用于调节加热器的方法和加热器技术

本发明专利技术涉及一种用于调节具有包含与温度相关的电阻(R)的至少一个加热元件(4)的加热器(1)的方法(8)。加热元件(4)在转变温度和电阻最小值(R_MIN)处表现出NTC与PTC加热行为之间的转变。在此，在低于转变温度时存在NTC加热行为，在高于转变温度时存在PTC加热行为。根据本发明专利技术，加热器(1)的调节单元(5)在检查中基于电阻(R)的时间分布确定当前加热行为。此后，调节单元(5)在确定步骤(14)中根据当前加热行为确定加热元件(4)的至少一个输入参数。此后，调节单元(5)在调节步骤(15)中经由输入参数调节加热元件(4)。本发明专利技术还涉及一种用于执行方法(8)的具有调节单元(5)的加热器(1)。调节单元(5)的加热器(1)。调节单元(5)的加热器(1)。

【技术实现步骤摘要】
用于调节加热器的方法和加热器


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于调节器具有至少一个加热元件的加热器的方法，所述至少一个加热元件具有与温度相关的电阻。本专利技术还涉及一种具有至少一个加热元件的加热器。

技术介绍

[0002]从现有技术中已知通用的电加热器。在那里，加热器包括具有与温度相关的电阻(即所谓的PTC热敏电阻器)的至少一个加热元件。例如，EP 2 075 452 A2公开了一种具有多个PTC热敏电阻器的电加热器，用于加热机动车辆中的燃料。EP 2 732 995 A1公开了一种具有多个PTC热敏电阻器的电加热器，用于加热机动车辆中的空气。
[0003]在那里，加热元件或PTC热敏电阻器在转变温度与居里温度之间具有正温度系数或PTC加热行为。直到转变温度以及从居里温度开始，加热元件或PTC热敏电阻器具有负温度系数或NTC加热行为。在那里，加热元件的调节在正温度系数的一部分范围内进行。在此过程中，加热元件或PTC热敏电阻器的当前温度被确定，并且加热元件或PTC热敏电阻器通过调整输入参数(例如电流和电压)达到所需的温度，从而达到所需的加热输出。
[0004]然而，仅从加热元件或PTC热敏电阻器的电阻不能安全地确定加热元件或PTC热敏电阻器的当前温度，因为在不同的温度下可能存在相同的电阻值。这些不同的温度一方面归属于NTC加热行为，另一方面归属于PTC加热行为，在此期间加热元件或PTC热敏电阻器的行为发生偏差。PTC加热行为与NTC加热行为之间的变化能够通过流体流量或环境温度的变化以不受控制的方式发生。为了独立于电阻来感测加热器的温度并能够安全地调节加热器，通常在加热器中安装温度传感器。不利的是，加热器的成本因此而增加。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种改进的或至少替代的用于调节具有至少一个加热元件的加热器的方法以及适当地改进的或至少替代的加热器。尤其是，所述缺点将通过该方法和加热器来克服。
[0006]根据本专利技术，该目的通过独立权利要求的主题来实现。有利实施例是从属权利要求的主题。
[0007]提供了一种用于调节具有至少一个加热元件的加热器的方法，所述至少一个加热元件具有与温度相关的电阻。在转变温度和电阻最小值处，所述至少一个加热元件表现出NTC加热行为与PTC加热行为之间的转变。在那里，所述至少一个加热元件在低于转变温度时表现出NTC加热行为，并在高于转变温度时表现出PTC加热行为。根据本专利技术，加热器的调节单元在检查中基于所述至少一个加热元件的电阻的时间分布确定所述至少一个加热元件的当前加热行为。根据所确定的当前加热行为，调节单元在确定步骤中确定至少一个加热元件的至少一个输入参数。所述至少一个输入参数优选是电流和/或电压。在调节步骤中，调节单元现在经由至少一个输入参数调节至少一个加热元件。
[0008]在NTC加热行为(NTC：负温度系数)期间，所述至少一个加热元件具有负温度系数，并且所述至少一个加热元件的电阻随着温度的升高而下降。在PTC加热行为(PTC：正温度系数)期间，所述至少一个加热元件具有正温度系数，并且所述至少一个加热元件的电阻随着温度的升高而增加。加热元件是PTC热敏电阻器并且尤其能够是陶瓷PTC热敏电阻器。在调节步骤中，由于调节单元调节至少一个加热元件上的至少一个参数，因此调节单元调节所述至少一个加热元件。在此，加热器的所述至少一个加热元件优选地经由输入参数电流和电压来进行调节。优选地，基于施加的PWM信号的占空比(PWM：脉冲宽度调制)将恒定的工作电压和可变的平均电流施加到所述至少一个加热元件。优选地，PWM信号的占空比因此在确定步骤中确定。由于PWM信号的占空比变化，将电流施加到所述至少一个加热元件的时间发生变化。换言之，施加的PWM信号的占空比的百分比确定了将电流施加到所述至少一个加热元件的时间的百分比。
[0009]与传统的调节方法不同，在根据本专利技术的方法中，当前加热行为是基于检查期间的电阻的时间分布来确定。一旦确定了当前加热行为，也能够从电阻安全地确定当前温度。有利地，不再需要通常用于确定至少一个加热元件的当前温度的温度传感器。通过这种方式，能够有利地降低加热器的成本。
[0010]有利地，在该方法中能够规定，调节单元在调节步骤中经由所述至少一个输入参数将当前表现出PTC加热行为的所述至少一个加热元件调节到所需的加热输出。换言之，在PTC加热行为期间专门调节所述至少一个加热元件上所需的加热输出。
[0011]有利地，在该方法中能够规定，调节单元在调节步骤中将当前表现出PTC加热行为的所述至少一个加热元件最大限度地调节至最大输出。在此，最大输出被定义在与阈值温度相关的阈值电阻处。阈值电阻能够有利地是最大加热输出与最佳温度之间的平衡值。阈值电阻取决于加热元件的行为，并且能够通过实验或理论来进行定义。与阈值电阻相关的阈值温度小于所述至少一个加热元件的居里温度并且大于所述至少一个加热元件的转变温度。换言之，所述至少一个加热元件的温度总是低于居里温度。因此，该方法中的所述至少一个加热元件永远不会达到居里温度，使得能够在低于居里温度的温度下实现过热保护。通过这种方式，大功率的加热元件能够在加热器中使用，而不管其居里温度如何。
[0012]有利地，在该方法中能够规定，调节单元在检查之后在保护步骤验证所述至少一个加热元件的状态。当所述至少一个加热元件的温度高于阈值温度并且在调节步骤不能降低温度时，调节单元中止调节并中断加热元件的能量供应。换言之，当所述至少一个加热元件的温度高于阈值温度并且减小电流的PWM信号的占空比不会使温度降低时，调节单元中止调节并中断加热元件的能量供应。通过这种方式，如上面已经解释过的，所述至少一个加热元件中的过热保护能够仅通过该方法来实现。因此，大功率的加热元件能够在加热器中使用，而不管其居里温度如何。有利地，能量供应的中断能够在定义时间间隔(例如30秒)之后再次开始。
