JP6862566B2 - 電気加熱装置、対応する加熱回路、及び温度管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車両用の電気式流体加熱装置に関する。また、本発明はこのような加熱装置を備える加熱回路に関する。本発明は、このような加熱装置を備える自動車両の暖房及び／又は空調ユニットにも適用可能である。本発明は、更に、このような電気加熱装置の内部の流体の温度を管理するための方法に関する。

特に、電気車両又はハイブリッド車両の場合、内部を加熱するために伝熱液体等の流体を加熱するように回路が設けられ得る。このような加熱回路は、一般に、ヒータ又は電気ヒータとも称される電気加熱装置を備える。電気加熱装置は、加熱回路の伝熱液体をジュール効果によって加熱することによって、車両の内部を加熱することを可能にする。また、この加熱回路には、熱を内部に向かって放散させるための少なくとも１つのラジエータが組み込まれている。

電気ヒータは、加熱すべき伝熱液体等の流体と接触することが意図された単数又は複数の加熱素子を備える。

熱加熱電力を管理するために、このようなヒータには、一般に、このヒータを装備した自動車両の中央ユニットによって指定された設定値に対応する電力を加熱素子に投入する電子動力及び制御部品が組み込まれている。市場で入手可能な現行のヒータに関して、温度は自動車両の製造業者によって管理されており、一般にヒータの制御外である。

１つの公知の解決法によれば、加熱素子の温度を制御するように、温度センサがヒータの加熱素子に直接取り付けられる。一般に、このようなセンサは、加熱素子の過熱又は異常な温度を回避するために使用される。換言すれば、温度センサは、特定の事象、例えば過度な温度を検出するための要素として使用される。車両ネットワークは、過熱した単数又は複数の加熱素子をオフにするように、このような事象を解釈することができる。しかしながら、この温度情報は、ヒータを循環する液体の温度を制御するようにヒータ内で使用されない。

本発明の目的は、指定された設定値に従って正しい温度レベルに到達するように、ヒータの出口において伝熱液体等の流体の温度の管理をしつつ、流体の過熱の危険性を低減するための変形形態である。

この目的のために、本発明の目標は、
‐少なくとも１つの流体入口と；
‐少なくとも１つの流体出口と；
‐流体を電気的に加熱するための少なくとも１つの加熱素子と；
‐前記少なくとも１つの加熱素子の温度を測定するように配置された少なくとも１つの第１温度センサと；
‐前記少なくとも１つの加熱素子用の制御モジュールと；
を備える自動車両用の電気式流体加熱装置である。

本発明によれば、
‐前記装置は、前記装置の前記少なくとも１つの出口において流体の温度を測定するように配置された少なくとも１つの第２温度センサを更に備え、
‐前記制御モジュールは、少なくとも１つの制御手段を備え、
‐前記少なくとも１つの制御手段は、
・前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの温度情報を利用するためのものであり、且つ、
・前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記温度情報に応じて前記少なくとも１つの加熱素子に対するコマンドを生成して、前記加熱装置の内部の流体の温度を調整するためのものである。

したがって、流体の出口における温度を調整するように、加熱要素の温度情報と前記装置の出口における温度とを相関させることによって、前記装置に組み込まれた制御モジュールは、加熱素子の過熱の危険性を抑えつつこの情報を解釈して加熱素子の制御を修正することができる。

前記装置は、以下の特徴を別個に又は組み合わせて更に備え得る。
‐前記少なくとも１つの第２温度センサは、前記装置にモールド成形される；
‐前記少なくとも１つの出口は、出口管の形態において作製される；
‐前記少なくとも１つの第２温度センサは、前記出口管に配置される；
‐前記少なくとも１つの第２温度センサは、前記出口管の近傍に配置される；
‐前記少なくとも１つの第１温度センサは、前記少なくとも１つの加熱素子に固定される；
‐前記少なくとも１つの加熱素子は、少なくとも１つの抵抗発熱体を備える；
‐少なくとも１つの温度センサは、感温素子を備える；
‐前記少なくとも１つの第２温度センサの前記感温素子は、前記装置の動作中に流体に浸漬されるように配置される；
‐前記感温素子は、負温度係数サーミスタである；
‐前記制御モジュールは、少なくとも１つのコンパレータを備え、前記少なくとも１つのコンパレータは、
・第１入口における加熱設定値を受信するように構成されるとともに、
・前記少なくとも１つの第２温度センサによって測定された前記少なくとも１つの出口における流体の温度を表す電気情報を第２入口において受信するように構成される；
‐前記コンパレータは、流体の前記温度を表す前記電気情報とと前記加熱設定値とを比較するように構成される；
‐前記制御モジュールの少なくとも１つの処理手段は、流体の前記温度を表す前記電気情報と前記加熱設定値との比較の結果に応じて、前記少なくとも１つの加熱素子を制御する及び／又は給電するための信号を決定するように構成される；
‐前記制御及び／又は給電信号は、各加熱素子に投入すべき電力に関する少なくとも１つの情報を含む；
‐前記制御及び／又は給電信号は、少なくとも１つのパルス幅変調（ＰＷＭ）情報を含む；
‐前記装置は、少なくとも１つのマイクロコントローラと、前記マイクロコントローラによって制御されるように構成された少なくとも１つの供給スイッチと、を備える；
‐前記装置は、
・第１流体出口と；
‐第２流体出口と；
‐前記第１流体出口に接続される第１加熱素子であって、前記第１出口を通過して流れることが意図された伝熱液体の一部を、第１温度まで電気的に加熱するように構成された第１加熱素子と；
‐前記第２流体出口に接続される第２加熱素子であって、前記第２出口を通過して流れることが意図された伝熱液体の別の一部を、第２温度まで電気的に加熱するように構成された第２加熱素子と；
‐各加熱素子に対する第１対応温度センサであって、対応する前記加熱素子の温度を測定するように配置された第１対応温度センサと；
‐各流体出口に対する第２対応温度センサであって、流体の温度を対応する前記出口において測定するように配置された第２対応温度センサと；
を備える。

