JPH05197433A - 温度制御装置 - Google Patents

温度制御装置

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JPH05197433A
JPH05197433A JP4008339A JP833992A JPH05197433A JP H05197433 A JPH05197433 A JP H05197433A JP 4008339 A JP4008339 A JP 4008339A JP 833992 A JP833992 A JP 833992A JP H05197433 A JPH05197433 A JP H05197433A
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heater
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timer
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Yuuji Yamamoto
融士 山本
Kazutoshi Nagai
和俊 永井
Masafumi Hashimoto
雅文 橋本
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気カーペット、電気毛布などの電気暖房器
具の温度制御装置において、温度検出部の故障判定をし
て、ヒータを停止することにより火災や火傷などの危険
を未然に防止することを目的とする。 【構成】 ヒータ1がオンおよびオフと同時に起動して
一定時間後にタイムアップする第1および第2タイマ1
2、13を設け、これら第1および第2タイマ12、1
3が起動したときの温度検出部2による検出温度を温度
保持部14で保持する。第1タイマ12が起動したとき
の検出温度とタイムアップしたときの検出温度との温度
差と、第2タイマ13が起動したときの検出温度とタイ
ムアップしたときの検出温度の温度差のうち少なくとも
一方の温度差と所定値を判定部15で比較し、温度差が
所定値よりも小さいときにヒータオフ信号を出力する。
判定部15からのヒータオフ信号を検出したとき比較部
4の出力信号にかかわらずヒータ1をオフする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気カーペット、電気
ストーブ、電気毛布などの電気暖房器具の温度制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の温度制御装置は図3に示
すように構成していた。以下、その構成について説明す
る。
【0003】図に示すように、ヒータ1は、電気カーペ
ット、電気ストーブ、電気毛布などの電気暖房器具の熱
源であり、温度検出部2はヒータ1の近傍の温度を検出
し、温度検出信号を発生するもので、通常はサーミスタ
などの感温素子にて電圧値として温度を検出する。温度
設定部3は所望の温度を設定する。比較部4は温度検出
部2の温度検出信号を検出温度として入力し、この検出
温度と温度設定部3の設定温度とを比較する。ヒータ駆
動部5は、ヒータ1を駆動するもので、電気カーペット
のように大電力の温度制御装置ではリレーを用いるのが
一般的である。制御部6は、比較部4の比較により温度
検出部2にて検出した検出温度が温度設定部3にて設定
された設定温度よりも低いとき(検出温度<設定温
度)、ヒータ駆動部5にてヒータ1を駆動する。一旦、
検出温度が設定温度よりも高くなると(検出温度≧設定
温度)制御温度にヒステリシスを設け、リレーのような
ヒータ駆動部5の接点寿命をも考慮して制御している。
【0004】図4は、上記従来の温度制御装置における
時間−温度特性図を示しており、実線は実際の温度を示
し、破線は温度検出部2の検出温度を示している。温度
設定部3にて設定された設定温度に温度検出部2にて検
出された検出温度が到達するとヒータ1をオフする。ヒ
ータ1がオフすると、ヒータ1がオンのときの設定温度
よりも低い温度に設定温度を下げヒステリシスを設けて
いる。
【0005】近年、マイクロコンピュータ(以下、マイ
コンという)技術の発展により、A/D変換器を有する
マイコンが比較的安価で供給されてきており、これら電
気カーペットなどの電気暖房器具にも温度制御に際し、
マイコンのA/D変換器を用いることが多くなってきて
いる。マイコンでA/D変換する場合の代表的な方法と
して逐次変換法がある。例として4ビットの逐次変換法
を図5を参照しながら説明する。
【0006】図に示すように、電圧比較器7は、入力電
圧VI と比較電圧発生器8の電圧V s を比較判定する。
9は4ビットのデータレジスタであり、これらでA/D
