JP2003019964A - ステアリングヒーター - Google Patents
ステアリングヒーターInfo
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- H05B1/00—Details of electric heating devices
- H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
- H05B1/0227—Applications
- H05B1/023—Industrial applications
- H05B1/0236—Industrial applications for vehicles
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/04—Hand wheels
- B62D1/06—Rims, e.g. with heating means; Rim covers
- B62D1/065—Steering wheels with heating and ventilating means
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステアリングホイール内へ過電流を流すこと
なく、温度制御を行うことのできるステアリングヒータ
ーを提供する。 【解決手段】 本発明のステアリングヒーター１は、ス
テアリングホイールに設置されたヒーター２と、ステア
リングコラム内に設置され、ヒーター２を駆動するため
の駆動電流のスイッチングを行うとともに発熱する発熱
スイッチング素子４と、この発熱スイッチング素子４の
温度を感知して特性の変化する感温素子５と、この感温
素子５の両端電圧に基づいてステアリングホイールの初
期温度を検出して設定温度まで温度を上昇させるために
必要な消費電力量を算出し、この消費電力量に基づいて
決定された発熱時間の間だけ制御信号を出力する制御部
８と、この制御信号に基づいて発熱スイッチング素子４
を駆動するための駆動信号を出力する駆動部９とを含む
ことを特徴とする。
なく、温度制御を行うことのできるステアリングヒータ
ーを提供する。 【解決手段】 本発明のステアリングヒーター１は、ス
テアリングホイールに設置されたヒーター２と、ステア
リングコラム内に設置され、ヒーター２を駆動するため
の駆動電流のスイッチングを行うとともに発熱する発熱
スイッチング素子４と、この発熱スイッチング素子４の
温度を感知して特性の変化する感温素子５と、この感温
素子５の両端電圧に基づいてステアリングホイールの初
期温度を検出して設定温度まで温度を上昇させるために
必要な消費電力量を算出し、この消費電力量に基づいて
決定された発熱時間の間だけ制御信号を出力する制御部
８と、この制御信号に基づいて発熱スイッチング素子４
を駆動するための駆動信号を出力する駆動部９とを含む
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ールを加熱するステアリングヒーターに係り、特にステ
アリングホイール内に過電流を流すことなくヒーターの
温度制御を行うことのできるステアリングヒーターに関
する。
ールを加熱するステアリングヒーターに係り、特にステ
アリングホイール内に過電流を流すことなくヒーターの
温度制御を行うことのできるステアリングヒーターに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リング部に加熱部材を有するステ
アリングホイールとしては、特公平２−３０９１０号公
報に開示されたステアリングホイールがあった。
アリングホイールとしては、特公平２−３０９１０号公
報に開示されたステアリングホイールがあった。
【０００３】この従来のステアリングホイールでは、ス
テアリングホイール内の加熱部材の近傍に温度感知素子
であるサーミスタを挟着し、このサーミスタによって加
熱部材の温度変化を検知してステアリングホイールの温
度制御を行っていた。
テアリングホイール内の加熱部材の近傍に温度感知素子
であるサーミスタを挟着し、このサーミスタによって加
熱部材の温度変化を検知してステアリングホイールの温
度制御を行っていた。
【０００４】また、ステアリングホイール内の加熱部材
のハイサイド側には温度ヒューズが設置されており、加
熱部材の温度が上がり過ぎたときには、この温度ヒュー
ズが溶断して電流が切れるようになっていた。
のハイサイド側には温度ヒューズが設置されており、加
熱部材の温度が上がり過ぎたときには、この温度ヒュー
ズが溶断して電流が切れるようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のステアリングホイールでは、加熱部材内のヒー
ター線がショートした場合には温度ヒューズが溶断する
までの間過電流がステアリングホイール内へ流れ続けて
しまう。
た従来のステアリングホイールでは、加熱部材内のヒー
ター線がショートした場合には温度ヒューズが溶断する
までの間過電流がステアリングホイール内へ流れ続けて
しまう。
【０００６】このとき、ステアリングホイールとステア
リングコラムとを接続するＦＦＣ（Flexible Flat Cabl
e)の許容電流値は低いために、温度ヒューズが溶断する
までの間ステアリングホイール内へ過電流が流れると、
接続しているＦＦＣに異常が生じる可能性がでてくると
いう問題点があった。
リングコラムとを接続するＦＦＣ（Flexible Flat Cabl
e)の許容電流値は低いために、温度ヒューズが溶断する
までの間ステアリングホイール内へ過電流が流れると、