また、本発明は、上述の少なくとも１つの電気加熱装置を備える自動車両用の加熱回路に関する。

本発明の一態様によれば、前記回路は、車両の内部の２つの別個の領域に向かって熱を拡散させるように構成された少なくとも１つの第１熱交換器及び少なくとも１つの第２熱交換器を更に備える。前記装置の前記第１流体出口は前記第１熱交換器に接続され、前記装置の前記第２流体出口は前記第２熱交換器に接続される。

本発明の別の態様によれば、２つの熱交換器は、同一の熱拡散部品に組み込まれる。

本発明の更なる目標は、上述の電気加熱装置の内部の流体の温度を管理するための方法である。

本発明によれば、前記方法は、
‐各加熱素子の温度を測定するステップと；
‐対応する前記加熱素子の温度を表す少なくとも１つの電気情報を送信するステップと；
‐流体の温度を前記装置の各出口において測定するステップと；
‐前記装置の各出口における流体の温度を表す少なくとも１つの電気情報を送信するステップと；
‐各加熱素子に対して、前記加熱素子及び前記少なくとも１つの出口の温度情報に応じて、前記加熱素子を制御する及び／又は給電するための信号を決定し、これにより前記加熱装置の内部の流体の温度を調整するステップと；
を備える。

より具体的には、
‐各第１温度センサが、対応する加熱素子の温度を測定し；
‐各第１温度センサが、対応する前記加熱素子の前記温度を表す少なくとも１つの電気情報を、前記制御モジュールに送信し；
‐各第２温度センサが、流体の温度を、前記装置の少なくとも１つの対応する出口において測定し；
‐各第２温度センサが、前記装置の前記少なくとも１つの出口における流体の前記温度を表す少なくとも１つの電気情報を、前記制御モジュールに送信し；
‐前記制御モジュールが、各加熱素子に対して、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記温度情報に応じて、前記加熱素子を制御する及び／又は給電するための信号を決定し、これにより前記加熱装置の内部の流体の温度を調整する。

したがって、温度は車両ネットワークではなく、加熱装置の内部で直接管理される。

前記方法は、以下の特徴を別個に又は組み合わせて更に備え得る。
‐前記方法は、第１温度センサによって測定された温度と閾値温度とを比較するステップを備える；
‐前記方法は、第２温度センサによって測定された温度と加熱設定値とを比較するステップを備える；
‐前記方法は、前記制御モジュールが、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記温度情報に応じて、どの加熱素子をオンにすべきかを決定するステップを備える；
‐前記制御モジュールは、少なくとも１つのマイクロコントローラと、各加熱素子に対する少なくとも１つの供給スイッチと、を備え、前記マイクロコントローラは、各供給スイッチを制御して対応する前記加熱素子をオンにする、又はオフにする。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面を参照しつつ非限定的な例として挙げる以下の説明を読むことでより明確になるであろう。

第１実施形態による電気加熱装置の斜視図。 第１実施形態による電気加熱装置に収容された伝熱液体を加熱するための方法のブロック図。 電気加熱装置用の温度センサの第１の例の斜視図。 電気加熱装置用の温度センサの第２の例の斜視図。 電気加熱装置用の温度センサの第３の例の斜視図。 電気加熱装置にモールド成形されるように構成された温度センサの第１の例を示す図。 電気加熱装置にモールド成形されるように構成された温度センサの第２の例を示す図。 斜視図で示された第２実施形態による電気加熱装置を備えるとともに、単一部品内で結合された２つのラジエータを備えた加熱回路の概略図。 第２実施形態による電気加熱装置に収容された伝熱液体を加熱するための方法のブロック図。

これらの図面おいて、実質的に同一の要素には、同じ参照符号を使用する。

以下の実施形態は一例である。説明が単数又は複数の実施形態に言及しているとしても、これは、各参照が同じ実施形態に関連すること、又は特徴が単一の実施形態にのみ適用可能であることを必ずしも意味しない。他の実施形態を提供するように、様々な実施形態の単純な特徴を組み合わせること、又は交換することが可能である。

説明において、例えば、第１要素又は第２要素等のいくつかの要素に順序が付される。本例において、これは、類似しているが同一ではない要素を区別して表すための単純な順序付けである。このような順序付けは、ある要素の他の要素に対する優先順位を意味するものではなく、このような名称は本説明の範囲から逸脱することなく容易に交換可能である。この順序付けは、時間的順序を意味するものでもない。

図１を参照すると、本発明は、特に暖房及び／又は空調ユニットための自動車両用の加熱回路の電気式流体加熱装置に関する。
装置及び加熱回路

第１実施形態
図１は、暖房及び／又は空調ユニットのための自動車用の電気式流体加熱装置１の第１実施形態を示す。

電気加熱装置１は、例えば、電気自動車の内部を加熱するための水加熱回路内を循環する水等の伝熱液体を加熱するための追加の加熱装置である。

本明細書において、電気加熱装置１はをヒータ１とも称する。電気ラジエータも参照する。本明細書の他の部分では、伝熱液体について言及する。当然ながら、本発明は、他のいかなる流体にも適用され得る。