[0013]有利地，在该方法中能够规定，调节单元在检查期间在建立步骤中检查所述至少一个加热元件的电阻的时间分布。在此过程中，调节单元搜索能够解释为所述至少一个加热元件中的NTC加热行为与PTC加热行为之间的转变的行为。当所搜索的行为存在时，调节单元在验证步骤中确定所述至少一个加热元件的当前加热行为。此后，调节单元在确定步骤中根据当前加热行为确定所述至少一个加热元件的所述至少一个输入参数。然而，当所
搜索的行为不存在时，不发生NTC加热行为与PTC加热行为之间的转变，并且加热元件仍然具有相同的(即先前检测的)加热行为。在这种情况下，调节单元进行到确定步骤并且在确定步骤中基于相同的(即先前检测的)加热行为来确定所述至少一个加热元件的所述至少一个输入参数。
[0014]当所述至少一个加热元件从NTC加热行为变成PTC加热行为或从PTC加热行为变成NTC加热行为时，所述至少一个加热元件的电阻下降到电阻最小值并随后升高。与此相关的电流变化能够由调节单元在建立步骤期间建立。另一方面，至少一个加热元件的电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于调节具有至少一个加热元件(4)的加热器(1)的方法(8)，
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其中，所述至少一个加热元件(1)具有与温度相关的电阻(R)，
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其中，所述至少一个加热元件(4)在转变温度和电阻最小值(R_MIN)处表现出NTC加热行为与PTC加热行为之间的转变，
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其中，所述至少一个加热元件(4)在低于所述转变温度时表现出所述NTC加热行为，并在高于所述转变温度时表现出所述PTC加热行为，其特征在于，
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所述加热器(1)的调节单元(5)在检查中基于所述至少一个加热元件(4)的电阻(R)的时间分布确定所述至少一个加热元件(4)的当前加热行为，并且
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所述调节单元(5)在确定步骤(14)根据所述当前加热行为确定所述至少一个加热元件(4)的至少一个输入参数、优选电流和/或电压，并且
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所述调节单元(5)在调节步骤(15)中通过所述至少一个输入参数调节所述至少一个加热元件(4)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节单元(5)在调节步骤(15)中经由所述至少一个输入参数将当前表现出PTC加热行为的所述至少一个加热元件(4)调节到所需的加热输出。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
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所述调节单元(5)在调节步骤(15)中将当前表现出PTC加热行为的所述至少一个加热元件(4)最大地调节到最大输出，并且
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所述最大输出被定义在与阈值温度(T_TH)相关的阈值电阻(R_TH)处，并且
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所述阈值温度(T_TH)小于所述至少一个加热元件(4)的居里温度(T_CURIE)并且大于所述至少一个加热元件(4)的转变温度4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
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所述调节单元(5)在检查之后，在保护步骤(10)中验证所述至少一个加热元件(4)的状态，并且
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当所述至少一个加热元件(4)的温度(T)高于阈值温度(T_TH)并且温度(T)不能通过调节步骤(15)降低到所述阈值温度(T_TH)以下时，所述调节单元(5)中止所述至少一个加热元件(4)的调节并且在定义的时间间隔内中断所述至少一个加热元件(4)的能量供应。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
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在检查期间，所述调节单元(5)在建立步骤(12)中检查所述至少一个加热元件(4)的电阻(R)的时间分布，并搜索能够解释为所述至少一个加热元件(4)中的NTC加热行为与PTC加热行为之间的转变的行为，并且
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当所搜索的行为存在时，所述调节单元(5)在验证步骤(13)中确定所述至少一个加热
元件(4)的当前加热行为，并在随后的确定步骤(14)中根据所述当前加热行为确定所述至少一个加热元件(4)的所述至少一个输入参数，并且
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当所搜索的行为不存在时，所述调节单元(5)进行到确定步骤(14)并确定所述至少一个加热元件(4)的所述至少一个输入参数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
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所述调节单元(5)在建立步骤(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：