JP2010246278A - ヒータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過電圧印加によりヒータが異常温度上昇するのを防止して安全性を高めることを目的とする。
【解決手段】ヒータ１と、ヒータ制御手段２と、電源電圧検出手段６とを備え、前記ヒータ制御手段２は、前記電源電圧検出手段６から得られる検出電圧が所定の電圧以上となった場合には、強制的に前記ヒータ１への通電をＯＦＦさせる構成としたものである。これによって、過電圧印加によるヒータ電流増加によって異常な温度上昇となることを防ぐことができるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用などのヒータ制御装置、特に、電源異常の場合でも安全なヒータ制御手段に関するものである。

従来、この種のヒータ制御装置は、異常電圧に対する保護回路を設けて、この異常電圧を吸収していた。

図８は従来のヒータ制御装置の過電圧を吸収する保護回路を示すもので、ＦＥＴ１０１と、このＦＥＴ１０１を制御するトランジスタ１０２と、Ｖｏｕｔの電圧を監視するトランジスタ１０３と、Ｖｏｕｔが所定の電圧以上になると電流が流れるように設定されたツェナーダイオード１０４とを具備する。

通常はトランジスタ１０３がＯＦＦしており、これによりトランジスタ１０２はＶｉｎ→抵抗１０５→ダイオード１０６→抵抗１０７→トランジスタ１０２の順でベース電流が流れてＯＮするので、ＦＥＴ１０１がＯＮする。

過電圧がＶｉｎに印加された場合は、ツェナダイオード１０４に電流が流れてトランジスタ１０３がＯＮし、その結果トランジスタ１０２のベース電流を引き込むため、トランジスタ１０２のコレクタ電流が減少し、ＦＥＴ１０１の出力電圧Ｖｏｕｔを絞るように動作する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１６６６４４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、過電圧をツェナーダイオード１０４で検出してＦＥＴ１０１の出力電圧を下げる構成であるので、瞬間的なサージ電圧を防ぐには有効な手段ではあるが、継続した過電圧印加に対応するためには、大容量のＦＥＴを使用する必要があり、実装面積やコストの面で不利となっていた。

また、制御手段の制御対象が、負荷電流の大きなヒータの場合、定常電流が大きい事から、上記同様に大容量のＦＥＴが必要となるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源電圧検出手段を備えて過電圧を検出した場合にはヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とすることで、過電圧印加によるヒータ電流増加によって異常な温度上昇となることを防ぐことができるようにしたヒータ制御装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒータ制御装置は、ヒータと、ヒータ制御手段と、電源電圧検出手段とを備え、前記ヒータ制御手段は、前記電源電圧検出手段から得られる検出電圧が所定の電圧以上となった場合には、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成としたものである。

これによって、過電圧印加によるヒータ電流増加によって異常な温度上昇となることを防ぐことができるものである。

本発明のヒータ制御装置は、電源電圧検出手段を備えることで異常な過電圧が印加されたことを検出してヒータへの通電をＯＦＦさせる事が出来るので、過電圧印加によりヒータ電流が増大し、異常な温度上昇となってヒータ周囲の焼損やヒータ自身の断線等の故障を未然に防ぐことが可能となり、安全性の高いヒータ制御装置を提供することができるものである。

本発明の実施の形態１におけるヒータ制御装置の回路ブロック図 同ヒータ制御装置の動作フローチャート 本発明の実実施の形態２におけるヒータ制御装置の回路ブロック図 同ヒータ制御装置の動作フローチャート 本発明の実施の形態３におけるヒータ制御装置の動作フローチャート 本発明の実施の形態４におけるヒータ制御装置の動作フローチャート 本発明の実施の形態５におけるヒータ制御装置の動作フローチャート 従来のヒータ制御装置における過電圧を吸収する保護回路図

第１の発明は、ヒータと、ヒータ制御手段と、電源電圧検出手段とを備え、電源電圧検出手段から得られる検出電圧が所定の電圧を超えた場合にはヒータへの通電をＯＦＦさせるように動作させる構成としたものである。

第２の発明は、前記第１の発明において、電源電圧検出手段の検出値が所定の値以上となる状態が所定の時間以上継続した場合のみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成としたものである。

第３の発明は、前記第１の発明において、電源電圧検出手段の検出値が第１検出値以上第２検出値以下の範囲に入ったときのみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成としたものである。

第４の発明は、ヒータと、ヒータ制御手段と、ヒータ電流検出手段とを備え、前記ヒータ制御手段は、前記ヒータ電流検出手段から得られる検出電流が所定の電流以上となった場合には、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とした。

第５の発明は、前記第４の発明において、ヒータ電流検出手段の検出値が所定の値以上となる状態が所定の時間以上継続した場合のみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成としたものである。

第６の発明は、前記第４の発明において、ヒータ電流検出手段の検出値が第１検出値以上第２検出値以下の範囲に入ったときのみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成としたものである。