図示のヒータ１は、入口ケーシング３と出口ケーシング４とを備える。特に、ヒータ１は、入口ケーシング３と、入口ケーシング３を覆う出口ケーシング４とを備えるハウジング２を備える。

入口ケーシング３は、内部空間を規定する。この内部空間内に、電気及び／又は電子部品が装着され得る、例えばパワーエレクトロニクスボードに結合され得る。

この入口ケーシング３は、電力及び制御ケーブル入力部６と、少なくとも１つの伝熱液体入口又は注入口７とを備える。入口７は、例えば突起として入口ケーシング３に配置された入口管７の形態で作製され得る。

ハウジング２の入口ケーシング３は、一面が開放した本体又はベース８と、本体又はベース８を閉鎖して、この本体８と一体となって電気及び／又は電子部品を収納する内部空間を規定するカバー９とから形成され得る。カバー９は、全体として実質的に平坦な形状を有し得る。

入口７を介して受容された伝熱液体は、ハウジング２の出口ケーシング４に向けてチャネル（図示せず）によって案内され、そこで加熱されることが意図されている。

電気及び／又は電子部品が装着された内部空間は、当然に、伝熱液体が通過することが意図されているチャネル（図示せず）から完全に分離されて隔離されている。

ハウジング２の出口ケーシング４は、入口ケーシング３に密封可能に固着されることによって入口ケーシング３を覆っており、これにより、入口７を介して受容された伝熱液体は、出口ケーシング４に案内される。したがって、入口ケーシング３の入口７を介して流入した伝熱液体は、排出前に出口ケーシング４で加熱されるように、出口ケーシング４に向けて送られる。

伝熱液体を排出することを可能にするように、出口ケーシング４は、少なくとも１つの伝熱液体出口１１を有する。図示例によれば、伝熱液体出口１１は、例えば突起として出口ケーシング４に配置された出口管１１の形態で作製されている。出口管１１は、水加熱回路等の伝熱液体回路に接続されることが意図されている。

この出口ケーシング４は、例えばジュール効果による単数又は複数の加熱素子１３（図２参照）を含む。特に、単数又は複数の加熱素子１３は、発熱抵抗体等の、流体を加熱するための少なくとも１つの電気的手段を備える。

本例において、ヒータ１は、単数又は複数の加熱素子１３のための制御モジュール１５又は電子制御モジュール１５を備える。図１及び２を参照すると、ヒータ１は、車両の電源及び制御モジュール１５に接続されたケーブル６を介して制御されるとともに給電される。

制御モジュール１５は、ヒータ１が設けられた自動車両の中央ユニット（図示せず）に、単数又は複数の電気通信ワイヤを介して接続されている。この中央ユニット（図示せず）は、矢印Ｆ１によって概略的に示されるように、特に電力消費制限情報を制御モジュール１５に送信することができる。また、中央ユニット（図示せず）は、加熱設定値Ｃを制御モジュール１５に送信することができる。

更に、制御モジュール１５は、制御信号を加熱素子１３に送信するように構成されている。非限定的な例として、制御信号は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）として知られるパルス幅変調を伴う周期的制御信号を含み得る。作動電力は、ＰＷＭ信号のデューティサイクルによって伝達され得る。このデューティサイクルは、ハイ状態における保持時間とＰＷＭ信号の周期との比によって定義される。

制御モジュール１５は、入口ケーシング３の内部空間に装着された電気及び／又は電子部品を備える。一例として、制御モジュール１５は、少なくとも１つの供給スイッチ１７を備え得る。例えば、供給スイッチ１７は、加熱素子１３への給電を許可する又は阻止することができる電力トランジスタである。供給スイッチ１７は、特にその開放及び／又は閉鎖が、特にマイクロコントローラを備える制御回路１９によって制御され得る。

制御モジュール１５の電気及び／又は電子部品は、印刷回路基板（ＰＣＢ）等の電気回路支持体（図示せず）に装着され得る。

また、制御モジュール１５は、後述のように、測定信号を利用するための少なくとも１つの手段を備える。

更に、ヒータ１は、単数又は複数の加熱素子１３の温度を測定するように配置された少なくとも１つの第１温度センサ２１を備える。第１温度センサ２１は、サーミスタ等の感温素子を備え得る。特に、第１温度センサ２１は、「ＮＴＣ」（負温度係数）と略される負温度係数サーミスタ、すなわち抵抗が温度と共に一様に減少するものを含み得る。単数又は複数の第１温度センサ２１は、例えば接合又はろう付けによって、例えば対応する加熱素子１３の外面に固定されることによって、対応する加熱素子１３に直接配置される。

また、伝熱液体の温度を出口１１において測定するように構成された少なくとも１つの第２温度センサ２３が設けられる。第１温度センサ２１と同様に、例えば真鍮製である第２温度センサ２１は、サーミスタ等の感温素子を備え得る。特に、感温素子は、負温度係数サーミスタである。

再び図１を参照すると、第２温度センサ２３は、第２温度センサ２３を概略的に示すブロックの実線の輪郭によって概略的に示されるように出口管１１の外面に固定され得る。変形形態として、第２温度センサ２３は、第２温度センサ２３を概略的に示すブロックの破線によって概略的に示されるように出口ケーシング４において出口管１１の近傍に固定され得る。