接続しているＦＦＣに異常が生じる可能性がでてくると
いう問題点があった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ステアリングホイール内へ過電流が
流れることなく、温度制御を行うことのできるステアリ
ングヒーターを提供することにある。
あり、その目的は、ステアリングホイール内へ過電流が
流れることなく、温度制御を行うことのできるステアリ
ングヒーターを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明であるステアリングヒーター
は、ステアリングホイールに設置されたヒーターと、こ
のヒーターを駆動するための駆動電流のスイッチングを
行うとともに前記駆動電流によって発熱し、ステアリン
グコラム内に設置された発熱スイッチング素子と、この
発熱スイッチング素子の温度を感知して特性の変化する
感温素子と、この感温素子の両端電圧に基づいて前記ス
テアリングホイールの初期温度を検出し、この初期温度
から予め設定された設定温度まで前記ステアリングホイ
ールの温度を上昇させるために必要な消費電力量を算出
し、この消費電力量に基づいて決定された発熱時間の間
だけ制御信号を出力する制御手段と、この制御手段から
出力された前記制御信号に基づいて、前記発熱スイッチ
ング素子を駆動するための駆動信号を出力する駆動手段
とを含むことを特徴とする。
に、請求項１に記載の発明であるステアリングヒーター
は、ステアリングホイールに設置されたヒーターと、こ
のヒーターを駆動するための駆動電流のスイッチングを
行うとともに前記駆動電流によって発熱し、ステアリン
グコラム内に設置された発熱スイッチング素子と、この
発熱スイッチング素子の温度を感知して特性の変化する
感温素子と、この感温素子の両端電圧に基づいて前記ス
テアリングホイールの初期温度を検出し、この初期温度
から予め設定された設定温度まで前記ステアリングホイ
ールの温度を上昇させるために必要な消費電力量を算出
し、この消費電力量に基づいて決定された発熱時間の間
だけ制御信号を出力する制御手段と、この制御手段から
出力された前記制御信号に基づいて、前記発熱スイッチ
ング素子を駆動するための駆動信号を出力する駆動手段
とを含むことを特徴とする。
【０００９】この請求項１の発明によれば、ステアリン
グコラム内に設置された発熱スイッチング素子によって
過電流を遮断することができるので、ステアリングホイ
ールに過電流が流れ込むことを防止することができ、こ
れによってステアリングホイールとステアリングコラム
とを接続しているＦＦＣに異常が生じる可能性を防止す
ることができる。
グコラム内に設置された発熱スイッチング素子によって
過電流を遮断することができるので、ステアリングホイ
ールに過電流が流れ込むことを防止することができ、こ
れによってステアリングホイールとステアリングコラム
とを接続しているＦＦＣに異常が生じる可能性を防止す
ることができる。
【００１０】請求項２に記載の発明であるステアリング
ヒーターは、前記発熱スイッチング素子の前記駆動電流
による電圧降下を検出し、電圧降下がないときには前記
発熱スイッチング素子の駆動を停止させる駆動停止手段
をさらに含むことを特徴とする。
ヒーターは、前記発熱スイッチング素子の前記駆動電流
による電圧降下を検出し、電圧降下がないときには前記
発熱スイッチング素子の駆動を停止させる駆動停止手段
をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】この請求項２の発明によれば、ヒーターへ
の経路が開放しているにも関わらず発熱スイッチング素
子を駆動し続けることを防止することができる。
の経路が開放しているにも関わらず発熱スイッチング素
子を駆動し続けることを防止することができる。
【００１２】請求項３に記載の発明であるステアリング
ヒーターの発熱スイッチング素子は、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔであって、このパワーＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース
間電圧は、前記駆動電流が電流制限値以下の値になるよ
うに設定されていることを特徴とする。
ヒーターの発熱スイッチング素子は、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔであって、このパワーＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース
間電圧は、前記駆動電流が電流制限値以下の値になるよ
うに設定されていることを特徴とする。
【００１３】この請求項３の発明によれば、ステアリン
グホイール内に過電流が流れ込むことを防止することが
でき、これによってステアリングホイールとステアリン
グコラムとを接続しているＦＦＣに異常が生じる可能性
を防止することができる。
グホイール内に過電流が流れ込むことを防止することが
でき、これによってステアリングホイールとステアリン
グコラムとを接続しているＦＦＣに異常が生じる可能性
を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るステアリング
ヒーターの一実施形態を図面に基づいて説明する。
ヒーターの一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】まず、本実施形態のステアリングヒーター
の構成を図１に基づいて説明する。
の構成を図１に基づいて説明する。
【００１６】図１に示すように、ステアリングヒーター
１は、ステアリングホイールに設置されたヒーター２
と、電源３から供給されるヒーター２の駆動電流をスイ
ッチングするパワーＭＯＳＦＥＴ４と、このパワーＭＯ
ＳＦＥＴ４の温度を感知して特性の変化する感温ダイオ
ード５と、この感温ダイオード５に一定の電流を供給す
る定電流回路６と、電圧検出部７で検出された感温ダイ
オード５の両端間電圧ＶＦに基づいて、ステアリングホ
イールの温度を設定温度まで上昇させるために必要な消
費電力を算出し、この消費電力に基づいて決定された発
熱時間の間だけ制御信号を出力する制御部８と、この制
御部８で出力された制御信号に基づいて、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ４のゲートを駆動する駆動部９と、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ４のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出し、電
圧降下がないときにはパワーＭＯＳＦＥＴ４の駆動を停
止させる駆動停止部１０と、電源電圧Ｖｂの電圧補正を
行う電圧補正部１１と、サージ電圧を吸収するサージ吸
収部１２と、電源電圧Ｖｂを昇圧してゲート駆動部９に
供給する昇圧部１３と、ステアリングヒーター１のＯＮ
／ＯＦＦの切り替えを行うスイッチ１４とから構成され
ている。
１は、ステアリングホイールに設置されたヒーター２
と、電源３から供給されるヒーター２の駆動電流をスイ
ッチングするパワーＭＯＳＦＥＴ４と、このパワーＭＯ
ＳＦＥＴ４の温度を感知して特性の変化する感温ダイオ
ード５と、この感温ダイオード５に一定の電流を供給す
る定電流回路６と、電圧検出部７で検出された感温ダイ
オード５の両端間電圧ＶＦに基づいて、ステアリングホ
イールの温度を設定温度まで上昇させるために必要な消
費電力を算出し、この消費電力に基づいて決定された発
熱時間の間だけ制御信号を出力する制御部８と、この制
御部８で出力された制御信号に基づいて、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ４のゲートを駆動する駆動部９と、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ４のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出し、電
圧降下がないときにはパワーＭＯＳＦＥＴ４の駆動を停
止させる駆動停止部１０と、電源電圧Ｖｂの電圧補正を
行う電圧補正部１１と、サージ電圧を吸収するサージ吸
収部１２と、電源電圧Ｖｂを昇圧してゲート駆動部９に
供給する昇圧部１３と、ステアリングヒーター１のＯＮ
／ＯＦＦの切り替えを行うスイッチ１４とから構成され
ている。
【００１７】なお、本実施形態では、発熱スイッチング
素子の一例としてパワーＭＯＳＦＥＴを例示して説明す
るが、駆動電流によって発熱してスイッチングを行うこ
とのできる素子であればパワートランジスタなどのその
他の素子であってもよい。
素子の一例としてパワーＭＯＳＦＥＴを例示して説明す
るが、駆動電流によって発熱してスイッチングを行うこ
とのできる素子であればパワートランジスタなどのその
他の素子であってもよい。
【００１８】また、例示したパワーＭＯＳＦＥＴ４で
は、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを適当な値に設定する
ことによって、ヒーター２の駆動電流となるドレイン電
流Ｉｄを電流制限値以下にすることができる。
は、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを適当な値に設定する
ことによって、ヒーター２の駆動電流となるドレイン電
流Ｉｄを電流制限値以下にすることができる。
【００１９】ここで、図２に基づいてパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ４における電流−電圧特性を説明する。
Ｔ４における電流−電圧特性を説明する。
【００２０】図２に示すように、パワーＭＯＳＦＥＴ４
のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓと電流Ｉｄとの関係は
電圧Ｖｇｓの値によって決定され、電圧Ｖｇｓの値が大
きくなれば、特性を示す曲線は上へと移行していく。
のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓと電流Ｉｄとの関係は
電圧Ｖｇｓの値によって決定され、電圧Ｖｇｓの値が大
きくなれば、特性を示す曲線は上へと移行していく。
【００２１】そして、電流Ｉｄは電圧Ｖｄｓが増加する
と、線形領域の間は直線的に増加していき、飽和領域に
入ると一定値になる。
と、線形領域の間は直線的に増加していき、飽和領域に
入ると一定値になる。
【００２２】従って、電圧Ｖｇｓを適当な値に設定する
ことによって、電流Ｉｄの値を一定値以下に制限するこ
とができる。
ことによって、電流Ｉｄの値を一定値以下に制限するこ
とができる。
【００２３】ここで、通常ステアリングホイールへの電
力供給に利用されているＦＦＣ（Flexible Flat Cable)
の許容電流値は低いので、この許容電流値の最大を電流
Ｉｄが越えないように電圧Ｖｄｓを設定すれば、ＦＦＣ
に異常が発生する可能性を防止することができる。
力供給に利用されているＦＦＣ（Flexible Flat Cable)
の許容電流値は低いので、この許容電流値の最大を電流
Ｉｄが越えないように電圧Ｖｄｓを設定すれば、ＦＦＣ
に異常が発生する可能性を防止することができる。