第７の発明は、前記第１、第４の発明において、強制的にヒータへの通電をＯＦＦさせた場合、その状態を保持し、所定の手段で操作しないと解除できない構成としたものである。

これらの発明によれば、電源電圧、或いは、ヒータ電流が異常に高い場合にヒータへの
通電をＯＦＦして異常な温度上昇となることを防止できるものであり、また第２、第５の発明によれば、一次的なノイズなどによる異常電圧は無視することができ、異常値の検出動作の信頼性を向上させることができる。

さらに、第３、第６の発明によれば、一次的なノイズ等による異常電圧は無視することができ、さらに連続して生じた異常電圧はすぐに検出する事ができ、レスポンスを犠牲にせずにノイズ除去することで、異常値の検出動作の信頼性をさらに向上させることができる。

第７の発明によれば、異常電圧が元に戻っても自動復帰しないようにできるので、信頼性の高いヒータ制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、車載用暖房装置の加熱手段であるヒータの制御に応用したもので、ヒータ１は暖房用加熱手段として機能し、ヒータ制御装置２で制御されるＦＥＴ３によって通電のＯＮとＯＦＦが制御されるようになっている。

スイッチ４をＯＮするとヒータ制御装置２に電源５が供給され、ヒータ制御動作を開始する。

電源電圧検出手段６は、抵抗７，８からなる電源５の分圧により入力された電圧から構成され、ヒータ制御装置２へ入力される。

以上の構成において、以下その動作、作用について図２の動作フロー図も参照しながら説明する。

先ず、ステップ１でスイッチ４をＯＮすると、ヒータ制御装置２がＦＥＴ３をＯＮさせてヒータ１への通電を開始し、加熱動作を開始する（ステップ２）。

次に、ステップ３で、電源５の電圧を電源電圧検出手段６で検出し、検出値がａを超えていればステップ４へ進んでヒータ制御装置２がＦＥＴ３をＯＦＦさせる。ステップ３で検出値がａを超えていなければヒータ１への通電は継続する。

以上のように、本実施の形態では、電源電圧検出手段６で検出された電圧が所定の電圧以上の場合にはヒータ１の通電をＯＦＦさせる構成であるので、電源電圧が異常に高い場合にヒータ電流が増大して異常な温度上昇となることを防ぐことができるものである。

（実施の形態２）
図３は実施の形態２を示し、ヒータ１は、ヒータ制御装置２で制御されるＩＰＤ９の端子１０によって通電のＯＮとＯＦＦが制御されるようになっている。

なお、図１と同作用を行う構成には同一符号を付し、具体的説明は実施の形態１のものを援用する。

ヒータ電流検出手段１１は、ＩＰＤ９に内蔵されている機能を使い、端子１２に流れる電流と相関のある電流が端子１３から流れ、この電流を抵抗１４に流すことで、その両端電圧がヒータ電流と相関のある電圧となる。

この電圧をヒータ制御装置２で処理を行う。

以上のように構成されたヒータ制御装置について、以下その動作、作用について図４の動作フロー図も参照しながら説明する。

先ず、ステップ１１でスイッチ４をＯＮすると、ヒータ制御装置２がＩＰＤ１０をＯＮさせてヒータ１への通電を開始し、加熱動作を開始する（ステップ１２）。

次に、ステップ１３でヒータ１の電流をヒータ電流検出手段９で検出し、検出値がｂを超えていれば、ヒータ制御装置２がＩＰＤ１０をＯＦＦさせ、ヒータ１への通電を遮断する（ステップ１４）。ステップ１３において検出値がｂを超えていなければ、ヒータ１への通電は継続される。

以上のように、本実施の形態では、ヒータ電流検出手段９で検出された電流が所定の電流以上の場合にはヒータ１への通電をＯＦＦさせる構成であるので、電源が異常となってヒータ電流が増大した場合に異常な温度上昇となることを防ぐことができる。

（実施の形態３）
ヒータ制御装置の回路ブロックは図１と同じであるため、その説明は実施の形態１のものを援用するが、電源電圧検出手段６で検出された電圧が所定の電圧以上でもヒータ１への通電を所定時間許容すべくタイマを付加している。

図５の動作フローを参照してその動作、作用を述べると、先ず、ステップ２１でスイッチ４をＯＮすると、ヒータ制御装置２２がＦＥＴ３をＯＮさせてヒータ１への通電を開始し、加熱動作を開始する（ステップ２２）。

次に、ステップ２３でタイマの時間Ｔを０にリセットし、ステップ２４で電源５の電圧を電源電圧検出手段６で検出し、検出値がａを超えていればステップ２５へ進む。

ステップ２４で検出値がａを超えていなければヒータ１への通電は継続する。ステップ２５では、タイマＴが所定の時間ｃを越えているかを調べ、超えていない場合はステップ２４へ戻り、ヒータ１への通電は継続するが、超えている場合はステップ２６へ進んでヒータ通電をＯＦＦさせるために、ヒータ制御装置２がはＦＥＴ３をＯＦＦさせる。