有利には、第２温度センサ２３は、ヒータ１の動作中に、サーミスタがヒータ１の出口において液体に浸漬されるように配置される。

温度センサ、より具体的には第２温度センサ２３の例を図３ａ乃至３ｃ、４及び５に示す。

図３ａ乃至３ｃの例では、第２温度センサ２３は、サーミスタを収容する保護ケーシング２５を備える。保護ケーシング２５は、有利には、高温に耐性を有し且つ非常に良好な熱伝導性を示す金属材料から少なくとも部分的に製造される。非限定的な例として、非網羅的な態様において、５０Ｗ．ｍ^−１．Ｋ^−１より大きい、好適には１００Ｗ．ｍ^−１．Ｋ^−１乃至３００Ｗ．ｍ^−１．Ｋ^−１程度、更には３００Ｗ．ｍ^−１．Ｋ^−１より大きい熱伝導率を有する金属材料を挙げることができる。例えば、これは、銅又は真鍮タイプの金属材料が含む。

更に、非限定的な例として、各ケーシング２５は、温度が決定されるべき環境を規定する入口１１の外壁に固定システム２７を備え得る。非限定的な態様において、例えば、これは、図３ａ乃至３ｃに示されるように、ねじ留めシステム等の締め付けによる固定システム、又は出口ケーシング４に固定されたクランプを利用する固定システムを含む。

電気情報を制御モジュール１５に送ることを目的として、サーミスタに接続された電線と電線３１、３３（図２参照）とを接続するための接続端子２９が設けられ得る。

変形形態として、第２温度センサ２３は、ヒータ１に直接モールド成形され得る。より具体的には、出口ケーシング４において出口管１１の近傍又はこれに直接モールド成形され得る。この場合、図４及び５に示す第２温度センサ２３のサーミスタ２３１及びワイヤ２３２が、図３ａ乃至３ｃを参照して前述した保護ケーシング２５を必要とすることなく、出口ケーシング４に直接モールド成形され得る、例えば、出口管１１に直接又はその近傍にモールド成形され得る。

更に、単一の絶縁層２３３（図４）及び二重絶縁層２３５（図５）についても同様に設けることができる。

再び図２を参照すると、制御モジュール１５は、第１温度センサ２１及び第２温度センサ２３によってそれぞれ測定された温度Ｔ_２１及びＴ_２３を表す情報を受信することができる。制御モジュール１５は、加熱設定値Ｃ及び第１温度センサ２１及び第２温度センサ２３によってそれぞれ測定された温度Ｔ_２１及びＴ_２３に応じて、単数又は複数の加熱素子１３への給電を制御するとともにこの制御を修正することができる。

より具体的には、制御モジュール１５は、液体の温度を調整するように、第１及び第２温度センサ２１、２３によってそれぞれ測定された温度Ｔ_２１及びＴ_２３に応じて、加熱素子１３の制御を適合させ得る。この温度調整は、加熱装置１の内部で実施されるものであって、加熱設定値Ｃを送信した自動車両の中央ユニット（図示せず）では実施されない。

この目的のために、各第１温度センサ及び各第２センサ２３は、制御モジュール１５に、サーミスタの抵抗、ひいては測定温度Ｔ_２１及びＴ_２３を表す情報を送信するための少なくとも１つの手段を備え得る。記載例では、各温度センサ２１、２３、特にそのサーミスタは、矢印３１及び３３で概略的に示される電線を介して、制御モジュール１５の少なくとも１つの処理手段に接続されている。これらの電線により、サーミスタの抵抗、ひいては温度センサ２１、２３のサーミスタによって測定された温度Ｔ_２１及びＴ_２３を表す電気情報を送ることができる。

したがって、制御モジュール１５は、温度センサ２１及び２３から生じた情報を利用するように構成されるとともに、温度情報に応じて加熱素子に対してコマンドを生成してヒータ１の内部の流体の温度を調整するように構成された少なくとも１つの処理手段を備えている。

より具体的には、制御モジュール１５は、第１温度センサ２１から生じる測定信号を受信して利用するための少なくとも１つの処理手段を備える。これは、制御モジュール１５の制御回路１９の処理手段を含み得る。第１温度センサ２１、特にそのサーミスタは、矢印３１で概略的に示す電線を介して、制御回路１９の処理手段に接続されている。処理手段は、この情報に基づいて、ある事象、より詳細には、例えば加熱素子１３の過熱等の不具合を検出することができる。例えば、過度の温度すなわち過熱が検出された場合、制御回路１９は、不具合のある加熱素子１３、すなわち本例において過熱した加熱素子１３をオフにするための信号を対応する供給スイッチ１７に送信するための少なくとも１つの制御手段を備えている。

更に、制御モジュール１５は、第２温度センサ２３から生じる測定信号を受信して利用するための少なくとも１つの処理手段を備える。第２温度センサ２３、特にそのサーミスタは、矢印３３で概略的に示す電線を介して、この処理手段に接続されている。これは、制御モジュール１５のコンパレータ３５の処理手段を含み得る。この場合、加熱設定値Ｃは、コンパレータ３５の第１入力部で受信され得る。そして、第２温度センサ２３のサーミスタの抵抗、ひいては測定温度Ｔ_２３を表す電気情報は、コンパレータ３５の第２入力部で受信され得るとともに、加熱設定値Ｃと比較され得る。コンパレータ３５の第１入力部は正入力部とすることができ、コンパレータ３５の第２入力部は負入力部とすることができる。

コンパレータ３５は、この比較結果を送信するための少なくとも１つの手段を備え得る。

比較結果は、制御回路１９の少なくとも１つの受信手段に送信され得る。この比較結果に応じて、制御回路１９の少なくとも１つの制御手段が、加熱素子１３を制御する及び／又は給電するための信号を決定して生成し得る。

特に、この信号は、加熱設定値Ｃの値とヒータ１の出口１１で測定された伝熱液体の温度の実効値との想定され得る差を考慮した、単数又は複数の加熱素子１３に投入すべき電力に関する少なくとも１つの情報を含み得る。

