JP3794577B2 - 空気加熱用電熱装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、空気加熱用電熱装置及び自動車加熱装置のための制御装置に関する。特に本発明は、各ＰＴＣ加熱素子を有し、そして自動車の乗客室を暖めるために使用される空気加熱用電熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車における適用に関して、各空気加熱用電熱装置が、前記車両の乗客室及びそのエンジン、特に低燃料消費に最適化された内燃機関を備えた車両を暖めるために使用される。このような加熱装置は、また、他の用途、例えば、産業装置及び家庭等における室内季節制御に適する。
【０００３】
低燃費に最適化された前記内燃機関の高められた効率は、前記車両内における発生熱量に相当の減少をもたらす。その結果、前記エンジンが僅かに部分的に負荷される行程中では、前記車両内部の加熱が非常に減少される。この減少時の平衡補償のために、補助空気加熱用電熱装置が、特に車両空調装置において、利用される。
【０００４】
このような自動車加熱装置は、各ＰＴＣ加熱素子から構成される放熱器要素から成り、前記各ＰＴＣ加熱素子は、フレーム内に取り付けられ、そしてばね要素によって固定される。前記各ＰＴＣ加熱素子は、温度上昇につれてその電気抵抗が増加する温度依存性半導体抵抗である。前記各ＰＴＣ加熱素子に電位が印加されると、電流が前記各ＰＴＣ加熱素子を通って流れ、その量はそれらの抵抗に依存する。従って、前記各ＰＴＣ加熱素子は、所要温度まで加熱される。前記各ＰＴＣ加熱素子によって発生される熱は、次に空気又は水の流動流体に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
温度が特性値以上に増加すると、それらの電気抵抗を指数関数的に増加させるそれらの固有特性のため、前記各ＰＴＣ加熱素子は、前記特性温度が達成されると、自動的に、独立してそれ自体を逆に平衡調整する自己平衡性加熱素子として利用される。前記各ＰＴＣ加熱素子の自己平衡処理によって、消費される電気エネルギーは、前記伝達された熱エネルギーに正確に一致する。
【０００６】
しかしながら、特に前記空気流を発生させるファン、又は水流を供給するポンプが不調になり、前記空気又は水の流動が遮断されると、故障が発生し易い。そのような場合、前記各ＰＴＣ加熱素子の温度は、最高ＰＴＣ温度にまで上昇する。この結果、電力は最大可能電力の僅か一部に過ぎない値まで減少する。
【０００７】
また、前記空気加熱用電熱装置の制御が、発生される対応熱量を減少させることなく、入力空気流を著しく減少又は完全に遮断させると、故障が発生させる。このような状況は、自動加熱制御装置内の故障のために及び又は前記空気加熱用電熱装置が手動で調整される場合（誤用）に、発生させる。
【０００８】
前記各ＰＴＣ加熱素子によって熱に変換される電力Ｐelの温度依存性は、前記各ＰＴＣ加熱素子の温度に対してプロットされる図２にグラフで示される。決められた電圧供給のために、動作点は、周囲温度、即ち、空気温度及び前記ＰＴＣ加熱素子から暖められる媒体に伝導される熱に依存する前記ＰＴＣ加熱素子内に確立され、そのような動作点Ａ1は、温度Ｔ1に対して図２にグラフで示される。
【０００９】
前記入力空気流に故障が発生させると、前記ＰＴＣ加熱素子は、発生した熱が放散されないので一層暖かくなる。従って、前記ＰＴＣ加熱素子の温度が上昇し、その動作点は温度Ｔ2に対応する図２の新たな動作点Ａ2によって示されるようにプロット曲線に沿って更に下方に向かって移動する。それによって、発生熱量及び消費される電力の対応量が減少する。
【００１０】
そのような場合、残留電力消費は、最大１ｋＷに定格された空気加熱用電熱装置にとって、最大定格出力値の６％乃至８％の間であり、このような残留電力消費は、まだ６０Ｗ乃至８０Ｗの間に在る。
【００１１】
自動車内部暖房がファンの故障のため不調になっても、電力は消費される。その結果、前記空気加熱用電熱装置、特に前記各放熱器要素は、通常の運転で直面するよりも高い温度にまで暖められる。通常の温度より著しく高いこの温度は、近傍の構成要素の重大な損傷、例えば、プラスチックファスナの溶融をもたらす。
【００１２】
本発明の目的は、このような故障の状況を検出することができる各ＰＴＣ加熱素子を使用する空気加熱用電熱装置を特定し、そしてそのための制御装置を特定することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的は、前記空気加熱用電熱装置に関する請求項１乃至３の特徴、及び前記空気加熱用電熱装置のための制御装置に関する請求項９及び１０の特徴点によって解決される。
【００１４】
本発明の第１の段階に従って、特定された所要熱出力により空気流を暖めるためのＰＴＣ加熱素子が制御される。前記空気流は、その空気流量も調整可能なファンによって発生される。前記ファンの所要空気流量は勿論、前記ＰＴＣ加熱素子の所要熱出力も特定下方限界値によって最小値に下方限定される。前記ＰＴＣ加熱素子から移動する電力は、測定されると同時に、閾値と比較される。前記閾値は、予め選択される所要熱出力の下方限界値より低いように選ばれる。前記伝達される熱出力が前記特定電力閾値の下方限界値の下方に下降すると、前記空気流における欠陥が本発明に従って検出される。
【００１５】
ここに示される本発明の第２の段階に従って、前記閾値は、前記特定された所要熱出力値によって設定される。その結果、前記閾値は、前記予め選択された所要熱出力値に直接的な関係を有する。前記測定された熱出力値が、前記現行の閾値以下であると、前記空気流中の欠陥が検出される。
【００１６】
本発明の他の好ましい特別の実施態様は、従属請求項のリストに示されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
各図を参照して、本発明の構成の好ましい各実施態様が以下に詳述される。本発明に基づく空気加熱用電熱装置の基本的な構成は図１に示される。加熱される媒体１は、送風装置２の助けによって加熱装置３中に向けられ、加熱された前記媒体１は、次いで、意図される使用に応じて、特に自動車の内部の暖房に適用される。
【００１８】
自動車用の補助電気加熱は、通常、関連制御装置５と共に各加熱素子を具備する加熱装置３から成る。このような各加熱素子は、通常、各電気加熱抵抗から成る。前記加熱装置３及び前記制御装置５は、個別の機能装置又は一体化された構成体に結合されるものとして構成される。
【００１９】
前記加熱装置３自体は、好ましくはそこに各ＰＴＣ加熱素子が取り付けられる各放熱器要素から成る。前記各放熱器要素及び前記各ＰＴＣ加熱素子は、各ばねクリップ型要素によりフレーム内に保持される。前記加熱装置３において、前記各ＰＴＣ加熱素子は、特性温度に到達すると、それ自体自動的に制御する自己平衡型加熱素子として使用され、それによって前記特性温度は、製造工程中のドーピングによって影響を受ける。
