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公開番号2025163618
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-29
出願番号2024067060
出願日2024-04-17
発明の名称ヒータ装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H05B 3/00 20060101AFI20251022BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】速暖性を確保しつつ、エミッションノイズの発生を抑えるようにした車両用ヒータ装置1を提供する。
【解決手段】中央処理装置21は、ヒータ動作指令を受けると、トランジスタTr1を継続してフルオンさせつつ、トランジスタTr2を継続してオフさせる。電源VBからトランジスタTr1を通してヒータ素子Rに電流を継続して流すことができる。中央処理装置21は、トランジスタTr1を継続してフルオンさせ、かつトランジスタTr2を継続してオフさせた後、ヒータ本体部30の温度が目標温度以上であると判定したとき、トランジスタTr1、Tr2を以下の通り制御する。中央処理装置21は、トランジスタTr1を継続してオフさせつつ、トランジスタTr2を継続してフルオンさせる。電源VCからトランジスタTr2を通してヒータ素子Rに電流を継続して流すことができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電流が流れることにより発熱するヒータ素子（Ｒ）を有するヒータ本体部（３０）と、
第１直流電圧を出力する第１直流電源（ＶＢ）と前記ヒータ素子との間に配置されている第１トランジスタ（Ｔｒ１）と、
前記第１直流電圧よりも低い第２直流電圧を出力する第２直流電源（ＶＣ）と前記ヒータ素子との間に配置されている第２トランジスタ（Ｔｒ２）と、
前記ヒータ本体部の温度を検出する温度検出部（３２）と、
前記温度検出部によって検出される温度に基づいて、前記ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるか否かについて判定する温度判定部（Ｓ１１０）と、
前記ヒータ本体部の動作を開始させる指令を受けると、前記第１直流電源から前記第１トランジスタを通して前記ヒータ素子に電流を継続して流すために、前記第１トランジスタを継続してフルオンさせ、かつ前記第２直流電源と前記ヒータ素子との間を継続して開放させるために、前記第２トランジスタを継続してオフさせる第１スイッチ制御部（Ｓ１００）と、
前記第１スイッチ制御部が前記第１トランジスタを継続してフルオンさせ、かつ前記第２トランジスタを継続してオフさせた後、前記ヒータ本体部の温度が目標温度以上であると前記温度判定部が判定したとき、前記第１直流電源と前記ヒータ素子との間を継続して開放させるために前記第１トランジスタを継続してオフさせ、かつ前記第２直流電源から前記第２トランジスタを通して前記ヒータ素子に電流を継続して流すために、前記第２トランジスタを継続してフルオンさせる第２スイッチ制御部（Ｓ１２０）と、
を備えるヒータ装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記第２直流電源は、前記第１直流電圧を降圧した前記第２直流電圧を出力する降圧回路である請求項１に記載のヒータ装置。
【請求項３】
前記ヒータ素子は、前記電流が流れることにより輻射熱を発生する請求項１に記載のヒータ装置。
【請求項４】
電流が流れることにより発熱する第１ヒータ素子（Ｒ１）と、前記第１ヒータ素子に比べて大きな電気抵抗を有して電流が流れることにより発熱する第２ヒータ素子（Ｒ２）とを有するヒータ本体部（３０）と、
直流電源（ＶＢ）と前記第１ヒータ素子との間に配置されている第１トランジスタ（Ｔｒ１）と、
前記直流電源と前記第２ヒータ素子との間に配置されている第２トランジスタ（Ｔｒ２）と、
前記ヒータ本体部の温度を検出する温度検出部（３２）と、
前記ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるか否かについて判定する温度判定部（Ｓ１００）と、
前記ヒータ本体部の動作を開始させる指令を受けると、前記直流電源から前記第１トランジスタを通して前記第１ヒータ素子に電流を継続して流すために、前記第１トランジスタを継続してフルオンさせ、かつ前記直流電源および前記第２ヒータ素子の間を継続して開放させるために前記第２トランジスタを継続してオフさせる第１スイッチ制御部（Ｓ１００Ａ）と、
前記第１スイッチ制御部が前記第１トランジスタ継続してフルオンさせ、かつ前記第２トランジスタを継続してオフさせた後、前記ヒータ本体部の温度が目標温度以上であると前記温度判定部が判定したとき、前記直流電源と前記第１ヒータ素子との間を継続して開放させるために、前記第１トランジスタを継続してオフさせ、かつ前記直流電源から前記第２トランジスタを通して前記第２ヒータ素子に電流を継続して流すために、前記第２トランジスタをフルオンさせる第２スイッチ制御部（Ｓ１２０Ａ）と、
を備えるヒータ装置。
【請求項５】
直流電源（ＶＢ）とグランドとの間に配置され、電流が流れることにより発熱する第１ヒータ素子（Ｒ１）と、前記第１ヒータ素子とグランドとの間に配置され、電流が流れることにより発熱する第２ヒータ素子（Ｒ２）とを有するヒータ本体部（３０）と、
前記直流電源と前記第１ヒータ素子との間に配置されている第１トランジスタ（ＴＲ１）と、
