专利名称：特别用于汽车空调设备的加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的特别用于汽车空调设备的加 热装置，以及一种根据权利要求12的前序部分所述的用于运行上述加热装置的方法。
背景技术：
汽车空调设备用于对导入到汽车内部空间中的空气进行加热和冷却。为了对空气 进行加热，在此采用电加热器或电阻加热器，特别是应用在混合式驱动机车或电动机车中。 对电阻加热器通电，由于电阻加热器的电阻被加热，从而通过使空气流经电阻加热器而使 导入到汽车内部空间中的空气被加热。为了控制电阻加热器的不同加热效率，用脉宽调制(PWM)电流给电阻加热器通 电。在给电阻加热器通入脉宽调制电流时，调控脉宽调制使其产生对电阻加热器的电加热 效率进行控制的效果。这说明，要提高电加热效率就要延长接通时间和缩短断路时间，反 之，要降低电加热效率就要缩短接通时间而增加断路时间。用于电阻加热器的电流来源于 作为汽车电源的整车电源。为了在电阻加热器接通或通电的过程中，也就是在脉宽调制电 流的接通时间的开始，使所有电阻加热器的所需最大电流极值不过大，使脉宽调制电流在 导入到各个电阻加热器之前先通过微控制器进行时间延迟处理。在此，各个电阻加热器的 接通时间不是相同的，而是存在时间延迟，并且由此在时间上具有先后顺序。由此可以使 电阻加热器的所需最大电流极值减小，这是因为所有电阻加热器没有在同一时间接通或通 电，也就是说电阻加热器的接通时间是不一致的。上述微控制器通常具有信息处理器，并且由此能够执行程序或软件，通常在此将 微控制器设置在汽车空调设备中，特别设在电阻加热器的区域内。然而，这种微控制器在制 造上耗费工本，并因此而价格昂贵，另外还由此而在工作过程中容易失效。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种特别用于汽车空调设备的加热装置，以及一种用 于启动上述加热装置的方法，在本发明的加热装置和方法中，在电阻加热器的接通或通电 过程中以较少的技术消耗而实现较小的所需最大电流极值。本发明的加热装置还应该在制 造方面价格低廉，并且能够可靠地进行工作。上述目的通过这样的加热装置来实现，该加热装置特别用于空调设备，优选的该 加热装置为风扇、优选的为制冷蒸发器，该制冷蒸发器用以对导入到汽车内部空间的空气 进行冷却，该加热装置包括壳体、及至少两个电阻加热器，用以对待导入汽车内部空间的空 气进行加热，其中，可以对至少两个电阻加热器进行通电；该加热装置还包括这样的装置， 用以对至少一个电阻加热器相对于另一个电阻加热器以时间延迟的形式进行通电；其中， 所述装置包括至少一个延时电路、优选包括两个延时电路，和/或该装置由至少一个延时 电路、优选由两个延时电路构成。特别地，至少一个延时电路为至少一个是模拟延时电路，优选的仅包括模拟延时电路，和/或该至少一个延时电路不具有信息处理器，和/或该至少一个延时电路不能执行 程序，和/或该至少一个延时电路为特别是不具有信息处理器的电器和/或电子电路。因 此，在该至少一个延时电路中没有数字信号或信息可供处理。因此，该延时电路是一个结构 非常简单的电器和/或电子电路，尤其是不使用信息处理器。由此，该延时电路能够简单地 且价格低廉地制造，从而能够节省用于昂贵的且耗费工本的微控制器的高成本。在另一个结构方案中，至少一个延时电路包括至少一个电容器和/或至少一个电 阻。还可以附加地设置一电感器。在一个可替换的实施方案中，至少一个延时电路作为电器和/或电子电路仅包括 至少一个电容器和/或至少一个电阻。由于采用例如为电容器或电阻的简单的电子元件， 使延时电路能够简单且价格低廉地制造。优选地，对至少一个电阻加热器提供脉宽调制电流。由此，至少两个电阻加热器的 通电对应于在脉宽调制电流的接通时间内经过该至少两个电阻加热器的电流流通。在一个变化的技术方案中，通过至少一个延时电路对至少一个电阻加热器相对于 另一个电阻加热器时间延迟地提供脉宽调制电流。