【００２０】
前記制御装置５は、その値が達成すべき特定された熱出力５ｂに依存する電圧を一個以上のＰＴＣ加熱素子に印加する。前記印加された電圧によって前記対応温度にまでそれら自体を加熱する前記各ＰＴＣ加熱素子を通って電流が流れる。前記加熱装置３の前記各放熱器要素は、前記各ＰＴＣ加熱素子から前記熱を前記水又は空気流に移動させる。
【００２１】
本発明の好ましい特別な実施態様によれば、前記一個以上のＰＴＣ加熱素子が、パルス幅変調（ＰＷＭ）を介して制御される。前記パルス幅変調制御は、その振幅が達成すべき前記特定された熱出力５ｂによる値に固定される電圧インパルスの幅を変化させる。
【００２２】
図３は、自動車の内部を暖めるための加熱装置の適用を示し、この態様における本発明の加熱装置３は、自動車の空調装置に一体化されている。周辺空気１は、ファン２によって吸引された後、前記加熱装置３を経て前記自動車内部に送風される。前記空気１は、それによって、前記空調装置中に取り入れられると、前記加熱装置３を経て流れる前に、蒸発器６ａ及び付加加熱装置６ｂに向けられる。
【００２３】
図４は、本発明において詳述される各特徴点による処理実行を示すフローチャートである。前記空気の流量及びその暖かさは使用者によって調整される。このため、所要熱出力値及び所要空気処理量値が特定される。選択される前記所要熱出力値及び所要空気処理量値の各範囲は、各特定最小境界値によって制限される。しかしながら、それらの特定境界値以下の前記熱出力５ｂ及び空気処理量５ａの各値の選択は不可能であるが、しかしながら、これらの特定境界値は、暖房の快適な状況に影響を及ぼさないように低く選定される。
【００２７】
使用者によって選ばれた前記所要熱出力５ｂは、好ましくは、電圧振幅、又は前記パルス幅変調制御の場合、インパルス速度によって前記加熱装置３を制御させる。前記パルス幅変調制御の場合、各電圧インパルスは、前記所要熱出力５ｂが増加するにつれてより幅広になる。前記加熱装置３の前記各ＰＴＣ加熱素子は、印加された電気エネルギーを周辺に向けて導かれる熱に変換する。特定された作動電圧、又はそれに代わる特定されたインパルス幅により、周辺温度、即ち前記空気温度及び前記ＰＴＣ加熱素子から暖めるべき空気中への熱伝導に依存する前記ＰＴＣ加熱素子内に動作点が設定される。前記ＰＴＣ加熱素子内に発生される熱質量が加熱すべき前記空気流によって伝導されないと直ちに、前記所要熱出力５ｂが増加するにつれてより低い熱伝導率を有して高い抵抗により特徴付けられる平衡状態が達成される。
【００２８】
図５を参照して、以下に本発明の基礎となる原理を説明する。図５に示されるグラフにおいて、Ｘ軸は前記ファンの空気処理量５ａを示し、Ｙ軸は前記ＰＴＣ加熱素子の熱出力５ｂを示す。前記空気処理量５ａが増加するにつれて、この空気／時間単位により引き出される熱量はより多くなる。この関係は、実線７よって示される。前記実線７は、所与の空気量５ａに対し引き出される最大可能熱出力５ｂを示す。
【００２９】
前記熱出力軸と前記空気処理量軸によって境界付けられたグラフの領域は、２つの領域、即ち、全ＰＴＣ発生熱出力５ｂが対応する空気量５ａに伝導される前記実線７の下方に位置する領域と、前記ＰＴＣ発生熱出力５ｂが対応する空気量５ａによって引き出される熱出力５ｂより大きい前記実線７の上方に位置する領域に分割される。
【００３０】
前記動作点が、前記実線７の上に位置する所要熱出力５ｂ及び所要空気処理量５ａに対して選ばれると、その場合、前記加熱装置３の前記ＰＴＣ加熱素子は、前記空気よって伝導されない前記熱によって加熱される。
【００３１】
前記ＰＴＣの特性のために、前記ＰＴＣ加熱素子によって解放される前記熱出力５ｂは、前記ＰＴＣ加熱素子が温まるにつれて減少し、そして実際に、前記熱出力５ｂは熱平衡点に達するまで減少し続ける。この過程は、前記実線７の上方に位置する前記動作点が前記実線７に遭遇するまで下方に向かって垂直に動くことが図５にグラフ的に示される。この点で、前記ＰＴＣ加熱素子によって発生した前記全熱出力５ｂは前記空気流によって持ち去られる。
【００３２】
前記各ＰＴＣ加熱素子で生じるときの前記熱平衡状態は、以下の式に基づく。
Ｕ2／Ｒ＝Ｉ2×Ｒ＝Ｇth（Ｔ−Ｔu）
【００３３】
この式は、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費される前記電力は、前記発生した熱が前記周囲に捨てられる場合に生じる冷却に等しいことを表す。この式において、Ｇthは熱伝導値を、Ｔは前記加熱素子の温度を、そしてＴuは周囲の温度を示している。
【００３４】
図５において、動作点Ａ1は、前記所要熱出力５ｂの所与の値Ｐ1に対し、且つ前記所要空気処理量Ｖ1に対して限定される。前記動作点Ａ1は、前記実線７の下方に位置する。従って、前記発生した熱出力５ｂは、前記空気流に完全に捨てられる。
【００３５】
前記空気供給で欠陥が生じると直ちに、特に前記ファン２が故障すると、前記空気処理量５ａは、零に下降する。その結果、図５に示される前記動作点Ａ1は、新たな動作点Ａ1'に移動する。前記動作点Ａ1'は、前と同様に前記所要熱出力値Ｐ1に対応するが、前記所要空気処理量Ｖ1は、値Ｖ2＝０に減じられる。前記新たな動作点Ａ1'は、それ自体今や前記実線７の上方に位置する。前記ＰＴＣ加熱素子によって発生した熱は、もう持ち去られない。その結果、前記ＰＴＣ加熱素子の温度が上昇し、そして前記ＰＴＣ特性に従って、捨て去られる前記熱出力５ｂが減少する。
【００３６】
上述したように、捨て去られる前記熱出力５ｂは、前記動作点が前記実線７に達するまで下降し、それによって前記ＰＴＣ加熱素子により発生した熱は、完全に持ち去られる。現行熱出力５ｂの減少後に到達した状態は、前記新たな動作点Ａ2によって図５に示される。
【００３７】
本発明は、前記空気流の欠陥が可能な限り小さい努力で検出されるように案出されている。当然、付加センサの助けにより前記ファンの故障又は前記空気供給の欠陥又は遮断を検出することが機械的に可能である。しかしながら、本発明の目的は、付加ハードウエアの利用を回避し、そして既存の給気及び加熱装置に対する変更なしに損傷状態の検出を可能にすることにある。この目的のために、前記動作点Ａ2への動作点の下降が、本発明に従ってプロットされる。
【００３８】
ステップＳ２において、ここで示される本発明による前記制御装置５は、前記加熱装置３によって実際に消費され、且つ持ち去られる前記電力量を検出する。加えて、前記制御装置５は、ステップ３において、前記媒体中に熱として捨て去られる前記ＰＴＣ加熱素子３により前記消費される電力が前記特定電力閾値の下方に下降するかどうかをチェックする。前記閾値がその下を潜られると、前記ＰＴＣ加熱素子が前記熱を十分に持ち去る位置にないため欠陥が存在することを前記制御装置５によって検出される。
【００３９】