前記第１ヒータ素子と前記第２ヒータ素子とが共通に接続されている端子を共通接続端子（５１）としたとき、前記共通接続端子とグランドとの間に配置されている第２トランジスタ（ＴＲ２）と、
前記ヒータ本体部の温度を検出する温度検出部（３２）と、
前記ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるか否かについて判定する温度判定部（Ｓ１００）と、
前記ヒータ本体部の動作を開始させる指令を受けると、前記直流電源から、前記第１トランジスタ、前記第１ヒータ素子、前記第２トランジスタを通してグランドに電流を継続して流すために、前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタをそれぞれ継続してフルオンさせる第１スイッチ制御部（Ｓ１００Ｂ）と、
前記第１スイッチ制御部が前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタをそれぞれ継続してフルオンさせた後、前記ヒータ本体部の温度が目標温度以上であると前記温度判定部が判定したとき、前記直流電源から、前記第１トランジスタ、前記第１ヒータ素子、前記第２ヒータ素子を通してグランドに電流を継続して流すために、前記第１トランジスタを継続してフルオンして前記第２トランジスタを継続してオフさせる第２スイッチ制御部（Ｓ１２０Ｂ）と、を備え、
前記第１スイッチ制御部が前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタを継続してフルオンさせたときに前記直流電源から前記第１ヒータ素子に供給される電力を第１電力とし、前記第２スイッチ制御部が前記第１トランジスタを継続してフルオンして前記第２トランジスタを継続してオフさせときに前記直流電源から前記第１ヒータ素子、前記第２ヒータ素子に供給される電力を第２電力とした場合に、前記第１電力が前記第２電力に比べて大きくなっているヒータ装置。
【請求項６】
前記第２ヒータ素子は、温度が高くなるほど電気抵抗が大きくなるＰＴＣヒータである請求項４または５に記載のヒータ装置。
【請求項７】
前記第１ヒータ素子および前記第２ヒータ素子は、それぞれ、銅によって形成されている請求項４または５に記載のヒータ装置。
【請求項８】
可撓性を有するフレキシブル基板（３１）を備え
前記第１ヒータ素子および前記第２ヒータ素子は、それぞれ、前記フレキシブル基板の一面に沿うように形成されている請求項４または５に記載のヒータ装置。
【請求項９】
前記第１ヒータ素子および前記第２ヒータ素子は、それぞれ、前記電流が流れることにより輻射熱を発生する請求項４または５に記載のヒータ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒータ装置に関するものである。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ヒータ装置では、直流電源およびヒータの間に配置されているトランジスタと、トランジスタをスイッチングすることにより直流電源からヒータに与える電力を制御する制御回路とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－３４７２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、上記ヒータ装置において、始動時において、ヒータによって暖房対象を即効的に暖める性能である速暖性を高めることが要求されている。この場合、ヒータの抵抗値を下げて、トランジスタのスイッチングによって始動時にヒータに大きな電力を投入する必要がある。このため、トランジスタのスイッチングに伴って、直流電源からトランジスタを通してヒータに流れる電流の変化に起因して生じるエミッションノイズ、すなわち電磁波ノイズが増加する。
【０００５】
本開示は上記点に鑑みて、速暖性を確保しつつ、エミッションノイズの発生を抑えるようにしたヒータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つの観点によれば、ヒータ装置は、
電流が流れることにより発熱するヒータ素子（Ｒ）を有するヒータ本体部（３０）と、
第１直流電圧を出力する第１直流電源（ＶＢ）とヒータ素子との間に配置されている第１トランジスタ（Ｔｒ１）と、
第１直流電圧よりも低い第２直流電圧を出力する第２直流電源（ＶＣ）とヒータ素子との間に配置されている第２トランジスタ（Ｔｒ２）と、
ヒータ本体部の温度を検出する温度検出部（３２）と、
温度検出部によって検出される温度に基づいて、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるか否かについて判定する温度判定部（Ｓ１１０）と、
ヒータ本体部の動作を開始させる指令を受けると、第１直流電源から第１トランジスタを通してヒータ素子に電流を継続して流すために、第１トランジスタを継続してフルオンさせ、かつ第２直流電源とヒータ素子との間を継続して開放させるために、第２トランジスタを継続してオフさせる第１スイッチ制御部（Ｓ１００）と、
第１スイッチ制御部が第１トランジスタを継続してフルオンさせ、かつ第２トランジスタを継続してオフさせた後、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であると温度判定部が判定したとき、第１直流電源とヒータ素子との間を継続して開放させるために第１トランジスタを継続してオフさせ、かつ第２直流電源から第２トランジスタを通してヒータ素子に電流を継続して流すために、第２トランジスタを継続してフルオンさせる第２スイッチ制御部（Ｓ１２０）と、を備える。