【００２４】さらに、電流Ｉｄが何らかの理由で大きく
なり、通常の状態の負荷曲線１から負荷曲線２に変化す
ると、パワーＭＯＳＦＥＴ４の動作領域が線形領域から
飽和領域に遷移する。これによって、線形領域では一定
であったドレイン−ソース間のオン抵抗Ｒｄｓが、飽和
領域では変化して大きくなるので、パワーＭＯＳＦＥＴ
４の発熱量が大きくなる。
なり、通常の状態の負荷曲線１から負荷曲線２に変化す
ると、パワーＭＯＳＦＥＴ４の動作領域が線形領域から
飽和領域に遷移する。これによって、線形領域では一定
であったドレイン−ソース間のオン抵抗Ｒｄｓが、飽和
領域では変化して大きくなるので、パワーＭＯＳＦＥＴ
４の発熱量が大きくなる。
【００２５】ところが、この発熱によって上昇したパワ
ーＭＯＳＦＥＴ４の温度は、感温ダイオード５によって
検知されるので、地絡などの異常が発生して大電流が流
れた場合でも制御部８が異常を検知して電流を遮断する
ことができる。
ーＭＯＳＦＥＴ４の温度は、感温ダイオード５によって
検知されるので、地絡などの異常が発生して大電流が流
れた場合でも制御部８が異常を検知して電流を遮断する
ことができる。
【００２６】次に、本実施形態では感温素子の一例とし
て感温ダイオードを例示して説明するが、温度を検知し
て電流や電圧などの特性が変化する素子であれば、その
他の素子であってもよい。ただし、ここで例示する感温
ダイオード５は、アノード−カソード間電圧ＶＦが温度
にのみ依存して変化し、電源電圧に影響されることはな
い。
て感温ダイオードを例示して説明するが、温度を検知し
て電流や電圧などの特性が変化する素子であれば、その
他の素子であってもよい。ただし、ここで例示する感温
ダイオード５は、アノード−カソード間電圧ＶＦが温度
にのみ依存して変化し、電源電圧に影響されることはな
い。
【００２７】そして、上述したパワーＭＯＳＦＥＴ４と
感温ダイオード５とは、パワーＭＯＳＦＥＴ４のポリシ
リコン層に電気的に絶縁された高い熱伝導率の絶縁性薄
膜を挟んで感温ダイオード５を集積することによって一
体化されており、ダイオード内蔵パワー半導体１５を形
成している。
感温ダイオード５とは、パワーＭＯＳＦＥＴ４のポリシ
リコン層に電気的に絶縁された高い熱伝導率の絶縁性薄
膜を挟んで感温ダイオード５を集積することによって一
体化されており、ダイオード内蔵パワー半導体１５を形
成している。
【００２８】また、駆動停止部１０は、パワーＭＯＳＦ
ＥＴ４のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出して一定
時間Ｖｄｓ＝０［Ｖ］だったときには、ヒーター２への
経路が開放したと判断して駆動部９に信号を送信してパ
ワーＭＯＳＦＥＴ４の駆動を停止させる。
ＥＴ４のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出して一定
時間Ｖｄｓ＝０［Ｖ］だったときには、ヒーター２への
経路が開放したと判断して駆動部９に信号を送信してパ
ワーＭＯＳＦＥＴ４の駆動を停止させる。
【００２９】これによって、ヒーター２への経路が開放
しているにも関わらず、パワーＭＯＳＦＥＴ４を駆動し
続けることがなくなる。
しているにも関わらず、パワーＭＯＳＦＥＴ４を駆動し
続けることがなくなる。
【００３０】さらに、このとき制御部８は警告信号を発
して表示機能に異常が発生していることを表示し、また
システムコントローラに警告を記録しておき、使用者及
び修理者に情報提供を行って、修理するときに原因が分
かるようにしておく。
して表示機能に異常が発生していることを表示し、また
システムコントローラに警告を記録しておき、使用者及
び修理者に情報提供を行って、修理するときに原因が分
かるようにしておく。
【００３１】また、ヒーター２はステアリングホイール
に設置されているが、その他の制御部８、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ４、感温ダイオード５、駆動部９などはステアリ
ングコラム内に設置されており、ステアリングホイール
の環境（とくに温度）とステアリングコラム内の環境と
はほぼ等しいと考えることができるので、ステアリング
ホイールの環境に応じたステアリングヒーターの制御を
行うことができる。
に設置されているが、その他の制御部８、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ４、感温ダイオード５、駆動部９などはステアリ
ングコラム内に設置されており、ステアリングホイール
の環境（とくに温度）とステアリングコラム内の環境と
はほぼ等しいと考えることができるので、ステアリング
ホイールの環境に応じたステアリングヒーターの制御を
行うことができる。
【００３２】また、スイッチ１４は、ステアリングヒー
ターをＯＮ／ＯＦＦするために設置されたスイッチでも
よいが、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたと
きにステアリングヒーターもＯＮするように構成した場
合にはイグニッションスイッチと考えてもよい。
ターをＯＮ／ＯＦＦするために設置されたスイッチでも
よいが、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたと
きにステアリングヒーターもＯＮするように構成した場
合にはイグニッションスイッチと考えてもよい。
【００３３】次に、本実施形態のステアリングヒーター
１の動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。
