JPH0197388A - 電気暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は電気カーペット等の電気暖房装置に関するもの
である。

（背景技術） 電気カーペット等の電気暖房装置のオン−オフ制御とし
ては種々の方式が存在するが、ヒータに印加される商用
電源から温度センサに流れる電流を温度信号として利用
した温度制御にあっては、ヒータへの通電が停止した際
に温度信号が消失するため、オフ動作（オン状態からオ
フ状態に移行させる動作）の温度管理は温度センサから
の温度情報に基づき制御を行い、オン動作（オフ状態か
らオン状態に移行させる動作）については−船釣にタイ
マーによる定時間コントロールがなされている。

すなわち、電気カーペット等の電気暖房装置のヒータ温
度が設定温度に達するとヒータへの通電を停止する信号
が発せられ、ヒータへの通電が停止されると共にタイマ
ーがカウントを開始し、設定された時間が経過するとオ
ン投入信号が発せられヒータへの通電が開始されるよう
になっている。

第５図は上述の如きタイマー回路を含む従来の電気暖房
装置の温度制御回路の構成を示したものであり、ＴＩＭ
′がタイマー回路である。図において、潤度信号１よ抵
抗Ｒ９’ＰＲ８’、可変抵抗ＶＲ’ｉこよって所定の値
１ζ分圧された後、コンパレータｃｐ、　’によって所
定値と比較が行われ、コンパレータｃｐ、　’の出力で
）・ランジスタＴｒ、　’を駆動し、そのコレクタ回路
に接続されたリレーＲｙ′を励磁し、商用電源人Ｃ′と
ヒータＨ′間に接続されたリレー接点ｒｙ′をオン・オ
フするようになっている。なお、可変抵抗ＶＲ’を調整
することにより設定温度の変更が行われる。

また、タイマー回路ＴＩＭ’は直流電源Ｖ。０′とコン
パレータｃｐ、　’の出力端子間に設けられており、コ
ンパレータｃｐ１’の出力がローレベルになった際、す
なわちヒータＨ’への通電が停止された際に電源が与え
られて動作を開始し、所定の時間が経過するとプログラ
マブルユニジャンクショントランジスタＰＵＴ’の導通
により抵抗Ｒ６′を介してコンパレータｃｐ、　’を反
転させ、ピークＨ′への通電を再開するようになってい
る。

ところで、第５図に示す従来の回路ではオフ時間をカラ
ンＩ・するタイマー回路ＴＴＭ’の設定時間は設定温度
にかかわらず一定であった。例としてオフ時間を２分に
した場合の電気カーペラ１−の温度制御における温度の
時間的変化を第６図に示すが、室温が２０℃の部屋にお
いてａの如くカーペット表面温度が高い時は設定された
オフ時間ｔ。ＦＦ内に冷却される温度幅（カーペラ）−
表面温度における通電のオン時とオーツ時との差；オン
−オフ幅）八Ｔ１は大きく、βの如くカーペット表面温
度が低い時は設定されたオフ時間ｔＯＦＦ内に冷却され
る温度幅△Ｔ２（よ小さくなる。

すなわち、オフ時間は一定ても設定温度によりオン−オ
フ幅が異なり、暖房感が悪いという欠点があった。

これを解決する手段として、設定するオフ時間を短くす
る方法があるが、オン−オフ開閉頻度が高くなり、ヒー
タへの通電を制御するリレー等の接点寿命に問題があり
、極端に短くすることもできなかった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、ヒータへの通電が停止されてからピ
ークへの通電を再開するまでのオフ時間をヒータへの通
電をするオン時間に応じて可変することにより、湿度幅
をほぼ均一とし、快適な温度制御が行える電気暖房装置
を提供することにある。

（発明の開示） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図に沿って
説明する。

第１図は本発明の電気暖房装置にかかる温度制御回路の
一実施例を示す回路構成図である。

−４〜 第１図において、Ｈはヒータユニットであり、そのヒー
タＨ３の一端はリレー接点ｒｙを介し、他端は電源スイ
ッチＳＷ、を介して商用電源ＡＣに接続されている。ま
た、ヒータユニットＩ］の高度検出型ｇｓ、の一端はヒ
ータＨ１の他端に接続され、温度検出電極Ｓ、の他端は
温度検出部１に接続されるようになっている。なお、第
２図はヒータユニットＨの構成例を示したものであり、
（イ）〜（ハ）は平面状に構成した例、（ニ）はワイヤ
ー状に構成した例である。第２図においてＨｌはヒータ
、Ｓｌは温度検出電極、Ｚは有機半導体の如き負の温度
−インピーダンス特性を有する温度センサ材、ａは反射
電極、ｂは芯材、Ｃは絶縁被覆である。

