DE10230869A1

DE10230869A1 - Lenkradheizeinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10230869A1
Application number: DE10230869A
Authority: DE
Inventors: Hideharu Nagatomo
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2003-02-06
Also published as: US6664517B2; JP2003019964A; US20030006228A1

Abstract

Eine Lenkradheizeinrichtung (1) mit der Fähigkeit der Temperatursteuerung ohne das Bewirken des Fließens eines Überstroms in ein Lenkrad (Sw) wird bereitgestellt. Die Lenkradheizeinrichtung (1) schließt einen Heizer (2) ein, der in dem Lenkrad angeordnet ist, ein Heizschaltelement (4), das in einer Lenksäule (Sc) angeordnet ist, zum Ausführen des Schaltens eines Treiberstroms zum Antreiben des Heizers (2) und auch zum Generieren von Wärme, ein thermosensitives Element (5) zum Erfassen der Temperatur des Elementes (4) zum Ändern seiner Eigenschaften, einen Steuerteil (8), der ein Steuersignal ausgibt und einen Treiberteil (9), der ein Treibersignal ausgibt, zum Antreiben des Elementes (4), basierend auf dem Steuersignal. Basierend auf Spannungen zwischen beiden Enden des Elementes (5) erfasst der Steuerteil (8) eine Ausgangstemperatur des Lenkrads, berechnet außerdem eine Verbrauchsenergie, die benötigt wird zum Anheben der Temperatur des Lenkrads auf eine eingestellte Temperatur und generiert das Steuersignal während einer Heizperiode, die bestimmt wird auf der Grundlage der Verbrauchsenergie.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkradheizeinrichtung zum Heizen eines Lenkrads eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft sie eine Lenkradheizeinrichtung, die in der Lage ist, die Temperatur eines Heizers zu steuern ohne einen Überstrom zu veranlassen, in das Lenkrad zu fließen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die japanische geprüfte Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 2-30910 offenbart ein Lenkrad, dessen Ringteil ausgerüstet ist mit einem Heizteil.
In diesem Lenkrad ist in der Nähe des Heizteils des Lenkrades ein Thermistor angeordnet, der als thermosensitives Element dient. Im Betrieb erfasst der Thermistor eine Temperaturänderung des Heizteils, uni die Temperatursteuerung für das Lenkrad auszuführen.
Auf der Hochtemperaturseite des Heizteils in dem Lenkrad ist eine Sicherung vorgesehen, die geschmolzen wird und bricht zum Stoppen der Zufuhr von Strom, wenn die Temperatur des Heizteils exzessiv ansteigt.
In dem oben erwähnten Lenkrad wird jedoch, wenn ein Heizdraht im Heizteil kurzschließt, der Fluss eines Überstroms in das Lenkrad fortgesetzt, bis die Sicherung geschmolzen ist.
Wenn der Überstrom in das Lenkrad fließt bis die Sicherung geschmolzen ist, tritt bei der obigen Weise ein Problem auf in einer Möglichkeit, dass ein flexibles Flachkabel (FFC = Flexible Flat Cable), dass das Lenkrad mit einer Lenksäule verbindet, eine Anomalität in der Funktion hat, weil das FFC einen niedrigen zulässigen Stromwert hat.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In einer solchen Situation ist es daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lenkradheizeinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Temperatur eines Lenkrads zu steuern, ohne einen Überstrom zu veranlassen, in das Lenkrad zu fließen.
Das oben erwähnte Ziel kann erreicht werden durch Bereitstellen einer Lenkradheizeinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend:
einen in einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordneten Heizer;
ein Heizschaltelement, das mit dem Heizer elektrisch verbunden ist und in einer Lenksäule angeordnet ist zum Schalten des Fließens eines Antriebsstroms zum Betreiben des Heizers, wobei das Heizschaltelement Wärme generiert durch den Heizstrom;
ein benachbart zu dem Heizschaltelement angeordnetes thermosensitives Element zum Fühlen einer Temperatur des Heizschaltelementes, hierdurch Eigenschaften des thermosensitiven Elements verändernd;
eine mit dem thermosensitiven Element verbundene Steuereinheit zum Erfassen einer Ausgangstemperatur des Lenkrads auf der Basis einer Änderung in den Eigenschaften des thermosensitiven Elementes, wobei die Steuereinheit außerdem einen zum Erhöhen einer Temperatur des Lenkrades von der Ausgangstemperatur auf eine vorbestimmte Temperatur erforderliche Verbrauchsenergie berechnet und auch ein Steuersignal ausgibt für eine auf der Basis der Verbrauchsenergie bestimmte Heizperiode; und
die Antriebseinheit mit der Steuereinheit verbunden ist zum Ausgeben eines Treibersignals zum Antreiben des Heizschaltelementes auf der Basis des von der Steuereinheit ausgegebenen Steuersignals.