１の動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】まず、ステアリングヒーター１を動作させ
るために定電流回路６によって感温ダイオード５に一定
の電流（１００μＡ〜５００μＡ）を流しておき、この
感温ダイオード５の両端間電圧ＶＦを電圧検出部７によ
ってモニタしておく。
るために定電流回路６によって感温ダイオード５に一定
の電流（１００μＡ〜５００μＡ）を流しておき、この
感温ダイオード５の両端間電圧ＶＦを電圧検出部７によ
ってモニタしておく。
【００３５】そして、このような状態にあるステアリン
グヒーター１において、スイッチ１４がＯＮされると
（Ｓ３０１）、制御部８は感温ダイオード５の両端間電
圧ＶＦを電圧検出部７から受け取ってＡ／Ｄ変換器で読
み取り、ステアリングホイールの初期温度を検出する
（Ｓ３０２）。
グヒーター１において、スイッチ１４がＯＮされると
（Ｓ３０１）、制御部８は感温ダイオード５の両端間電
圧ＶＦを電圧検出部７から受け取ってＡ／Ｄ変換器で読
み取り、ステアリングホイールの初期温度を検出する
（Ｓ３０２）。
【００３６】そして、このステアリングホイールの初期
温度がヒーター２の駆動が必要な温度範囲であるか否か
を判断し（Ｓ３０３）、駆動が必要な温度範囲でないと
きにはステアリングヒーター１の動作は終了する。
温度がヒーター２の駆動が必要な温度範囲であるか否か
を判断し（Ｓ３０３）、駆動が必要な温度範囲でないと
きにはステアリングヒーター１の動作は終了する。
【００３７】そして、初期温度がヒーター２の駆動が必
要な温度範囲であるときには、制御部８は初期温度から
予め設定された設定温度になるまでに必要な消費電力量
を算出する（Ｓ３０４）。
要な温度範囲であるときには、制御部８は初期温度から
予め設定された設定温度になるまでに必要な消費電力量
を算出する（Ｓ３０４）。
【００３８】この消費電力量の算出は、任意の初期温度
から設定温度に上昇するまでに必要な消費電力量を予め
制御部８のメモリなどにテーブルデータとして記憶して
おき、このテーブルデータを参照することによって算出
する。また、この消費電力量はパワーＭＯＳＦＥＴ４の
オン抵抗Ｒｄｓと電源電圧Ｖｂとによって決まるので、
電圧補正部１１で補正した電圧Ｖｂの補正値を図１の破
線矢印で示すように制御部８に送ることによって、より
正確な制御が可能となる。
から設定温度に上昇するまでに必要な消費電力量を予め
制御部８のメモリなどにテーブルデータとして記憶して
おき、このテーブルデータを参照することによって算出
する。また、この消費電力量はパワーＭＯＳＦＥＴ４の
オン抵抗Ｒｄｓと電源電圧Ｖｂとによって決まるので、
電圧補正部１１で補正した電圧Ｖｂの補正値を図１の破
線矢印で示すように制御部８に送ることによって、より
正確な制御が可能となる。
【００３９】そして、算出された消費電力量からステア
リングホイールが設定温度に達するまでに必要なヒータ
ー２の発熱時間を決定し（Ｓ３０５）、制御部８はタイ
マーなどによって発熱時間を計測して、発熱時間の間だ
け制御信号を駆動部９に出力する（Ｓ３０６）。
リングホイールが設定温度に達するまでに必要なヒータ
ー２の発熱時間を決定し（Ｓ３０５）、制御部８はタイ
マーなどによって発熱時間を計測して、発熱時間の間だ
け制御信号を駆動部９に出力する（Ｓ３０６）。
【００４０】また、ここでは発熱時間を消費電力量に基
づいて変更するようにしているが、電圧ＶＦの値によっ
てカウンタのカウント周期を変更するようにしてもよ
い。こうするとタイマーの設定最大数が一定でも動作ク
ロックによって時間が変わるため、結果として電圧ＶＦ
の値によってヒーターのＯＮ時間、すなわちヒーターの
消費電力量を制御することが可能になる。
づいて変更するようにしているが、電圧ＶＦの値によっ
てカウンタのカウント周期を変更するようにしてもよ
い。こうするとタイマーの設定最大数が一定でも動作ク
ロックによって時間が変わるため、結果として電圧ＶＦ
の値によってヒーターのＯＮ時間、すなわちヒーターの
消費電力量を制御することが可能になる。
【００４１】そして、駆動部９では制御信号を受信する
と、電源３からの電源電圧Ｖｂの昇圧された電圧を、駆
動信号としてパワーＭＯＳＦＥＴ４のゲートに供給し、
これによってパワーＭＯＳＦＥＴ４はＯＮされ（Ｓ３０
７）、電源３からの電流がヒーター２に流れて発熱する
（Ｓ３０８）。
と、電源３からの電源電圧Ｖｂの昇圧された電圧を、駆
動信号としてパワーＭＯＳＦＥＴ４のゲートに供給し、
これによってパワーＭＯＳＦＥＴ４はＯＮされ（Ｓ３０
７）、電源３からの電流がヒーター２に流れて発熱する
（Ｓ３０８）。
【００４２】こうしてヒーター２の発熱が始まってパワ
ーＭＯＳＦＥＴ４に電流が流れると、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔ４のソース−ドレイン間には必ずオン抵抗が存在する
ので、このオン抵抗によって電力が消費され、この電力
の消費によってパワーＭＯＳＦＥＴ４の温度が上昇す
る。
ーＭＯＳＦＥＴ４に電流が流れると、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔ４のソース−ドレイン間には必ずオン抵抗が存在する
ので、このオン抵抗によって電力が消費され、この電力
の消費によってパワーＭＯＳＦＥＴ４の温度が上昇す
る。
【００４３】そして、この温度上昇によって感温ダイオ
ード５の両端間電圧ＶＦが変化するので、制御部８はこ
の変化量ΔＶＦが異常に大きくなっているか否かを判断
し（Ｓ３０９）、正常であるときには決められた発熱時
間が経過したか否かを判断する（Ｓ３１０）。
ード５の両端間電圧ＶＦが変化するので、制御部８はこ
