JP5130786B2 - Ｐｔｃヒータ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は暖房などの熱源として用いることのできるＰＴＣヒータの制御装置に関するものである。
従来、この種のＰＴＣヒータ制御装置は、供給電圧の通電オン／オフ時間の割合を変えてヒータ温度を制御するようにしている。
図５は、前記従来のＰＴＣヒータ制御装置を示すもので、電流検出部５１と、温度設定部５２と、この温度設定部５２で設定された温度とＰＴＣヒータ５３の温度との偏差を演算し、通電のオン／オフ時間を制御するコントロール部５４と、電源オン／オフ部５５から構成されている。
なお、５６は電源、５７は電源スイッチを示す（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１８５７６６号公報
しかしながら、前記従来の構成では、供給電圧の通電オン／オフ時間の割合を変えてヒータ温度を制御しているので、供給電圧に依存した立上がり時間となり、立上がり時間を速くできず、また、通電オフ時に温度が下降しているのを感じるために、例えば暖房用熱源使用感が悪いという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、立上がり時間が速く、温度安定時の温度変化を感じない快適なＰＴＣ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ＰＴＣヒータ制御装置は、ＰＴＣヒータの電流を検出する電流検出部と、前記ＰＴＣヒータの温度設定を行う温度設定部と、ＰＴＣヒータの温度を制御するコントロール部と、ＰＴＣヒータの電圧を可変する電圧可変部と、ＰＴＣヒータの電圧を入／切する電源オン／オフ部とを備え、前記コントロール部は温度と抵抗値の関係を示すＰＴＣ特性データを有し、供給電源電圧を検出して、前記電流検出部で検出した電流値、検出供給電源電圧、ＰＴＣ特性データからＰＴＣヒータの温度を算出し、前記温度設定部の温度設定との偏差を演算し、ＰＴＣヒータの温度にオーバーシュートがない限界のヒータ電流のしきい値を検出すると、ＰＴＣヒータの電圧を降圧して立上がり時のＰＴＣヒータの温度のオーバーシュートを抑えつつ立上がりが最速となるよ
うＰＴＣヒータの電圧を可変制御するものである。
これによって、供給電源電圧に依存することなくＰＴＣヒータの電圧を昇圧して立上がり時間が速くでき、ＰＴＣヒータの電圧を可変制御して立上がり時のＰＴＣヒータの温度のオーバーシュートを抑え、温度安定時の温度変化を感じない快適感を提供できる。
本発明のＰＴＣヒータ制御装置は、立上がり時間が速く、温度安定時の温度変化を感じない快適感を提供できる。
第１の発明は温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性を有するＰＴＣヒータの電流を検出する電流検出部と、前記ＰＴＣヒータの温度設定を行う温度設定部と、ＰＴＣヒータの温度を制御するコントロール部と、ＰＴＣヒータの電圧を可変する電圧可変部と、ＰＴＣヒータの電圧を入／切する電源オン／オフ部とを備え、前記コントロール部は温度と抵抗値の関係を示すＰＴＣ特性データを有し、供給電源電圧を検出して、前記電流検出部で検出した電流値、検出供給電源電圧、ＰＴＣ特性データからＰＴＣヒータの温度を算出し、前記温度設定部の温度設定との偏差を演算し、ＰＴＣヒータの温度にオーバーシュートがない限界のヒータ電流のしきい値を検出すると、ＰＴＣヒータの電圧を降圧して立上がり時のＰＴＣヒータの温度のオーバーシュートを抑えつつ立上がりが最速となるようＰＴＣヒータの電圧を可変制御することにより、供給電源電圧に依存することなくＰＴＣヒータの電圧を昇圧して立上がり時間が速くでき、ＰＴＣヒータの電圧を可変制御して立上がり時のＰＴＣヒータの温度のオーバーシュートを抑え、温度安定時の温度変化を感じない快適感を提供できる。
第２の発明は、特に、第１の発明のコントロール部は通電開始時の電流値から算出した負荷温度に応じて温度設定値を自動補正することにより、例えば、暖房用熱源として用いる場合は、快適性を維持しつつ省エネできたり、コントロール部が採暖者体型と立上がり速度および安定温度の相関データを有し、通電開始時の電流値と通電して所定時間経過後の電流値より求めた温度上昇カーブから算出した体型に応じて温度設定値を自動補正することにより、温度のばらつきを抑えることができる。
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、この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において、ＰＴＣ特性による自己温度過昇防止機能も有するシート状ＰＴＣヒータ１の電流を検出する電流センサなどの電流検出部２と、抵抗ボリューム、切換えスイッチなどからの信号により前記ＰＴＣヒータ１の温度設定を行う温度設定部３と、ＰＴＣヒータ１の温度を制御するコントロール部４と、ＰＴＣヒータ１に供給する電圧を可変する電圧可変部５と、ＰＴＣヒータ１に供給する電圧を入／切する電源オン／オフ部６とを備えている。７は電源スイッチ、８は電源を示す。
