或温度设定点(T_(sub)system_target)或电阻设定点(R_(sub)system_target)或用于电流的幅度的设定点(i_(sub)system_target)的脉宽调制驱动信号驱动，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-记录所述设定点(P_(sub)system_target，T_(sub)system_target，R_(sub)system_target，i_(sub)system_target)，
-记录预定义数量的电阻元件的脉宽调制驱动信号的占空比(PWM_system；PWM_subsystem)，
-定义所述预定义数量的电阻元件的所述脉宽调制驱动信号的所述占空比的检测阈值(PWM_system_lim；PWM_subsystem_lim)，所述检测阈值代表所述电加热设备的过热，所述检测阈值是根据所述设定点或用于监控所述电加热设备的过热的至少一个参数的值来定义的，
-将所述占空比(PWM_system；PWM_subsystem)的记录值与所述检测阈值(PWM_system_lim；PWM_subsystem_lim)进行比较，以及
-当所述占空比的所述记录值达到所述定义的占空比检测阈值时检测过热。
2.如权利要求1所述的方法，包括测量流经预定义数量的电阻元件的电流的幅度的值(i_system_max；i_subsystem_max)的附加步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其中，用于监控所述电加热设备的过热的所述至少一个参数取决于所述电流的幅度(i_(sub)system_max)，当所述至少一个参数不同于电流的幅度时，计算所述至少一个参数的值。
4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，包括测量所述电源电压(U_battery)的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其中，还根据所测量的电源电压(U_battery)来确定所述预定义数量的电阻元件的所述脉宽调制驱动信号的所述占空比的所述检测阈值(PWM_system_lim；PWM_subsystem_lim)。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述供电取决于功率设定点(P_(sub)system_target)，并且其中所述检测阈值根据所述功率设定点(P_(sub)system_target)来定义。
7.如前述权利要求所述的方法，其中，所述功率设定点(P_(sub)system_target)取决于温度设定点(T_(sub)system_target)。
8.如权利要求4所述的方法，当与前述任一项权利要求相结合时，其中，当所述至少一个参数不同于所述电流的幅度时，所述至少一个参数的值是从所测量的电源电压(U_battery)和从流经所述预定义数量的电阻元件的电流所测量的幅度(i_system_max；i_subsystem_max)来计算的。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个参数选自：
预定义数量的电阻元件的电阻(R_system；R_subsystem)，
流经所述预定义数量的电阻元件的电流的幅度(i_system_max；i_subsystem_max)、流经所述预定义数量的电阻元件的电流的幅度(i_system_max；i_subsystem_max)的倍数或幂，以及
所述预定义数量的电阻元件的电功率(P_system；P_subsystem)。
10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述电阻元件是正温度系数或负温度系数的元件。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述脉宽调制驱动信号为100％时，所述电流的测量幅度(i_system_max；i_subsystem_max)是流经所述预定义数量的电阻元件的瞬时电流的幅度。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中：
-独立的电阻元件的至少两个子集由所述供电的脉宽调制独立地驱动，以及其中
-对于每个子系统，根据所述子集的电阻元件的性质和/或数量独立地定义驱动信号的占空比的检测阈值。
13.一种用于电加热设备的控制单元，该电加热设备包括被配置为由电压源供电的多个电阻元件，所述控制单元被配置为根据功率设定点(P_(sub)system_target)或温度设定点(T_(sub)system_target)或电阻设定点(R_(sub)system_target)或用于电流的幅度的设定点(i_(sub)system_target)来生成用于驱动所述电阻元件的供电的脉宽调制驱动信号，其特征在于，所述控制单元包括至少一个处理装置，用于：
-记录所述设定点(P_(sub)system_target、T_(sub)system_target、R_(sub)system_target、i_(sub)system_target)，
-记录所述预定义数量的电阻元件的所述脉宽调制驱动信号的所述占空比(PWM_system；PWM_Subsystem)，
-根据所述设定点或者用于监控所述电加热设备的过热的至少一个参数的值定义所述预定义数量的电阻元件的所述脉宽调制驱动信号的所述占空比的检测阈值(PWM_system_lim；PWM_subsystem_lim)，所述检测阈值代表所述电加热设备的过热，
-将所述占空比的记录值(PWM_system；PWM_subsystem)与所述检测阈值(PWM_system_lim；PWM_subsystem_lim)进行比较，以及
-当所述占空比的记录值达到所定义的占空比检测阈值时，检测过热。
CN201980067824.1A 2018-11-06 2019-11-05 检测加热设备过热的方法和相应的控制单元 Pending CN112840216A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1860226A FR3088121B1 (fr) 2018-11-06 2018-11-06 Procede de detection de surchauffe pour dispositif de chauffage et unite de commande correspondante
FR1860226 2018-11-06
PCT/FR2019/052616 WO2020094969A1 (fr) 2018-11-06 2019-11-05 Procédé de détection de surchauffe pour dispositif de chauffage et unité de commande correspondante

