用于控制機(jī)動(dòng)車輛的輔助電加熱設(shè)備的具有正溫度系數(shù)的加熱電阻器的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車輛的輔助電加熱設(shè)備，其旨在當(dāng)車輛的熱機(jī)尚未熱到足夠 提供臨時(shí)的熱貢獻(xiàn)時(shí)確保該熱貢獻(xiàn)。 技術(shù)背景
[0002] 這種輔助加熱設(shè)備被用于例如快速提供熱量，使得在用戶剛剛起動(dòng)車輛時(shí)能夠?yàn)?車輛的窗戶除霧。該設(shè)備包括加熱棒，為安全起見，該加熱棒由具有正溫度系數(shù)的電阻器形 成。
[0003] 具有正溫度系數(shù)的電阻器具有的電阻率在所述電阻器的溫度升高時(shí)升高，這使得 可以在電氣故障的情況下限制加熱的風(fēng)險(xiǎn)或引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。這就是為什么將該類型的電 阻器用于機(jī)動(dòng)車輛加熱系統(tǒng)是有必要的。
[0004] 在事故的情況下，如果這樣的棒保持通電，因?yàn)橛捎谲囕v靜止而造成所述棒不通 風(fēng)，所述棒變熱。該溫度上升引起電阻率的上升，這導(dǎo)致電流強(qiáng)度降低，因此限制電氣故障 的情況下熱事件的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005] 在實(shí)踐中，在事故情況下，保持通電的該類型的加熱棒的溫度上升因此仍是合理 的，這使得可以限制火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。相反地，在事故情況下保持通電的傳統(tǒng)加熱電阻器造成溫 度的明顯上升，這可引起火災(zāi)。
[0006] 基于此，加熱設(shè)備根據(jù)給定的條件而被定規(guī)格，比如每小時(shí)300kg的、冷卻加熱棒 的預(yù)定空氣流，該空氣具有給定溫度，例如〇°C。
[0007]由這樣的設(shè)備產(chǎn)生的熱量的調(diào)節(jié)通過管控電子單元確保，根據(jù)可調(diào)節(jié)的占空比， 該管控電子單元通過交替地為加熱棒通電或斷電來調(diào)節(jié)注入加熱棒中的平均電流的量。為 了調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的熱量，用戶作用于對(duì)占空比的值進(jìn)行調(diào)整的控制器件。
[0008] 然而，這種輔助加熱設(shè)備在極冷情況下造成故障的風(fēng)險(xiǎn)。如果用戶請(qǐng)求以滿負(fù)荷 運(yùn)行同時(shí)外部溫度非常低，經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)電阻器以及管控電子單元的電流的強(qiáng)度可能變 得非常高。這可轉(zhuǎn)化為不同的故障，特別是所述管控電子單元的部件的不可逆劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提出一種解決方案以克服該缺點(diǎn)。
[0010] 為此目的，本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的輔助電加熱設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)加 熱棒，所述加熱棒包括具有正溫度系數(shù)的電阻器，以及根據(jù)可被控制器件調(diào)節(jié)的占空比來 交替地將每個(gè)加熱棒通電和斷電的功率電子級(jí)，其特征在于，所述設(shè)備包括用于限制經(jīng)過 所述功率電子級(jí)的電流的實(shí)際強(qiáng)度的器件，通過測(cè)量經(jīng)過至少一個(gè)加熱棒的峰電流，并通 過比較該測(cè)得的峰電流值與在用于電流占空比的表中讀取的峰電流值，及通過如果該測(cè)得 的峰電流超過在查找表中讀取的峰電流值則降低占空比來限制，在查找表中讀取的峰電流 值對(duì)應(yīng)于針對(duì)相關(guān)占空比的、被控制單元所允許的最大有效電流值。
[0011] 該解決方案使得可以通過進(jìn)行峰電流的測(cè)量來限制控制單元中的有效電流，鑒于 存在于電流信號(hào)中的顯著噪聲水平，該峰電流的測(cè)量比有效電流的測(cè)量更加容易執(zhí)行。
[0012] 本發(fā)明還可包括用于測(cè)量經(jīng)過棒的瞬時(shí)電流的器件以及微控制器，所述微控制器 連接至這些測(cè)量器件，以便周期性地查詢所述器件，以存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于所測(cè)得的峰電流的最大 瞬時(shí)電流值，其中，查詢表存儲(chǔ)于所述微控制器中。