以上のように構成されたＰＴＣシート制御装置について、以下その動作、作用を説明する。
図２において、電源スイッチ７を入れると（ＳＴ１）、コントロール部４は電源オン／オフ部６をオンし、供給電源電圧をＰＴＣヒータ１に印加する（ＳＴ２）。
その後、コントロール部４は、供給電源電圧を検出し（ＳＴ３）、電流検出部２にて検出した初期ヒータ電流Ｉ１と検出供給電源電圧とＰＴＣ特性データからＰＴＣヒータ１の温度を算出し、温度設定部３の温度設定との偏差を演算し（ＳＴ４）、偏差に応じてＰＴＣヒータ１の温度立上がりが最速となるよう電圧可変部５を制御してＰＴＣヒータ１の電圧を昇圧する（ＳＴ５）。
その後、コントロール部４は、一定間隔でヒータ電流Ｉ２を検出し（ＳＴ６）、ＰＴＣヒータ１の温度にオーバーシュートがない限界のしきい値を検出すると（ＳＴ７）、ＰＴ
Ｃヒータ１の（ＳＴ７）電圧を降圧し、次いで、ＰＴＣヒータ１の電圧を可変制御してその温度を安定制御する（ＳＴ８）。
また、図３は前記ＰＴＣヒータ１を自動車のカーシート暖房用に用いた場合で、コントロール部４は初期ヒータ電流Ｉ１の立上がりから一定時間の間の電流値からヒータ温度＝負荷温度を算出し（ＳＴ９）、負荷温度に応じて温度設定値を自動補正する（ＳＴ１０）。
また図４において、コントロール部５は、初期ヒータ電流Ｉ１と通電して所定時間経過後のヒータ電流Ｉ３より求めた温度上昇カーブと、採断者体型と立上がり速度の相関データからシートに着座している者の体型を算出し、体型と安定温度の相関データから温度設定値を自動補正する（ＳＴ１１〜ＳＴ１４）。
以上のように、本実施の形態においては、ＰＴＣヒータの電流を検出する電流検出部と、前記ＰＴＣヒータの温度設定を行う温度設定部と、ＰＴＣヒータの温度を制御するコントロール部と、ＰＴＣヒータの電圧を可変する電圧可変部と、ＰＴＣヒータの電圧を入／切する電源オン／オフ部とを備え、前記コントロール部は温度と抵抗値の関係を示すＰＴＣ特性データを有し、供給電源電圧を検出して、前記電流検出部で検出した電流値、検出供給電源電圧、ＰＴＣ特性データからヒータ温度を算出し、前記温度設定部の温度設定との偏差を演算し、立上がり時のヒータ温度のオーバーシュートを抑えつつ立上がりが最速となるようＰＴＣヒータの電圧を可変制御することにより、供給電源電圧に依存することなくヒータ電圧を昇圧して立上がり時間が速くでき、ＰＴＣヒータの圧を可変制御して立上がり時のＰＴＣヒータの温度のオーバーシュートを抑え、温度安定時の温度変化を感じない快適感を提供できる。
なお、温度設定部３は本ＰＴＣヒータ制御装置の上流側（例えば、シートヒータスイッチ部）に設けてもよいものとする。
また、本実施の形態では、コントロール部は通電開始時の電流値から算出した室温に応じて温度設定値を自動補正することにより、快適性を維持しつつ省エネできる。
また、本実施の形態では、コントロール部は体型と立上がり速度および安定温度の相関データを有し、通電開始時の電流値と通電して所定時間経過後の電流値より求めた温度上昇カーブから算出した採暖者の体型に応じて温度設定値を自動補正することにより、着座者による安定温度のばらつきを抑えることができる。
以上のように、本発明のＰＴＣヒータ制御装置は、立上がり時間が速く、温度安定時の温度変化を感じない快適感を提供できるので、主に車両に用いられるカーシートヒータなどの車両用や暖房器具などの用途にも適用できる。
本発明の実施の形態１におけるＰＴＣヒータ制御装置のブロック図 同ＰＴＣヒータ制御装置のフローチャート 同ＰＴＣヒータ制御装置のフローチャート 同ＰＴＣヒータ制御装置のフローチャート 従来のＰＴＣヒータ制御装置のブロック図
符号の説明
２ 電流検出部
３ 温度設定部
４ コントロール部
５ 電圧可変部
６ 電源オン／オフ部

Claims (2)

  1. 温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性を有するＰＴＣヒータの電流を検出する電流検出部と、前記ＰＴＣヒータの温度設定を行う温度設定部と、ＰＴＣヒータの温度を制御するコントロール部と、ＰＴＣヒータの電圧を可変する電圧可変部と、ＰＴＣヒータの電圧を入／切する電源オン／オフ部とを備え、前記コントロール部は温度と抵抗値の関係を示すＰＴＣ特性データを有し、供給電源電圧を検出して、前記電流検出部で検出した電流値、検出供給電源電圧、ＰＴＣ特性データからＰＴＣヒータの温度を算出し、前記温度設定部の温度設定との偏差を演算し、ＰＴＣヒータの温度にオーバーシュートがない限界のヒータ電流のしきい値を検出すると、ＰＴＣヒータの電圧を降圧して立上がり時のＰＴＣヒータの温度のオーバーシュートを抑えつつ立上がりが最速となるようＰＴＣヒータの電圧を可変制御するＰＴＣヒータ制御装置。
  2. コントロール部は通電開始時の電流値から算出した負荷温度に応じて温度設定値を自動補正する請求項１に記載のＰＴＣヒータ制御装置。
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