したがって、ＰＷＭ制御信号の場合、第１及び第２温度センサ２１、２３によって測定された温度Ｔ_２１及びＴ_２３を考慮することにより、ヒータ１の出口１１において加熱設定値Ｃに到達することを目的として、制御回路１９は、非限定的な例として、特に変調割合、デューティサイクル、更に又はオンにすべき加熱素子１３の個数を決定する。本例において、制御回路１９によって送信される制御及び／又は給電信号は、少なくとも１つのパルス幅変調ＰＷＭ情報を含む。

このような制御信号の修正は、自動車両の中央ユニット（図示せず）ではなく、ヒータ１の内部で直接実施される。

有利には、伝熱液体の温度管理を最適化するように、制御回路１９は、熱慣性、熱容量、及び単数又は複数の加熱素子１３の他の特徴や流体の熱的特徴も考慮に入れることができる。

第２実施形態
第２実施形態を図６及び７に示す。この第２実施形態は、伝熱液体用の単一の入口又は注入口７を備える電気ヒータ１が、互いに離間した第１流体出口１２ａ及び第２流体出口１２ｂを備える点で、第１実施形態と異なる。

この第２実施形態によれば、図６に概略的に示す加熱回路１００に対して、同一の部品１０２、例えば熱拡散部品１０２が設けられ、加熱と、加熱回路１００の別個のラジエータ等の第１及び第２熱交換器１０３、１０４に向かって案内される伝熱液体の熱の分配が共同して提供されるようになっている。

これにより、２つの設定温度Ｃａ及びＣｂ（図７）に従って、自動車両の内部の２つの別個の領域、例えば内部の左側部分と右側部分、或いは車両の前部分及び左側部分を調整することが可能となる。

より具体的には、２つの別個のラジエータ１０３及び１０４によって、この加熱回路１００（図６）が設けられた自動車両の内部の左側部分と右側部分とに向かってそれぞれ熱が拡散される。

変形実施形態として又は更に、２つの別個の加熱ループを設けることができる。一方は、内部を加熱するための加熱ループであり、他方のループは、例えば非制限的な例として、床暖房が加熱されることを可能にする、又は車両のバッテリが調整されることを可能にする。この場合、第１熱交換器１０３は第１ループ内に配置されて、第１設定値Ｃａに従って内部を加熱可能である。一方、第２熱交換器１０４は、、第２設定値Ｃｂに従って、例えば、床暖房を加熱するように、又はバッテリを調整するように第２ループ内に配置され得る。

この代替実施形態によれば、２つのラジエータ１０３及び１０４は、必ずしも両方が内部の加熱に専用である必要はない。

各ラジエータ１０３、１０４は、それぞれに固有の入口を備え、これらの入口をそれぞれ１０６、１０７で示す。これら２つのラジエータ１０３、１０４の出口は、合併して同一の出口となっており、これを１０８で示す。

ヒータ１の出口１２ａ及び１２ｂは、ラジエータ１０３の入口１０６、及びラジエータ１０４の入口１０７に接続される。

一方で、ラジエータ出口１０３及び１０４を結合する部品１０２の出口１０８は、ヒータ１の入口７に接続され得る。必要に応じて、回路の図示しない他の部品を、ラジエータの出口１０８とヒータの入口７との間に配置することができる。

ヒータ１は、入口７で受け取った伝熱液体を加熱するとともに、その第１出口２１ａに向けて案内される液体の一部と、その第２出口１２ｂに向けて案内される液体の別の一部とに、制御された態様で熱加熱力を分配するように構成されている。換言すれば、このヒータ１は、第２の出口１２ｂに送出する伝熱液体の第２温度とは異なる第１温度において、伝熱液体を第１出口１２ａに送出することができる。

図７の例において、ヒータ１は、出口ケーシング４の内部に、例えばジュール効果による少なくとも１つの第１及び少なくとも１つの第２加熱素子１３ａ、１３ｂを備える。加熱素子１３ａ、１３ｂは、それぞれ図６に示す第１及び第２ラジエータ１０３、１０４に対応付けられている。

第１加熱素子１３ａは、第１出口１２ａに接続されるとともに、第１出口１２ａを通過して流れることが意図された伝熱液体の一部を、第１温度まで電気的に加熱するように構成されている。

第２加熱要素１３ｂは、第２出口１２ｂに接続されるとともに、第２出口１２ｂを通過して流れることが意図された伝熱液体の一部を、第２温度まで電気的に加熱するように構成されている。

第２実施形態によれば、ヒータ１の作動中に、入口７を経由して入口ケーシング３に入った伝熱液体は、２つのチャネル（図示せず）に流入し、２つの別個の液体流を形成する。これら２つの液体流は、加熱素子１３ａ又は１３ｂをそれぞれ通過し、第１温度及びこの第１温度とは異なる第２温度になるように別個に加熱される。図６及び７を参照すると、第１加熱素子１３ａにより加熱された液体は、第１ラジエータ１３ａに供給されるように、第１出口１２ａに向かって排出される。一方、第２加熱素子１３ｂにより加熱された液体は、第２ラジエータ１３ｂに供給されるように、第２出口１２ｂに向かって排出される。

前述ように、第１実施形態によれば、ヒータ１は制御モジュール１５を備えている。

この制御モジュール１５は、これら２つの加熱素子１３ａ、１３ｂに、電力及びケーブル６（図６参照）で受信した制御指令を供給する。

特に、再び図７を参照すると、制御モジュール１５は、２つの供給スイッチ１７ａ及び１７ｂを制御するように構成された制御回路１９を備え得る。供給スイッチ１７ａ及び１７ｂは、それぞれ加熱素子１３ａ、１３ｂに専用のものとして対応付けられ、これにより、制御回路１９が受信した制御指令に従って、２つの加熱素子１３ａ及び１３ｂに異なる電力を供給するようになっている。