第１図に戻り他の構成を説明すると、温度検出部１はヒ
ータＨ１と並列に接続された抵抗Ｒ０゜Ｒ２の直列回路
を有し、抵抗Ｒ，，Ｒ２の接続点に温度検出電極Ｓ１が
接続され、この接続点は抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯ
Ｐ、の反転入力端子に接続されている。また、オペアン
プＯＰ、の非反転入力端子は抵抗Ｒ５を介してと−タＨ
の他端に接続されると共に、抵抗Ｒ４を介して自己の出
力端子に接続されている。そして、オペアンプＯＰ、の
出力端子にはダイオードＤ１のアノードが接続され、そ
のカソードはコンデンサＣ１，抵抗Ｒ６を介してヒータ
Ｈ１の他端に接続されると共に、温度検出部１の出力と
して制御部２に接続されている。

しかして、ヒータＨ１に通電されている時には、ヒータ
Ｈ，から温度センサ材Ｚを介して流入する電流により温
度検出電極Ｓ、には電圧が発生し、乙の電圧はオペアン
プＯＰ１で増幅され、ダイオードＤ１．コンデンサＣ１
で整流されて、制御部２にヒータ温度を示す温度信号と
して入力される。

次いで、制御部２ばマイクロコンピュータＭ１を主たる
構成要素としており、温度検出部１の出力であるヒータ
温度を示す温度信号は入力端子Ｓ１．に入力されるよう
になっている。また、ユーザにより調整される設定温度
に対応した設定温度信号を入力するために入力端子Ｓ１
２が設けられており、直流電源ｖ２と回路アース間に両
端が接続された可変抵抗ＶＲ，の可動端子が接続されて
いる。マイクロコンピュータＭ、の機能および動作の詳
細については後述するが、温度信号に基づくヒータ温度
と設定温度信号に基づく設定温度とを比較し、ヒータ温
度が設定温度より高くなった際にヒータＨ１への通電を
停止させると共に、ヒータＨ１への通電が停止してから
時間コントロールでヒータＨ１への通電を再開させて温
度制御を行う基本的な機能の他に、本発明の主要部であ
る、ヒータＨ１への通電が停止する前のヒータＨ１への
通電時間をカウントする手段と、カウントした通電時間
に応じてヒータＨ１への通電が停止してからヒータＨ１
への通電を再開させるまでの時間を変更する手段とをソ
フトウェア的に実現している。なお、ヒータＨ１への通
電を制御する信号は出力端子Ｓ。、から出力され、リレ
ー駆動部３に与えられるようになっている。

なお、Ｖｏ、、Ｖ、、は電源端子、Ｘｌ、Ｘ２は外付け
される抵抗Ｒ７のための端子である。

次いで、リレー駆動部３はマイクロコンビユニツー ータＭ、の出力端子Ｓ。１に抵抗Ｒ８を介して接続され
るトランジスタＱ、を有し、そのコレクタ回路内にリレ
ーＲｙのリレーコイルが挿入されている。なお、Ｄ２は
リレーコイルに発生するサージを吸収するためのダイオ
ードである。

第３図はマイクロコンピュータＭ１内の機能部分を示し
たものであり、入力端子５ｌｌｊ　Ｓ１２より入力した
温度信号電圧ｖＡ、温度設定電圧ＶＢをディジタル化し
、直流電源Ｖ。０の供給されたＡ／Ｄコンバータ１１．
１２と、Ａ／Ｄコンバータ１１゜１２の出力を比較し、
ヒータ温度が設定温度より高くなった際にヒータＨ１へ
の通電を停止するように出力端子Ｓ。１よｌｌｌ’ｌレ
ー駆動部３を制御する信号を出力する比較部１３と、ヒ
ータＨ１への通電がオンしている時間をカウントするオ
ン時間カウント部１４と、オン時間カウント部１４のカ
ウント値に応じてオフ時間を設定するオフ時間設定部１
５と、ヒータＨ１への通電がオフしてからオフ時間設定
部１５で設定されるオフ時間だけヒータＨ１への通電を
オフに保ち、かつオフ時間経過後にヒータＨ１への通電
を再開させるオフ保持部１６とから構成されている。

第４図は上記の実施例の温度制御にかかるマイクロコン
ピュータＭ、の動作を示すフローチャートである。しか
して、ステップ■でイニシャル設定をした後、ステップ
■て出力端子Ｓ。、をハイレベルとしてリレーＲｙのオ
ン起動を行う。

ステップ■では可変抵抗ＶＲ１の状態に応じた温度設定
電圧ＶＢを読み込み、Ａ／Ｄコンバータ１２によりＡ／
Ｄ変換して温度設定値ＤＡ２とする。また、ステップ■
では温度信号電圧ＶＡを読み込み、Ａ／Ｄコンバータ１
１によりＡ／Ｄ変換して温度信号値ＤＡ、とする。また
、ステップ■ではオン時間カウント部１４によりオン時
間Ｔ、をカウントする。

