特别用于机动车的电加热电路的控制制造技术

一种用于控制电加热电路(2)的设备(1),该设备(1)包括N个并联连接的加热元件(21-23),根据本发明专利技术,该设备(1)包括:N个电子开关(T1-T3),每个电子开关(T1-T3)能串联连接至N个加热元件(21-23)中的一个；模块(10)，能够接收形式为具有可变占空比的控制信号(PWM)的功率设定点，所述可变占空比作为功率的函数而变化；用于提取所接收控制信号(PWM)的平均值(公式(1))的装置(12)；以及P个比较器(C1-C3)，该整数P小于或等于N，这P个比较器(C1-C3)能够将所提取的平均值(公式(1))与P个不同的阈值(Ref1-Ref3)进行比较，并生成P个比较信号(S1-S3)，每个比较信号用于控制与至少一个加热元件相关联的电子开关(T1-T3)切换至断开或闭合位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及对电加热电路的控制，该电加热电路包括多个并联连接的加热元件。
技术介绍
本专利技术尤其涉及机动车辆，在机动车辆中，众所周知的做法是在带有热机的车辆的加热、通风和空调系统中安装一个电加热电路(加热器或附加散热器)，以在车辆开始运行时、且在车辆本身的热量确保此加热之前，来确保车辆内部的快速加热。更具体地，该电加热器用来加热车辆冷却回路中的水。它通常包括多个并联连接的电阻加热元件，优选地为PTC(正温度系数)元件，这些电阻加热元件须被控制以用作操作设定点。目前，带有嵌入式电子装置的电散热器具有以下三种类型的操作设定点：对于带有所谓的“逻辑”控制的散热器，两条设定点线连接到控制设备的输入端，这使得可通过组合逻辑来控制多达三个加热元件以达到四个不同的功率水平(0％,33％,67％,100％)。这种操作可以单独控制每个元件，而且使用的是简单控制电子装置，在该简单控制电子装置中，微控制器的存在是没有意义的。然而，这种解决方案需要至少两条设定点线。对于带有所谓的PWM(脉宽调制)控制的散热器，一条单一的设定点线即可调节形式为低频(通常为几十或几百赫兹的数量级)PWM信号的功率设定点。后者包括微控制器，通常也通过使用较功率设定点所使用的PWM信号频率更低的PWM控制信号，该微控制器解译所接收的功率设定点，并按比例(或根据更复杂的规则)驱动加热元件。因此，在这种情况下，不是逐个元件地进行控制。此外，尽管更为精确，但因为需要有一个微控制器，该解决方案成本高昂。最后，根据带有PWM控制的散热器的一种可能的变型，一些带有总线控制的散热器已被开发出来，对于这些散热器，功率设定点不是以PWM信号的形式、而是以由LIN、CAN或同等类型的通信总线传递的数字信号的形式出现。此处同样地，微控制器的存在是必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种能够结合已知解决方案所提供的优点、而不会呈现其缺点的解决方案。特别地，所提出的解决方案能使控制设备基于从一个单一的设定点线上所接收到的PWM设定点信号来控制所述加热电路，而不需要微控制器。本专利技术通过提出一种控制电加热电路的方法实现此目的，所述电加热电路包括N个并联连接的加热元件，而每个加热元件能够串联连接至一个与之相关联的电子开关，该方法包括以下步骤：-接收形式为具有可变占空比的PWM控制信号(PWM)的功率设定点，该可变占空比作为功率的函数而变化；-提取所接收PWM控制信号的平均值；-执行P次比较，即执行所提取的平均值与P个不同的阈值之间的比较并生成P个比较信号，该整数P小于或等于N，而每个比较信号用于控制与至少一个加热元件相关联的电子开关切换至断开或闭合位置。根据其他可能的特征：-所述整数P等于N，如此，每个比较信号用于控制与一个单一的加热元件相关联的电子开关。-对于P次比较中的每一个比较，所生成的比较信号适用于：-如果所提取的平均值小于所述阈值，控制相关联的电子开关切换至断开位置；-否则，则控制相关联的电子开关切换至闭合位置。本专利技术的另一个目的是一种用于控制电加热电路的设备，该电加热电路包括N个并联连接的加热元件,该控制设备包括：-N个电子开关，每个电子开关能够与N个加热元件中的一个串联连接；-电子接收模块，其适用于接收形式为具有可变占空比的PWM控制信号的功率设定点，该可变占空比作为功率的函数而变化；-用于提取所接收PWM控制信号的平均值的装置；-P个比较器，其适用于比较所提取的平均值与P个不同的阈值并生成P个比较信号，该整数P小于或等于N，而每个比较信号用于控制与至少一个加热元件相关联的电子开关切换至断开或闭合位置。有利地，所述控制设备可以进一步包括用于生成所述P个阈值的装置。这些装置包括例如带有P+1个串联电阻的分压桥，在基准电压之下，分压桥的两个电阻之间的每一个连接点都会在两个相继的连接点之间产生一个不断增加的阈值。优选地，该设备的每一个比较器适用于提供一个比较信号，该比较信号其本身适用于：-如果所提取的平均值小于所述阈值，则控制相关联的电子开关切换至断开位置；-否则，则控制相关联的电子开关切换至闭合位置。