このような閾値がその下を潜られると、故障表示は、対応して高い周囲温度で高い抵抗平衡状態が達成されていることにある。前記電力が依然として前記熱に変換されている限り、前記ＰＴＣ加熱素子及び前記周囲は更に温められる。
【００４０】
このような欠陥又は、代わって、例えば、前記熱出力５ｂの減少なしに前記入力される空気供給の遮断による手動空調装置の誤用が、上述した比較によって認められる。従って、前記消費された電力が、前記閾値の下方に位置すると、前記制御装置５は、欠陥が存在することを検出し、そして不必要なエネルギーの消耗を回避するために、好ましくはそれを全くスイッチオフして（ステップＳ５）送給される前記所要熱出力を著しく減少させる。同時に、欠陥メッセージが、例えば、自動車に搭載のコンピュータによって、使用者に報告される。
【００４１】
それによって前記消費された電力が比較される前記閾値は、欠陥が常に確実に検出されるように選ばれる。この目的のために、前記閾値のレベルは、エラーの場合と通常の運転との間で常に明白に識別することができるものである。
【００４２】
図５における前記動作点の下降を検出するために、閾値Ｐlimは、本発明による前記ＰＴＣ加熱素子によって前記消費される電力に対して決定される。
前記閾値Ｐlimは、最小所要熱出力Ｐminの下方に、しかし前記動作点Ａ2の上方に位置するように設定される。
【００４３】
この関係は図６に示される。それによって前記動作点Ａ2がそれ自体使用者によって選ばれるその状況を回避するために、前記最小所要熱出力Ｐmin及び最小所要空気処理量Ｖminが設定される。図６の各陰影付き領域８，９は、動作点に対して無効位置として示される。
【００４４】
前記動作点Ａ1の前記動作点Ａ1'への移動は、付加ハードウエアの機能なしに設定不能である。この欠陥は、前記動作点Ａ1'を前記動作点Ａ2に下方に向けて自動的に移動させることによって間接的に測定される。この移動は、前記ＰＴＣ加熱素子のＰＴＣ特性に基づいている。前記無効領域９への前記動作点の下方に向けた移動は、容易に測定可能である。この目的のために、前記実際に測定された熱出力との比較に関して、前記閾値Ｐlimは、前記最小所要熱出力Ｐminの下方に明確に位置、設定される。図６において例示されているように前記閾値Ｐlimは、前記最小所要熱出力値Ｐminの下方に明確に位置する。このような特定電力閾値を使用して、前記動作点の下降が、容易に且つ確実に検出される。
【００４５】
他の実施態様において、前記閾値は、前記特定された所要値の百分率であるようにそれ自体を位置合わせする。前記閾値は、常に設定所要値の一部分、例えば、前記特定所要熱出力５ｂの２０％となる。前記閾値が下げられ、該閾値がその設定された固定関係から前記所要熱出力５ｂにずれるならば、この特別な実施態様に欠陥が存在する。
【００４６】
この型のアプローチは図７に示される。電力閾値Ｐ30%は、前記特定所要熱出力５ｂによって設定される。このような方法で、前記空気流の欠陥は、高い所要熱出力レベルであっても顕著に一層迅速に検出される。この特定された実施態様は、また、前記動作点Ａ2が前記空気流の欠陥の場合にのみ到達されるように、前記熱出力５ｂと前記空気処理量５ａの各特定下方限界値Ｐmin，Ｖminが、前記所要熱出力５ｂと前記所要空気処理量５ａに対して設定されることを必要とする。
【００４７】
この特別な実施の形態の特別な改善において、前記閾値の百分率部分は、この特定された所要値の大きさによって該特定された所要値から変化する。低い所要値の場合、４０％のアンダーカットが生じると、故障が検出される一方、より高い特定された所要値の場合、エラーは前記閾値の２０％アンダーカットが生じるときのみエラーが検出される。
【００４８】
前記閾値は、好ましくは前記特定された値の１０％乃至５０％の間に位置する。好ましくは、前記閾値は、所与の値の１５％乃至３０％の間で選ばれる。
【００４９】
提案された発明は、要は流動している媒体を暖める各ＰＴＣ加熱素子を備えた加熱装置に関する。前記流動している媒体の故障が生じると、前記各ＰＴＣ加熱素子の不必要な加熱を回避するために、前記各ＰＴＣ加熱素子によって発生される前記所要熱出力５ｂは前記消費される実際の電力と比較され且つ前記特定電力閾値がアンダーカットされると、それに応じて、前記設定された所要熱出力５ｂが減少される。
【００５０】
前記所要熱出力５ｂ及び前記消費される実際の電力（入力された実際の電力）の両方が、前記各ＰＴＣ加熱素子の各接点を横切る電圧値及び電流値を利用して測定される。前記各ＰＴＣ加熱素子の外部制御の場合、各接続ラインにおける電圧値及び電流値が利用される。前記制御装置及び前記各加熱素子の構造の一体化方法において、前記電圧値及び電流値は、前記各ＰＴＣ加熱素子の各接点を横切って取り出される。前記各ＰＴＣ加熱素子がそれによって制御される電圧値を使用することによって、前記所要熱出力５ｂが測定される一方、前記各接点を介して又は前記各接続ラインを通って流れる前記電流が前記実際の熱出力５ｂを測定するために利用される。ＰＷＭコントローラの場合、前記実際の電圧値及び電流値は、パルス成形値から実効値を得るために、従って前記実際の特定された又は消費された熱出力を得るために繰り返し加算平均を条件とする。
【００５１】
本発明による自動車補助加熱装置は、好ましくは、個々の加熱段が直列又は並列形状で制御される多段装置として展開される。並列制御の場合、同一の電圧又は、代わって、同一のインパルス速度を有する電圧が前記各加熱段を横切って印加される。従って、前記各加熱素子が同一の動作点で作動する。前記空気流の故障を検出するために、前記各加熱段の一個の前記所要及び実際の熱出力５ｂを監視すれば十分である。故障が検出されると、前記各加熱段の熱出力５ｂが均一に減少される。
【００５２】
直列制御の場合、前記各加熱段は、前記所要熱出力５ｂによって逐次制御される。低加熱条件の場合、十分な所要熱出力を有する前記各加熱段の一個だけが制御される。加熱条件が第１加熱段によって発生される熱を超えて増加すると、第２加熱段が前記第１加熱段によって変換されない前記熱出力５ｂの一部分に応じて制御される。最大加熱条件で、全ての加熱段がそれぞれ同一の電圧又はインパルス幅により制御される。このような制御においては、好ましくは、最も下方の段の前記所要及び実際の熱出力のみが監視される。前記実際の熱出力が前記特定電力閾値の下方に下降すると、それに応じて、前記全加熱装置の前記所要熱出力５ｂが下降する。
【００５３】
並列と直列の両方の制御において、より多くの又は全ての加熱段がそれらの所要及び実際の熱出力値５ｂが記録且つ監視されるように設けられる。この方法で、ＰＴＣ温度保護機構の信頼性が増大される。
【００５４】