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112840216A true CN112840216A (zh) 2021-05-25

Family

ID=65951661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980067824.1A Pending CN112840216A (zh) 2018-11-06 2019-11-05 检测加热设备过热的方法和相应的控制单元

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220004212A1 (zh)
EP (1) EP3877772A1 (zh)
JP (1) JP7138789B2 (zh)
CN (1) CN112840216A (zh)
FR (1) FR3088121B1 (zh)
WO (1) WO2020094969A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114583661B (zh) * 2022-04-19 2024-03-19 潍柴动力股份有限公司 一种阀体的电机的过热保护方法及发动机后处理系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059097A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Eiwa Denki Kk ヒータコントローラシステム
CN101434184A (zh) * 2007-11-16 2009-05-20 摩丁制造公司 汽车用辅助电加热装置以及汽车用辅助电加热方法
CN101586517A (zh) * 2008-05-21 2009-11-25 Gm全球科技运作股份有限公司 用于控制柴油机中的电热塞工作的方法
CN102027804A (zh) * 2008-04-15 2011-04-20 莱登照明詹纳斯多夫股份公司 发光二极管(led)的微控制器优化的脉宽调制(pwm)驱动
US20130327124A1 (en) * 2010-10-06 2013-12-12 Jens Schneider Method for setting a temperature of a sensor element
FR2997248A1 (fr) * 2012-10-22 2014-04-25 Bosch Gmbh Robert Procede et dispostif de commande de puissance d'un consommateur electrique
CN103913637A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 大陆汽车系统公司 用于被加热的汽车部件的温度控制的电阻确定
CN103926953A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 丰田纺织株式会社 加热器控制装置
CN105532072A (zh) * 2013-06-17 2016-04-27 法雷奥热系统公司 特别用于机动车的电加热电路的控制
CN106153790A (zh) * 2015-05-11 2016-11-23 西门子公司 热导检测器及用于操作热导检测器的方法
DE102016109039A1 (de) * 2016-02-17 2017-08-17 Dbk David + Baader Gmbh Elektrische Vorrichtung, insbesondere Heizer, sowie Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Vorrichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4454972B2 (ja) * 2003-06-30 2010-04-21 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP4732191B2 (ja) * 2006-02-28 2011-07-27 矢崎総業株式会社 過熱保護機能付き半導体装置の制御回路
KR101065482B1 (ko) * 2009-06-04 2011-09-19 주식회사 보국전자 안전장치가 부가된 전열기구의 온도제어장치
EP2371588B1 (de) * 2010-03-26 2012-10-10 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung
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
EP2772820B1 (de) * 2013-02-27 2015-04-08 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
JP2014181012A (ja) * 2013-03-21 2014-09-29 Tokai Rika Co Ltd 車載用負荷過熱防止装置
JP6384129B2 (ja) * 2013-08-27 2018-09-05 株式会社デンソー 車載用輻射ヒータ制御装置
DE102016216295A1 (de) * 2016-08-30 2018-03-01 Dbk David + Baader Gmbh Elektrischer heizer und verfahren zum erkennen einer überhitzung eines solchen elektrischen heizers
FR3062601B1 (fr) * 2017-02-06 2019-06-07 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique, circuit de chauffage et procede de gestion de la temperature correspondants