この目的のために、加熱素子１３ａ、１３ｂと同数の供給スイッチ１７ａ、１７ｂを設ける。本例において、２つの供給スイッチ１７ａ、１７ｂが設けられている。

更に、第１温度センサ２１ａ、２１ｂも各加熱素子１３ａ、１３ｂに設けられ、第２温度センサ２３ａ、２３ｂも各流体出口１２ａ、１２ｂに設けられる。

制御モジュール１５は、２つの加熱設定値Ｃａ、ｃｂと、第１温度センサ２１ａ及び２１ｂによって測定された温度Ｔ_２１ａ、Ｔ_２１ｂと、第２温度センサ２３ａ及び２３ｂによって測定された温度Ｔ_２３ａ、Ｔ_２３ｂとに応じて、２つの加熱素子１３ａ、１３ｂへの給電を制御することができる。

第１実施形態と同様に、加熱素子１３ａ、１３ｂに対応付けられた各第１温度センサ２１ａ、２１ｂは、例えば制御回路１９の少なくとも１つの処理手段に接続されている。処理手段は、矢印３１ａ、３１ｂで概略的に示す電線を介して測定信号を受信して利用するように構成されている。これらの電線により、第１温度センサ２１ａ及び２１ｂによって測定された温度Ｔ_２１ａ、Ｔ_２１ｂを表す電気情報が送られることが可能となっている。

同様に、出口１２ａ、１２ｂに対応付けられた各第２温度センサ２３ａ、２３ｂは、測定信号を受信して利用するための少なくとも１つの処理手段に接続されている。これは、例えば、矢印３３ａ、３３ｂで概略的に示す電線を介して接続されたコンパレータ３５ａ、３５ｂの処理手段を含む。これらの電線により、第２温度センサ２３ａ及び２３ｂによって測定された温度Ｔ_２３ａ、Ｔ_２３ｂを表す電気情報が送られることが可能となっている。

本例において、
‐第１加熱設定値Ｃａが、第１コンパレータ３５ａの第１入口において受信され得る；
‐ヒータ１の第１出口１２ａに対応付けられた第２温度センサ２３ａのサーミスタの抵抗、ひいては測定温度Ｔ_２３ａを表す電気情報が第１コンパレータ３５ａの第２入口において受信され得るとともに、第１加熱設定値Ｃａと比較され得る。

この比較結果に応じて、制御回路１９の少なくとも１つの処理手段は、第１加熱素子１３ａを制御及び／又は給電するための信号を決定又は適合させることができる。特に、この信号は、第１加熱設定値Ｃａの値とヒータ１の第１出口１２ａで測定された伝熱液体の温度の実効値との間の想定され得る差を考慮した、第１加熱素子１３ａに投入すべき電力に関する少なくとも１つの情報を含み得る。

同様に、
‐第２加熱設定値Ｃｂが、第２コンパレータ３５ｂの第１入口において受信され得る；
‐ヒータ１の第２出口１２ｂに対応付けられた第２温度センサ２３ｂのサーミスタの抵抗、ひいては測定温度Ｔ_２３ｂを表す電気情報が第２コンパレータ３５ｂの第２入口において受信され得るとともに、第２加熱設定値Ｃｂと比較され得る。

この比較結果に応じて、制御回路１９の少なくとも１つの処理手段は、第２加熱素子１３ｂを制御及び／又は給電するための信号を決定又は適合させることができる。特に、この信号は、第２加熱設定値Ｃｂの値とヒータ１の第２出口１２ｂで測定された伝熱液体の温度の実効値との間の想定され得る差を考慮した、第２加熱素子１３ｂに投入すべき電力に関する少なくとも１つの情報を含み得る。

したがって、制御モジュール１５は、各加熱設定値Ｃａ、Ｃｂと、第１温度センサ２１ａ、２１ｂによって測定された温度Ｔ_２１ａ、Ｔ_２１ｂと、第２温度センサ２３ａ、２３ｂによって測定された温度Ｔ_２３ａ、Ｔ_２３ｂとに応じて、各加熱素子１３ａ、１３ｂへの給電を制御するとともにこの制御を修正することができる。

方法
ここで、図２及び７を参照して、前述のようにヒータ１の内部の伝熱液体等の流体の温度を管理するための方法を説明する。

本方法は、各加熱素子１３又は１３ａ、１３ｂの温度Ｔ_２１又はＴ_２１ａ、Ｔ_２１ｂを測定するステップを備える。このステップは、加熱素子１３又は１３ａ、１３ｂに対応付けられた各第１温度センサ２１又は２１ａ、２１ｂにより実施される。

測定の完了後、本方法は、対応する加熱素子１３又は１３ａ、１３ｂの温度を表す少なくとも１つの電気情報を制御モジュール１５に送信する又は伝達するステップを備える。

また、本方法は、第１実施形態（図２）によれば、液体の温度Ｔ_２３をヒータ１の出口１１において測定するステップ、又は第２実施形態（図７）によれば、Ｔ_２３ａ、Ｔ_２３ｂを各出口１２ａ、１２ｂにおいて測定するステップを備える。この測定は、第１温度センサ２３により、又は各第２温度センサ２３ａ、２３ｂにより実施され得る。