前記加熱装置の前記全ての加熱段が本発明によって監視されるならば、一個だけの加熱段の故障が検出される場合が生じるかもしれない。この理由は、前記各加熱段における異なった温度分布又は流動特性のために、例えば、取り入れている空気流れの部分的な故障によって、前記各加熱段の一個だけの空気送給が異常に低下するからである。これに対応して、本発明の特別な実施態様によれば、当該ＰＴＣ加熱素子のみがスイッチオフされることになる。
【００５５】
前記一個の加熱段における過熱の危険が検出されると、本発明の他の特別な実施態様によって、前記全ての加熱素子の前記所要熱出力が安全の理由で減少される。その結果、自動車の電気回路の負荷に顕著な変化が発生し、それは、例えば、自動車の照明装置における輝度の変動に現れる。自動車の電気回路の極端な変動を回避するために、本発明の更に他の好ましい特別の実施態様によれば、前記所要熱出力が少しずつ減少される。このような減少は、好ましくは特定された時間インターバル内で多数の中間段にわたって行われる。
【００５６】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明は、前記空気流を発生させるための前記ファンと、前記少なくとも一個のＰＴＣ加熱素子を有する前記空気流を暖めるための加熱装置と、前記ファンからの有効な空気処理量と前記加熱装置における前記各ＰＴＣ加熱素子の一個から発生される前記熱出力とを設定するための前記制御装置とを具備する空気加熱用電熱装置において、前記制御装置が、前記各特定下方限界値より下方に前記熱出力と前記空気処理量の設定を排除するように構成され、そのために、前記制御装置が、更に、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費される電力を測定する前記測定装置と、前記調整可能な熱出力の前記下方限界値よりも小さな特定された前記電力閾値を前記測定装置によって測定された電力と比較するための前記比較装置と、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費された前記測定電力が前記電力閾値の下方に下降することを前記比較装置が測定すると、前記空気流の遮断を認識する前記検出装置とを含むことを特徴とするので、特定された所要熱出力により前記空気流を暖めるための前記ＰＴＣ加熱素子が制御される。前記空気流は、その空気流量も調整可能な前記ファンによって発生される。前記ファンの所要空気流量は勿論、前記ＰＴＣ加熱素子の所要熱出力も前記特定各下方限界値によって最小値に下方限定される。前記ＰＴＣ加熱素子から移動する前記電力は、測定されると同時に、閾値と比較される。
前記閾値は、予め選択される所要熱出力の下方限界値より低いように選ばれる。
前記伝達される熱出力が前記特定電力閾値の下方限界値より下方に下降すると、前記空気流における欠陥が本発明に従って検出される。
更に、前記特定された所要熱出力値によって設定される前記閾値は、前記予め選択された所要熱出力値に直接的な関係を有し、前記測定された熱出力値が、前記現行の閾値以下であると、前記空気流中の欠陥が検出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における空気加熱用電熱装置の原理を示す概略図である。
【図２】 温度に対するＰＴＣ加熱要素に与えられる熱変換される電力Ｐelの変化を示すグラフである。
【図３】 本発明における空気加熱用電熱装置の実施例を示す部分断面図である。
【図４】 本発明において詳述される各特徴点に基づいて作動するプロセスのフローシートである。
【図５】 本発明における空気加熱用電熱装置の原理を示すグラフである。
【図６】 図５に示される本発明の各教示点を示すグラフである。
【図７】 図５に示される本発明の別の各教示点を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 周辺空気
２ ファン
３ 加熱装置
５ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、空気加熱用電熱装置及び自動車加熱装置のための制御装置に関する。特に本発明は、各ＰＴＣ加熱素子を有し、そして自動車の乗客室を暖めるために使用される空気加熱用電熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車における適用に関して、各空気加熱用電熱装置が、前記車両の乗客室及びそのエンジン、特に低燃料消費に最適化された内燃機関を備えた車両を暖めるために使用される。このような加熱装置は、また、他の用途、例えば、産業装置及び家庭等における室内季節制御に適する。
【０００３】
低燃費に最適化された前記内燃機関の高められた効率は、前記車両内における発生熱量に相当の減少をもたらす。その結果、前記エンジンが僅かに部分的に負荷される行程中では、前記車両内部の加熱が非常に減少される。この減少時の平衡補償のために、補助空気加熱用電熱装置が、特に車両空調装置において、利用される。
【０００４】
このような自動車加熱装置は、各ＰＴＣ加熱素子から構成される放熱器要素から成り、前記各ＰＴＣ加熱素子は、フレーム内に取り付けられ、そしてばね要素によって固定される。前記各ＰＴＣ加熱素子は、温度上昇につれてその電気抵抗が増加する温度依存性半導体抵抗である。前記各ＰＴＣ加熱素子に電位が印加されると、電流が前記各ＰＴＣ加熱素子を通って流れ、その量はそれらの抵抗に依存する。従って、前記各ＰＴＣ加熱素子は、所要温度まで加熱される。前記各ＰＴＣ加熱素子によって発生される熱は、次に空気又は水の流動流体に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
温度が特性値以上に増加すると、それらの電気抵抗を指数関数的に増加させるそれらの固有特性のため、前記各ＰＴＣ加熱素子は、前記特性温度が達成されると、自動的に、独立してそれ自体を逆に平衡調整する自己平衡性加熱素子として利用される。前記各ＰＴＣ加熱素子の自己平衡処理によって、消費される電気エネルギーは、前記伝達された熱エネルギーに正確に一致する。
【０００６】
しかしながら、特に前記空気流を発生させるファン、又は水流を供給するポンプが不調になり、前記空気又は水の流動が遮断されると、故障が発生し易い。そのような場合、前記各ＰＴＣ加熱素子の温度は、最高ＰＴＣ温度にまで上昇する。この結果、電力は最大可能電力の僅か一部に過ぎない値まで減少する。
【０００７】
また、前記空気加熱用電熱装置の制御が、発生される対応熱量を減少させることなく、入力空気流を著しく減少又は完全に遮断させると、故障が発生させる。このような状況は、自動加熱制御装置内の故障のために及び又は前記空気加熱用電熱装置が手動で調整される場合（誤用）に、発生させる。
【０００８】
前記各ＰＴＣ加熱素子によって熱に変換される電力Ｐelの温度依存性は、前記各ＰＴＣ加熱素子の温度に対してプロットされる図２にグラフで示される。決められた電圧供給のために、動作点は、周囲温度、即ち、空気温度及び前記ＰＴＣ加熱素子から暖められる媒体に伝導される熱に依存する前記ＰＴＣ加熱素子内に確立され、そのような動作点Ａ1は、温度Ｔ1に対して図２にグラフで示される。
