JPH0426193B2 - - Google Patents

Description

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

（背景技術） 電気カーペツ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つては、
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）については一般
的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、電気カーペツ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つてい
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、温度信号は抵抗R₉′，R₈′、可変抵抗VR′によ
つて所定の値に分圧された後、コンパレータ
CP₁′によつて所定値と比較が行われ、コンパレ
ータCP₁′の出力でトランジスタTr₁′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AC′とヒータH′間に接続されたリレ
ー接点ry′をオン・オフするようになつている。
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_CC′とコ
ンパレータCP₁′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つた
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ヤンクシヨント
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CP₁′を反転させ、ヒータH′への通
電を再開するようになつている。

ところで、第５図に示す従来の回路ではオフ時
間をカウントするタイマー回路TIM′の設定時間
は設定温度にかかわらず一定であつた。例として
オフ時間を２分にした場合の電気カーペツトの温
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αの如くカーペツ
ト表面温度が高い時は設定されたオフ時間t_OFF内
に冷却される温度幅（カーペツト表面温度におけ
る通電のオン時とオフとの差；オン−オフ幅）
ΔT₁は大きく、βの如くカーペツト表面温度が低
い時は設定されたオフ時間t_OFF内に冷却される温
度幅ΔT₂は小さくなる。すなわち、オフ時間は一
定で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つた。

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
きなかつた。

（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
停止されてからヒータ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、温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
に沿つて説明する。

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。第１
図において、Ｈはヒータユニツトであり、そのヒ
ータH₁の一端はリレー接点ryを介し、他端は電
源スイツチSW₁を介して商用電源ACに接続され
ている。また、ヒータユニツトＨの温度検出電極
S₁の一端はヒータH₁の他端に接続され、温度検
出電極S₁の他端は温度検出部１に接続されるよう
になつている。なお、第２図はヒータユニツト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H₁はヒータ、S₁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R₁，R₂
の直列回路を有し、抵抗R₁，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OP₁の反転入力端子に接続され
ている。また、オペアンプOP₁の非反転入力端子
は抵抗R₅を介してヒータ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OP₁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H₁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S₁には電圧が発生し、こ
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はマイクロコンピユータ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
S₁₁に入力されるようになつている。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S₁₂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VR₁の可動端子が接続されてい
る。マイクロコンピユータM₁の機能および動作
の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つた
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での
時間を変更する手段とをソフトウエア的に実現し
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S₀₁から出力され、リレー駆動部３
に与えられるようになつている。なお、V_DD，
V_SSは電源端子、X₁，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はマイクロコンピユー
タM₁の出力端子S₀₁に抵抗R₈を介して接続される
トランジスタQ₁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ユータM₁内の機能部
分を示したものであり、入力端子S₁₁，S₁₂より入
力した温度信号電圧V_A、温度設定電圧V_Bをデイ
ジタル化し、直流電源V_DD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
高くなつた際にヒータH₁への通電を停止するよ
うに出力端子S₀₁よりリレー駆動部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１５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
クロコンピユータM₁の動作を示すフローチヤー
トである。しかして、ステツプでイニシヤル設
定をした後、ステツプで出力端子S₀₁をハイレ
ベルとしてリレーRyのオン起動を行う。ステツ
プでは可変抵抗VR₁の状態に応じた温度設定電
圧V_B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D_A2とする。また、ス
テツプでは温度信号電圧V_Aを読み込み、Ａ／
Ｄコンバータ１１によりＡ／Ｄ変換して温度信号
値D_A1とする。また、ステツプはオン時間カウ
ント部１４によりオン時間T₁をカウントする。

次いで、ステツプでは温度設定値D_A2と温度
信号値D_A1とを比較部１３により比較してD_A2＞
D_A1（ヒータ温度が設定温度より低い）ならばス
テツプへ進み、D_A2≦D_A1（ヒータ温度が設定温
度と等しいか高い）ならばステツプへ進んで出
力端子S₀₁をローレベルとしてリレーRyをオフさ
せる。次いで、ステツプではヒータH₁へ通電
していたオン時間T₁により、オフ時間設定部１
５において、オン時間T₁が例えば70秒以上の場
合は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150秒からオ
ン時間T₁を差し引いた値、すなわちＴ＝150−T₁
をヒータオフ保持時間Ｔの設定とする。次いで、
ステツプではオフ時間T₂をカウントする。そ
して、ステツプにおいてオフ時間T₂が設定さ
れたヒータオフ保持時間Ｔに到達した時点でステ
ツプへ戻り、ヒータH₁への通電を再開する。

一例として、ヒータH₁へのオン時間T₁が50秒
であつた時のヒータオフ保持時間Ｔは150−50＝
100秒で設定され、ヒータH₁へのオン時間T₁が70
秒であつ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H₁へのオン
時間T₁が200秒であつた場合のヒータオフ保持時
間Ｔは80秒となる。

すなわち、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T₁は一定と
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、本発明にあつては
オン時間T₁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T₁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。よつ
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こ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） 以上のように本発明にあつては、ヒータ温度が
設定温度より高くなつた際に電源からヒータへの
通電を停止し、通電の停止から所定時間後に前記
電源から前記ヒータへの通電を再開する電気暖房
装置において、前記ヒータへの通電が停止するま
での通電時間をカウントする手段と、前記カウン
トした通電時間に応じてオフ時間を設定する手段
と、前記ヒータへの通電が停止してからカウント
した時間が前記オフ時間を越えるまで前記ヒータ
への通電停止を保持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、快適な暖房を行うことができる。

【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
ータユニツトの構成例を示す図、第３図はマイク
ロコンピユータ内の機能部分の構成図、第４図は
マイクロコンピユータの動作を示すフローチヤー
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……ヒータユニツト、H₁……ヒータ、S₁…
…温度検出電極、Ｚ……温度センサ材、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、M₁……マイクロコンピユータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒータ温度が設定温度より高くなつた際に電
   源からヒータへの通電を停止し、通電の停止から
   所定時間後に前記電源から前記ヒータへの通電を
   再開する電気暖房装置において、 前記ヒータへの通電が停止するまでの通電時間
   をカウントする手段と、 前記カウントした通電時間に応じてオフ時間を
   設定する手段と、 前記ヒータへの通電が停止してからカウントし
   た時間が前記オフ時間を越えるまで前記ヒータへ
   の通電停止を保持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 ヒータへの通電時間が所定値を越えた時は前
   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 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。