由此，使用于至少两个电阻加热器、特别 用于所有电阻加热器的所需最大电流极值可以在接通时间开始时减小。适宜地，至少一个电阻加热器为至少一个正温度系数(PositiveTemperature Coefficient,PTC)加热器。在此，在将至少一个电阻加热器或多个电阻加热器组装在一个 模块中的情况下，这方面特别具有优势，并且有利于使电控制单元与该模块可连接或连接 在一起。那么由此可以这么说，电阻加热器是模块的加热主体(Heizstrang)。在又一个实施方案中，至少两个电阻加热器并联电连接。在再一个实施方案中，每个并联的电阻加热器都分别与并联电流导线连接，并且 这些并联电流导线都与总电流导线连接。在还一个实施方案中，在并联的电阻加热器中，分别在并联的电阻加热器上串联 一个延时电路。在一个补充的变化的技术方案中，至少两个延时电路并联和/或串联。本发明的一种用于运行加热装置的方法，特别用于汽车空调设备，该方法特别具 有以下步骤使电流导引经过至少两个电阻加热器，优选导引空气经过汽车空调设备的加 热装置，通过上述至少两个电阻加热器使电能转化为热能以加热空气，优选的通过至少两 个电阻加热器所产生的热能传递到待加热的空气上，优选的，所述待加热的空气导引经过 汽车空调设备，因此空气被加热，其中，在对至少一个电阻加热器通电的过程中，使至少一 个电阻加热器相对于另一个电阻加热器时间延迟地通电，用以在至少两个电阻加热器的通 电和/或接通过程中使用于至少两个电阻加热器的所需最大电流极值减小，其中，通过模 拟延迟的方式使电流延迟，和/或在没有执行程序或软件的情况下使电流延迟。在还一个实施方案中，仅由模拟延迟的方式使电流延迟、特别是借由至少一个延 时电路使电流延迟。特别地，导引经由至少两个电阻加热器的电流是脉宽调制电流，并且优选使脉宽 调制发生改变，特别使接通时间和断路时间发生改变，用以控制和/或调节至少两个电阻 加热器的电效率。在还一个实施方案中，使电流通过分别用于一个电阻加热器的至少一个延时电路而产生延迟。在还一个实施方案中，对至少两个电阻加热器提供有高压区域的电流，例如采用 的高压至少为60V、200V或300V。适宜地，汽车空调设备包括至少一个空气导向装置、例如通气阀，和/或至少一个 空气通道，和/或至少一个由内燃机冷却剂流经的用于对待导入汽车内部空间的空气进行 加热的传热装置，和/或控制单元。在一个补充的变化的技术方案中，在至少两个电阻加热器上设置冷却肋，从而借 助于导引经过这两个电阻加热器的电流而使用于加热空气的表面增大。PTC加热器(PTC 正温度系数)是导电材料，该材料具有电阻，并且导电的效果在 低温情况下比在高温情况下好。因此，在温度升高的情况下该材料的电阻变大。PTC加热器 通常由陶瓷构成，是PTC热敏电阻。由此不依赖于边界条件而在PTC加热器上形成一个非 常均勻的表面温度，边界条件例如是指所提供的电压、额定电阻或空气数量。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。图中示出图1为具有三个电阻加热器和两个延时电路的第一实施例的电路图；图2为具有三个电阻加热器和两个延时电路的第二实施例的电路图；以及图3为用于三个电阻加热器的脉宽调制电流的时间电压曲线图。附图标记说明1电阻加热器
2PTC加热器
3延时电路
4电源
5整车电源
6电流导线
7并联电流导线
8总电流导线
Te接通时间
Ta断路时间
At延迟时间
