CN2625237Y - 机动车电热方向盘 - Google Patents
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Abstract
一种能够控制其发热的机动车电热方向盘，由金属架、撑杆、盘座、握把、电加热装置、调温装置和开关组成。它是在机动车方向盘的握把材料中设有电加热装置，方向盘盘座底端设置滑环和电刷，电加热装置一端接方向盘金属架入机动车地，电加热装置的另一端通过滑环和电刷串接调温装置和开关接机动车电源端，方向盘握把温度可调，调温装置可根据需要手动或自动控制方向盘握把温度，消除或减轻天冷驾车的手冷现象，适用不同车型、不同人员的需求，方便驾驶操作，宜于安全，无裸露器件和导线，不影响外观及性能。结构、使用简单，适于商业化生产。
Description
技术领域 本实用新型涉及一种机动车转向装置，尤其是能控制电加热的机动车电热方向盘。
背景技术 目前，公知的机动车方向盘是由金属架，撑杆，盘座和握把组成，本身无加热功能。在较冷季节，特别是在寒冷的北方，把握方向盘往往有冻手的感觉，尤其是无空调的车型或敝篷的机动车最明显，直接影响正常操作，戴手套也难从根本上解决问题，且又会影响操作灵活性，不利安全。
发明内容 为了克服现有的机动车方向盘存在的上述不足，本实用新型提供一种能控制电加热的机动车电热方向盘。该方向盘不仅能控制其发热，而且能方便地根据不同地区，不同季节，不同体质的驾驶人员的需求，手动或自动调节握把温度，满足安全驾车的要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在机动车方向盘的握把材料中，设置电加热装置，电加热装置一端接方向盘金属架入机动车地。电加热装置的另一端与盘座底端设置的金属滑环电连接，金属滑环与方向盘下固定设置的电刷电接触，电刷串接开关接在机动车电源输出端。
在上述电路中设置调温装置可实现温控，根据不同的交流或直流调温装置，将电加热装置串接调温装置和开关接在机动车的交流或直流电源上，可适用不同的车型和需要。
调温装置可采用分离或集成调压器件组成的交流或直流调压电路手动控制实现；调温装置也可用在握把材料中设置常闭温度开关，并将温度开关串接在电加热装置电路中，利用温度开关随温度变化的开、关实现温控；调温装置还可用在方向盘握把材料中设置温度传感器，由温度检测电路、电压比较电路和开关电路组成自动调温装置，自动控制方向盘握把温度，使温度随设置要求基本恒定，更加方便实用。
方向盘电加热装置可以是电热线、电热丝、电热布、电热膜、红外电热材料或其它适用的电致发热材料；握把所用材料为耐热、阻燃的绝缘材料。使用时打开电源开关，根据需要调节温控器件即可。
本实用新型的有益效果是：可以根据需要手动或自动控制、调节机动车方向盘握把发热，消除或减轻驾车手冷现象，提高操作灵活性，益于安全，结构简单，不影响外观及性能，使用方便。
附图说明 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是本实用新型的方向盘局部剖面构造示意图。
图3是本实用新型的方向盘底端滑环第一实施方式示意图。
图4是本实用新型的方向盘底端滑环第一实施方式及电刷示意图。
图5是本实用新型的方向盘底端滑环第二实施方式及电刷示意图。
图6是本实用新型第一实施例的电路原理图。
图7是本实用新型第二实施例的电路原理图。
图8是本实用新型第三实施例的电路原理图。
图9是本实用新型的自动调温装置结构及电路连接示意图。
图10是本实用新型第四实施例的电路原理图。
图11是本实用新型第五实施例的电路原理图。
图中：1机动车地，2电加热装置，3滑环，4电刷，5开关，6接线端子，7调温装置，8方向盘，9盘座，10握把，11金属架，12撑杆，13开关，14二极管，15温度开关，16温度检测电路，17电压比较电路，18开关电路，19电刷，20滑环，21温度传感器。
