用于控制机动车辆的辅助电加热设备的具有正温度系数的加热电阻器的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机动车辆的辅助电加热设备，其旨在当车辆的热机尚未热到足够 提供临时的热贡献时确保该热贡献。 技术背景
[0002] 这种辅助加热设备被用于例如快速提供热量，使得在用户刚刚起动车辆时能够为 车辆的窗户除雾。该设备包括加热棒，为安全起见，该加热棒由具有正温度系数的电阻器形 成。
[0003] 具有正温度系数的电阻器具有的电阻率在所述电阻器的温度升高时升高，这使得 可以在电气故障的情况下限制加热的风险或引起火灾的风险。这就是为什么将该类型的电 阻器用于机动车辆加热系统是有必要的。
[0004] 在事故的情况下，如果这样的棒保持通电，因为由于车辆静止而造成所述棒不通 风，所述棒变热。该温度上升引起电阻率的上升，这导致电流强度降低，因此限制电气故障 的情况下热事件的风险。
[0005] 在实践中，在事故情况下，保持通电的该类型的加热棒的温度上升因此仍是合理 的，这使得可以限制火灾的风险。相反地，在事故情况下保持通电的传统加热电阻器造成温 度的明显上升，这可引起火灾。
[0006] 基于此，加热设备根据给定的条件而被定规格，比如每小时300kg的、冷却加热棒 的预定空气流，该空气具有给定温度，例如〇°C。
[0007]由这样的设备产生的热量的调节通过管控电子单元确保，根据可调节的占空比， 该管控电子单元通过交替地为加热棒通电或断电来调节注入加热棒中的平均电流的量。为 了调节所产生的热量，用户作用于对占空比的值进行调整的控制器件。
[0008] 然而，这种辅助加热设备在极冷情况下造成故障的风险。如果用户请求以满负荷 运行同时外部温度非常低，经过一个或多个电阻器以及管控电子单元的电流的强度可能变 得非常高。这可转化为不同的故障，特别是所述管控电子单元的部件的不可逆劣化。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提出一种解决方案以克服该缺点。
[0010] 为此目的，本发明涉及一种用于机动车辆的辅助电加热设备，包括一个或多个加 热棒，所述加热棒包括具有正温度系数的电阻器，以及根据可被控制器件调节的占空比来 交替地将每个加热棒通电和断电的功率电子级，其特征在于，所述设备包括用于限制经过 所述功率电子级的电流的实际强度的器件，通过测量经过至少一个加热棒的峰电流，并通 过比较该测得的峰电流值与在用于电流占空比的表中读取的峰电流值，及通过如果该测得 的峰电流超过在查找表中读取的峰电流值则降低占空比来限制，在查找表中读取的峰电流 值对应于针对相关占空比的、被控制单元所允许的最大有效电流值。
[0011] 该解决方案使得可以通过进行峰电流的测量来限制控制单元中的有效电流，鉴于 存在于电流信号中的显著噪声水平，该峰电流的测量比有效电流的测量更加容易执行。
[0012] 本发明还可包括用于测量经过棒的瞬时电流的器件以及微控制器，所述微控制器 连接至这些测量器件，以便周期性地查询所述器件，以存储对应于所测得的峰电流的最大 瞬时电流值，其中，查询表存储于所述微控制器中。
[0013] 根据一个实施例，本发明还包括多个加热棒，以及用于测量每个棒中的瞬时电流 的器件。
[0014] 根据另一个实施例，本发明还包括多个加热棒，以及用于相移不同加热棒的通电 和断电以限制运行期间在管控单元中的峰电流的器件。
[0015] 根据另一变型，本发明包括三个加热棒，以及以三分之一个周期相移该三个加热 棒的通电和断电的器件。
【具体实施方式】
[0016] 本发明的目的是通过降低占空比同时通过测量峰电流值及通过使用查找表来将 加热棒中的有效电流限制在预定阈值，对于不同的占空比值，该查找表给出对应于预定有 效电流阈值的峰电流值。
[0017] 查找表例如基于测试和在测试台上所进行的测量而建立，其中，根据多个占空比 值，设备的每个加热棒被交替地通电或断电，该测试台装备有用于以受控方式冷却所述棒 的器件。
[0018] 电压是例如13伏的额定直流电压，通电和断电频率是例如20赫兹的低频率。所选 取的不同的占空比值为例如50 %、60 %、70 %、80 %和90 %。该测试使得可以对于每个占空 比值确认所允许的峰电流值，即与管控电子单元所允许的有效电流的预定阈值(例如111安 培)对应的峰电流值。
[0019] 测试台使得可以测量经过加热设备的功率电子单元的有效电流，以及当棒被通电 时在所述棒中产生的峰电流，每个测量在例如一系列周期中进行。所述峰电流，或涌入电 流，对应于棒通电后的时刻期间、在电流稳定在额定值之前的、在所述棒上产生的电流峰 值。
[0020] 通过例如在20赫兹下应用90%的占空比开始，经过所述功率电子单元的有效电流 则被测量。如果有效电流值低于111安培的预定阈值，控制该测试台以便降低棒的温度。该 温度降低减小了棒的电阻，并因此增加了经过功率电子单元和每个棒的有效电流的值。
[0021] 棒的温度则通过控制其冷却而被调节，直至所测得的有效电流具有的值与预定阈 值相对应，即111安培，占空比保持在90 %。当棒的温度引起111安培的有效电流值时，这在 所述功率电子单元中被稳定化，测试台被控制以便在每个周期测量每个棒中的峰电流值， 即所述棒通电之后的时刻中的最大瞬时电流值。
[0022]该峰电流值，这里是40.5安培，则与90 %的占空比联合被存储于查找表中，并在棒 中形成与所述功率电子单元所允许的预定有效电流阈值对应的峰电流值。换言之，如果峰 电流值在90%的占空比下变为大于40.5安培，在功率电子单元中的有效电流则会变为大于 111安培的阈值。
[0023]该相同的方案然后在80%的占空比下实施，并使得可以得出，通过将棒放置于使 所述功率电子单元中有效电流值为111安培的温度下，则棒中的峰电流值为45.3安培。 [0024]类似地，另外两个测试使得可以确定在70%然后60%的占空比下，当在一个或其 他棒中峰电流值分别为52.3和60.2安培时，达到所述功率电子单元中的有效电流的111安 培的预定阈值。
[0025] 这种测试因此使得可以建立查找表，对于每个占空比值，该查找表给出与功率电 子单元所允许的有效电流阈值相对应的、棒中的峰电流值。这种查找表可基于测试建立，但 也可还基于部件运行的数字模拟而建立。
[0026] 下表示出了来自这样的查找表的数据，该查找表由针对在辅助加热设备包括三个 由E所指示的功率电子单元控制的加热棒1、2、3的情况的上述类型的测试得到。
[0027]因此，对于每个占空比值，Ic、Ic2和Ic