【０００９】
前記入力空気流に故障が発生させると、前記ＰＴＣ加熱素子は、発生した熱が放散されないので一層暖かくなる。従って、前記ＰＴＣ加熱素子の温度が上昇し、その動作点は温度Ｔ2に対応する図２の新たな動作点Ａ2によって示されるようにプロット曲線に沿って更に下方に向かって移動する。それによって、発生熱量及び消費される電力の対応量が減少する。
【００１０】
そのような場合、残留電力消費は、最大１ｋＷに定格された空気加熱用電熱装置にとって、最大定格出力値の６％乃至８％の間であり、このような残留電力消費は、まだ６０Ｗ乃至８０Ｗの間に在る。
【００１１】
自動車内部暖房がファンの故障のため不調になっても、電力は消費される。その結果、前記空気加熱用電熱装置、特に前記各放熱器要素は、通常の運転で直面するよりも高い温度にまで暖められる。通常の温度より著しく高いこの温度は、近傍の構成要素の重大な損傷、例えば、プラスチックファスナの溶融をもたらす。
【００１２】
本発明の目的は、このような故障の状況を検出することができる各ＰＴＣ加熱素子を使用する空気加熱用電熱装置を特定し、そしてそのための制御装置を特定することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的は、前記空気加熱用電熱装置に関する請求項１乃至３の特徴、及び前記空気加熱用電熱装置のための制御装置に関する請求項９及び１０の特徴点によって解決される。
【００１４】
本発明の第１の段階に従って、特定された所要熱出力により空気流を暖めるためのＰＴＣ加熱素子が制御される。前記空気流は、その空気流量も調整可能なファンによって発生される。前記ファンの所要空気流量は勿論、前記ＰＴＣ加熱素子の所要熱出力も特定下方限界値によって最小値に下方限定される。前記ＰＴＣ加熱素子から移動する電力は、測定されると同時に、閾値と比較される。前記閾値は、予め選択される所要熱出力の下方限界値より低いように選ばれる。前記伝達される熱出力が前記特定電力閾値の下方限界値の下方に下降すると、前記空気流における欠陥が本発明に従って検出される。
【００１５】
ここに示される本発明の第２の段階に従って、前記閾値は、前記特定された所要熱出力値によって設定される。その結果、前記閾値は、前記予め選択された所要熱出力値に直接的な関係を有する。前記測定された熱出力値が、前記現行の閾値以下であると、前記空気流中の欠陥が検出される。
【００１６】
本発明の他の好ましい特別の実施態様は、従属請求項のリストに示されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
各図を参照して、本発明の構成の好ましい各実施態様が以下に詳述される。本発明に基づく空気加熱用電熱装置の基本的な構成は図１に示される。加熱される媒体１は、送風装置２の助けによって加熱装置３中に向けられ、加熱された前記媒体１は、次いで、意図される使用に応じて、特に自動車の内部の暖房に適用される。
【００１８】
自動車用の補助電気加熱は、通常、関連制御装置５と共に各加熱素子を具備する加熱装置３から成る。このような各加熱素子は、通常、各電気加熱抵抗から成る。前記加熱装置３及び前記制御装置５は、個別の機能装置又は一体化された構成体に結合されるものとして構成される。
【００１９】
前記加熱装置３自体は、好ましくはそこに各ＰＴＣ加熱素子が取り付けられる各放熱器要素から成る。前記各放熱器要素及び前記各ＰＴＣ加熱素子は、各ばねクリップ型要素によりフレーム内に保持される。前記加熱装置３において、前記各ＰＴＣ加熱素子は、特性温度に到達すると、それ自体自動的に制御する自己平衡型加熱素子として使用され、それによって前記特性温度は、製造工程中のドーピングによって影響を受ける。
【００２０】
前記制御装置５は、その値が達成すべき特定された熱出力５ｂに依存する電圧を一個以上のＰＴＣ加熱素子に印加する。前記印加された電圧によって前記対応温度にまでそれら自体を加熱する前記各ＰＴＣ加熱素子を通って電流が流れる。前記加熱装置３の前記各放熱器要素は、前記各ＰＴＣ加熱素子から前記熱を前記水又は空気流に移動させる。
【００２１】
本発明の好ましい特別な実施態様によれば、前記一個以上のＰＴＣ加熱素子が、パルス幅変調（ＰＷＭ）を介して制御される。前記パルス幅変調制御は、その振幅が達成すべき前記特定された熱出力５ｂによる値に固定される電圧インパルスの幅を変化させる。
【００２２】
図３は、自動車の内部を暖めるための加熱装置の適用を示し、この態様における本発明の加熱装置３は、自動車の空調装置に一体化されている。周辺空気１は、ファン２によって吸引された後、前記加熱装置３を経て前記自動車内部に送風される。前記空気１は、それによって、前記空調装置中に取り入れられると、前記加熱装置３を経て流れる前に、蒸発器６ａ及び付加加熱装置６ｂに向けられる。
【００２３】
図４は、本発明において詳述される各特徴点による処理実行を示すフローチャートである。前記空気の流量及びその暖かさは使用者によって調整される。このため、所要熱出力値及び所要空気処理量値が特定される。選択される前記所要熱出力値及び所要空気処理量値の各範囲は、各特定最小境界値によって制限される。しかしながら、それらの特定境界値以下の前記熱出力５ｂ及び空気処理量５ａの各値の選択は不可能であるが、しかしながら、これらの特定境界値は、暖房の快適な状況に影響を及ぼさないように低く選定される。
【００２７】
使用者によって選ばれた前記所要熱出力５ｂは、好ましくは、電圧振幅、又は前記パルス幅変調制御の場合、インパルス速度によって前記加熱装置３を制御させる。前記パルス幅変調制御の場合、各電圧インパルスは、前記所要熱出力５ｂが増加するにつれてより幅広になる。前記加熱装置３の前記各ＰＴＣ加熱素子は、印加された電気エネルギーを周辺に向けて導かれる熱に変換する。特定された作動電圧、又はそれに代わる特定されたインパルス幅により、周辺温度、即ち前記空気温度及び前記ＰＴＣ加熱素子から暖めるべき空気中への熱伝導に依存する前記ＰＴＣ加熱素子内に動作点が設定される。前記ＰＴＣ加熱素子内に発生される熱質量が加熱すべき前記空気流によって伝導されないと直ちに、前記所要熱出力５ｂが増加するにつれてより低い熱伝導率を有して高い抵抗により特徴付けられる平衡状態が達成される。
【００２８】
図５を参照して、以下に本発明の基礎となる原理を説明する。図５に示されるグラフにおいて、Ｘ軸は前記ファンの空気処理量５ａを示し、Ｙ軸は前記ＰＴＣ加熱素子の熱出力５ｂを示す。前記空気処理量５ａが増加するにつれて、この空気／時間単位により引き出される熱量はより多くなる。この関係は、実線７よって示される。前記実線７は、所与の空気量５ａに対し引き出される最大可能熱出力５ｂを示す。
【００２９】