の変化量ΔＶＦが異常に大きくなっているか否かを判断
し（Ｓ３０９）、正常であるときには決められた発熱時
間が経過したか否かを判断する（Ｓ３１０）。
【００４４】そして、発熱時間を経過していないときに
はステップＳ３０９に戻ってΔＶＦを監視しながらヒー
ター２の発熱を続け、発熱時間を経過したときにはヒー
ター２の発熱を停止して（Ｓ３１１）ステアリングヒー
ター１の動作は終了する。
はステップＳ３０９に戻ってΔＶＦを監視しながらヒー
ター２の発熱を続け、発熱時間を経過したときにはヒー
ター２の発熱を停止して（Ｓ３１１）ステアリングヒー
ター１の動作は終了する。
【００４５】また、ステップＳ３０９において変化量Δ
ＶＦが異常に大きくなっているときには、制御部８はヒ
ーター２が地絡していると判断して制御信号を停止して
ヒーター２の発熱を停止させる（Ｓ３１２）。
ＶＦが異常に大きくなっているときには、制御部８はヒ
ーター２が地絡していると判断して制御信号を停止して
ヒーター２の発熱を停止させる（Ｓ３１２）。
【００４６】このとき、制御部８は警告信号を発して表
示機能に異常が発生していることを表示し、またシステ
ムコントローラに警告を記録しておき、使用者及び修理
者に情報提供を行って、修理するときに原因が分かるよ
うにしておく。
示機能に異常が発生していることを表示し、またシステ
ムコントローラに警告を記録しておき、使用者及び修理
者に情報提供を行って、修理するときに原因が分かるよ
うにしておく。
【００４７】そして、ヒーター２の発熱が停止しした
ら、変化量ΔＶＦが異常であるか否かを繰り返し判断し
（Ｓ３１３）、パワーＭＯＳＦＥＴ４の温度が下がって
変化量ΔＶＦが正常値に戻ったときには、次に発熱時間
が経過したか否かを判断する（Ｓ３１４）。そして、発
熱時間を経過していないときには再びステップＳ３０６
に戻って制御部８から制御信号を出力してヒーター２の
発熱を行い、発熱時間をすでに経過しているときにはス
テアリングヒーター１の動作は終了する。
ら、変化量ΔＶＦが異常であるか否かを繰り返し判断し
（Ｓ３１３）、パワーＭＯＳＦＥＴ４の温度が下がって
変化量ΔＶＦが正常値に戻ったときには、次に発熱時間
が経過したか否かを判断する（Ｓ３１４）。そして、発
熱時間を経過していないときには再びステップＳ３０６
に戻って制御部８から制御信号を出力してヒーター２の
発熱を行い、発熱時間をすでに経過しているときにはス
テアリングヒーター１の動作は終了する。
【００４８】ここで上述した制御部８による発熱制御の
具体例を図４に基づいて説明する。
具体例を図４に基づいて説明する。
【００４９】まず、図４（ａ）に基づいてステアリング
ヒーターの通常の動作について説明する。通常の動作で
は、スイッチ１４がＯＮされるとタイマーが起動して電
流Ｉｄが流れる。すると、これによって端子間電圧ＶＦ
が変化するので制御部８内のコンパレータによって過電
流制御が行われるので、コンパレータの出力がＨＩ−Ｌ
Ｏを繰り返し、パワーＭＯＳＦＥＴ４のゲート電圧も変
動して電流ＩｄもＯＮ−ＯＦＦを繰り替えす。そして、
一定時間が経過するとコンパレータの出力がＬＯとなる
ので電流Ｉｄは一定となる。
ヒーターの通常の動作について説明する。通常の動作で
は、スイッチ１４がＯＮされるとタイマーが起動して電
流Ｉｄが流れる。すると、これによって端子間電圧ＶＦ
が変化するので制御部８内のコンパレータによって過電
流制御が行われるので、コンパレータの出力がＨＩ−Ｌ
Ｏを繰り返し、パワーＭＯＳＦＥＴ４のゲート電圧も変
動して電流ＩｄもＯＮ−ＯＦＦを繰り替えす。そして、
一定時間が経過するとコンパレータの出力がＬＯとなる
ので電流Ｉｄは一定となる。
【００５０】このとき、電流Ｉｄの値は電圧Ｖｇｓによ
る制限がかかっているので、電流制限値内で最大の値に
なる。
る制限がかかっているので、電流制限値内で最大の値に
なる。
【００５１】そして、発熱時間が終了するとタイマーが
切れて電流Ｉｄが遮断され、ヒーター２の加熱が終了す
る。
切れて電流Ｉｄが遮断され、ヒーター２の加熱が終了す
る。
【００５２】次に、図４（ｂ）に基づいて、過熱保護機
能が働く場合について説明する。
能が働く場合について説明する。
【００５３】図４（ａ）に示した通常の動作と同様に、
まずスイッチがＯＮされて過電流制御が行われた後に電
流Ｉｄの値が一定になってヒーター２による加熱が開始
される。そして、この加熱中にパワーＭＯＳＦＥＴ４の
温度が上昇して変化量ΔＶＦが異常であると判断されて
過熱制御が開始されると、コンパレータの出力がＨＩ−
ＬＯを繰り返し、パワーＭＯＳＦＥＴ４のゲート電圧が
変動して電流ＩｄがＯＮ−ＯＦＦする。
まずスイッチがＯＮされて過電流制御が行われた後に電
流Ｉｄの値が一定になってヒーター２による加熱が開始
される。そして、この加熱中にパワーＭＯＳＦＥＴ４の
温度が上昇して変化量ΔＶＦが異常であると判断されて
過熱制御が開始されると、コンパレータの出力がＨＩ−
ＬＯを繰り返し、パワーＭＯＳＦＥＴ４のゲート電圧が
変動して電流ＩｄがＯＮ−ＯＦＦする。
【００５４】そして、電圧ＶＦが基準値より低くなる
と、コンパレータの出力がＨＩとなって過熱遮断が働
き、電流Ｉｄが遮断される。
と、コンパレータの出力がＨＩとなって過熱遮断が働
き、電流Ｉｄが遮断される。
【００５５】そして、時間が経過してパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ４の温度が下がり、電圧ＶＦが基準値を上回ったとき
に、まだタイマーが切れていないときにはスイッチがＯ
Ｎされたときと同様に、過電流制御が行われてから再び
電流Ｉｄが流れ始める。
Ｔ４の温度が下がり、電圧ＶＦが基準値を上回ったとき