次いで、ステップ■では温度設定値ＤＡ２と温度信号値
ＤＡ１とを比較部１３により比較してＤＡ２＞　ＤＡ、
　（ヒータ温度が設定温度より低い）ならばステップ■
へ進み、ＤＡ２≦ＤＡ、（ヒータ温度が設定温度と等し
いか高い）ならばステップ■へ進んで出力端子Ｓ。１を
ローレベルとしてリレーＲｙをオフさせる。次いで、ス
テップ■でばヒータＨ５へ通電していたオン時間Ｔ、に
よ抄、オフ時間設定部１５において、オン時ｒＩＲＴ、
が例えば７０秒以上の場合１まヒータオフ保持時間Ｔを
例えば８０秒に、またオン時間Ｔ１が７０秒以下の時は
例えば】５０秒からオン時ｒＩＩＪＴ、を差し引いた値
、すなわちＴ−１５０−Ｔ、をヒータオフ保持時間Ｔの
設定とする。

次いで、ステップ■ではオフ時間Ｔ２をカウントする。

そして、ステップ０においてオフ時間Ｔ２が設定された
ビータオフ保持時間Ｔに到達した時点でステップ■へ戻
り、ヒータＨ１への通電を再開する。

一例として、ヒータＨ２へのオン時間Ｔ、が５゜秒であ
った時のヒータオフ保持時間Ｔは１５０−５０＝　１０
０秒で設定され、ヒータＨ１へのオン時間Ｔ１が７０秒
であった時のヒータオフ保持時間Ｔは１５０−７０＝　
８０秒で設定される。また、ヒータＨへのオン時間Ｔ、
が２００秒てあった場合のヒータオフ保持時間Ｔは８０
秒となる。

ずなわち、ヒータＨ１の設定温度が一定でも使用条件に
よりヒータＨ１へのオン時間Ｔ、ば一定とならず、例え
ば使用環境条件として周囲温度の違いを考えた場合、周
囲温度が低い時はヒータＨ１へのオン時間Ｔ１が大にな
り、本発明にあってはオン時間Ｔ、が大になると自動的
にヒータオフ保持時間Ｔが短く設定されるため、電気暖
房装置の表面温度の低下は小さくすむ。また、周囲温度
が高い時はヒータＨ１へのオン時間Ｔ。

が小になり、ヒータオフ保持時間Ｔは長く設定されるが
、周囲温度が高いため表面温度の低下は小さい。よって
、周囲温度により制御の温度幅がほぼ一定となり、快適
さを向上させることができる。加えて、ヒータＨ１への
通電を制御するリレー等の接点の開閉数も少なくおさえ
る乙とができる利点がある。

なお、上記の実施例では具体的な数値を示したが、各数
値は適宜に変更が可能である。

（発明の効果） シ、上のように本発明にあっては、ヒータ温度が設定温
度より高くなった際（こヒータへの通電Ｉ　Ｉ− を停止させろと共に、前記ヒータへの通電が停止してか
ら時間コントロールで前記ヒータへの通電を再開させる
ようにした電気暖房装置において、前記ヒータへの通電
が停止する前の前記ヒータへの通電時間をカウントする
手段と、前記のカウントした通電時間に応じて前記ヒー
タへの通電が停止してから前記ヒータへの通電を再開さ
せるまでの時間を変更する手段とを備えているので、周
囲環境に応じて通電停止時間が変化するため、通電時と
通電停止時との温度差が小さくなり、快適な暖房を行う
乙とがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気暖房装置にかかる温度制御回路の
一実施例を示す回路構成図、第２図はヒータユニットの
構成例を示す図、第３図はマイクロコンピュータ内の機
能部分の構成図、第４図はマイクロコンピュータの動作
を示すフローヂャート、第５図は従来の電気暖房装置に
おける温度制御回路の回路構成図、第６図は温度制御の
状態を示す図である。 Ｈ・・・・ヒータユニット、Ｈｌ　・・・ヒータ、Ｓｌ
・・・温度検出電極、Ｚ・・・砦昌度センサ材、ＡＣ・
・商用電源、Ｒｙ　　・　リレー、ｒｙ・・　リレー接
点、１　・・温度検出部、２・・・制御部、３・・・・
リレー駆動部、Ｍｌ　・・マイクロコンピュータほか１
名

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータ温度が設定温度より高くなった際にヒータ
   への通電を停止させると共に、前記ヒータへの通電が停
   止してから時間コントロールで前記ヒータへの通電を再
   開させるようにした電気暖房装置において、前記ヒータ
   への通電が停止する前の前記ヒータへの通電時間をカウ
   ントする手段と、前記のカウントした通電時間に応じて
   前記ヒータへの通電が停止してから前記ヒータへの通電
   を再開させるまでの時間を変更する手段とを備えてなる
   ことを特徴とした電気暖房装置。
2. （２）ヒータへの通電時間が所定値を超えた時は前記ヒ
   ータへの通電が停止してから前記ヒータへの通電を再開
   させるまでの時間を一定としてなる特許請求の範囲第１
   項記載の電気暖房装置。
3. （３）ヒータへの通電時間と前記ヒータへの通電が停止
   してから前記ヒータへの通電を再開させるまでの時間の
   和を一定としてなる特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の電気暖房装置。