具体实施例方式图1中示出了一幅电路图，该电路图中具有三个电阻加热器1，在此该电阻加热器 为PTC加热器2，这些电阻加热器特别用于未示出的汽车空调设备，用以对流经汽车空调设 备的空气进行加热处理。在此，PTC加热器2并联设置，这些加热器由电源4、即汽车空调设备之外的汽车 整车电源5供电。在此，电源4用于提供脉宽调制电流。在此，脉宽调制电流从电源4经由 作为电流导线6的总电流导线8而传递到并联电流导线7。通过并联电流导线7使脉宽调 制电流导引经过PTC加热器2。在三条并联电流导线7的两条中分别安装一个延时电路3。延时电路3不具有信息处理器，也就是说，因此也不能执行程序或软件，而主要安装有简单 的电器和/或电子元件，例如安装至少一个电容器和/或至少一个电阻。因此，延时电路3 在制造方面特别简单且价格低廉。在图3中示出了导引经过PTC加热器2的脉宽调制电流的时间电压曲线。这里在 横坐标上，也就是水平轴，表示为时间t。脉宽调制电流流经PTC加热器2，也就是说在接通 时间Te段上电流流过PTC加热器2，而在断路时间Ta段上没有电流经过PTC加热器2。在 此，接通时间Te和断路时间Ta可以由电源4来改变，并且由此改变PTC加热器2的电加热 效率。接通时间Te越长和断路时间Ta越短，由PTC加热器2提供的电加热效率越大，反之 则电加热效率越小。由此，在PTC加热器2通电或接通时，也就是说在接通时间点T6的开 始，并没有在所有的PTC加热器2上同时开始通电或开始接通时间Te，而是通过延时电路3 使由电源4提供的脉宽调制电流产生时间延迟。在图3中，最下方的曲线为在图1中最上 方示出的PTC加热器2的脉宽调制电流的时间电压曲线。图3所示的中间的曲线为在图1 中间示出的PTC加热器的脉宽调制电流的时间电压曲线，而在图3中所示的最上方的曲线 为在图1中最下方示出的PTC加热器2的脉宽调制电流的时间电压曲线。在此，接通时间 Te的开始分别以延迟时间At而延迟。据此，对应图1所示的中间的PTC加热器的延时电 路3使由电源4提供的电流以延迟时间At而延迟，而由此，对应图1中最下方的PTC加热 器2的延时电路3使由电源4提供的电流以两倍的延迟时间At而延迟。由此在PTC加热 器2和并联电流导线7中产生脉宽调制电流的相位抵消。因此可以使三个PTC加热器2的 所需最大电流极值在接通时间Te的开始减小。图2中示出了第二个实施例的电路图，其中具有三个PTC加热器2和两个延时电 路3。下面，主要仅针对与图1的第一实施例的区别进行说明。用于图2最下方所示的PTC 加热器2的延时电路3并不直接与总电流导线8连接，而是与位于延时电路3和中间的PTC 加热器2之间的并联电流导线7连接。由此使延时电路3接收已延迟的电流，该延迟电流 是由中间的PTC加热器2的延时电路3产生的。因此，用于中间的PTC加热器2以及最下 方的PTC加热器2的延时电路3的延迟时间△ t相等。由于提供给最下方的PTC加热器2 的延时电路3电流由于已经被中间的PTC加热器2的延时电路3延迟，尽管两个延时电路 3具有相同的延迟时间At，在该第二实施例中也产生如图3所示的在三个电阻加热器1中 的脉宽调制电流的时间电压曲线。综上所述，通过本发明的汽车空调设备以及本发明的用于启动汽车空调设备的方 法具有重要的优势。替换对耗费工本且昂贵的微控制器装置的应用，为实现像现有技术那 样延迟地采用电流对电阻加热器1进行通电，本发明通过在类似构造中采用简单的且价格 低廉的延时电路3，从而由此能够显著节约制造成本。
权利要求
1.一种加热装置，包括-至少两个电阻加热器(1)，用于加热待导入汽车内部空间的空气，其中，所述至少两 个电阻加热器⑴可通电；-装置(3)，用于对至少一个电阻加热器(1)相对于另一个电阻加热器(1)以时间延迟 的形式进行通电；其特征在于，所述装置(3)由至少一个延时电路(3)、优选的由两个延时电路(3)构成。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述至少一个延时电路(3)为至少一 个模拟延时电路(3)，优选的仅包括模拟延时电路，和/或所述至少一个延时电路C3)不具 有信息处理器，和/或所述至少一个延时电路(3)不能执行程序，和/或所述至少一个延时 电路⑶为特别是不具有信息处理器的电器和/或电子电路。
3.根据权利要求1或2所述的加热装置，其特征在于，所述至少一个延时电路C3)包括 至少一个电容器和/或至少一个电阻。
4.根据权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述至少一个延时电路(3)仅包括作 为电器和/或电子元件的至少一个电容器和/或至少一个电阻。
5.根据前述任意一项或多项权利要求所述的加热装置，其特征在于，对所述至少一个 电阻加热器(1)提供脉宽调制电流。
6.根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，通过所述至少一个延时电路(3)对所 述至少一个电阻加热器(1)相对于另一个电阻加热器(1)时间延迟地提供脉宽调制电流。
7.根据前述任意一项或多项权利要求所述的加热装置，其特征在于，所述至少一个电 阻加热器(1)为至少一个正温度系数(PTC)加热器(2)。
8.根据前述任意一项或多项权利要求所述的加热装置，其特征在于，至少两个所述电 阻加热器(1)并联电连接。
9.根据权利要求8所述的加热装置，其特征在于，每个并联的电阻加热器(1)都分别与 并联电流导线(7)连接，并且所述并联电流导线(7)连接至总电流导线(8)。
10.根据权利要求8或9所述的加热装置，其特征在于，在并联的所述电阻加热器(1) 中，分别在并联的电阻加热器(1)上串联一个延时电路(3)。
11.根据权利要求10所述的加热装置，其特征在于，至少两个所述延时电路(3)并联和 /或串联。
12.一种用于运行权利要求1至11中的任意一项或多项所述的加热装置的方法，特别 用于汽车空调设备，所述方法包括以下步骤-导引电流流经至少两个电阻加热器(1)；-优选的导引空气流经所述加热装置；-通过所述至少两个电阻加热器(1)产生热能，其中，所述至少两个电阻加热器使电能 转化为热能；-优选将由所述至少两个电阻加热器(1)所产生的热能传递到待加热的空气上，用以 对空气进行加热；其中，-在对所述至少一个电阻加热器(1)通电的过程中，使至少一个电阻加热器(1)相对于 另一个电阻加热器(1)时间延迟地通电，以减小在所述至少两个电阻加热器(1)的通电和/或接通过程中所述至少两个电阻加热器(1)的所需最大电流极值，其特征在于，以模拟延迟方式使电流延迟，和/或在没有执行程序或软件的情况下使 电流延迟。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，仅以模拟延迟方式使电流延迟、特别是 借由所述至少一个延时电路C3)使电流延迟。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，导引经由所述至少两个电阻加热 器(1)的电流是脉宽调制电流，并且优选使脉宽调制发生改变，特别使接通时间和断路时 间发生改变，用以控制和/或调节所述至少两个电阻加热器(1)的电效率。
15.根据权利要求12至14中任意一项或多项所述的方法，其特征在于，使电流通过分 别用于一个电阻加热器(1)的至少一个延时电路(3)而产生延迟。
全文摘要
本发明涉及一种加热装置，特别用于空调设备，该加热装置包括壳体、优选包括风扇、优选具有制冷蒸发器，该制冷蒸发器用以对导入到汽车内部空间的空气进行冷却；本发明的加热装置包括至少两个电阻加热器(1)，用于加热待导入汽车内部空间的空气，其中，至少两个电阻加热器(1)通电；还包括装置(3)，用于对至少一个电阻加热器(1)相对于另一个电阻加热器(1)以时间延迟的形式进行通电；在电阻加热器(1)的接通或通电过程中以较少的技术消耗而实现较小的所需最大电流极值。所述装置(3)由至少一个延时电路(3)、优选由两个延时电路(3)构成。
文档编号B60H1/00GK102118892SQ20101051206
公开日2011年7月6日 申请日期2010年10月19日 优先权日2009年10月21日
发明者托马斯·勃鲁姆, 米夏埃尔·布龙 申请人:贝洱法兰西鲁法克公司