変換器10を構成している。A/D変換器10によりA
/D変換された値は格納レジスタ11に一旦格納され、
制御部5にて制御用のA/D変換値となる。
【0007】A/D変換器10の電源電圧を5V、基準
電圧を0Vとすると、比較電圧発生器8はA/D変換器
10の電源電圧の中間電圧である2.5Vが設定され、デ
ータレジスタ9には1000B(2進数、以下、***
*Bは2進数を示す)がまず設定される。つぎに、入力
電圧VI と比較電圧発生器8の電圧Vs が電圧比較器7
により比較され、入力電圧VI が比較電圧発生器8の電
圧Vs 以上(VI ≧V s )のときは、データレジスタ9
の左端のビット(最上位ビット)は”1”のまま操作せ
ずに左端から2番目のビットを”1”(1100B)に
する。また、入力電圧VI が比較電圧発生器8の電圧V
s よりも小さい(VI <Vs )ときは、データレジスタ
3の左端のビット(最上位ビット)を”0”として、左
端から2番目のビットを”1”(0100B)にする。
上記手順を繰り返し、4ビットのデータレジスタ9が決
定され、A/D変換を終了する。
【0008】たとえば、入力電圧VI が3Vのとき前記
逐次変換法を行うと、入力電圧VI (3V)は比較電圧
発生器2の電圧Vs (2.5V)以上(VI ≧Vs )なの
で、データレジスタ9(最上位ビット)は”1”とな
る。つぎに、データレジスタ9の左端から2番目のビッ
トを”1”にセットして(1100B)とし、データレ
ジスタ9(1100B)に相当する電圧(4V)を比較
電圧発生器8に設定する。そして、再度、入力電圧VI
(3V)と、比較電圧発生器8の電圧Vs (4V)を電
圧比較器7にて比較する。比較電圧発生器8の電圧Vs
(4V)が入力電圧VI (3V)以上(VI <Vs )な
ので、データレジスタ9の左から2番目のビットは”
0”にセットされる。左から3番目のビットを”1”に
セットして(1010B)とし、データレジスタ9(1
010B)に相当する電圧(3.125V)を比較電圧発
生器8に設定する。
【0009】つぎに、入力電圧VI (3V)と、比較電
圧発生器8の電圧Vs (3.125V)を電圧比較器7に
て比較する。比較電圧発生器8の電圧Vs (3.125
V)が入力電圧VI (3V)以上(VI <Vs )なの
で、データレジスタ9の左から3番目のビットは”0”
にセットされる。左から4番目のビットを”1”にセッ
トして(1001B)とし、データレジスタ9(100
1B)に相当する電圧(3V)を比較電圧発生器8に設
定する。最後に、入力電圧VI (3V)と、比較電圧発
生器2の電圧Vs (3V)を電圧比較器7にて比較す
る。比較電圧発生器8の電圧Vs (3V)が入力電圧V
I (3V)以上(VI ≧Vs )なので、データレジスタ
3の左から4番目のビットは”1”のまま(1001
B)となる。これで4ビットすべての比較が行われ、逐
次変換法を用いたA/D変換により入力電圧VI (3
V)のA/D変換値は1001Bとなる。
【0010】上記A/D変換を用いて検出した値を格納
レジスタ11に格納し、マイコンにて制御用のA/D変
換値とする。A/D変換器は比較部4に設けてあり、比
較部4では温度検出部2の出力である温度検出信号を入
力電圧VI として検出温度に相当するA/D変換値を格
納レジスタ11に格納し、A/D変換値と温度設定部3
の設定温度に相当する設定値との比較を行い、検出温度
<設定温度ならばヒータオン信号を出力する。また、格
納レジスタ11に格納されたA/D変換値がとり得る値
(8ビットならば0〜255、4ビットならば0〜1
5)の上端および下端からある領域は温度検出部2の開
放/短絡検出用として定義し、この領域にA/D変換値
がある場合は、温度検出部2が開放/短絡したと判定
し、ヒータ1をオフする制御を行うのが一般的である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の温度
制御装置では、サージなどにより故障し、データレジス
タ9の値や格納レジスタ11のA/D変換値が固定して
しまった場合などでは、実際の温度検出部2の検出温度
は上昇しているにもかかわらず設定温度に到達したと判
定できないため、火災や火傷などの不安全動作を引き起
こす可能性があるという問題を有していた。
【0012】本発明は上記課題を解決するもので、A/
D変換値がいかなる領域にあっても温度検出部の故障判
定をし、ヒータを停止することにより火災や火傷などの
危険を未然に防止することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ヒータと、前記ヒータを駆動するヒータ駆
動部と、前記ヒータと熱的に結合した温度検出部と、前