前記熱出力軸と前記空気処理量軸によって境界付けられたグラフの領域は、２つの領域、即ち、全ＰＴＣ発生熱出力５ｂが対応する空気量５ａに伝導される前記実線７の下方に位置する領域と、前記ＰＴＣ発生熱出力５ｂが対応する空気量５ａによって引き出される熱出力５ｂより大きい前記実線７の上方に位置する領域に分割される。
【００３０】
前記動作点が、前記実線７の上に位置する所要熱出力５ｂ及び所要空気処理量５ａに対して選ばれると、その場合、前記加熱装置３の前記ＰＴＣ加熱素子は、前記空気よって伝導されない前記熱によって加熱される。
【００３１】
前記ＰＴＣの特性のために、前記ＰＴＣ加熱素子によって解放される前記熱出力５ｂは、前記ＰＴＣ加熱素子が温まるにつれて減少し、そして実際に、前記熱出力５ｂは熱平衡点に達するまで減少し続ける。この過程は、前記実線７の上方に位置する前記動作点が前記実線７に遭遇するまで下方に向かって垂直に動くことが図５にグラフ的に示される。この点で、前記ＰＴＣ加熱素子によって発生した前記全熱出力５ｂは前記空気流によって持ち去られる。
【００３２】
前記各ＰＴＣ加熱素子で生じるときの前記熱平衡状態は、以下の式に基づく。
Ｕ2／Ｒ＝Ｉ2×Ｒ＝Ｇth（Ｔ−Ｔu）
【００３３】
この式は、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費される前記電力は、前記発生した熱が前記周囲に捨てられる場合に生じる冷却に等しいことを表す。この式において、Ｇthは熱伝導値を、Ｔは前記加熱素子の温度を、そしてＴuは周囲の温度を示している。
【００３４】
図５において、動作点Ａ1は、前記所要熱出力５ｂの所与の値Ｐ1に対し、且つ前記所要空気処理量Ｖ1に対して限定される。前記動作点Ａ1は、前記実線７の下方に位置する。従って、前記発生した熱出力５ｂは、前記空気流に完全に捨てられる。
【００３５】
前記空気供給で欠陥が生じると直ちに、特に前記ファン２が故障すると、前記空気処理量５ａは、零に下降する。その結果、図５に示される前記動作点Ａ1は、新たな動作点Ａ1'に移動する。前記動作点Ａ1'は、前と同様に前記所要熱出力値Ｐ1に対応するが、前記所要空気処理量Ｖ1は、値Ｖ2＝０に減じられる。前記新たな動作点Ａ1'は、それ自体今や前記実線７の上方に位置する。前記ＰＴＣ加熱素子によって発生した熱は、もう持ち去られない。その結果、前記ＰＴＣ加熱素子の温度が上昇し、そして前記ＰＴＣ特性に従って、捨て去られる前記熱出力５ｂが減少する。
【００３６】
上述したように、捨て去られる前記熱出力５ｂは、前記動作点が前記実線７に達するまで下降し、それによって前記ＰＴＣ加熱素子により発生した熱は、完全に持ち去られる。現行熱出力５ｂの減少後に到達した状態は、前記新たな動作点Ａ2によって図５に示される。
【００３７】
本発明は、前記空気流の欠陥が可能な限り小さい努力で検出されるように案出されている。当然、付加センサの助けにより前記ファンの故障又は前記空気供給の欠陥又は遮断を検出することが機械的に可能である。しかしながら、本発明の目的は、付加ハードウエアの利用を回避し、そして既存の給気及び加熱装置に対する変更なしに損傷状態の検出を可能にすることにある。この目的のために、前記動作点Ａ2への動作点の下降が、本発明に従ってプロットされる。
【００３８】
ステップＳ２において、ここで示される本発明による前記制御装置５は、前記加熱装置３によって実際に消費され、且つ持ち去られる前記電力量を検出する。加えて、前記制御装置５は、ステップ３において、前記媒体中に熱として捨て去られる前記ＰＴＣ加熱素子３により前記消費される電力が前記特定電力閾値の下方に下降するかどうかをチェックする。前記閾値がその下を潜られると、前記ＰＴＣ加熱素子が前記熱を十分に持ち去る位置にないため欠陥が存在することを前記制御装置５によって検出される。
【００３９】
このような閾値がその下を潜られると、故障表示は、対応して高い周囲温度で高い抵抗平衡状態が達成されていることにある。前記電力が依然として前記熱に変換されている限り、前記ＰＴＣ加熱素子及び前記周囲は更に温められる。
【００４０】
このような欠陥又は、代わって、例えば、前記熱出力５ｂの減少なしに前記入力される空気供給の遮断による手動空調装置の誤用が、上述した比較によって認められる。従って、前記消費された電力が、前記閾値の下方に位置すると、前記制御装置５は、欠陥が存在することを検出し、そして不必要なエネルギーの消耗を回避するために、好ましくはそれを全くスイッチオフして（ステップＳ５）送給される前記所要熱出力を著しく減少させる。同時に、欠陥メッセージが、例えば、自動車に搭載のコンピュータによって、使用者に報告される。
【００４１】
それによって前記消費された電力が比較される前記閾値は、欠陥が常に確実に検出されるように選ばれる。この目的のために、前記閾値のレベルは、エラーの場合と通常の運転との間で常に明白に識別することができるものである。
【００４２】
図５における前記動作点の下降を検出するために、閾値Ｐlimは、本発明による前記ＰＴＣ加熱素子によって前記消費される電力に対して決定される。
前記閾値Ｐlimは、最小所要熱出力Ｐminの下方に、しかし前記動作点Ａ2の上方に位置するように設定される。
【００４３】
この関係は図６に示される。それによって前記動作点Ａ2がそれ自体使用者によって選ばれるその状況を回避するために、前記最小所要熱出力Ｐmin及び最小所要空気処理量Ｖminが設定される。図６の各陰影付き領域８，９は、動作点に対して無効位置として示される。
【００４４】
前記動作点Ａ1の前記動作点Ａ1'への移動は、付加ハードウエアの機能なしに設定不能である。この欠陥は、前記動作点Ａ1'を前記動作点Ａ2に下方に向けて自動的に移動させることによって間接的に測定される。この移動は、前記ＰＴＣ加熱素子のＰＴＣ特性に基づいている。前記無効領域９への前記動作点の下方に向けた移動は、容易に測定可能である。この目的のために、前記実際に測定された熱出力との比較に関して、前記閾値Ｐlimは、前記最小所要熱出力Ｐminの下方に明確に位置、設定される。図６において例示されているように前記閾値Ｐlimは、前記最小所要熱出力値Ｐminの下方に明確に位置する。このような特定電力閾値を使用して、前記動作点の下降が、容易に且つ確実に検出される。
【００４５】
他の実施態様において、前記閾値は、前記特定された所要値の百分率であるようにそれ自体を位置合わせする。前記閾値は、常に設定所要値の一部分、例えば、前記特定所要熱出力５ｂの２０％となる。前記閾値が下げられ、該閾値がその設定された固定関係から前記所要熱出力５ｂにずれるならば、この特別な実施態様に欠陥が存在する。
【００４６】
この型のアプローチは図７に示される。電力閾値Ｐ30%は、前記特定所要熱出力５ｂによって設定される。このような方法で、前記空気流の欠陥は、高い所要熱出力レベルであっても顕著に一層迅速に検出される。この特定された実施態様は、また、前記動作点Ａ2が前記空気流の欠陥の場合にのみ到達されるように、前記熱出力５ｂと前記空気処理量５ａの各特定下方限界値Ｐmin，Ｖminが、前記所要熱出力５ｂと前記所要空気処理量５ａに対して設定されることを必要とする。
【００４７】
この特別な実施の形態の特別な改善において、前記閾値の百分率部分は、この特定された所要値の大きさによって該特定された所要値から変化する。低い所要値の場合、４０％のアンダーカットが生じると、故障が検出される一方、より高い特定された所要値の場合、エラーは前記閾値の２０％アンダーカットが生じるときのみエラーが検出される。
【００４８】
前記閾値は、好ましくは前記特定された値の１０％乃至５０％の間に位置する。好ましくは、前記閾値は、所与の値の１５％乃至３０％の間で選ばれる。
【００４９】
提案された発明は、要は流動している媒体を暖める各ＰＴＣ加熱素子を備えた加熱装置に関する。前記流動している媒体の故障が生じると、前記各ＰＴＣ加熱素子の不必要な加熱を回避するために、前記各ＰＴＣ加熱素子によって発生される前記所要熱出力５ｂは前記消費される実際の電力と比較され且つ前記特定電力閾値がアンダーカットされると、それに応じて、前記設定された所要熱出力５ｂが減少される。
【００５０】
前記所要熱出力５ｂ及び前記消費される実際の電力（入力された実際の電力）の両方が、前記各ＰＴＣ加熱素子の各接点を横切る電圧値及び電流値を利用して測定される。前記各ＰＴＣ加熱素子の外部制御の場合、各接続ラインにおける電圧値及び電流値が利用される。前記制御装置及び前記各加熱素子の構造の一体化方法において、前記電圧値及び電流値は、前記各ＰＴＣ加熱素子の各接点を横切って取り出される。前記各ＰＴＣ加熱素子がそれによって制御される電圧値を使用することによって、前記所要熱出力５ｂが測定される一方、前記各接点を介して又は前記各接続ラインを通って流れる前記電流が前記実際の熱出力５ｂを測定するために利用される。ＰＷＭコントローラの場合、前記実際の電圧値及び電流値は、パルス成形値から実効値を得るために、従って前記実際の特定された又は消費された熱出力を得るために繰り返し加算平均を条件とする。
【００５１】
本発明による自動車補助加熱装置は、好ましくは、個々の加熱段が直列又は並列形状で制御される多段装置として展開される。並列制御の場合、同一の電圧又は、代わって、同一のインパルス速度を有する電圧が前記各加熱段を横切って印加される。従って、前記各加熱素子が同一の動作点で作動する。前記空気流の故障を検出するために、前記各加熱段の一個の前記所要及び実際の熱出力５ｂを監視すれば十分である。故障が検出されると、前記各加熱段の熱出力５ｂが均一に減少される。
【００５２】
直列制御の場合、前記各加熱段は、前記所要熱出力５ｂによって逐次制御される。低加熱条件の場合、十分な所要熱出力を有する前記各加熱段の一個だけが制御される。加熱条件が第１加熱段によって発生される熱を超えて増加すると、第２加熱段が前記第１加熱段によって変換されない前記熱出力５ｂの一部分に応じて制御される。最大加熱条件で、全ての加熱段がそれぞれ同一の電圧又はインパルス幅により制御される。このような制御においては、好ましくは、最も下方の段の前記所要及び実際の熱出力のみが監視される。前記実際の熱出力が前記特定電力閾値の下方に下降すると、それに応じて、前記全加熱装置の前記所要熱出力５ｂが下降する。
【００５３】
並列と直列の両方の制御において、より多くの又は全ての加熱段がそれらの所要及び実際の熱出力値５ｂが記録且つ監視されるように設けられる。この方法で、ＰＴＣ温度保護機構の信頼性が増大される。
【００５４】
前記加熱装置の前記全ての加熱段が本発明によって監視されるならば、一個だけの加熱段の故障が検出される場合が生じるかもしれない。この理由は、前記各加熱段における異なった温度分布又は流動特性のために、例えば、取り入れている空気流れの部分的な故障によって、前記各加熱段の一個だけの空気送給が異常に低下するからである。これに対応して、本発明の特別な実施態様によれば、当該ＰＴＣ加熱素子のみがスイッチオフされることになる。
【００５５】
前記一個の加熱段における過熱の危険が検出されると、本発明の他の特別な実施態様によって、前記全ての加熱素子の前記所要熱出力が安全の理由で減少される。その結果、自動車の電気回路の負荷に顕著な変化が発生し、それは、例えば、自動車の照明装置における輝度の変動に現れる。自動車の電気回路の極端な変動を回避するために、本発明の更に他の好ましい特別の実施態様によれば、前記所要熱出力が少しずつ減少される。このような減少は、好ましくは特定された時間インターバル内で多数の中間段にわたって行われる。
【００５６】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明は、前記空気流を発生させるための前記ファンと、前記少なくとも一個のＰＴＣ加熱素子を有する前記空気流を暖めるための加熱装置と、前記ファンからの有効な空気処理量と前記加熱装置における前記各ＰＴＣ加熱素子の一個から発生される前記熱出力とを設定するための前記制御装置とを具備する空気加熱用電熱装置において、前記制御装置が、前記各特定下方限界値より下方に前記熱出力と前記空気処理量の設定を排除するように構成され、そのために、前記制御装置が、更に、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費される電力を測定する前記測定装置と、前記調整可能な熱出力の前記下方限界値よりも小さな特定された前記電力閾値を前記測定装置によって測定された電力と比較するための前記比較装置と、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費された前記測定電力が前記電力閾値の下方に下降することを前記比較装置が測定すると、前記空気流の遮断を認識する前記検出装置とを含むことを特徴とするので、特定された所要熱出力により前記空気流を暖めるための前記ＰＴＣ加熱素子が制御される。前記空気流は、その空気流量も調整可能な前記ファンによって発生される。前記ファンの所要空気流量は勿論、前記ＰＴＣ加熱素子の所要熱出力も前記特定各下方限界値によって最小値に下方限定される。前記ＰＴＣ加熱素子から移動する前記電力は、測定されると同時に、閾値と比較される。
前記閾値は、予め選択される所要熱出力の下方限界値より低いように選ばれる。
前記伝達される熱出力が前記特定電力閾値の下方限界値より下方に下降すると、前記空気流における欠陥が本発明に従って検出される。
更に、前記特定された所要熱出力値によって設定される前記閾値は、前記予め選択された所要熱出力値に直接的な関係を有し、前記測定された熱出力値が、前記現行の閾値以下であると、前記空気流中の欠陥が検出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における空気加熱用電熱装置の原理を示す概略図である。
【図２】 温度に対するＰＴＣ加熱要素に与えられる熱変換される電力Ｐelの変化を示すグラフである。
【図３】 本発明における空気加熱用電熱装置の実施例を示す部分断面図である。
【図４】 本発明において詳述される各特徴点に基づいて作動するプロセスのフローシートである。
【図５】 本発明における空気加熱用電熱装置の原理を示すグラフである。
【図６】 図５に示される本発明の各教示点を示すグラフである。
【図７】 図５に示される本発明の別の各教示点を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 周辺空気
２ ファン
３ 加熱装置
５ 制御装置
Claims (10)
- 空気流を発生させるためのファン（２）と、少なくとも一個のＰＴＣ加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置（３）と、前記ファン（２）からの有効な空気処理量（５ａ）と前記加熱装置（３）における前記各ＰＴＣ加熱素子の一個から発生される熱出力（５ｂ）とを設定するための制御装置（５）とを具備する空気加熱用電熱装置において、
前記制御装置（５）が、各特定下方限界値（Ｐ min ，Ｖ min ）より下方に前記熱出力（５ｂ）と前記空気処理量（５ａ）を設定することを排除するように構成され、
そのために、前記制御装置（５）が、更に、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費される電力を測定する測定装置と、前記下方限界値（Ｐ min ）よりも小さな特定電力閾値（Ｐlim ）を前記測定装置によって測定された電力と比較するための比較装置と、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費される測定電力が前記電力閾値（Ｐlim ）の下方に下降することを前記比較装置が測定すると、前記空気流の遮断を認識する検出装置とを含むことを特徴とする空気加熱用電熱装置。 - 前記付与された閾値が、前記ＰＴＣ加熱素子によって発生される前記熱出力（５ｂ）の前記下方限界値（Ｐmin）の１０％乃至５０％の間の範囲に、好ましくは１５％乃至３０％の間の範囲に位置することを特徴とする請求項１に記載の空気加熱用電熱装置。
- 空気流を発生させるためのファン（２）と、少なくとも一個のＰＴＣ加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置（３）と、前記ファン（２）からの有効な空気処理量（５ａ）と前記加熱装置（３）における前記各ＰＴＣ加熱素子の一個から発生される熱出力（５ｂ）とを設定するための制御装置（５）とを具備する空気加熱用電熱装置において、
前記制御装置（５）が、前記各特定下方限界値（Ｐmin ，Ｖmin ）より下方に前記熱出力（５ｂ）と前記空気処理量（５ａ）を設定することを排除するように構成され、
そのために、前記制御装置（５）が、更に、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費される電力を測定する測定装置と、前記熱出力（５ｂ）の設定された一部分に対応する特定電力閾値（Ｐ30% ）を前記測定装置によって測定された前記電力と比較するための比較装置と、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費された前記電力が前記特定電力閾値（Ｐ30% ）の下方に下降することを前記比較装置が測定すると、前記空気流の遮断を認識する検出装置とを含むことを特徴とする空気加熱用電熱装置。 - 前記特定電力閾値が、前記設定された熱出力（５ｂ）の１０％乃至５０％の間である範囲に位置することを特徴とする請求項３に記載の空気加熱用電熱装置。
- 前記空気流の遮断が存在することを前記検出装置が測定すると、前記制御装置（５）が、前記熱出力（５ｂ）を零になるように制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の空気加熱用電熱装置。
- 前記空気流の遮断の存在が検出されると、前記検出装置が、搭載コンピュータを介した聴覚的及び又は視覚的遮断指示器を制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の空気加熱用電熱装置。
- 前記各ＰＴＣ加熱素子の一個によって発生される前記熱出力（５ｂ）の設定が、前記ＰＴＣ加熱素子のパルス幅変調制御から生じることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の空気加熱用電熱装置。
- 請求項１乃至６の何れか１項に記載の空気加熱用電熱装置を備えた自動車の内部暖房装置。
- 空気流を発生させるためのファン（２）と、少なくとも一個のＰＴＣ加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置（３）とを有し、それによって前記ファン（２）からの有効な空気処理量（５ａ）の特定された値及び前記ＰＴＣ加熱素子によって発生される熱出力（５ｂ）の特定された値が制御装置（５）を使用して選択可能である空気加熱用電熱装置用制御装置において、
前記制御装置（５）が、特定の前記熱出力（５ｂ）と特定の前記空気処理量（５ａ）の選択で、前記各特定下方限界値（Ｐmin ，Ｖmin ）より下方に前記熱出力（５ｂ）と前記空気処理量（５ａ）を設定することを排除するように構成され、
前記制御装置（５）が、前記下方限界値（Ｐ min ）よりも小さな特定電力閾値（Ｐlim ）を前記測定装置によって測定された電力と比較し、そして
前記制御装置（５）が、前記ＰＴＣ加熱素子によって消費された前記電力が前記電力閾値（Ｐlim ）の下方に下降することを測定することによって前記空気流の遮断を検出することを特徴とする空気加熱用電熱装置用制御装置。 - 空気流を発生させるためのファン（２）と、少なくとも一個のＰＴＣ加熱素子を有して前記空気流を暖めるための加熱装置（３）とを有し、それによって前記ファン（２）からの有効な空気処理量（５ａ）の特定された値及び前記ＰＴＣ加熱素子によって発生される熱出力（５ｂ）の特定された値が制御装置（５）を使用して選択可能である空気加熱用電熱装置用制御装置において、
前記制御装置（５）が、特定の前記熱出力（５ｂ）と特定の前記空気処理量（５ａ）の選択で、前記各特定下方限界値（Ｐmin ，Ｖmin ）より下方に前記熱出力（５ｂ）と前記空気処理量（５ａ）を設定することを排除するように構成され、
前記制御装置（５）が、前記熱出力（５ｂ）の設定された一部分に対応する特定電力閾値（Ｐ30% ）と前記ＰＴＣ加熱素子によって消費された電力を比較し、そして
前記ＰＴＣ加熱素子によって消費された前記電力が、前記特定電力閾値（Ｐ30% ）の下方にあると、前記制御装置（５）が、前記空気流の遮断を検出することを特徴とする空気加熱用電熱装置用制御装置。
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