Da das Heizschaltelement in der Lenksäule ein Blockieren eines Überstroms ermöglicht, ist es entsprechend der oben aufgebauten Lenkradheizeinrichtung möglich, das Fließen eines Überstroms in ein Lenkrad zu verhindern, hierdurch eine Möglichkeit ausschließend, dass ein Verbindungskabel (zum Beispiel FFC) zwischen den Lenkrad und der Lenksäule eine Anomalie in seiner Verbindungsfunktion hat.
Als der zweite Aspekt der Erfindung umfasst die obige Lenkradheizeinrichtung außerdem eine Antriebsstopeinheit, die einen Spannungsabfall des Heizschaltelementes bedingt durch das Fließend es Antriebsstroms erfasst und das Antreiben des Heizschaltelementes stoppt, wenn kein Spannungsabfall erfasst wird.
Entsprechend dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es möglich zu verhindern, dass das Heizschaltelement noch betrieben wird, obwohl eine Betriebsstrecke für den Heizer geöffnet worden ist.
Als dritter Aspekt der Erfindung ist das Heizschaltelement der Lenkradheizeinrichtung ein Leistungs-MOSFET, wobei eine Spannung zwischen Gate und Source davon derart eingestellt wird, dass der Antriebsstrom geringer wird als ein Stromgrenzwert für den Heizer.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist es bedingt durch das obige Bereitstellen einer Spannung zwischen Gate und Source des Leistungs-MOSFET möglich, das Fließen eines Überstroms in das Lenkrad zu verhindern, hierdurch eine Möglichkeit ausschließend, dass das Verbindungskabel (z. B. FFC) zwischen dem Lenkrad und der Lenksäule eine Anomalie in seiner Verbindungsfunktion hat.
Als vierter Aspekt der Erfindung umfasst die Lenkradheizeinrichtung außerdem eine Spannungserfassungseinheit, die mit dem thermosensitiven Element und der Steuereinheit verbunden ist, hierdurch eine Spannung zwischen beiden Enden des thermosensitiven Elementes erfassend. Dann sind die Eigenschaften des thermosensitiven Elementes identisch mit der Spannung zwischen beiden Enden des thermosensitiven Elementes.
Als fünfter Aspekt der Erfindung ist in der Lenkradheizeinrichtung des vierten Aspektes das thermosensitive Element eine thermosensitive Diode, durch die ein Konstantstrom fließt und die die Temperatur des Leistungs-MOSFET fühlt, um hierdurch die Spannung zwischen beiden Enden der thermosensitiven Diode zu ändern.
Als sechster Aspekt der Erfindung sind in der Lenkradheizeinrichtung des fünften Aspektes der Leistungs- MOSFET und das thermosensitive Element in einem Körper ausgebildet, hierdurch einen Leistungshalbleiter bereitstellend mit eingebauter Diode.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist es bedingt durch das Integrieren des Leistungs-MOSFET und des thermosensitiven Elementes möglich, den Aufbau innerhalb der Lenksäule zu vereinfachen.
Als siebter Aspekt der Erfindung ist der Heizer verbunden mit dem Heizschaltelement durch ein flexibles Flachkabel.
Diese und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vollständiger ersichtlich aus der folgenden Beschreibung und zugehörigen Patentansprüchen, betrachtet gemeinsam mit der beiliegenden Zeichnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen des Aufbaus einer Lenkradheizeinrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Diagramm zum Erläutern von Strom-/Spannungs-Charakteristika eines Leistungs-MOSFET nach Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Lenkradheizeinrichtung nach Fig. 1; und
Fig. 4A, 4B und 4C sind Zeitdiagramme zum Erläutern der Heizsteuerung durch einen Steuerteil nach Fig. 1.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine Lenkradheizeinrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Aufbau der Lenkradheizeinrichtung dieser Ausführungsform.