この測定ステップに続いて、流体の出口１１における温度Ｔ_２３、又は流体の各出口１２ａ、１２ｂにおけるＴ_２３ａ、Ｔ_２３ｂを表す少なくとも１つの電気情報を送信又は伝達するステップが実施される。

この情報を受信すると、制御モジュール１５は、各加熱素子１３又は１３ａ、１３ｂについて、加熱素子１３又は各加熱素子１３ａ、１３ｂを制御及び／又は給電するための信号を決定する。このような信号は、第１実施形態によれば、第１及び第２温度センサ２１及び２３の温度情報に応じて決定される。或いは、第２実施形態によれば、このような情報は、第１加熱素子１３ａについては第１及び第２温度センサ２１ａ及び２３ａの温度情報に応じて決定され、第２加熱素子１３ｂについては第１及び第２温度センサ２３ａ及び２３ｂの温度情報に応じて決定される。このようにして、同一ヒータ１の内部における液体の温度が調整される。

有利には、本方法は、第１センサ２１又は２１ａ、２１ｂによって測定された温度Ｔ_２１又はＴ_２１ａ、Ｔ_２１ｂと閾値温度とを比較するステップを備える。選択された閾値温度は、過熱に相当する過剰な温度、又は対応する加熱素子１３、１３ａ、１３ｂの過熱をもたらす危険のある過剰な温度を表す。

好適には、本ステップは、第１実施形態によれば、第２センサ２３によって測定された温度Ｔ_２３と加熱設定値Ｃとを比較するステップを備える。第２実施形態によるヒータ１では、本方法は、それぞれ第２センサ２３ａ、２３ｂによって測定された温度Ｔ_２３ａ、Ｔ_２３ｂとそれぞれ対応する加熱設定値Ｃａ及びＣｂとを比較するステップを備える。

更に、本方法は、いずれの実施形態よるヒータ１の制御モジュール１５が、第１及び第２温度センサ２１、２３、又は２１ａ、２３ａ及び２１ａ、２１ｂの温度情報に応じて、どの加熱素子１３；１３ａ、１３ｂをオンにすべきかを決定するステップを備え得る。最後に、制御モジュールのマイクロコントローラは、各供給スイッチ１７；１７ａ、１７ｂを制御して、対応する加熱素子１３；１３ａ、１３ｂをオンにする、又はオフにすることができる。

当然ながら、本方法のステップのうちの少なくともいくつかの順序は逆にすることができる。

したがって、ヒータ１の出口１１又は各出口１２ａ、１２ｂで単数又は複数の第２温度センサ２３；２３ａ、２３ｂを使用することにより、設定値Ｃ；Ｃａ、Ｃｂは到達すべきターゲットとなり得る。また、ヒータ１の１つの出口又は各出口１１；１２ａ、１２ｂで測定された液体の温度に応じて、各加熱素子１３；１３ａ、１３ｂの制御は、ヒータ１の制御モジュール１５によって直接適合されて制御され得る。

これにより、自動車両製造業者にとり、伝熱液体の加熱の管理が簡単になる。

更に、この情報を、過熱の危険性を抑えるために、単数又は複数の第１温度センサ２１；２１ａ、２１ｂによって測定された温度の情報に相関させる。

本明細書では、電気自動車又はハイブリッド自動車の内部を加熱するために、水等の伝熱液体を加熱するための回路に接続されることが意図された電気加熱装置１の実施形態が記載されている。当然ながら、本発明による電気加熱装置１は、他の任意のループ、又は自動車両の他の任意の加熱及び／又は空調ユニットに接続することができる。

Claims (15)

1. 自動車両用の電気式流体加熱装置（１）であって、
   ‐前記電気式流体加熱装置（１）の少なくとも１つの流体入口（７）であって、自動車両の伝熱液体回路に接続される流体入口（７）と、；
   ‐前記電気式流体加熱装置（１）の少なくとも１つの流体出口（１１；１２ａ、１２ｂ）であって、前記伝熱液体回路に接続される流体出口（１１；１２ａ、１２ｂ）と；
   ‐流体を電気的に加熱するための少なくとも１つの加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）と；
   ‐前記少なくとも１つの加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）の温度を測定するように配置された少なくとも１つの第１温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ）と；
   ‐前記少なくとも１つの加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）用の制御モジュール（１５）と；
   を備える電気式流体加熱装置（１）において、
   ‐前記装置（１）は、前記装置（１）の流体出口（１１；１２ａ、１２ｂ）において前記装置（１）の外部に延出する出口管に配置され、又は、前記出口管の近傍に配置されて、前記流体の温度を測定するように配置された少なくとも１つの第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）を更に備え、
   ‐前記制御モジュール（１５）は、
   ・前記第１温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ）及び前記第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）の温度情報（Ｔ２１；Ｔ２１ａ、Ｔ２１ｂ、Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）を利用し、且つ、
   ・前記第１温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ）及び前記第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）の前記温度情報（Ｔ２１；Ｔ２１ａ、Ｔ２１ｂ、Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）に応じて前記少なくとも１つの加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）に対するコマンドを生成して、前記加熱装置（１）の内部の流体の温度を調整する、
   少なくとも１つの制御手段（１７；１７ａ、１７ｂ、１９；３５ａ、３５ｂ）を備える、 ことを特徴とする装置（１）。
2. 前記少なくとも１つの第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）は、前記装置（１）にモールド成形される、
   請求項１に記載の装置（１）。
3. 少なくとも１つの温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ；２３；２３ａ、２３ｂ）は、感温素子（２３１）を備える、
   先行請求項のいずれかに記載の装置（１）。
4. 前記少なくとも１つの第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）の前記感温素子（２３１）は、前記装置（１）の動作中に流体に浸漬されるように配置される、
   請求項３に記載の装置（１）。
5. 前記感温素子（２３１）は、負温度係数サーミスタである、
   請求項３又は４に記載の装置（１）。
6. 前記少なくとも１つの温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ；２３；２３ａ、２３ｂ）の前記感温素子は、前記制御モジュール（１５）に電気的に接続される、
   請求項３乃至５のいずれかに記載の装置（１）。
7. 前記制御モジュール（１５）は、
   ‐第１入口における加熱設定値（Ｃ；Ｃａ、Ｃｂ）を受信するように構成されるとともに、
   ‐前記少なくとも１つの第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）によって測定された前記少なくとも１つの出口（１１；１２ａ、１２ｂ）における流体の温度（Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）を表す電気情報を第２入口において受信するように構成される、 少なくとも１つのコンパレータ（３５；３５ａ、３５ｂ）を備える、
   請求項６に記載の装置（１）。
8. 前記コンパレータ（３５；３５ａ、３５ｂ）は、流体の前記温度（Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）を表す前記電気情報と前記加熱設定値（Ｃ；Ｃａ、Ｃｂ）とを比較するように構成される、
   請求項７に記載の装置（１）。
9. 前記制御モジュール（１５）の少なくとも１つの処理手段（１９）は、流体の前記温度（Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）を表す前記電気情報と前記加熱設定値（Ｃ；Ｃａ、Ｃｂ）との比較の結果に応じて、前記少なくとも１つの加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）を制御する及び／又は給電するための信号を決定するように構成される、
   請求項８に記載の装置（１）。
10. ‐第１流体出口（１２ａ）と；
    ‐第２流体出口（１２ｂ）と；
    ‐前記第１流体出口（１２ａ）に接続される第１加熱素子（１３ａ）であって、前記第１出口（１２ａ）を通過して流れることが意図された伝熱液体の一部を、第１温度まで電気的に加熱するように構成された第１加熱素子（１３ａ）と；
    ‐前記第２流体出口（１２ｂ）に接続される第２加熱素子（１３ｂ）であって、前記第２出口（１２ｂ）を通過して流れることが意図された伝熱液体の別の一部を、第２温度まで電気的に加熱するように構成された第２加熱素子（１３ｂ）と；
    ‐各加熱素子に対する第１対応温度センサであって、対応する前記加熱素子の温度を測定するように配置された第１対応温度センサと；
    ‐各流体出口（１２ａ、１２ｂ）に対する第２対応温度センサ（２３ａ、２３ｂ）であって、流体の温度を対応する前記出口（１２ａ、１２ｂ）において測定するように配置された第２対応温度センサ（２３ａ、２３ｂ）と；
    を備える先行請求項のいずれかに記載の装置（１）。
11. 先行請求項のいずれかに記載の少なくとも１つの電気加熱装置（１）を備える、
    ことを特徴とする車両の内部用の加熱回路（１００）。
12. 前記加熱装置（１）は、請求項１１に記載の加熱装置であって、
    前記回路（１００）は、車両の内部の２つの別個の領域に向かって熱を拡散させるように構成された少なくとも１つの第１熱交換器（１０３）及び少なくとも１つの第２熱交換器（１０４）を更に備え、
    前記装置（１）の前記第１流体出口（１２ａ）は前記第１熱交換器（１０３）に接続され、前記装置（１）の前記第２流体出口（１２ｂ）は前記第２熱交換器（１０４）に接続される、
    請求項１１に記載の加熱回路（１００）。
13. 請求項１乃至１０に記載の電気加熱装置（１）の内部の流体の温度を管理するための方法であって、
    ‐各第１温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ）が、対応する加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）の温度（Ｔ２１；Ｔ２１ａ、Ｔ２１ｂ）を測定するステップと；‐各第１温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ）が、対応する前記加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）の前記温度（Ｔ２１；Ｔ２１ａ、Ｔ２１ｂ）を表す少なくとも１つの電気情報を、前記制御モジュール（１５）に送信するステップと；
    ‐各第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）が、流体の温度（Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）を、前記装置（１）の少なくとも１つの対応する出口（１１；１２ａ、１２ｂ）において測定するステップと；
    ‐各第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）が、前記装置（１）の前記少なくとも１つの出口（１１；１２ａ、１２ｂ）における流体の前記温度（Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）を表す少なくとも１つの電気情報を、前記制御モジュール（１５）に送信するステップと；
    ‐前記制御モジュール（１５）が、各加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）に対して、前記第１温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ）及び前記第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）の前記温度情報（Ｔ２１；Ｔ２１ａ、Ｔ２１ｂ、Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）に応じて、前記加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）を制御する及び／又は給電するための信号を決定するステップと；
    を備えることを特徴とする温度管理方法。
14. 前記制御モジュール（１５）が、前記第１温度センサ（２１；２１ａ、２１ｂ）及び前記第２温度センサ（２３；２３ａ、２３ｂ）の前記温度情報（Ｔ２１；Ｔ２１ａ、Ｔ２１ｂ、Ｔ２３；Ｔ２３ａ、Ｔ２３ｂ）に従って、どの加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）をオンにすべきかを決定するステップを備える、
    請求項１３に記載の温度管理方法。
15. 前記制御モジュール（１５）は、少なくとも１つのマイクロコントローラと、各加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）に対する少なくとも１つの供給スイッチと、を備え、
    前記マイクロコントローラは、各供給スイッチ（１７；１７ａ、１７ｂ）を制御して対応する前記加熱素子（１３；１３ａ、１３ｂ）をオンにする、又はオフにする、
    請求項１４に記載の温度管理方法。

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