記ヒータを所望の温度に設定する温度設定部と、前記温
度設定部の設定温度と前記温度検出部の検出温度を比較
して検出温度が設定温度よりも低いときにヒータオン信
号を出力する比較部と、前記ヒータがオンと同時に起動
して一定時間後にタイムアップする第1タイマと、前記
ヒータがオフと同時に起動して一定時間後にタイムアッ
プする第2タイマと、前記比較部の出力であるヒータオ
ン信号を検出したとき前記ヒータをオンし、また前記第
1タイマがタイムアップしたときは前記比較部の出力信
号にかかわらずヒータをオフし、前記ヒータのオフ時に
前記第2タイマがタイムアップするまでは前記比較部の
出力信号であるヒータオン信号にかかわらず前記ヒータ
をオフする制御部と、前記温度検出部により前記第1お
よび第2タイマが起動したときの検出温度を保持する温
度保持部と、前記温度保持部に保持されている第1タイ
マが起動したときの検出温度と第1タイマがタイムアッ
プしたときの検出温度との温度差と、前記温度保持部に
保持されている第2タイマが起動したときの検出温度と
第2タイマがタイムアップしたときの検出温度の温度差
のうち少なくとも一方の温度差と所定値を比較し温度差
が所定値よりも小さいときにヒータオフ信号を出力する
判定部とを備え、前記制御部は、前記判定部からのヒー
タオフ信号を検出したとき前記比較部の出力信号にかか
わらず前記ヒータをオフするようにしたことを課題解決
手段としている。
【0014】
【作用】本発明は上記した課題解決手段により、A/D
変換器を構成するデータレジスタがサージなどにより故
障し、データレジスタの値が固定してしまった場合や、
格納レジスタが故障してA/D変換値が固定してしまっ
た場合などでも、ヒータがオンしてから第1タイマがタ
イムアップするまではヒータはオンしているので実際の
温度は上昇している。また、ヒータがオフしてから第2
タイマがタイムアップするまではヒータはオフを継続す
るので、実際の温度は低下している筈である。よって、
ヒータがオンしたときまたはオフしたとき、温度検出部
にて検出した検出温度を温度保持部に保持し、この温度
保持部に保持されている第1タイマがタイムアップした
ときの検出温度の温度差と、温度保持部に保持されてい
る第2タイマがタイムアップしたときの検出温度の温度
差のうち少なくともいずれか一方を所定値と比較するこ
とで、上記故障時は温度検出部の出力する温度検出信号
は変化していないので所定値よりも小さく故障の判定が
できる。故障と判定したときはヒータをオフすることで
火災や火傷などの不安全動作を回避できる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照しなが
ら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号
を付して説明を省略する。
【0016】図に示すように、第1タイマ12は、ヒー
タ1がオンしたとき同時に起動し、一定時間経過したと
きタイムアップする。第2タイマ13は、ヒータ1がオ
フしたとき同時に起動し、一定時間経過したときタイム
アップする。温度保持部14は、第1タイマ12および
第2タイマ13が起動したときに温度検出部5の検出温
度を電圧値として保持する。判定部15は、温度検出部
2により第1タイマ12および第2タイマ13が起動し
たときの検出温度を保持する温度保持部14と、温度保
持部14に保持されている第1タイマ12が起動したと
きの検出温度に相当するA/D変換値と第1タイマ12
がタイムアップしたときの検出温度に相当するA/D変
換値の差と、温度保持部14に保持されている第2タイ
マ13が起動したときの検出温度に相当するA/D変換
値と第2タイマ13がタイムアップしたときの検出温度
に相当するA/D変換値の差のうち少なくとも一方のA
/D変換値の差と所定値を比較し、A/D変換値の差が
所定値よりも小さいならばヒータオフ信号を出力する。
なお、所定値は、温度検出部2が正常に温度を検出して
いるときは、必ず検出温度のA/D変換値の差>所定値
となるような値とする。
【0017】制御部16は、温度検出部2の検出温度
(電圧値)と温度設定部3の設定温度(電圧値)を比較
部4にて比較し、温度検出部2の検出温度が温度設定部
3の設定温度よりも低温であり、判定部15のヒータオ
フ信号を検出しないときにはヒータ1をオンする。ま
た、判定部15のヒータオフ信号を検出すると、比較部
4にて低温と判定してもヒータ1はオンしない。比較部
4にて検出温度が設定温度よりも高温と判定すると、判
定部15のヒータオフ信号にかかわらずヒータ1をオフ
する。また、ヒータ1のオフは第2タイマ13がタイム
アップするまでは継続する。
【0018】上記構成において図2を参照しながら動作