Wie in der Figur gezeigt, schließt die Lenkradheizeinrichtung 1 einen Heizer 2 ein, angeordnet in einem Lenkrad Sw, einen Leistungs-MOSFET 4 zum Schalten eines Treiberstroms des Heizers 2, der von einer Energiequelle 3 zugeführt wird, eine thermosensitive Diode 5 zum Erfassen einer Temperatur des Leistungs-MOSFET 4 zum Ändern ihrer eigenen Charakteristika und eine Konstantstromschaltung 6 zum Zuführen eines Konstantstroms zu einer thermosensitiven Diode 5. Die Lenkradheizeinrichtung 1 schließt außerdem einen Steuerteil (Einheit) 8 ein, der eine Verbrauchsenergie berechnet, die benötigt wird zum Anheben der Temperatur des Lenkrades Sw auf eine eingestellte Temperatur basierend auf einer Spannung VF zwischen beiden Enden der thermosensitiven Diode 5. Der Steuerteil 6 generiert außerdem ein Steuersignal während einer Heizperiode, das auf der Grundlage der sogenannten Verbrauchsleistung bestimmt wird. Die Lenkradheizeinrichtung 1 schließt außerdem einen Treiberteil (Einheit) 9 ein zum Antreiben eines Gates des Leistungs-MOSFET 4 basierend auf dem von dem Steuerteil 8 generierten Steuersignal, einen Antriebsstopp-Teil (Einheit) 10, der eine Spannung Vds zwischen Drain und Source des Leistungs-MOSFET erfasst, um hierdurch das Antreiben des Leistungs-MOSFET 4 zu stoppen im Falle fehlenden Spannungsabfalls, einen Spannungskorrekturteil 11 zum Korrigieren einer Source- Spannung Vb, einen Überspannungsabsorptionsteil 12 zum Absorbieren einer Überspannung, einen Verstärkungsteil 13 (Booster), der die Source-Spannung Vb anhebt, um sie hierdurch dem Treiberteil 9 zuzuführen und einen Schalter 14zum Durchführen einer Schaltoperation zwischen EIN-Zustand und AUS-Zustand in der Lenkradheizeinrichtung 1.
In der gezeigten Ausführungsform ist der Leistungs-MOSFET 4 dargestellt als ein Beispiel eines Heizschaltelementes. In der Modifikation kann der Leistungs-MOSFET ersetzt werden durch irgendein Element wie z. B. einen Leistungstransistor, solange er beheizt werden kann durch den Treiberstrom, hierdurch die Schaltoperation ausführend.
In dem Leistungs-MOSFET 4 der Darstellung ist es, wenn eine Spannung Vgs (zwischen Gate und Source des MOSFET 4) auf einen angemessenen Wert eingestellt wird möglich, einen Drain-Strom Id (als Treiberstrom des Heizers 2) geringer einzustellen als einer Stromgrenze für den Heizer 2.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Strom- Spannungs-Charakteristika des Leistungs-MOSFET 4 beschrieben.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Zusammenhang zwischen Drain-/Source-Spannung Vds und Drain-Strom Id bestimmt durch einen Wert der Spannung Vgs. Wenn der Wert der Spannung Vgs größer anwächst, wird demnach eine die Spannung Vgs repräsentierende Kurve aufwärts verschoben.
Wenn ein Wert der Spannung Vgs anwächst, dann wird ein Wert des Drain-Stroms Id linear angehoben innerhalb eines linearen Bereichs. Außerdem, wenn ein Spannungswert Vds zunimmt in einen Sättigungsbereich hinein, dann wird der Wert des Drain-Stroms Id konstant.
Demnach ermöglicht das Einrichten eines angemessenen Wertes für die Spannung Vds das Beschränken eines Wertes des Drain- Stroms Id unterhalb eines konstanten Wertes.
Hier ist zu bemerken, dass ein flexibles Flachkabel (FC), das im allgemeinen verwendet wird zur Energiezufuhr zu dem Lenkrad, einen niedrigen zulässigen Stromwert hat. Wenn demnach nur die Spannung Vds so eingerichtet wird, dass das Maximum des zulässigen Stromwertes nicht den Drain-Strom Id übersteigt, ist es möglich, die Möglichkeit einer Anomalie in dem FFC auszuschließen.
Wenn der Drain-Strom Id aus bestimmten Gründen angehoben wird, um von einer Lastkurve 1 (Fig. 2), die die Normalbedingung repräsentiert, überzuwechseln zu einer Lastkurve 2, wird außerdem der Betriebsbereich des Leistungs- MOSFET 4 überführt von dem linearen Bereich in den Sättigungsbereich. Obwohl ein EIN-Widerstand Rds, der zwischen Drain und Source des Leistungs-MOSFET 4 besteht, konstant ist im linearen Bereich, nimmt derselbe EIN- Widerstand Rds im Sättigungsbereich zu. Folglich wird der Heizwert des Leistungs-MOSFET 4 erhöht.
Trotzdem kann die thermosensitive Diode 5 der Ausführungsform die Temperatur des Leistungs-MOSFET 4, die von dem obigen Wärmegenerieren angehoben worden ist, erfassen. Demnach kann, selbst wenn ein großer Strom bedingt durch das Auftreten von Anomalie fließt, beispielsweise eines Massefehlers, der Steuerteil 8 das Vorhandensein der Anomalie detektieren und das Fließen des Stroms in den Heizer 2 unterbrechen.
In dieser Ausführungsform ist die thermosensitive Diode dargestellt als ein Beispiel eines thermosensitiven Elementes. In der Modifikation kann die thermosensitive Diode ersetzt sein durch irgendein Element, solange wie sie Temperatur erfassen kann zum ändern ihrer Eigenschaften wie z. B. Strom und Spannung. Nebenbei sollte bemerkt werden, dass die thermosensitive Diode der Darstellung eine Spannung VF (zwischen Anode und Kathode der Diode) nur abhängig von einer Temperaturänderung ändert und dieselbe Diode 5 nicht beeinflusst wird durch eine Spannung der Energiequelle.
Durch Integrieren der thermosensitiven Diode 5 auf der Polysiliziumschicht des Leistungs-MOSFET 4 durch eine elektrisch isolierende Membran mit hoher Heizleitfähigkeit werden sowohl der Leistungs-MOSFET 4 als auch die thermosensitive Diode 5 in einem Gehäuse ausgebildet, einen Leistungshalbleiter 15 mit eingebauter Diode konstruierend.
Auf das Erfassen einer Spannung Vds zwischen Drain und Source des Leistungs-MOSFET 4 durch den Antriebsstopp-Teil 10 beurteilt der Antriebsstopp-Teil 10, wenn der Zusammenhang von Vds = 0[V] aufrecht erhalten wird für eine konstante Periode, dass eine Leistungsstrecke des Heizers 2 geöffnet worden ist und versorgt das Antriebsteil 9 zudem mit einem Signal zum Stoppen der Aktivierung des Leistungs-MOSFET 4.
Folglich ist es möglich, eine Möglichkeit des Fortsetzens des Antreibens des Leistungs-MOSFET 4, trotz geöffneter Leistungsstrecke für den Heizer 2, auszuschließen.
Zusätzlich generiert der Steuerteil 6 ein Alarmsignal zum Anzeigen einer Situation, in der die Einrichtung eine Anomalie in ihrer Anzeigefunktion hat. Die Warnungshistorie der Einrichtung wird registriert in einem System-Kontroller (nicht dargestellt), um einen Benutzer und einen Reparateur mit der Information der Einrichtung zum Reparieren zu versorgen.
Noch einmal bemerkt, der Heizer 2 ist innerhalb des Lenkrades Sw angeordnet. Während der Steuerteil 8, der Leistungs-MOSFET 4, die thermosensitive Diode 5, der Antriebsteil 9 etc. alle in einer Lenksäule Sc untergebracht sind. Wie angenommen werden kann, dass die Umgebung (speziell die Temperatur) bezüglich des Lenkrades Sw im allgemeinen gleich der Umgebung innerhalb der Lenksäule Sc ist, ist es möglich, die Steuerung der Lenkradheizeinrichtung in Übereinstimmung mit der Umgebung um das Lenkrad zu bewerkstelligen.
Beachte, obwohl der Schalter 14 exklusiv zum Aktivieren oder Deaktivieren (EIN/AUS) des Lenkradheizers 2 dient, kann auch ein (nicht dargestellter) Zündschalter dasselbe bewerkstelligen, um vorzusehen, dass die Einrichtung 1 konstruiert ist, um den Lenkradheizer 2 zu aktivieren, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird.
Als nächstes wird der Betrieb der Lenkradheizeinrichtung 1 der Ausführungsform beschrieben, unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm der Fig. 3.
Um die Lenkradheizeinrichtung 1 zu betreiben, wird zuerst das Zuführen eines Konstantstroms (100 µA ~ 500 µA) zu der thermosensitiven Diode 5 ausgeführt durch die Konstantstromschaltung 6. Dann wird die Spannung (zwischen beiden Seiten) VF der thermosensitiven Diode 5 überwacht durch den Spannungserfassungsteil (Einheit) 7.
In der Lenkradheizeinrichtung 1 empfängt unter den obigen Bedingungen, wenn der Schalter 14 eingeschaltet wird (Schritt S301), ein A/D-Umsetzer 8a des Steuerteils 8 die Spannung VF (zwischen beiden Enden) der thermosensitiven Diode 5 durch den Spannungserfassungsteil 7, hierdurch eine Ausgangstemperatur des Lenkrads Sw detektierend (Schritt S302).
Beim nächsten Schritt S303 wird beurteilt, ob die Ausgangstemperatur des Lenkrads innerhalb eines Bereiches liegt, der ein Aktivieren des Heizers 2 erforderlich macht oder nicht. Wenn die Beurteilung bei Schritt S303 NEIN ist, d. h., außerhalb des obigen Bereichs, dann ist die Operation der Lenkradheizeinrichtung 1 der Ausführungsform beendet.
Andererseits, wenn die Beurteilung bei Schritt S303 JA ist (innerhalb des Bereichs), dann geht die Routine zu Schritt S304, wo der Steuerteil 8 eine Verbrauchsenergie berechnet, die das Lenkrad Sw benötigt, um eine vorbestimmt eingestellte Temperatur von der Ausgangstemperatur aus zu erreichen.
Um die Verbrauchsenergie zu berechnen, wird vorher das Speichern einer Verbrauchsenergie ausgeführt, die erforderlich ist zum Anheben einer Temperatur von einer optionalen Temperatur hoch zu der eingestellten Temperatur in einem Speicher des Steuerteils 8 als Tabellendaten. Auf das Einrichten einer solchen Bedingung hin wird die eigentliche Verbrauchsenergie berechnet, unter Bezugnahme auf die Tabellendaten. Nocheinmal, da die Verbrauchsenergie durch den EIN-Widerstand Rds des Leistungs-MOSFET 4 und die Leistungsspannung Vb bestimmt wird, ermöglicht das Übertragen eines Korrekturwertes der Spannung Vb, korrigiert in dem Spannungskorrekturteil 11 des Steuerteils 8, (durch einen unterbrochenen Pfeil in Fig. 1 dargestellt), eine präzisere Steuerung der Temperatur.
Bei Schritt S305 wird durch die derart berechnete Verbrauchsenergie das Bestimmen einer Heizperiode des Heizers 2 ausgeführt, die erforderlich ist, damit das Lenkrad die eingestellte Temperatur erreicht. Dann misst der Steuerteil 8 eine Heizperiode eines Zeitgebers 8c etc. und gibt ein Steuersignal aus an den Antriebsteil 9 für die Heizperiode (Schritt S306).
Obwohl die Heizperiode sich basierend auf der Verbrauchsenergie in der Ausführungsform ändert, kann der Zählzyklus eines Zeitgeberzählers abhängig von dem Wert der Spannung VF in der Modifikation geändert werden. In einem solchen Fall ändert sich die Heizperiode abhängig von einem Arbeitstakt, obwohl die in den Zeitgeber 8c eingerichtete Maximalzahl konstant ist. Folglich wird es möglich, eine EIN- Periode für den Heizer zu steuern, d. h., die Verbrauchsenergie des Heizers durch einen Wert der Spannung VF zu steuern.
Auf das Empfangen des Steuersignals führt der Antriebsteil 9 dem Gate des Leistungs-MOSFET 4 eine Spannung zu, die von der Quellenspannung Vb der Energiequelle 3 hergeleitet ist, in Form eines Treibersignals. Demnach wird bei Schritt S307 der Leistungs-MOSFET 4 aktiviert, so dass der Strom von der Energiequelle 3 in den Heizer 3 zu seiner Wärmegewinnung.
Wenn der Heizer 2 das Heizen beginnt und der Strom durch den Leistungs-MOSFET 4 fließt, wird auf diese Weise die elektrische Energie verbraucht durch einen EIN-Widerstand, der zwischen Source und Drain im Leistungs-MOSFET 4 existiert, so dass seine Temperatur ansteigt, bedingt durch den obigen Energieverbrauch.
Dieses Anheben der Temperatur des Leistungs-MOSFET 4 bewirkt, dass die Spannung VF (zwischen beiden Seiten) der thermosensitiven Diode geändert wird. Bei Schritt S309 wird durch den Steuerteil 8 beurteilt, ob eine Änderung ΔVF anormal groß wird. Wenn die Beurteilung bei Schritt S309 NEIN ist, d. h., die Änderung ΔVF innerhalb des normalen Bereichs liegt, geht die Routine zu Schritt S310, wo weiter beurteilt wird, ob die vorbestimmte Heizperiode durchlaufen worden ist oder nicht.
Wenn die Heizperiode noch nicht durchlaufen worden ist (NEIN bei Schritt S310), kehrt die Routine zu Schritt S309 zurück, um das Heizen des Heizers 2 fortzusetzen während des Überwachens eines Wertes von ΔVF. Andererseits, wenn die Heizperiode durchlaufen worden ist (JA bei Schritt S310), geht die Routine zu Schritt S311 zum Stoppen des Betriebs der Lenkradheizeinrichtung 1.
Während, wenn die Beurteilung bei Schritt S309 JA ist (Anomalie), d. h. der Schritt von ΔVF exzessiv groß wird, die Routine zu Schritt S312 geht, bei dem der Steuerteil 8 das Generieren des Steuerteils stoppt und den Heizer 2veranlasst, das Heizen zu stoppen auf das Beurteilen hin, dass der Heizer 2 einen Massefehler hat.
Dann produziert der Steuerteil 8 ein Alarmsignal zum Anzeigen einer Situation, dass die Anzeigefunktion eine Anomalie hat und registriert außerdem die Warnhistorie in dem System- Kontroller (nicht dargestellt), um einem Benutzer oder Reparateur die Information der Einrichtung für Reparaturen bereitzustellen.
Nach dem Stoppen des Heizens des Heizers 2 wird wiederholt das Beurteilen ausgeführt, ob die Änderung ΔVF einen anormalen Wert hat oder nicht bei Schritt S313. Wenn die Temperatur des Leistungs-MOSFET 4 herabgesetzt ist zum Abdecken eines Normalwertes in der Änderung ΔVF (NEIN bei Schritt S314), geht die Routine zu Schritt S314 zum Beurteilen, ob die Heizperiode durchlaufen worden ist oder nicht. Wenn die Heizperiode noch nicht durchlaufen worden ist (NEIN bei Schritt S314), dann kehrt die Routine zu Schritt S306 zurück, wo der Steuerteil 8 das Steuersignal ausgibt zum Aktivieren des Heizers 2 für sein Heizen. Andererseits, wenn die Heizperiode bereits durchlaufen worden ist, wird der Betrieb der Lenkradheizeinrichtung 1 beendet.
Wir beschreiben nun konkrete Beispiele der Heizungssteuerung durch den Steuerteil 8 unter Bezugnahme auf Fig. 4A, 4B und 4C.
Fig. 4A zeigt als erstes den Normalbetrieb der Lenkradheizeinrichtung 1 der Erfindung. In Übereinstimmung mit dem Normalbetrieb auf sein Einrichten hin, wenn der Schalter 14 EIN-geschaltet ist, startet der Zeitgeber 8c das Arbeiten mit dem Fließen des Trennstroms Id. Dann, wenn das Fließen des Trennstroms Id eine Spannung VF (zwischen beiden Seiten) des thermosensitiven Elementes 5 veranlasst, geändert zu werden, wird die Steuerung von Überstrom ausgeführt durch einen Komparator 8b in dem Steuerteil 8. Im Detail werden die Ausgangsgrößen des Komparators 8b zwischen Hoch-Zustand bzw. High-State und Niedrig-Zustand bzw. Low-State alternierend umgeschaltet. Folglich variiert die Gate-Spannung des Leistungs-MOSFET 4 so dass der Drain-Strom Id unmittelbar fließt (AUS und EIN des Fließens). Daraufhin, wenn das Vorübergehen einer konstanten Periode die Ausgangsgröße des Komparators 8b veranlasst, auf der Niedrigzustandsseite zu sein, wird der Drain-Strom Id konstant.
Zu dieser Zeit hat, da ein Wert des Drain-Stroms Id beschränkt wird durch die Spannung Vgs (zwischen Gate und Source) des Leistungs-MOSFET 4, der Drain-Strom Id einen Maximalwert innerhalb des Stromgrenzbereichs.
Wenn die Heizperiode durchlaufen worden ist, läuft der Zeitgeber 8c aus zum Blockieren des Fließens des Drain-Stroms Id, so dass der Heizbetrieb des Heizers 2 abgeschlossen ist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 4B der Überhitzungsschutzbetrieb der Einrichtung 1 nachstehend beschrieben.
Ähnlich zum Normalbetrieb der Fig. 4A wird zuerst der Schalter 14 eingeschaltet zum Durchführen der Überstromsteuerung. Nach Abschluss der Überstromsteuerung wird der Wert des Stroms Id konstant zum Starten des Heizbetriebs durch den Heizer 2. Wenn die Temperatur des Leistungs-MOSFET 4 angehoben ist, während des Heizbetriebs und folglich beurteilt wird, dass die Änderung ΔVF einen Anomalie-Wert hat, dadurch die Überhitzungssteuerung startend, werden die Ausgangsgrößen des Komparators 8b wechselweise umgeschaltet zwischen Hoch-Zustand und Niedrig- Zustand. Folglich variiert die Gate-Spannung des Leistungs- MOSFET 4, so dass der Drain-Strom Id wechselweise fließt (AUS und EIN des Fließens).
Wenn die Spannung VF niedriger wird als ein Standardwert, zeigen die Ausgänge des Komparators 8b ihren Hoch-Zustand zum Bewirken der Überhitzungssteuerung, das Fließen des Stroms Id unterbrechend.
Mit dem Ablauf der Zeit, wenn die Temperatur des Leistungs- MOSFET 4 herabgesetzt ist, so dass die Spannung VF niedriger wird als der Standardwert und wenn der Zeitgeber 8c noch nicht abgelaufen ist, wird die Überstromsteuerung ausgeführt und daraufhin beginnt der Drain-Strom Id zu fließen.
Folglich wird, wenn der Zeitgeber 8c ausläuft mit dem Ablaufen der Heizperiode das Heizen des Heizers 2 beendet.
Fig. 4C zeigt die Steuerung im Fall, dass der Zeitgeber 8c ausläuft zum Beenden des Heizens des Heizers 2 gerade, wenn die Überhitzungssteuerung gestartet wird.
In diesem Fall wird das Fließend des Drain-Stroms Id unterbrochen durch das Ablaufen des Zeitgebers 8c trotz des Startens der Überhitzungssteuerung.
Auf diese Weise ist es, da die Lenkradheizeinrichtung 1 dieser Ausführungsform den Leistungs-MOSFET 4 in der Lenksäule angeordnet hat, zum Steuern des Treiberstroms für den Heizer 2, möglich, das Fließen von Überstrom in der Lenksäule zu unterbrechen, wodurch es auch möglich wird, das Fließen eines Überstroms in das Lenkrad zu verhindern.
Entsprechend ist es möglich, eine Möglichkeit, dass das FCC, das das Lenkrad mit einem (nicht dargestellten) Säulenschalter verbindet, eine Anomalie hat.
Zusätzlich ist es, da der Antriebsstopp-Teil 10 die Spannung Vd (zwischen Drain und Source) des Leistungs-MOSFET 4 erfasst und ausserdem sein Antreiben stoppt, wenn der Zusammenhang von Vds = 0[V] für eine konstante Periode eingerichtet ist möglich, die Möglichkeit des Ansteuerns des Leistungs-MOSFET 4 trotz geöffneter Strecke für den Heizer 2 auszuschließen. Außerdem ist es, da die Spannung Vgs (zwischen Gate und Source) des Leistungs-MOSFET 4 so eingerichtet ist, dass der Treiberstrom geringer wird als ein zulässiger Strom des FFC, möglich, einen Überstrom davon abzuhalten, in das Lenkrad zu fließen.
D. h., es ist auch möglich, eine Möglichkeit auszuschließen, dass das FFC, das das Lenkrad mit dem (nicht dargestellten) Säulenschalter verbindet, eine Anomalie hat.
Wie oben erwähnt, ist es entsprechend der Erfindung möglich, Temperatursteuerung auszuführen, ohne einen Überstrom zu veranlassen, in das Lenkrad zu fließen.
Der Schutzbereich der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

1. Lenkradheizeinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend:
einen in einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordneten Heizer;
ein Heizschaltelement, das mit dem Heizer elektrisch verbunden ist und in einer Lenksäule angeordnet ist zum Schalten des Fließens eines Antriebsstroms zum Betreiben des Heizers, wobei das Heizschaltelement Wärme generiert durch den Heizstrom;
ein benachbart zu dem Heizschaltelement angeordnetes thermosensitives Element zum Fühlen einer Temperatur des Heizschaltelementes, hierdurch Eigenschaften des thermosensitiven Elements verändernd;
eine mit dem thermosensitiven Element verbundene Steuereinheit zum Erfassen einer Ausgangstemperatur des Lenkrads auf der Basis einer Änderung in den Eigenschaften des thermosensitiven Elementes, wobei die Steuereinheit außerdem einen zum Erhöhen einer Temperatur des Lenkrades von der Ausgangstemperatur auf eine vorbestimmte Temperatur erforderliche Verbrauchsenergie berechnet und auch ein Steuersignal ausgibt für eine auf der Basis der Verbrauchsenergie bestimmte Heizperiode; und
die Antriebseinheit mit der Steuereinheit verbunden ist zum Ausgeben eines Treibersignals zum Antreiben des Heizschaltelementes auf der Basis des von der Steuereinheit ausgegebenen Steuersignals.

2. Lenkradheizeinrichtung nach Anspruch 1, außerdem eine Antriebsstopeinheit umfassend, die einen durch das Fließend es Antriebsstroms bedingten Spannungsabfall des Heizschaltelementes erfasst und das Antreiben des Heizschaltelementes stoppt, wenn kein Spannungsabfall erfasst wird.

3. Lenkradheizeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Heizschaltelement der Lenkradheizeinrichtung ein Leistungs-MOSFET ist, wobei eine Spannung zwischen Gate und Source davon derart eingestellt wird, dass der Antriebsstrom geringer wird als ein Stromgrenzwert für den Heizer.

4. Lenkradheizeinrichtung nach Anspruch 1, außerdem eine Spannungserfassungseinheit umfassend, die mit dem thermosensitiven Element und der Steuereinheit verbunden ist, hierdurch eine Spannung zwischen beiden Enden des thermosensitiven Elementes erfassend, wobei die Eigenschaften des thermosensitiven Elementes identisch sind mit der Spannung zwischen beiden Enden des thermosensitiven Elementes.

5. Lenkradheizeinrichtung nach Anspruch 4, wobei das thermosensitive Element eine thermosensitive Diode ist, durch die ein Konstantstrom fließt und die Temperatur des Leistungs-MOSFET fühlt, um hierdurch die Spannung zwischen beiden Enden der thermosensitiven Diode zu ändern.

6. Lenkradheizeinrichtung nach Anspruch 5, wobei der Leistungs-MOSFET und das thermosensitive Element in einem Körper ausgebildet sind, um hierdurch einen Leistungshalbleiter mit eingebauter Diode bereitzustellen.

7. Lenkradheizeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Heizer mit dem Heizschaltelement durch ein flexibles Flachkabel verbunden ist.