【０００７】
したがって、ヒータ本体部の温度が目標温度未満であるときには、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるときに比べて、ヒータ本体部へ与える電力が大きくなる。このため、ヒータ本体部の温度が目標温度未満であるときには、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるときに比べて、ヒータ本体部から生じる単位時間あたりの熱を増大させることができる。これに加えて、第１直流電源、第２直流電源からヒータ本体部へ電力を供給するために、第１トランジスタおよび第２トランジスタのスイッチングを実施していない。よって、速暖性を確保しつつ、エミッションノイズの発生を抑えるようにしたヒータ装置を提供することができる。
【０００８】
本開示の別の観点によれば、ヒータ装置は、
電流が流れることにより発熱する第１ヒータ素子（Ｒ１）と、第１ヒータ素子に比べて大きな電気抵抗を有して電流が流れることにより発熱する第２ヒータ素子（Ｒ２）とを有するヒータ本体部（３０）と、
直流電源（ＶＢ）と第１ヒータ素子との間に配置されている第１トランジスタ（Ｔｒ１）と、
直流電源と第２ヒータ素子との間に配置されている第２トランジスタ（Ｔｒ２）と、
ヒータ本体部の温度を検出する温度検出部（３２）と、
ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるか否かについて判定する温度判定部（Ｓ１００）と、
ヒータ本体部の動作を開始させる指令を受けると、直流電源から第１トランジスタを通して第１ヒータ素子に電流を継続して流すために、第１トランジスタを継続してフルオンさせ、かつ直流電源および第２ヒータ素子の間を継続して開放させるために第２トランジスタを継続してオフさせる第１スイッチ制御部（Ｓ１００Ａ）と、
第１スイッチ制御部が第１トランジスタ継続してフルオンさせ、かつ第２トランジスタを継続してオフさせた後、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であると温度判定部が判定したとき、直流電源と第１ヒータ素子との間を継続して開放させるために、第１トランジスタを継続してオフさせ、かつ直流電源から第２トランジスタを通して第２ヒータ素子に電流を継続して流すために、第２トランジスタをフルオンさせる第２スイッチ制御部（Ｓ１２０Ａ）と、を備える。
【０００９】
したがって、ヒータ本体部の温度が目標温度未満であるときには、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるときに比べて、ヒータ本体部へ与える電力が大きくなる。このため、ヒータ本体部の温度が目標温度未満であるときには、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるときに比べて、ヒータ本体部から生じる単位時間あたりの熱を増大させることができる。これに加えて、直流電源からヒータ本体部へ電力を供給するために、第１トランジスタおよび第２トランジスタのスイッチングを実施していない。よって、速暖性を確保しつつ、エミッションノイズの発生を抑えるようにしたヒータ装置を提供することができる。
【００１０】
本開示のさらに別の観点によれば、ヒータ装置は、
直流電源（ＶＢ）とグランドとの間に配置され、電流が流れることにより発熱する第１ヒータ素子（Ｒ１）と、第１ヒータ素子とグランドとの間に配置され、電流が流れることにより発熱する第２ヒータ素子（Ｒ２）とを有するヒータ本体部（３０）と、
直流電源と第１ヒータ素子との間に配置されている第１トランジスタ（ＴＲ１）と、
第１ヒータ素子と第２ヒータ素子とが共通に接続されている端子を共通接続端子（５１）としたとき、共通接続端子とグランドとの間に配置されている第２トランジスタ（ＴＲ２）と、
ヒータ本体部の温度を検出する温度検出部（３２）と、
ヒータ本体部の温度が目標温度以上であるか否かについて判定する温度判定部（Ｓ１００）と、
ヒータ本体部の動作を開始させる指令を受けると、直流電源から、第１トランジスタ、第１ヒータ素子、第２トランジスタを通してグランドに電流を継続して流すために、第１トランジスタおよび第２トランジスタをそれぞれ継続してフルオンさせる第１スイッチ制御部（Ｓ１００Ｂ）と、
第１スイッチ制御部が第１トランジスタおよび第２トランジスタをそれぞれ継続してフルオンさせた後、ヒータ本体部の温度が目標温度以上であると温度判定部が判定したとき、直流電源から、第１トランジスタ、第１ヒータ素子、第２ヒータ素子を通してグランドに電流を継続して流すために、第１トランジスタを継続してフルオンして第２トランジスタを継続してオフさせる第２スイッチ制御部（Ｓ１２０Ｂ）と、を備え、
第１スイッチ制御部が第１トランジスタおよび第２トランジスタを継続してフルオンさせたときに直流電源から第１ヒータ素子に供給される電力を第１電力とし、第２スイッチ制御部が第１トランジスタを継続してフルオンして第２トランジスタを継続してオフさせときに直流電源から第１ヒータ素子、第２ヒータ素子に供給される電力を第２電力とした場合に、第１電力が第２電力に比べて大きくなっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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