[0013] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明還包括多個(gè)加熱棒，以及用于測(cè)量每個(gè)棒中的瞬時(shí)電流 的器件。
[0014] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明還包括多個(gè)加熱棒，以及用于相移不同加熱棒的通電 和斷電以限制運(yùn)行期間在管控單元中的峰電流的器件。
[0015] 根據(jù)另一變型，本發(fā)明包括三個(gè)加熱棒，以及以三分之一個(gè)周期相移該三個(gè)加熱 棒的通電和斷電的器件。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明的目的是通過降低占空比同時(shí)通過測(cè)量峰電流值及通過使用查找表來將 加熱棒中的有效電流限制在預(yù)定閾值，對(duì)于不同的占空比值，該查找表給出對(duì)應(yīng)于預(yù)定有 效電流閾值的峰電流值。
[0017] 查找表例如基于測(cè)試和在測(cè)試臺(tái)上所進(jìn)行的測(cè)量而建立，其中，根據(jù)多個(gè)占空比 值，設(shè)備的每個(gè)加熱棒被交替地通電或斷電，該測(cè)試臺(tái)裝備有用于以受控方式冷卻所述棒 的器件。
[0018] 電壓是例如13伏的額定直流電壓，通電和斷電頻率是例如20赫茲的低頻率。所選 取的不同的占空比值為例如50 %、60 %、70 %、80 %和90 %。該測(cè)試使得可以對(duì)于每個(gè)占空 比值確認(rèn)所允許的峰電流值，即與管控電子單元所允許的有效電流的預(yù)定閾值(例如111安 培)對(duì)應(yīng)的峰電流值。
[0019] 測(cè)試臺(tái)使得可以測(cè)量經(jīng)過加熱設(shè)備的功率電子單元的有效電流，以及當(dāng)棒被通電 時(shí)在所述棒中產(chǎn)生的峰電流，每個(gè)測(cè)量在例如一系列周期中進(jìn)行。所述峰電流，或涌入電 流，對(duì)應(yīng)于棒通電后的時(shí)刻期間、在電流穩(wěn)定在額定值之前的、在所述棒上產(chǎn)生的電流峰 值。
[0020] 通過例如在20赫茲下應(yīng)用90%的占空比開始，經(jīng)過所述功率電子單元的有效電流 則被測(cè)量。如果有效電流值低于111安培的預(yù)定閾值，控制該測(cè)試臺(tái)以便降低棒的溫度。該 溫度降低減小了棒的電阻，并因此增加了經(jīng)過功率電子單元和每個(gè)棒的有效電流的值。
[0021] 棒的溫度則通過控制其冷卻而被調(diào)節(jié)，直至所測(cè)得的有效電流具有的值與預(yù)定閾 值相對(duì)應(yīng)，即111安培，占空比保持在90 %。當(dāng)棒的溫度引起111安培的有效電流值時(shí)，這在 所述功率電子單元中被穩(wěn)定化，測(cè)試臺(tái)被控制以便在每個(gè)周期測(cè)量每個(gè)棒中的峰電流值， 即所述棒通電之后的時(shí)刻中的最大瞬時(shí)電流值。
[0022]該峰電流值，這里是40.5安培，則與90 %的占空比聯(lián)合被存儲(chǔ)于查找表中，并在棒 中形成與所述功率電子單元所允許的預(yù)定有效電流閾值對(duì)應(yīng)的峰電流值。換言之，如果峰 電流值在90%的占空比下變?yōu)榇笥?0.5安培，在功率電子單元中的有效電流則會(huì)變?yōu)榇笥?111安培的閾值。
[0023]該相同的方案然后在80%的占空比下實(shí)施，并使得可以得出，通過將棒放置于使 所述功率電子單元中有效電流值為111安培的溫度下，則棒中的峰電流值為45.3安培。 [0024]類似地，另外兩個(gè)測(cè)試使得可以確定在70%然后60%的占空比下，當(dāng)在一個(gè)或其 他棒中峰電流值分別為52.3和60.2安培時(shí)，達(dá)到所述功率電子單元中的有效電流的111安 培的預(yù)定閾值。
[0025] 這種測(cè)試因此使得可以建立查找表，對(duì)于每個(gè)占空比值，該查找表給出與功率電 子單元所允許的有效電流閾值相對(duì)應(yīng)的、棒中的峰電流值。這種查找表可基于測(cè)試建立，但 也可還基于部件運(yùn)行的數(shù)字模擬而建立。
[0026] 下表示出了來自這樣的查找表的數(shù)據(jù)，該查找表由針對(duì)在輔助加熱設(shè)備包括三個(gè) 由E所指示的功率電子單元控制的加熱棒1、2、3的情況的上述類型的測(cè)試得到。
[0027]因此，對(duì)于每個(gè)占空比值，Ic、Ic2和Ic