を説明すると、第2タイマ13の期間はヒータ1はオフ
を継続するので、実際の温度は低下している筈である。
ここで、温度検出部2の出力である温度検出信号を比較
部4にてA/D変換を行う際に、データレジスタ9がサ
ージなどにより故障しデータレジスタ9の値が固定して
しまった場合や、格納レジスタ11が故障してA/D変
換値が固定してしまった場合などでは、ヒータ1がオン
してから第2タイマ13の起動時(ヒータ1がオンから
オフとなったとき)の温度検出部2の検出温度と、第2
タイマ13のタイムアップ時(検出温度<設定温度のと
きはヒータ1をオフからオンとする)の温度検出部2の
検出温度の温度差は所定値よりも大きい。
【0019】比較部4でのA/D変換が正常に動作して
いるときは、第2タイマ13の起動時の温度検出部2の
検出温度に相当するA/D変換値は、第2タイマ13の
タイムアップ時の温度検出部2の検出温度に相当するA
/D変換値の差は、破線で示すように設定値よりも小さ
くなるので、このときは温度検出部2が故障していると
判断でき、ヒータ1をオフし、温度は実線で示すように
低下する。
【0020】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、ヒータがオンと同時に起動して一定時間後に
タイムアップする第1タイマと、前記ヒータがオフと同
時に起動して一定時間後にタイムアップする第2タイマ
と、前記第1および第2タイマが起動したときの温度検
出部により検出温度を保持する温度保持部と、前記第1
タイマが起動したときの検出温度とタイムアップしたと
きの検出温度との温度差と、前記第2タイマが起動した
ときの検出温度とタイムアップしたときの検出温度の温
度差のうち少なくとも一方の温度差と所定値を比較し温
度差が所定値よりも小さいときにヒータオフ信号を出力
する判定部とを備え、前記判定部からのヒータオフ信号
を検出したとき比較部の出力信号にかかわらずヒータを
オフするようにしたから、温度検出の際にA/D変換を
用いている場合、A/D変換値がいかなる領域にあって
も温度検出部の故障判定ができ、ヒータを停止すること
により火災や火傷などの危険を未然に防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の温度制御装置の制御ブロッ
ク図
【図2】同温度制御装置の時間−温度特性図
【図3】従来の温度制御装置の制御ブロック図
【図4】同温度制御装置の時間−温度特性図
【図5】同温度制御装置のマイクロコンピュータのA/
D変換器の概略ブロック図
【符号の説明】
1 ヒータ 2 温度検出部 3 温度設定部 4 比較部 5 ヒータ駆動部 12 第1タイマ 13 第2タイマ 14 温度保持部 15 判定部 16 制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒータと、前記ヒータを駆動するヒータ駆
    動部と、前記ヒータと熱的に結合した温度検出部と、前
    記ヒータを所望の温度に設定する温度設定部と、前記温
    度設定部の設定温度と前記温度検出部の検出温度を比較
    して検出温度が設定温度よりも低いときにヒータオン信
    号を出力する比較部と、前記ヒータがオンと同時に起動
    して一定時間後にタイムアップする第1タイマと、前記
    ヒータがオフと同時に起動して一定時間後にタイムアッ
    プする第2タイマと、前記比較部の出力であるヒータオ
    ン信号を検出したとき前記ヒータをオンし、また前記第
    1タイマがタイムアップしたときは前記比較部の出力信
    号にかかわらずヒータをオフし、前記ヒータのオフ時に
    前記第2タイマがタイムアップするまでは前記比較部の
    出力信号であるヒータオン信号にかかわらず前記ヒータ
    をオフする制御部と、前記温度検出部により前記第1お
    よび第2タイマが起動したときの検出温度を保持する温
    度保持部と、前記温度保持部に保持されている第1タイ
    マが起動したときの検出温度と第1タイマがタイムアッ
    プしたときの検出温度との温度差と、前記温度保持部に
    保持されている第2タイマが起動したときの検出温度と
    第2タイマがタイムアップしたときの検出温度の温度差
    のうち少なくとも一方の温度差と所定値を比較し温度差
    が所定値よりも小さいときにヒータオフ信号を出力する
    判定部とを備え、前記制御部は、前記判定部からのヒー
    タオフ信号を検出したとき前記比較部の出力信号にかか
    わらず前記ヒータをオフするようにした温度制御装置。
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