具体实施方式 在图1中，方向盘电加热装置(2)的一端接机动车地(1)，电加热装置(2)的另一端接滑环(3)，滑环(3)与电刷(4)电接触，电刷(4)串接调温装置(7)和开关(5)后接输入端子(6)，输入端子(6)接机动车的交流或直流电源输出端。
在图2中，方向盘(8)的握把(10)材料中间缠绕分布着电加热装置(2)，图中所示为电热线或电热丝形式，电加热装置(2)的一端接方向盘(8)的金属架(11)入机动车地(1)，电加热装置(2)的另一端沿撑杆(12)与盘座(9)底部设置的金属滑环(3)电连接。
在图3中，是本实用新型的方向盘底端滑环第一实施方式。盘座(9)的底端设有金属滑环(3)，并且滑环(3)平行盘座(9)底面设置，电加热装置(2)的一端与金属滑环(3)电连接。
在图4中，是本实用新型的方向盘底端滑环第一实施方式及电刷示意图。金属滑环(3)与电刷(4)电接触，滑环(3)通过电刷(4)与外电路连接，电刷(4)固定在方向盘下面的装置上。
在图5中，是本实用新型的方向盘底端滑环第二实施方式，滑环(3)环绕盘座(9)表面设置，电刷(4)与滑环(3)电接触，电刷(4)固定在方向盘(8)下面的装置上，方向盘(8)中的电加热装置(2)通过滑环(3)、电刷(4)同外电路连接。
在图6所示本实用新型第一实施例中，方向盘(8)的电加热装置(2)一端接机动车地(1)，电加热装置(2)的另一端接滑环(3)，滑环(3)与电刷(4)电接触，图6中调温装置(7)是由开关(13)和二极管(14)二端并联组成，电刷(4)串接调温装置(7)和开关(5)后接输入端子(6)，输入端子(6)接机动车的交流电源端。当闭合开关(13)时，二极管(14)短接，交流电全部加在电加热装置(2)上，此时握把(10)温升最高；当断开开关(13)后，交流电被二极管(14)半波整流，功率减半，方向盘(8)的握把(10)温升较低，达到调节温度的目的。开关(5)为电源开关。
在图7中，是本实用新型第二实施例，电加热装置(2)的连接同上例，图中调温装置(7)是由三端可调正输出集成稳压器LT1038为核心组成的直流调压电路，电阻R串接电位器RP接在LT1038的3脚和地之间，其接点接LT1038的1脚，电容C接在LT1038的2脚和地之间，调节RP可改变LT1038的3脚输出电压，从而达到调节方向盘(8)的握把(10)温度的目的。本例中的直流调压调温装置(7)，可用其它型号可调正输出稳压器组成调压电路替代；或者用分离器件组成直流调压电路实现温控调节；或者用可调负输出的集成稳压器件组成直流调压装置实现温控调节。
在图8所示本实用新型第三实施例中，调温装置(7)是一常闭温度开关(15)(或温度继电器)，温度开关(15)设置在方向盘(8)的握把(10)材料中。电加热装置(2)一端接机动车地(1)，电加热装置(2)的另一端串接温度开关(15)并通过滑环(3)和电刷(4)再串接开关(5)接在机动车的交流或直流电源输出端。当温度较低时，打开电源开关(5)，电加热装置(2)发热，方向盘(8)的握把(10)温度升高；当升高到温度开关(15)的动作温度时，温度开关(15)断开，停止加热；随着握把(10)的温度降低，降到已定温度时温度开关(15)闭合，重新加热。随着温度的升高或降低，重复上述过程，方向盘(8)的温度基本恒定，实现自动调温的目的，温度开关(15)的起控温度可根据需要选定、设置。
