輻射加熱器裝置的制造方法
【專利說明】輻射加熱器裝置
[0001]相關申請的相互參照
[0002]本發明基于2013年3月29日申請的日本申請編號2013-71372號和2013年10月28日申請的日本申請編號2013-223581號，將其記載內容援引于此。
技術領域
[0003]本發明涉及輻射加熱器裝置。
【背景技術】
[0004]專利文獻I公開了輻射加熱器裝置。在車輛的室內，輻射加熱器裝置設置為與乘員相對，并且乘員能夠接觸。
[0005]在專利文獻I的輻射加熱器裝置中，在乘員接觸的情況下，乘員的接觸部分的溫度會根據周圍環境、換言之熱負荷而變化。因此，要求進一步改良輻射加熱器裝置。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2012-56531號公報
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供一種輻射加熱器裝置，在從加熱器受到輻射熱時能得到適當的制熱感。
[0010]在本發明的一例中，輻射加熱器裝置具備:加熱器主體，該加熱器主體具有通過通電而發熱的發熱部，并且通過從發熱部供給的熱而放射輻射熱；輸出控制部，該輸出控制部控制發熱部的輸出；及最大輸出確定部，該最大輸出確定部根據加熱器主體的周圍的熱負荷來確定發熱部的輸出的上限值。輸出控制部根據該熱負荷來控制發熱部的輸出，并且使發熱部的輸出不超過通過最大輸出確定部確定的輸出的上限值。
[0011 ] 加熱器主體的周圍的熱負荷為加熱器主體需要對周圍釋放的熱量，根據需要的制熱能力而變化。由此，根據該熱負荷來確定發熱部的輸出的上限值，因此能夠確定與需要的制熱能力對應的該輸出的上限值。由此，在需要較大的制熱能力時，例如在加熱器主體的周圍溫度較低時，設定發熱部的輸出的上限值為較高的輸出值。相反，在較小的制熱能力也無妨時，例如在加熱器主體的周圍溫度較高時，設定為較低的輸出值。進一步，輸出控制部根據該熱負荷來控制發熱部的輸出，并且使發熱部的輸出不超過這樣確定的輸出的上限值，因此得到發熱部不會針對熱負荷進行不必要的輸出的輻射加熱器裝置。因此，能夠得到如下輻射加熱器裝置:在從加熱器主體受到輻射熱時，得到適當的制熱感，且使人等物體所接觸的部分的溫度為適當溫度。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示第I實施方式的輻射加熱器裝置與乘員的位置關系的示意圖。
[0013]圖2是第I實施方式的輻射加熱器裝置的俯視圖。
[0014]圖3是第I實施方式的輻射加熱器裝置的剖視圖。
[0015]圖4是關于第I實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0016]圖5是表示第I實施方式的輻射加熱器裝置的輸出等級操作部的多個例子的圖。
[0017]圖6是關于第I實施方式的輻射加熱器裝置的、表示熱負荷與輸出控制范圍及輸出的上限值的關系的控制特性曲線圖。
[0018]圖7是關于第I實施方式的輻射加熱器裝置的、表示內部氣體溫度等與輸出控制范圍及輸出的上限值的關系的控制特性曲線圖。
[0019]圖8是表示相對于圖6的控制特性曲線圖的第I變形例的控制特性曲線圖。
[0020]圖9是關于第I實施方式的輻射加熱器裝置的、表示可針對熱負荷設定的多個階段的輸出等級與輸出的上限值的關系的控制特性曲線圖。
[0021]圖10是表示相對于圖9的控制特性曲線圖的第I變形例的控制特性曲線圖。
[0022]圖11是表示相對于圖7的控制特性曲線圖的第I變形例的控制特性曲線圖。
[0023]圖12是表示相對于圖7的控制特性曲線圖的第2變形例的控制特性曲線圖。
[0024]圖13是表示相對于圖7的控制特性曲線圖的第3變形例的控制特性曲線圖。
[0025]圖14是表示相對于圖7的控制特性曲線圖的第4變形例的控制特性曲線圖。
[0026]圖15是關于第I實施方式的輻射加熱器裝置的、表示可針對內部氣體溫度等設定的多個階段的輸出等級與輸出的上限值的關系的控制特性曲線圖。
[0027]圖16是關于第2實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0028]圖17是關于第2實施方式的輻射加熱器裝置的、表示前置防撞動作與加熱器運轉的關系的時序圖。
[0029]圖18是關于第3實施方式的、表示施加在輻射加熱器裝置的電壓控制的時序圖。
[0030]圖19是關于第4實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0031]圖20是關于第4實施方式的制熱裝置的、表示各種加熱器裝置的動作控制的流程圖。
[0032]圖21是關于第5實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0033]圖22是關于第5實施方式的輻射加熱器裝置的、表示異常檢測與加熱器運轉的關系的時序圖。
[0034]圖23是關于第6實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0035]圖24是關于第6實施方式的輻射加熱器裝置的、表示內部氣體溫度等與加熱器運轉時間的關系的控制特性曲線圖。
[0036]圖25是關于第6實施方式的輻射加熱器裝置的、表示加熱器輸出與加熱器運轉時間的關系的控制特性曲線圖。
[0037]圖26是第7實施方式的輻射加熱器裝置的剖視圖。
[0038]圖27是關于第7實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0039]圖28是第8實施方式的輻射加熱器裝置的剖視圖。
[0040]圖29是關于第8實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0041]圖30是表示第9實施方式至第14實施方式中的具備內部氣體溫度傳感器的車輛用空調裝置的結構的概要圖。
[0042]圖31是關于第9實施方式至第14實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0043]圖32是表示第9實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
[0044]圖33是表示第10實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
[0045]圖34是表示第11實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
[0046]圖35是表示第12實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
[0047]圖36是表示第13實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
[0048]圖37是表示第14實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
[0049]圖38是表示第15實施方式及第16實施方式的輻射加熱器裝置與乘員的位置關系的圖。
[0050]圖39是關于第15實施方式及第16實施方式的輻射加熱器裝置的控制的框圖。
[0051]圖40是關于第15實施方式的輻射加熱器裝置的、表示加熱器溫度的變化的曲線圖。
[0052]圖41是表示第15實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
[0053]圖42是關于第15實施方式的輻射加熱器裝置的、表示內部氣體溫度與加熱器消耗電力的關系的控制特性曲線圖。
[0054]圖43是表示第16實施方式的制熱裝置的動作控制的流程圖。
【具體實施方式】
[0055]以下，參照附圖對用于實施本發明的多個方式進行說明。在各方式中有對與在先前的方式中進行了說明的事項對應的部分標記相同的參照符號而省略重復說明的情況。在僅對各方式中的結構的一部分進行說明的情況下，能夠對結構的其他部分適用應用先前進行了說明的其他方式。不光能夠將在各實施方式中具體明示的能夠組合的部分彼此組合，只要不特別妨礙組合，即使未明示也能夠部分地將實施方式彼此組合。
[0056](第I實施方式)
[0057]能夠應用本發明的輻射加熱器裝置I設置于道路行駛車輛、船舶、航空器等移動體的室內，以及固定于土地的建筑物的室內等。在圖1中，第I實施方式的裝置I構成車室內用的制熱裝置2的一部分。裝置I為從搭載于移動體的電池、發電機等電源供電而發熱的電加熱器。裝置I形成為薄板狀。對裝置I供給電力的話則會發熱。裝置I由于對位于與其表面垂直的方向的對象物進行加熱，因此主要朝向與其表面垂直的方向放射輻射熱R。
[0058]在車室內設置用于乘員21就座的座位20。裝置I以對乘員21的腳邊放射輻射熱R的方式設置于室內。裝置I設置于室內的壁面。室內的壁面為例如儀表板、門飾板、天花板等內裝部。裝置I設置為與假想的通常姿勢的乘員21相對。例如，道路行駛車輛具有用于支撐方向盤23的轉向柱22。裝置I能夠在轉向柱22的下面以與乘員21相對的方式設置。
[0059]如圖2所示，裝置I形成為大致四邊形的薄板狀。裝置I具有構成加熱器主體的基板部10、多個發熱部11及作為導電部的一對端子12。裝置I也可稱為主要朝向與表面垂直的方向放射輻射熱R的面狀加熱器。
[0060]基板部10提供優異的電絕緣性且由耐高溫的樹脂材料制成。基板部10為多層基板。基板部10具有表面層101、背面層102及中間層103。表面層101面向輻射熱R的放射方向。換言之，表面層101為在裝置I的設置狀態下與作為加熱對象物的乘員21的局部相對地配置的面。背面層102形成裝置I的背面。中間層103支撐發熱部11和端子12。基板部10為用于支撐分別為線狀的多個發熱部11的部件。表面層101、背面層102、中間層103為由導熱率比發熱部11、端子12低的原材料構成的絕緣部。例如，表面層101、背面層102、中間層103由聚酰亞胺樹脂制成。
[0061]多個發熱部11分別由通過通電而發熱的材料制成。發熱部11能夠由金屬材料制成。例如發熱部11能夠由銅、銀、錫、不銹鋼、鎳、鎳鉻合金等構成。多個發熱部11分別呈相對于基板部10的面平行的線狀或板狀，相對于基板部10的表面分散地配置。
[0062]各發熱部11連接于隔開規定的間隔地配置的一對端子12。發熱部11在一對端子12之間隔開間隔地配置。多個發熱部11以橋接在一對端子12之間的方式相對于一對端子12并列連接，且在基板部10的大致整個表面上設置。多個發熱部11設置為與中間層103一起被夾持于表面層101與背面層102之間。通過基板部10從外部保護多個發熱部11。
[0063]各發熱部11為至少熱連接于表面層101且通過通電而發熱的部件。由此，發熱部11所產生的熱傳達到表面層101。一個發熱部11所產生的熱經由基板部10等部件作為輻射熱而從表面層101向外部放射，提供給相對的乘員21。
[0064]為了得到規定的發熱量，發熱部11被設定為具有規定的長度。因此，各發熱部11被設定為具有規定的電阻值。另外，各發熱部11的尺寸、形狀被設定成，橫向的熱電阻成為規定值。由此，多個發熱部11通過施加規定的電壓而產生規定的發熱量。多個發熱部11產生規定的發熱量而上升到規定溫度。上升到規定溫度的多個發熱部11將表面層101加熱到規定放射溫度。并且，裝置I能夠放射使乘員21即人感到溫暖的輻射熱R。
[0065]發熱部11的輸出、溫度、發熱量通過加熱器E⑶3的輸出控制部30進行控制。輸出控制部30能夠通過控制施加在發熱部11的電壓值、電流值而控制發熱部11的輸出、溫度、發熱量等。因此，輸出控制部30可以改變對乘員21提供的輻射熱量。通過輸出控制部30開始對裝置I的通電的話，裝置I的表面溫度急速上升到所控制的規定放射溫度。因此，即使在冬季等也能夠迅速對乘員21提供溫暖。
[0066]在裝置I的表面層101有物體接觸的情況下，從發熱部11傳達到表面層101的熱急速傳達到所接觸的物體。其結果，表面層101的接觸的部分的溫度急速降低。因此，接觸有物體的部分的裝置I的表面溫度急速降低。接觸有物體的部分的熱傳遞到所接觸的物體，向所接觸的物體擴散。因此，抑制所接觸的物體的表面溫度的過度上升。
[0067]加熱器E⑶3為控制裝置I的動作的控制裝置。加熱器E⑶3至少具備輸出控制部30、最大輸出確定部31、輸出設定部32及存儲部33。
[0068]如圖6所示，最大輸出確定部31根據裝置I周圍的熱負荷來確定發熱部11的輸出的上限值。圖6所示的規定的控制特性數據預先存儲于存儲部33。最大輸出確定部31依照該控制特性數據，以熱負荷越增加越使輸出的上限值增加的方式來確定輸出的上限值。例如，輸出的上限值被設定為使熱負荷與輸出值成一次函數的關系。另外，輸出的上限值被設定為使熱負荷與加熱器的溫度成一次函數的關系。因此，熱負荷越低，則最大輸出確定部31控制成使加熱器的輸出值、溫度越低，熱負荷越高，則最大輸出確定部31控制成使加熱器的輸出值、溫度越高。
[0069]輸出設定部32能夠設定發熱部11的輸出等級。該輸出等級可設定為規定的多個階段。無論通過輸出設定部32設定為何種輸出等級，輸出控制部30也不會控制成發熱部11的輸出超過通過最大輸出確定部31確定的輸出的上限值。發熱部11的輸出等級有在自動運轉時通過使用規定程序的運算來確定的情況，或通過由乘員操作輸出等級操作部而發送的指令信號來確定的情況。
[0070]輸出控制部30依照圖6所示的規定的控制特性數據并根據熱負荷來控制發熱部11的輸出，并且使發熱部11的輸出不超過通過最大輸出確定部31確定的輸出的上限值。輸出控制部30在圖6中的標記斜線的區域所包含的輸出范圍控制加熱器的輸出、溫度。輸出控制部30將從電池4得到的電力供給到裝置1，且能夠控制該供給電力。輸出控制部30能夠通過該電力控制從而控制發熱部11的輸出。
[0071]電池4例如也可以構成為由多個單電池的集合體構成的組電池。各單電池能夠由例如鎳氫二次電池、鋰離子二次電池、有機自由基電池構成。電池4例如能夠進行充放電且能夠用于對車輛行駛用的發動機等供給電力的用途。
[0072]加熱器E⑶3按如下方式構成:與控制發動機的啟動及停止的點火開關的ON、OFF無關，而是從作為搭載于