に、まだタイマーが切れていないときにはスイッチがＯ
Ｎされたときと同様に、過電流制御が行われてから再び
電流Ｉｄが流れ始める。
【００５６】そして、発熱時間が終了してタイマーが切
れると、ヒーター２の加熱が終了する。
れると、ヒーター２の加熱が終了する。
【００５７】また、図４（ｃ）では、過熱制御が開始さ
れたときに、タイマーが切れてヒーター２の加熱が終了
した場合の制御が示してある。
れたときに、タイマーが切れてヒーター２の加熱が終了
した場合の制御が示してある。
【００５８】この場合には、過熱制御が開始されても、
タイマーが切れることによって電流Ｉｄが遮断される。
タイマーが切れることによって電流Ｉｄが遮断される。
【００５９】このように、本実施形態のステアリングヒ
ーター１は、パワーＭＯＳＦＥＴ４をステアリングコラ
ム内に設置してヒーター２の駆動電流を制御するので、
ステアリングコラム内で過電流を遮断することができ、
これによってステアリングホイールに過電流が流れ込む
ことを防止することができる。
ーター１は、パワーＭＯＳＦＥＴ４をステアリングコラ
ム内に設置してヒーター２の駆動電流を制御するので、
ステアリングコラム内で過電流を遮断することができ、
これによってステアリングホイールに過電流が流れ込む
ことを防止することができる。
【００６０】したがって、ステアリングホイールとコラ
ムスイッチとを接続しているＦＦＣに異常が生じる可能
性を防止することができる。
ムスイッチとを接続しているＦＦＣに異常が生じる可能
性を防止することができる。
【００６１】また、駆動停止部１０はパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ４のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出して一定時
間Ｖｄｓ＝０［Ｖ］のときにはパワーＭＯＳＦＥＴ４の
駆動を停止させるので、ヒーター２への経路が開放して
いるにも関わらずパワーＭＯＳＦＥＴ４を駆動し続ける
ことがなくなる。
Ｔ４のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出して一定時
間Ｖｄｓ＝０［Ｖ］のときにはパワーＭＯＳＦＥＴ４の
駆動を停止させるので、ヒーター２への経路が開放して
いるにも関わらずパワーＭＯＳＦＥＴ４を駆動し続ける
ことがなくなる。
【００６２】さらに、パワーＭＯＳＦＥＴ４では、駆動
電流がＦＦＣの許容電流値以下の値になるようなゲート
−ソース間電圧Ｖｇｓに設定されているので、ステアリ
ングホイールに過電流が流れることを防止している。
電流がＦＦＣの許容電流値以下の値になるようなゲート
−ソース間電圧Ｖｇｓに設定されているので、ステアリ
ングホイールに過電流が流れることを防止している。
【００６３】これによって、ステアリングホイールとコ
ラムスイッチとを接続しているＦＦＣに異常が生じる可
能性を防止することができる。
ラムスイッチとを接続しているＦＦＣに異常が生じる可
能性を防止することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のステアリ
ングヒーターによれば、ステアリングホイール内へ過電
流を流すことなく、温度制御を行うことができる。
ングヒーターによれば、ステアリングホイール内へ過電
流を流すことなく、温度制御を行うことができる。
【図１】本発明によるステアリングヒーターの一実施形
態の構成を示すブロック図である。
態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すパワーＭＯＳＦＥＴの電流−電圧特
性を説明するための図である。
性を説明するための図である。
【図３】図１に示すステアリングヒーターの動作を説明
するためのフローチャートである。
するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す制御部による発熱制御を説明するた
めのタイミングチャートである。
めのタイミングチャートである。
１ ステアリングヒーター
２ ヒーター
３ 電源
４ パワーＭＯＳＦＥＴ
５ 感温ダイオード
６ 定電流回路
７ 電圧検出部
８ 制御部
９ 駆動部
１０ 駆動停止部
１１ 電圧補正部
１２ サージ吸収部
１３ 昇圧部
１４ スイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 ステアリングホイールに設置されたヒー
ターと、 このヒーターを駆動するための駆動電流のスイッチング
を行うとともに前記駆動電流によって発熱し、ステアリ
ングコラム内に設置された発熱スイッチング素子と、 この発熱スイッチング素子の温度を感知して特性の変化
する感温素子と、 この感温素子の両端電圧に基づいて前記ステアリングホ
イールの初期温度を検出し、この初期温度から予め設定
された設定温度まで前記ステアリングホイールの温度を
上昇させるために必要な消費電力量を算出し、この消費
電力量に基づいて決定された発熱時間の間だけ制御信号
を出力する制御手段と、 この制御手段から出力された前記制御信号に基づいて、
前記発熱スイッチング素子を駆動するための駆動信号を
出力する駆動手段とを含むことを特徴とするステアリン
グヒーター。 - 【請求項２】 前記発熱スイッチング素子の前記駆動電
流による電圧降下を検出し、電圧降下がないときには前
記発熱スイッチング素子の駆動を停止させる駆動停止手
段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のステ
アリングヒーター。 - 【請求項３】 前記発熱スイッチング素子はパワーＭＯ
ＳＦＥＴであって、このパワーＭＯＳＦＥＴのゲート−
ソース間電圧は、前記駆動電流が電流制限値以下の値に
なるように設定されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のステアリングヒーター。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207675A JP2003019964A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | ステアリングヒーター |
| US10/189,621 US6664517B2 (en) | 2001-07-09 | 2002-07-08 | Steering-heater device for vehicle |
| DE10230869A DE10230869A1 (de) | 2001-07-09 | 2002-07-09 | Lenkradheizeinrichtung für Fahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207675A JP2003019964A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | ステアリングヒーター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003019964A true JP2003019964A (ja) | 2003-01-21 |
Family
ID=19043625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001207675A Pending JP2003019964A (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | ステアリングヒーター |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6664517B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003019964A (ja) |
| DE (1) | DE10230869A1 (ja) |
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| JP2005096756A (ja) * | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Catem Gmbh & Co Kg | 温度センサが組み込まれた電気加熱装置 |
| JP2012012016A (ja) * | 2006-09-15 | 2012-01-19 | Jirou Collection:Kk | オープンカー用冷暖房システム |
| JP2013008677A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Wacker Chemie Ag | 腐食性ガスの温度処理装置および温度処理方法 |
| JP2015516912A (ja) * | 2012-04-06 | 2015-06-18 | ファジン カンパニー リミテッド | 加熱要素を有するステアリングホイール、及びそれを利用したフェイルセーフ装置 |
| US9124712B2 (en) | 2012-06-05 | 2015-09-01 | Apple Inc. | Options presented on a device other than accept and decline for an incoming call |
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| JP2018052419A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | ステアリングヒータ |
| CN107911877A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 方向盘加热控制系统及方法 |
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| ES2679396T3 (es) | 2012-11-30 | 2018-08-27 | Tk Holdings Inc. | Detección de mano en volante utilizando elemento calentador |
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-
2001
- 2001-07-09 JP JP2001207675A patent/JP2003019964A/ja active Pending
-
2002
- 2002-07-08 US US10/189,621 patent/US6664517B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-09 DE DE10230869A patent/DE10230869A1/de not_active Ceased
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| DE10230869A1 (de) | 2003-02-06 |
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