图9是本实用新型的自动调温装置结构及电路连接示意图。图中，温度传感器(21)设置在方向盘(8)的握把(10)材料中检测温度，温度传感器(21)通过独立设置的滑环(20)、电刷(19)与温度检测电路(16)连接。调温装置(7)是由温度检测电路(16)、电压比较电路(17)和开关电路(18)组成；温度检测电路(16)向电压比较电路(17)提供温度检测电压信号；电压比较电路(17)通过温度设置与温度检测信号的比较输出温度控制信号；开关电路(18)受电压比较电路(17)的输出信号控制其通断，从而控制电加热装置(2)的工作，实现方向盘(8)握把(10)的温度自动控制。电加热装置(2)一端接机动车地(1)，电加热装置(2)的另一端通过滑环(3)和电刷(4)与开关电路(18)连接。温度传感器(21)所用电刷(19)和滑环(20)的设置同前述滑环(3)和电刷(4)的设置。图中也可改变串联关系，将滑环(3)和电刷(4)改在调温装置(7)和开关(5)间电连接，并将调温装置(7)设置在方向盘(8)中间的合适部位，这样可省去电刷(19)和滑环(20)，温度传感器(21)直接连接温度检测电路(16)，使结构更简单。
在图10所示本实用新型第四实施例中，其结构和电路连接关系如图9所述。图10中，温度传感器(21)设置在握把(10)中检测温度，温度传感器(21)通过滑环(20)、电刷(19)与电路连接。温度传感器(21)是一电压型集成块LM335Z(图中IC1)，其输出电压与热力学温度成正比。温度检测电路(16)由IC1和R5构成，向电压比较电路(17)输出随温度变化的电压信号。电压比较电路(17)由IC2、IC3、电阻R1一R4和电位器RP1-RP3组成，根据温度设置和温度检测电压比较，经IC4处理向开关电路(18)输出控制信号。开关电路(18)由三极管VT和继电器K组成，受电压比较电路(17)输出信号控制VT导通与截止，控制继电器K的动作，使K-1通断控制电加热装置(2)的工作，实现自动调温控制。
其工作原理是：IC2双运放AN1358构成两个比较器，A1的同相输入端接上限比较基准电压，反相输入端接温度传感器IC1的输出。A2的反相输入端接下限比较基准电压，同相输入端与温度传感器IC1的输出连接。基准电压由IC3(TL431)精密可调基准电压源提供。其上下限温度可通过RP1和RP2调整设定。A1和A2的输出分别送到由IC4(CD4011)构成的R-S触发器的
R和
S端。
温度较低接通开关(5)后。当温度下降到下限温度以下时，A1的1脚输出高电平，A2的7脚输出低电平，触发器输出Q端为高电平，VT导通，继电器K吸合，K-1接合，电加热装置(2)工作加热，握把(10)温度升高；当握把(10)温度上升到上下限温度之间时，A1、A2输出均为高电平，触发器输出Q端状态保持不变，VT仍导通，电加热装置(2)继续加热，握把(10)的温度继续升高；当握把(10)温度上升到超过上限温度时，A1输出低电平，A2输出高电平，触发器输出Q端为低电平，VT截止，继电器K不工作，电加热装置(2)停止加热。随着握把(10)的温度降低，当温度在上下限温度之间时，A1、A2均输高电平，触发器输出Q端状态保持不变，VT截止，电加热装置(2)不工作；当握把(10)温度下降到下限温度以下时，A1输出高电平，A2输出为低电平，触发器输出Q端变为高电瓶，VT导通，继电器K工作，电加热装置(2)工作加热，握把(10)温度升高。随着握把(10)温度的升高或降低，重复上述过程，使握把温度自动控制在上下限温度之间，达到自动调温的目的。上下限温度可根据需要通过调整RP1和RP2设置。输入端子(6)接机动车的交流或直流电源输出端。
在图11所示第五实施例中，其结构和电路连接关系基本如图9所示，只是将调温装置(7)设置在方向盘(8)中间某个位置，省去温度传感器(21)与电路的连接滑环(20)、电刷(19)，将滑环(3)、电刷(4)移至调温装置(7)和开关(5)间连接，电加热装置(2)直接连接开关电路(18)。握把(10)中设有温度传感器(21)，温度传感器(21)是一正温度系数的热敏电阻RT。温度检测电路(16)由热敏电阻RT和电阻R1组成，给电压比较电路(17)提供温度检测电压信号；电压比较电路(17)由IC1双运放集成电路LM358(或TA75358P、AN1358等)和电阻R2、R3电位器RP组成，根据温度设置和接受到的温度检测信号进行比较，输出控制信号控制开关电路(18)；开关电路(18)是由IC2功率开关BTS432D组成，IC2受电压比较电路(17)控制其通断，从而控制电加热装置(2)的工作，实现自动调温。改变电位器RP可设置不同的起控温度。
其工作原理是：当温度较低打开电源开关(5)时，热敏电阻RT阻值较小，IC1-1的1脚输出高电平，IC2导通，电加热装置(2)工作加热，正温度系数热敏电阻RT阻值随温度升高增大，使IC1-2的6脚电压升高，当上升到设定温度时，IC1-2的反相输入端6脚电位高于同相输入端5脚电位时，IC1-2翻转，其输出7脚变为低电平，IC1-1的1脚输出低电平，IC2关断，电加热装置(2)停止加热，握把(10)温度不再升高，随着握把(10)温度下降，热敏电阻RT阻值减小，IC1-2的6脚电压降低，当6脚电压低于5脚电压时，比较器IC1-2翻转，7脚输出高电平，经过R4的反馈作用，加速了IC1-2的翻转速度，同时使电压比较器IC1-1翻转，其1脚输出高电平，IC2的2脚变为高电平，IC2导通，电加热装置(2)工作加热，方向盘(8)的握把(10)温度再度升高，如此反复，使方向盘(8)的握把(10)温度在一个较小范围变动，达到自动调温的目的。改变RP可改变温度控制设置，以满足不同需求。LED2是加热工作指示。IC2有较完善保护功能，LED1是自诊断指示。开关(5)是电源开关，输入端子(6)接机动车直流电源输出端，调温装置(7)的地端接机动车地(1)。
上述实施例中方向盘(8)的握把(10)材料为耐热阻燃的绝缘材料。
当然，在图6所示实施例中，调温装置(7)也可用整流后直流调压或其它交流调压方式实现调温；在图7、图9、图10和图11中所示实施例中，调温电位器RP可用波段开关串接不同阻值的固定电阻替代，使调温成为分档调节；在图9、图10、图11所示实施例中，温度传感器(21)可采用其它形式而电压比较电路(17)则与其相应，开关电路(18)中的开关器件可用其它功能相似的电子开关或固体继电器等；本实用新型中完成活动电连接的滑环和电刷设置可以颠倒位置设置，其作用是一样的；电刷可以是弹性金属片或碳刷；电加热装置(2)也可采用电热布、远红外电加热材料或其它适用的电致发热材料，其电加热装置(2)的最大功率，可视不同车型、不同直径的方向盘设置。本实用新型可直接用于机动车新车生产，也可制成独立的机动车电热方向盘装置对机动车进行更新改造。以上这些变换均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种机动车电热方向盘，由金属架、撑杆、盘座和握把组成，其特征是：在握把材料中设有电加热装置，所述电加热装置的一端与金属架电连接入机动车地，电加热装置的另一端与盘座底端设置的金属滑环电连接，所述金属滑环与方向盘下固定设置的电刷电接触，所述电刷串接开关接在机动车电源输出端。
2.根据权利要求1所述的机动车电热方向盘，其特征是：电路中设有调温装置。
3.根据权利要求2所述的机动车电热方向盘，其特征是：调温装置是由开关和二极管两端并联组成的调压电路。
4.根据权利要求2所述的机动车电热方向盘，其特征是：调温装置是一直流调压电路。
5.根据权利要求2所述的机动车电热方向盘，其特征是：调温装置是一温度开关并设置在方向盘的握把材料中。
6.根据权利要求2所述的机动车电热方向盘，其特征是：握把材料中设有温度传感器，调温装置是由温度检测电路、电压比较电路和开关电路组成的自动调温装置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机动车电热方向盘，其特征是：电加热装置为电热线或电热丝，所述电热线或电热丝缠绕分布在方向盘的握把材料中。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的机动车电热方向盘，其特征是：握把材料为耐热阻燃的绝缘材料。
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