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059097A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Eiwa Denki Kk ヒータコントローラシステム
CN101434184A (zh) * 2007-11-16 2009-05-20 摩丁制造公司 汽车用辅助电加热装置以及汽车用辅助电加热方法
CN102027804A (zh) * 2008-04-15 2011-04-20 莱登照明詹纳斯多夫股份公司 发光二极管(led)的微控制器优化的脉宽调制(pwm)驱动
CN101586517A (zh) * 2008-05-21 2009-11-25 Gm全球科技运作股份有限公司 用于控制柴油机中的电热塞工作的方法
US20130327124A1 (en) * 2010-10-06 2013-12-12 Jens Schneider Method for setting a temperature of a sensor element
FR2997248A1 (fr) * 2012-10-22 2014-04-25 Bosch Gmbh Robert Procede et dispostif de commande de puissance d'un consommateur electrique
CN103913637A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 大陆汽车系统公司 用于被加热的汽车部件的温度控制的电阻确定
CN103926953A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 丰田纺织株式会社 加热器控制装置
CN105532072A (zh) * 2013-06-17 2016-04-27 法雷奥热系统公司 特别用于机动车的电加热电路的控制
US20160143090A1 (en) * 2013-06-17 2016-05-19 Valeo Systemes Thermiques Control for electrical heating circuit, in particular for motor vehicle
CN106153790A (zh) * 2015-05-11 2016-11-23 西门子公司 热导检测器及用于操作热导检测器的方法
DE102016109039A1 (de) * 2016-02-17 2017-08-17 Dbk David + Baader Gmbh Elektrische Vorrichtung, insbesondere Heizer, sowie Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Vorrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈峦;唐毅;: "电阻温度系数测试系统", 广西轻工业, no. 11 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3877772A1 (fr) 2021-09-15
JP7138789B2 (ja) 2022-09-16
FR3088121B1 (fr) 2020-11-13
WO2020094969A1 (fr) 2020-05-14
FR3088121A1 (fr) 2020-05-08
JP2022506379A (ja) 2022-01-17
US20220004212A1 (en) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2851811C (en) Apparatus for controlling in-vehicle heater
US8439018B2 (en) Heated fuel injector system
US7782584B2 (en) Load drive controller and control system
JP3794577B2 (ja) 空気加熱用電熱装置
US10199982B2 (en) Motor control apparatus
KR101462490B1 (ko) 팬 제어 방법
KR20080069613A (ko) 엔진 독립형 히터의 제어 장치, 히터, 가열 시스템 및 엔진독립형 히터의 제어 방법
CN111356251A (zh) 电热器的操作方法
EP3648544A1 (en) Systems and methods for passive heating of temperature-sensitive electronic components
CN112840216A (zh) 检测加热设备过热的方法和相应的控制单元
JP4872906B2 (ja) 燃料ポンプ制御装置
US20220374031A1 (en) Method for heat management, in particular for a motor vehicle, and associated heat management strategy and control unit
US20220377847A1 (en) Method for managing heat, in particular for a motor vehicle, and associated control unit
KR100608215B1 (ko) 보호기능을 구비한 자동차용 공조 블로워모터 구동 제어장치
KR101330107B1 (ko) 전기자동차용 공조장치 및 그 제어방법
EP3582059A1 (en) Heating device and associated control method
CN113942395A (zh) 一种制动电阻的防过热保护方法及装置
US20230406068A1 (en) High-voltage heater including disconnection detection unit and disconnection detection method using same
WO2023074070A1 (ja) 車両制御装置
US10902981B2 (en) Method for determining the operating state of a PTC thermistor element
CN118076516A (zh) 车辆控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination