JP3494237B2 - Temperature control device for electrothermal heating element - Google Patents

Temperature control device for electrothermal heating element

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JP3494237B2
JP3494237B2 JP14621694A JP14621694A JP3494237B2 JP 3494237 B2 JP3494237 B2 JP 3494237B2 JP 14621694 A JP14621694 A JP 14621694A JP 14621694 A JP14621694 A JP 14621694A JP 3494237 B2 JP3494237 B2 JP 3494237B2
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heating element
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、温度制御装置に関し、
更に詳細には、例えば電気カーペットなどに使用する温
度制御において、全温度範囲で均一な温度制御ができる
温度制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature control device,
More specifically, the present invention relates to a temperature control device capable of performing uniform temperature control over the entire temperature range in temperature control used for electric carpets, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電気カーペットなどの採暖具は、
線状の発熱体を発熱面に配置した構造をしており、温度
検出には、通常、図4に示す構造の温度センサ1を使用
している。即ち温度センサ1は、芯糸1aに螺旋状に線
状の一次導体1bを巻き付け、その上に塩化ビニールな
どのプラスチック感温体1cを被覆し、その外側から線
状の二次導体1dを巻き付け、その外側に絶縁体からな
る外皮1eを被覆し、前記プラスチック感温体1cの温
度によるインピーダンス変化を、一次導体1bと二次導
体1dとの間に電圧を印加して検出するようにしたもの
である。なお、印加する前記電圧は交流電圧とし、プラ
スチック感温体1cが分極しないようにする。
2. Description of the Related Art A conventional heating tool such as an electric carpet is
It has a structure in which a linear heating element is arranged on the heating surface, and the temperature sensor 1 having the structure shown in FIG. 4 is usually used for temperature detection. That is, the temperature sensor 1 is such that a linear primary conductor 1b is spirally wound around a core thread 1a, a plastic temperature sensitive body 1c such as vinyl chloride is covered thereon, and a linear secondary conductor 1d is wound from the outside thereof. An outer cover 1e made of an insulating material is coated on the outside thereof, and a change in impedance due to the temperature of the plastic temperature sensor 1c is detected by applying a voltage between the primary conductor 1b and the secondary conductor 1d. Is. Incidentally, the voltage to be applied is an AC voltage, the plastic temperature sensitive body 1c is prevented from polarization.

【0003】この温度センサ1を用いた従来の温度検出
回路の一例を、図5によって説明する。図において、前
記温度センサ1と線状の発熱体2とは、カーペットなど
発熱体本体3に配置し、電源4に、温度センサ1、発熱
体2及び直流電源回路5がそれぞれが並列となるように
接続している。発熱回路は、発熱体2とリレーからなる
スイッチ6とを直列に接続し、電源との接続を入り切り
して発熱量を調節するようにしている。
An example of a conventional temperature detecting circuit using the temperature sensor 1 will be described with reference to FIG. In the figure, the temperature sensor 1 and the linear heating element 2 are arranged in a heating element body 3 such as a carpet, and the temperature sensor 1, the heating element 2 and the DC power supply circuit 5 are arranged in parallel with the power source 4. Connected to. In the heat generating circuit, the heat generating element 2 and the switch 6 composed of a relay are connected in series, and the connection with the power source is turned on / off to adjust the amount of heat generated.

【0004】温度信号発生回路7は、温度センサ1の一
次導体1bに抵抗7a,7b,7cを図に示すように直
列接続し、抵抗7b,7cとプラスチック感温体1cと
が並列回路を形成するように二次導体1dを電源4の一
方の極(グランドG側)に接続した。なお、二次導体1
dの両端を短絡し、プラスチック感温体1cの長手方向
の各位置ごとに印加される電圧が均一になるようにして
いる。
In the temperature signal generating circuit 7, resistors 7a, 7b and 7c are connected in series to the primary conductor 1b of the temperature sensor 1 as shown in the figure, and the resistors 7b and 7c and the plastic temperature sensing element 1c form a parallel circuit. As described above, the secondary conductor 1d was connected to one pole of the power source 4 (ground G side). The secondary conductor 1
Both ends of d are short-circuited so that the voltage applied at each position in the longitudinal direction of the plastic temperature sensing element 1c becomes uniform.

【0005】以上の一次導体1bと二次導体1dとの間
に発生する電圧は、プラスチック感温体1cのインピー
ダンスに依存した電圧となり、抵抗7b,7cの分圧点
Pに発生する電圧はダイオード7dによって整流し、抵
抗7e及びコンデンサ7fによって平滑化した直流電圧
からなる温度信号Vとして比較器8の非反転端子に与え
られ、温度設定回路9から与えられる設定温度信号V0
と比較される。この温度設定回路9は、可変抵抗9aと
固定抵抗9b,9cを図に示すように直列に接続し、温
度設定は可変抵抗9aの摺動子9dによって行うように
している。
The voltage generated between the primary conductor 1b and the secondary conductor 1d is a voltage that depends on the impedance of the plastic temperature sensor 1c, and the voltage generated at the voltage dividing point P of the resistors 7b and 7c is a diode. The set temperature signal V 0 given to the non-inverting terminal of the comparator 8 as the temperature signal V composed of the DC voltage rectified by 7d and smoothed by the resistor 7e and the capacitor 7f and given from the temperature setting circuit 9
Compared to. In this temperature setting circuit 9, a variable resistor 9a and fixed resistors 9b and 9c are connected in series as shown in the figure, and temperature is set by a slider 9d of the variable resistor 9a.

【0006】比較器回路は、抵抗8a,8bによる比較
器8の正帰還回路によって形成し、温度信号発生回路7
の出力電圧(温度信号)Vに、スイッチ6の単位時間当
たりのオンオフ回数を制限するために電気的ヒステリシ
スを生じるようにしていた。前記比較回路からオン信号
が出力されると、スイッチ駆動回路10はコイル6aを駆
動してスイッチ6をオンさせ、またオフ信号が出力され
るとコイル6aの電流を切りスイッチ6をオフさせる。
The comparator circuit is formed by the positive feedback circuit of the comparator 8 including the resistors 8a and 8b, and the temperature signal generating circuit 7
In order to limit the number of times the switch 6 is turned on and off per unit time, the output voltage (temperature signal) V of 1 has an electric hysteresis. When the ON signal is output from the comparison circuit, the switch drive circuit 10 drives the coil 6a to turn on the switch 6, and when the OFF signal is output, the current of the coil 6a is cut off to turn off the switch 6.

【0007】ところでプラスチック感温体1cの温度−
インピーダンス特性は、図6に示すように、一定の直線
関係が成立せず、低温では単位温度変化に対するインピ
ーダンス変化が小さく、高温ではインピーダンス変化が
大きくなるという特性を有している。したがって、比較
器8のしきい値ΔVに対応する温度の差を、図7に示す
ように低温TL に対してΔTL 、高温TH に対してΔT
H 、その中間温度TMに対してΔTM とすると、 ΔTL >ΔTM >ΔTH となる。
By the way, the temperature of the plastic temperature sensing element 1c-
As shown in FIG. 6, the impedance characteristics have such characteristics that a fixed linear relationship is not established, the impedance change per unit temperature change is small at low temperature, and the impedance change becomes large at high temperature. Therefore, as shown in FIG. 7, the temperature difference corresponding to the threshold value ΔV of the comparator 8 is ΔT L for the low temperature T L and ΔT for the high temperature T H.
If H and ΔT M with respect to the intermediate temperature T M , then ΔT L > ΔT M > ΔT H.

【0008】したがってスイッチ6がオフすると、室温
との差が小さい低温TL では、発熱体本体3の温度がゆ
っくり低下し、しかも大幅(温度差ΔTL )に低下しな
いとスイッチ6がオンに転じないのに対し、高温TH
は、発熱体本体3の温度が急速に低下し、しかも小幅
(温度差ΔTH )の温度低下でスイッチ6がオンに転じ
ることとなる。
Therefore, when the switch 6 is turned off, the temperature of the heating element body 3 is slowly decreased at a low temperature T L having a small difference from the room temperature, and the switch 6 is turned on unless it is significantly decreased (temperature difference ΔT L ). On the other hand, at the high temperature T H , the temperature of the heating element body 3 rapidly decreases, and the switch 6 turns on due to a small temperature decrease (temperature difference ΔT H ).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前記説明の従来の温度
制御装置を使用した電気カーペットは、設定温度を低温
にセットすると、1時間に2〜3回程度しかオンオフせ
ず、カーペットが冷えてきてもなかなかリレー(スイッ
チ)がオンしないという問題がある。更にスイッチの寿
命は、接点のオンオフの回数に依存するので、設定温度
を常に高く設定する場合のスイッチは、常に低く設定す
る場合より寿命が短くなり、同じ性能の製品に対して、
使用条件により寿命に長短が生じ、発熱体製品の信頼性
が低下するという問題がある。
In the electric carpet using the conventional temperature control device described above, when the set temperature is set to a low temperature, the carpet turns on and off only about 2 to 3 times per hour, and the carpet becomes cold. There is a problem that the relay (switch) does not turn on easily. Furthermore, since the life of the switch depends on the number of times the contacts are turned on and off, the life of the switch when the set temperature is always set higher than that of the switch when the set temperature is always set low.
There is a problem that the life of the heating element is shortened depending on the use conditions, and the reliability of the heating element product is lowered.

【0010】本発明は、以上の問題に着目してなされた
ものであり、出力信号と実際の温度との関係が直線関係
にない温度センサを使用した場合でも、全制御温度領域
で、制御特性を均一化した電熱式発熱体の温度制御装置
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems. Even when a temperature sensor in which the relationship between the output signal and the actual temperature is not in a linear relationship is used, the control characteristic is maintained in the entire control temperature range. It is an object of the present invention to provide a temperature control device for an electrothermal heating element in which the temperature is uniform.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の電熱式発熱体の温度制御装置の構成は、電
熱式発熱体に、発熱体用のスイッチ、温度センサ、温度
監視部及びスイッチ制御部を設け、前記温度監視部は、
温度信号が設定温度信号より低いとオン信号を出力し、
高いとオフ信号を出力する比較手段、前記オン信号の出
力時間を測定するオン時間測定手段及びオフ時間演算手
段とからなり、このオフ時間演算手段は、前記オフ信号
が出力されると、予め設定した目標オンオフ周期から最
新のオン信号出力時間を差し引いたオフ時間を演算し、
このオフ時間と少なくとも前回オフ時間とからスイッチ
をオンするまでのオフ時間を演算し、前記スイッチ制御
部は、前記オフ信号が与えられるとスイッチをオフし、
比較手段から与えられるオン信号、及びオフ時間演算手
段から与えられるオン信号の両方が与えられるとスイッ
チをオンするようにしたものである。
In order to achieve the above object, the temperature control device for an electrothermal heating element according to the present invention is constructed such that an electrothermal heating element includes a heating element switch, a temperature sensor, and a temperature monitoring section. And a switch control unit, the temperature monitoring unit,
When the temperature signal is lower than the set temperature signal, an ON signal is output,
Comparing means for outputting an off signal when it is high, on time measuring means for measuring the output time of the on signal, and off time calculating means, the off time calculating means being preset when the off signal is output. Calculate the off time by subtracting the latest on signal output time from the target on / off cycle
An off time from this off time and at least the previous off time to turning on the switch is calculated, and the switch control unit turns off the switch when the off signal is given,
The switch is turned on when both the ON signal given by the comparison means and the ON signal given by the OFF time calculation means are given.

【0012】発熱体の通電をオンオフするスイッチは特
に限定しないが、電流容量が大きい電気カーペットなど
では通常リレーを用いるが、無接点スイッチを使用する
こともできる。前記比較手段は、前記定義から明らかな
とおり、温度信号と設定温度信号とが一致しないと、オ
ン・オフ信号を出力する構成とし、従来技術の項におい
て説明した従来の比較回路のようにヒステリシス機能を
持たせる構成としていない。
The switch for turning on / off the electricity supply to the heating element is not particularly limited, but a relay is usually used in an electric carpet or the like having a large current capacity, but a contactless switch may be used. As is clear from the definition, the comparison means is configured to output an on / off signal when the temperature signal and the set temperature signal do not match, and has a hysteresis function like the conventional comparison circuit described in the section of the prior art. It is not configured to have.

【0013】前記オフ時間の演算には特に限定はない
が、少なくとも前回を含む過去のスイッチオフ時間と、
予め設定した目標オンオフ周期から最新のオン信号出力
時間を差し引いた時間との加重平均値を求めることによ
り実施することができる。加重平均は、適宜実態に則し
て決定してよい。例えば、前回のスイッチオフ時間と、
目標オンオフ周期から最新のオン信号出力時間を差し引
いた時間との単純平均(即ち重み1)する、過去のオフ
時間に移動平均を使用するなどとすることもできる。
The calculation of the off time is not particularly limited, but at least the past switch off time including the previous time,
This can be carried out by obtaining a weighted average value with a time obtained by subtracting the latest ON signal output time from a preset target ON / OFF cycle. The weighted average may be determined with reference to the appropriate situation. For example, the last switch off time,
It is also possible to perform a simple average (that is, weight 1) with the time obtained by subtracting the latest ON signal output time from the target ON / OFF cycle, or to use a moving average for the past OFF time.

【0014】また、温度センサをプラスチック感温体に
一対の電極を取り付けて形成し、温度設定回路を可変抵
抗器によって形成し、温度監視部の前記各手段をマイク
ロコンピュータに予め入力したプログラムによって実行
させ、比較手段に入力する設定温度信号を、基準信号発
生部においてプラスチック感温体のインピーダンスに対
応する基準温度信号に変換させ、この基準温度信号と2
値数に変換した温度信号を比較部において比較させるこ
とができる。
Further, the temperature sensor is formed by attaching a pair of electrodes to a plastic temperature sensing element, the temperature setting circuit is formed by a variable resistor, and each of the means of the temperature monitoring unit is executed by a program previously input to a microcomputer. Then, the set temperature signal input to the comparison means is converted into a reference temperature signal corresponding to the impedance of the plastic temperature sensing element in the reference signal generating section.
The temperature signal converted into the number of values can be compared in the comparison unit.

【0015】即ち、マイクロコンピュータによって前記
温度監視部を形成した場合には、比較部から与えられる
オン信号と、マイクロコンピュータに形成されるオフ時
間演算部から与えられる。したがって比較部における温
度信号と設定温度信号との差の検出精度は、全制御温度
範囲を2進法数値に分割した最小温度差がしきい値とな
る。
That is, when the temperature monitoring unit is formed by a microcomputer, it is supplied by an ON signal given from the comparison unit and an OFF time calculation unit provided in the microcomputer. Therefore, the detection accuracy of the difference between the temperature signal and the set temperature signal in the comparison unit has a threshold value of the minimum temperature difference obtained by dividing the entire control temperature range into binary numbers.

【0016】本発明を適用する対象は特に限定はない
が、通常はプラスチック感温体を使用した温度センサを
用いた電気カーペット、電気毛布などの採暖具に有利に
適用することができる。但し本発明を適用する対象はこ
れらに限定されない。
The subject to which the present invention is applied is not particularly limited, but it can be advantageously applied to a warming tool such as an electric carpet or an electric blanket which normally uses a temperature sensor using a plastic temperature sensitive body. However, the object to which the present invention is applied is not limited to these.

【0017】[0017]

【作用】スイッチがオフされると、比較器からオン信号
が出力され、しかも前記演算手段からのオフ時間終了信
号の両方が出力されて、はじめてスイッチをオンする前
記手段は、設定温度の高低によりオンオフ周期が目標オ
ンオフ周期以下に短くなることが防止される。また温度
比較部にヒステリシスがないので、前記演算手段からの
オフ時間終了信号よりも比較器からのオン信号出力の方
が遅くなる機会は少なく、目標オンオフ周期より極端に
長くなることが防止される。したがって、プラスチック
感熱体のように非線型の温度信号特性を有する温度セン
を使用しても、制御温度領域によって制御温度幅が変
動したり、オンオフ周期が変動することが防止される。
When the switch is turned off, the ON signal is output from the comparator, and both the off-time end signals are output from the calculating means, and the means for turning on the switch for the first time depends on whether the set temperature is high or low. It is prevented that the on / off cycle becomes shorter than the target on / off cycle. Further, since the temperature comparison unit has no hysteresis, the on-signal output from the comparator is less likely to be delayed than the off-time end signal from the calculation means, and is prevented from becoming extremely longer than the target on / off cycle. . Therefore, a temperature sensor having a non-linear temperature signal characteristic such as a plastic heat sensitive element is used.
Be used service, or variation control temperature range by controlling the temperature region, OFF cycle is prevented from being varied.

【0018】スイッチオフ時間を、実績スイッチオフ時
間と、目標オンオフ周期から最新のスイッチオン信号出
力時間を差し引いた時間との加重平均によって与えるよ
うにした前記請求項2に記載の手段は、オンオフ動作を
より均一化しながら目標オンオフ周期に近付ける作用が
得られる。また、温度センサをプラスチック感温体によ
って形成し、前記温度監視部の前記各手段をマイクロコ
ンピュータに予め入力したプログラムによって実行さ
せ、可変抵抗からの電圧による設定温度信号を、プラス
チック感温体のインピーダンスに対応する基準温度信号
に変換する基準信号発生部を設ける請求項3に記載の手
段は、設定温度信号を、プラスチック感温体によって得
られる温度信号に対応した基準温度信号に変換すること
により、外部から与える設定温度信号に対する設定温度
変化を全温度範囲に対し均一とすることを可能にする。
The means according to claim 2, wherein the switch-off time is given by a weighted average of the actual switch-off time and the target on-off period minus the latest switch-on signal output time. It is possible to obtain an effect of approaching the target on / off cycle while making the value more uniform. Further, the temperature sensor is formed of a plastic temperature sensing element, and each means of the temperature monitoring unit is executed by a program previously input to a microcomputer, and a set temperature signal based on a voltage from a variable resistor is applied to the impedance of the plastic temperature sensing element. The means according to claim 3 provided with a reference signal generating section for converting into a reference temperature signal corresponding to, by converting the set temperature signal into a reference temperature signal corresponding to the temperature signal obtained by the plastic temperature sensor, It is possible to make the set temperature change to the set temperature signal given from the outside uniform over the entire temperature range.

【0019】[0019]

【実施例】以下に添付の図面を参照して一実施例により
本発明を具体的に説明する。図1に示す本実施例の電熱
式発熱体の温度制御装置は、前記図5に示した従来例に
よる電熱式発熱体の温度制御装置の比較器8の回路をワ
ンチップマイクロコンピュータ(以下単にコンピュータ
という)11に置き換えた以外は、図と同様の回路構
成したので、同様の部材には同じ符合を付し、説明を省
略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings with reference to the accompanying drawings. The temperature control device for the electrothermal heating element of the present embodiment shown in FIG. 1 has a circuit of a comparator 8 of the temperature control device for the electrothermal heating element according to the conventional example shown in FIG. 5 ) except that the circuit is the same as that shown in FIG. 5 , the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0020】次に図2によって各信号の流れを説明す
る。発熱体温度は、温度センサ1が感知し、温度信号発
生回路7によって温度信号V(電圧)に変換され、2進
法数値信号に変換されたのち、コンピュータ11に形成さ
れる比較部12に与えられる。また、温度設定回路9の可
変抵抗9aに25℃〜42℃の1℃刻みの温度設定目盛
りを付し、発生する設定温度信号V0 (電圧)を、2進
法数値信号に変換し、コンピュータ11に形成される基準
信号発生部13に与えるようにした。コンピュータ11は、
温度設定回路9で設定された各設定温度信号V0 に対応
する基準信号V S が予め入力されており、基準信号発生
部13において、入力された設定温度信号V0 に対応する
基準信号VS を読み出し、前記比較部12に与えるように
動作する。
Next, the flow of each signal will be described with reference to FIG.
It The temperature of the heating element is detected by the temperature sensor 1, and a temperature signal is generated.
Converted to a temperature signal V (voltage) by the raw circuit 7 and binary
After being converted to a modal value signal, it is formed on the computer 11.
Given to the comparison unit 12. Also, the temperature setting circuit 9 can be used.
Temperature setting scale in 1 ° C increments of 25 ° C to 42 ° C on variable resistance 9a
Set temperature signal V0(Voltage) in binary
Standard converted to a modal value signal and formed in the computer 11
The signal is supplied to the signal generator 13. Computer 11
Each set temperature signal V set by the temperature setting circuit 90Corresponding to
Reference signal V SIs input in advance and the reference signal is generated
In the section 13, the input set temperature signal V0Corresponding to
Reference signal VSTo read and to give to the comparison unit 12
Operate.

【0021】比較部12において、温度信号Vと基準信号
S とが比較され、V<VS であるとオフ信号が、また
V>VS であるとオン信号がスイッチ制御部14に出力さ
れる。スイッチ制御部14は、オン信号が与えられると、
オン時間測定部15を作動させてオン時間のカウントを開
始する。次いでスイッチ制御部14に比較部12の出力する
オフ信号が与えられると、スイッチ駆動回路にオフ出力
すると共に前記オン時間のカウントを停止し、カウント
結果をオフ時間演算部16に与え、オフ時間演算部16は次
の演算式に基づきオフ時間を算出する。
[0021] In comparison portion 12, is compared with the temperature signal V and the reference signal V S, <OFF signal when is V S is also V> V is an ON signal at V S is outputted to the switch control unit 14 It The switch control unit 14 receives the ON signal,
The on-time measuring unit 15 is activated to start counting the on-time. Next, when the OFF signal output from the comparison unit 12 is given to the switch control unit 14, the switch drive circuit is turned OFF and the counting of the ON time is stopped, and the count result is given to the OFF time calculation unit 16 to calculate the OFF time. The unit 16 calculates the off time based on the following arithmetic expression.

【0022】 [0022]

【0023】但し、サフィックスnはデータ入力順序を
表す整数であり、n=nは最も新しいデータを表し、n
=1は記憶する最も古いデータを表す。τはオフ時間長
さ、θは目標オンオフ周期であり本実施例では240秒
に設定した。χはオン時間を表し、a,b(a>b)は
重みを表す整数であり、本実施例ではn=2、a=2、
b=1に設定した。
However, the suffix n is an integer representing the data input order, n = n represents the latest data, and n
= 1 represents the oldest data to be stored. τ is an off time length, and θ is a target on / off cycle, which is set to 240 seconds in this embodiment. χ represents an on-time, a and b (a> b) are integers representing weights, and in this embodiment, n = 2, a = 2,
b = 1 was set.

【0024】例えば前回オフ時間が120秒、今回のオ
ン時間が100秒続いたあとオフに切り換わると、オフ
時間演算部16が行うオフ動作持続時間τの演算結果は、 τn =〔120×(2−1)+(240−100)×
1〕÷2=130(秒) となる。スイッチ制御部14はオフ動作がτn 時間(上記
例では130秒)経過する間にV>VS となり、比較部
12から既にオン信号が出力されていると、τn 時間経過
時点でスイッチ駆動回路10にオン信号を出力し、次に比
較部12からオフ信号が出力されると、スイッチ駆動回路
10にオフ信号を出力すると共に再びオン時間測定部15を
作動させ、以下前記動作を繰り返す。
For example, if the previous off time is 120 seconds and the on time this time continues for 100 seconds, and then the power is switched off, the calculation result of the off operation duration τ performed by the off time calculation unit 16 is τ n = [120 × (2-1) + (240-100) ×
1] ÷ 2 = 130 (seconds). The switch control unit 14 becomes V> V S while the off operation is τ n time (130 seconds in the above example), and the comparison unit
If the ON signal is already output from 12, the ON signal is output to the switch drive circuit 10 at the time when τ n has elapsed, and then the OFF signal is output from the comparison unit 12, the switch drive circuit is output.
An off signal is output to 10, the on time measuring unit 15 is activated again, and the above operation is repeated.

【0025】また、オフ時間演算部16のオフ動作持続期
間が経過しても比較部12がオフ信号のままであれば、ス
イッチ制御部14は比較部12がオン信号に転じるまでオフ
信号を出力し続け、目標オンオフ周期より長くなる。こ
の作用は、例えば発熱体本体3が電気カーペットの場合
に、コタツなど他の熱源の影響を受けているか、布団な
どにより極端に保温されているような特殊な場合に、安
全を確保する効果を得ることができる。
If the comparison unit 12 remains an OFF signal even after the OFF operation duration of the OFF time calculation unit 16 elapses, the switch control unit 14 outputs an OFF signal until the comparison unit 12 turns to an ON signal. Continues, and becomes longer than the target on / off cycle. This action has the effect of ensuring safety in a special case where the heating element body 3 is an electric carpet, for example, when it is affected by another heat source such as kotatsu or is extremely warmed by a futon or the like. Obtainable.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項1に記載の
電熱式発熱体の温度制御装置は、温度信号と設定温度信
号とを比較しオンオフ信号を出力する比較手段と、オン
時間測定手段と、オフ時間演算手段とによってスイッチ
のオンオフを制御するようにしたので、高温と低温とで
オンオフ周期が変化することを防止し、設定温度の高低
によるオンオフ周期にバラツキがなくなると共に、使用
状態によるスイッチの寿命のバラツキをなくすことがで
きる。
As described above, the temperature control device for an electrothermal heating element according to the first aspect of the present invention comprises a comparison means for comparing a temperature signal with a set temperature signal and outputting an on / off signal, and an on time measuring means. Since the on / off of the switch is controlled by the off-time calculating means, the on / off cycle is prevented from changing between high temperature and low temperature, and the variation in the on / off cycle due to the high and low of the set temperature is eliminated, and the switch depending on the usage state. It is possible to eliminate variations in the life of the.

【0027】また請求項2に記載の電熱式発熱体の温度
制御装置は、スイッチオフを継続する時間を、実績スイ
ッチオフ時間と、目標オンオフ周期から最新のオン時間
を差し引いた時間とから決定するようにしたので、無理
なく目標オンオフ周期にスイッチのオンオフ動作を一致
させることができる。更に請求項3の電熱式発熱体の温
度制御装置は、温度センサにプラスチック感温体を使用
し、マイクロコンピュータに制御動作を行わせ、設定温
度信号をプラスチック感温体のインピーダンスに対応す
る基準温度信号と温度信号とを比較するようにしたの
で、外部から与える設定温度信号に対する設定温度の変
化割合を直線的にすることができた。
Further, in the temperature control device for the electrothermal heating element according to the second aspect, the time for continuing the switch-off is determined from the actual switch-off time and the time obtained by subtracting the latest on-time from the target on-off cycle. By doing so, the on / off operation of the switch can be matched with the target on / off cycle without difficulty. Further, in the temperature control device for an electrothermal heating element according to claim 3, a plastic temperature sensing element is used as a temperature sensor, a control operation is performed by a microcomputer, and a set temperature signal corresponds to a reference temperature corresponding to the impedance of the plastic temperature sensing element. Since the signal and the temperature signal are compared, the rate of change of the set temperature with respect to the set temperature signal given from the outside can be made linear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による電熱式発熱体の温度制
御装置の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a temperature control device for an electrothermal heating element according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の制御手順の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the control procedure of FIG.

【図3】図1に示す実施例の制御の様子を示すグラフ図
である。
FIG. 3 is a graph showing a control state of the embodiment shown in FIG.

【図4】従来の温度センサを一部破断して示した斜視図
である。
FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a conventional temperature sensor.

【図5】図4に示す温度センサを使用した従来の電熱式
発熱体の温度制御回路図である。
FIG. 5 is a temperature control circuit diagram of a conventional electrothermal heating element using the temperature sensor shown in FIG.

【図6】図4に示す温度センサの温度−インピーダンス
特性を示すグラフ図である。
6 is a graph showing temperature-impedance characteristics of the temperature sensor shown in FIG.

【図7】図5に示す制御回路の温度による制御特性を説
明するグラフ図である。
FIG. 7 is a graph illustrating a control characteristic according to temperature of the control circuit shown in FIG.

【図8】図5の制御回路の温度制御動作の問題点を説明
するグラフ図である。
8 is a graph illustrating a problem of temperature control operation of the control circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 温度センサ 2 発熱体 3 発熱体本体 6 スイッチ 7 温度信号発生回路 8 比較器 9 温度設定回路 9a 可変抵抗 10 スイッチ駆動回路 13 比較部 15 基準信号発生部 17 スイッチ制御部 18 オン時間測定部 19 オフ時間演算部 T 温度信号 T0 設定温度信号1 Temperature Sensor 2 Heating Element 3 Heating Element Body 6 Switch 7 Temperature Signal Generation Circuit 8 Comparator 9 Temperature Setting Circuit 9a Variable Resistor 10 Switch Drive Circuit 13 Comparison Section 15 Reference Signal Generation Section 17 Switch Control Section 18 On-Time Measurement Section 19 Off Time calculator T Temperature signal T 0 Set temperature signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 23/00 - 23/32 F24D 13/02 H05B 3/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05D 23/00-23/32 F24D 13/02 H05B 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電熱式発熱体に、発熱体用のスイッチ、
温度センサ、温度監視部及びスイッチ制御部を設け、前
記温度監視部は、温度信号が設定温度信号より低いとオ
ン信号を出力し、高いとオフ信号を出力する比較手段、
前記オン信号の出力時間を測定するオン時間測定手段及
びオフ時間演算手段とからなり、このオフ時間演算手段
は、前記オフ信号が出力されると、予め設定した目標オ
ンオフ周期から最新のオン信号出力時間を差し引いたオ
フ時間を演算し、このオフ時間と少なくとも前回オフ時
間とからスイッチをオンするまでのオフ時間を演算し、
前記スイッチ制御部は、前記オフ信号が与えられるとス
イッチをオフし、比較手段から与えられるオン信号、及
びオフ時間演算手段から与えられるオン信号の両方が与
えられるとスイッチをオンするようにした電熱式発熱体
の温度制御装置。
1. An electrothermal heating element, a switch for the heating element,
A temperature sensor, a temperature monitoring unit, and a switch control unit are provided, and the temperature monitoring unit outputs an ON signal when the temperature signal is lower than the set temperature signal, and outputs an OFF signal when the temperature signal is higher than the set temperature signal.
The off-time calculating means comprises an on-time measuring means for measuring the output time of the on-signal and an off-time calculating means. When the off-signal is output, the off-time calculating means outputs the latest on-signal from the preset target on-off cycle. Calculate the off time minus the time, calculate the off time from this off time and at least the previous off time until the switch is turned on,
The switch control unit turns off the switch when the off signal is given, and turns on the switch when both the on signal given by the comparison means and the on signal given by the off time calculation means are given. Type heating element temperature control device.
【請求項2】 前記オフ時間演算手段の演算が、少なく
とも前回を含む過去のスイッチオフ時間と、予め設定し
た目標オンオフ周期から最新のオン信号出力時間を差し
引いた時間との加重平均値を求める演算である請求項1
記載の電熱式発熱体の温度制御装置。
2. The calculation of the off-time calculating means obtains a weighted average value of past switch-off times including at least the previous time and a time obtained by subtracting the latest on-signal output time from a preset target on-off cycle. Claim 1
A temperature control device for the electrothermal heating element described.
【請求項3】 前記温度センサの感温体にプラスチック
感温体を使用し、前記温度設定回路を可変抵抗によって
形成し、前記温度監視をマイクロコンピュータによって
実行し、このマイクロコンピュータに、設定温度信号
を、設定温度において温度センサの出力する温度信号に
一致する基準温度信号に変換する基準信号発生部を形成
し、この基準温度信号と温度センサの出力する温度信号
とを比較するようにした請求項1又は2記載の電熱式発
熱体の温度制御装置。
3. A plastic temperature sensing element is used as the temperature sensing element of the temperature sensor, the temperature setting circuit is formed by a variable resistor, and the temperature monitoring is executed by a microcomputer. A reference signal generating section for converting the reference temperature signal corresponding to the temperature signal output from the temperature sensor at a set temperature is formed, and the reference temperature signal is compared with the temperature signal output from the temperature sensor. 1. A temperature control device for an electrothermal heating element according to 1 or 2.
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