以上のように、本実施の形態では、電源電圧検出手段６で検出された電圧が所定の電圧以上の場合でも、すぐにはヒータ１への通電をＯＦＦさせずに、所定の時間、所定の電圧以上の状態が継続した場合のみヒータ１通電をＯＦＦする構成であるので、特に、ノイズなどによって一時的に電源電圧高くなってすぐに復帰した場合に誤検知してしまうのを防ぐことができる。

（実施の形態４）
図６は実施の形態４を示し、ヒータ制御装置の回路ブロックは図１と同じであるため、その説明は実施の形態１のものを援用する。

先ず、ステップ３１でスイッチ４をＯＮすると、ヒータ制御装置２がＦＥＴ３をＯＮさせてヒータ１への通電を開始し、加熱動作を開始する（ステップ３２）。

次に、ステップ３３で、電源５の電圧を電源電圧検出手段６で検出し、検出値がａを超え、ｂ以下であればステップ３４へ進んでヒータ制御装置２がＦＥＴ３をＯＦＦさせる。
ステップ３３で検出値が前記以外であればヒータ１への通電は継続する。

以上のように、本実施の形態では、電源電圧検出手段６で検出された電圧が所定の電圧の範囲内のみヒータ１への通電をＯＦＦさせる構成であるので、ノイズなどによって一時的に電源電圧高くなってすぐに復帰した場合は、誤検知することはなく、しかも実施の形態３に比べると待ち時間Ｔもないため、レスポンスを犠牲とせずにノイズに対して誤動作を防ぐことができる。

（実施の形態５）
図６は実施の形態４を示し、ヒータ制御装置の回路ブロックは図１と同じであるため、その説明は実施の形態１のものを援用する。

先ず、ステップ４１でスイッチ４をＯＮすると、ヒータ制御装置２がＦＥＴ３をＯＮさせてヒータ１への通電を開始し、加熱動作を開始する（ステップ４２）。

次に、ステップ４３で、電源５の電圧を電源電圧検出手段６で検出し、検出値がａを超えていればステップ４４へ進んでヒータ制御装置２がＦＥＴ３をＯＦＦさせる。ステップ４３で検出値がｂ以下であればヒータ１への通電は継続する。

次にステップ４５では、動作スイッチ４の操作を確認し、ＯＮのままであればヒータＯＦＦ状態を保持する。動作スイッチ４がＯＦＦになればフロー４１に戻り動作スイッチ４がＯＮされるのを待つ。

以上のように、本実施の形態では、電源電圧検出手段６で検出された電圧が所定の電圧以上の場合にはヒータ１への通電をＯＦＦさせて、その状態を保持し、動作スイッチ４を一旦ＯＦＦしてから再度ＯＮしないとヒータ１への通電ＯＮが行われない構成であるので、異常な電圧を検出してヒータ１への通電をＯＦＦした後、異常電圧が復帰すれば、ヒータ１への通電も自動復帰してＯＮするということを防ぐことができる。

なお、実施の形態３〜５は、電源５の電圧を電源電圧検出手段６で検出するものに特定したが、ヒータ１の電流をヒータ電流検出手段９で検出する実施の形態２への応用も勿論考えられるものである。

以上のように、本発明にかかるヒータ制御装置は、過電圧印加時にはヒータ通電をＯＦＦするようしたものであり、過電圧印加によりヒータが温度過上昇となることを防ぐことができ、安全で信頼性の高い車載用暖房装置などへの応用が可能である。

１ ヒータ
２ ヒータ制御手段
６ 電源電圧検出手段
１１ ヒータ電流検出手段

Claims (7)

1. ヒータと、ヒータ制御手段と、電源電圧検出手段とを備え、前記ヒータ制御手段は、前記電源電圧検出手段から得られる検出電圧が所定の電圧以上となった場合には、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成としたヒータ制御装置。
2. 電源電圧検出手段の検出値が所定の値以上となる状態が所定の時間以上継続した場合のみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とした請求項１記載のヒータ制御装置。
3. 電源電圧検出手段の検出値が第１検出値以上第２検出値以下の範囲に入ったときのみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とした請求項１記載のヒータ制御装置。
4. ヒータと、ヒータ制御手段と、ヒータ電流検出手段とを備え、前記ヒータ制御手段は、前記ヒータ電流検出手段から得られる検出電流が所定の電流以上となった場合には、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成としたヒータ制御装置。
5. ヒータ電流検出手段の検出値が所定の値以上となる状態が所定の時間以上継続した場合のみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とした請求項４記載のヒータ制御装置。
6. ヒータ電流検出手段の検出値が第１検出値以上第２検出値以下の範囲に入ったときのみ、強制的に前記ヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とした請求項４記載のヒータ制御装置。
7. 強制的にヒータへの通電をＯＦＦさせた場合、その状態を保持し、所定の手段で操作しないと解除できない構成とした請求項１または請求項４記載のヒータ制御装置。

Images