附图说明参照附图，通过对本专利技术的具体实施例的描述，将能更好地理解本专利技术，且本专利技术的其他目的、细节、特征和优点将会变得更加清晰明了，而本专利技术的具体实施例，其纯粹作为说明性而非限制性的例子而被给出，其中：-图1以简化框图的形式描述了根据本专利技术的示例性控制设备；-图2描述了根据本专利技术的所述控制设备所执行的步骤；-图3给出了包含在图1所示控制设备中的用于生成基准直流(DC)电压的子组件的实施例；-图4给出了包含在图1所示控制设备中的另一子组件的实施例例。在不同的附图中，共同的元件具有相同的参考标号。具体实施方式图1简化地描述了设备1基于从一个单一的设定点线上所接收的、形式为PWM信号的功率设定点来控制加热电路2的示例性实施例。作为一个非限制性示例，此处所述加热电路2包含三个并联连接的加热电阻21、22、23，这些加热电阻优选地为PTC电阻。按照惯例，所述控制设备1包括三个电子开关T1、T2和T3，例如三个MOS功率晶体管，每个电子开关能够与所述三个加热电阻21、22、23中的一个串联串接，并根据其闭合或断开状态允许或阻止电流通过这些电阻。所述PWM信号是具有恒定周期T的周期性信号，此恒定周期T对应于量级为几十赫兹的频率。在周期T内，所述PWM信号在高低水平之间交替。这种交替的特性能够通知设备1要被应用的功率设定点。在某些情况下，所述PWM信号可由用作开路发射极(相应的源)的双极或MOS晶体管的输出端传递。作为变型，所述PWM信号由一对推挽式安装的晶体管的输出端传递。从本专利技术的角度来看，这两种生成所述PWM信号的方法是等同的。特别地，在这两种情况下，所需操作功率借助于PWM信号的占空比来传达，而该占空比定义为在所述PWM信号的周期内高态的维持时间。在某些情况下，按照惯例设置，所需操作功率借助于PWM信号的负占空比来传达，而该负占空比定义为在所述PWM信号的周期内低态的维持时间。在下文的说明中，以非限制性的方式，已假定所述PWM信号来源于开路集电极或开路漏极晶体管，且所需功率通过负占空比传达。在这种情况下，负占空比越高，所需功率越大。例如，对于负占空比在5％至95％之间的变化，对应的最大加热功率将在100％至0％之间变化，而当所有的加热电阻21-23同时运行时可获得该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电加热电路(2)的方法，该电加热电路(2)包括N个并联连接的加热元件(21‑23)，每个加热元件能够与相关联的电子开关(T1‑T3)串联连接，该方法包括以下步骤：‑接收(100)形式为具有可变占空比的PWM控制信号(PWM)的功率设定点，该可变占空比作为功率的函数而变化；‑提取(110)所接收的PWM控制信号(PWM)的平均值‑执行P次比较(120,130,140)，即执行所提取的平均值与P个不同的阈值(Ref1‑Ref3)的比较并生成P个比较信号(S1‑S3)，该整数P小于或等于N，每个比较信号用于控制与至少一个加热元件相关联的电子开关(T1‑T3)切换至断开或闭合位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.17 FR 13556731.一种用于控制电加热电路(2)的方法，该电加热电路(2)包括N个并联连接的加热元
件(21-23)，每个加热元件能够与相关联的电子开关(T1-T3)串联连接，该方法包括以下步
骤：
-接收(100)形式为具有可变占空比的PWM控制信号(PWM)的功率设定点，该可变占空比
作为功率的函数而变化；
-提取(110)所接收的PWM控制信号(PWM)的平均值-执行P次比较(120,130,140)，即执行所提取的平均值与P个不同的阈值
(Ref1-Ref3)的比较并生成P个比较信号(S1-S3)，该整数P小于或等于N，每个比较信号用于
控制与至少一个加热元件相关联的电子开关(T1-T3)切换至断开或闭合位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述整数P等于N，使得每个比较信号(S1-S3)用于控
制与单个加热元件(21-23)相关联的电子开关(T1-T3)。
3.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，对于P次比较中的每一次，所
生成的比较信号(S1-S3)适用于：
-如果所提取的平均值小于所述阈值，则控制(122,132,142)相关联的电子开关切换至
断开位置；
-否则，则控制(121,131,141)相关联的电子开关切换至闭合位置。
4.一种用于控制电加热电路(2)的设备(1)，该电加热电路(2)包括N个并联连接的加热
元件(21-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：L特利埃，B普泽纳特，
申请(专利权)人：法雷奥热系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR