JP2018052419A

JP2018052419A - ステアリングヒータ

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Publication number: JP2018052419A
Application number: JP2016193667A
Authority: JP
Inventors: 直哉練生川; Naoya Neriugawa; 博之大岩; Hiroyuki Oiwa
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP6759036B2

Abstract

【課題】ステアリングロールコネクタの過熱を確実に回避すると共にステアリングホイールの加温時間を短縮することも可能なステアリングヒータを提供する。【解決手段】空調作動時には小さい加温用小電流（又は加温用中電流）をヒータ１２に印加して、運転者に格別の不快感を与えることなく、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を確実に回避し、空調非作動時には加温用大電流をヒータ１２に印加して、ステアリングホイール１０の加温時間を短縮する。また、ステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度Ｔｈ以下となったときのステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値Ｔｂ以上である場合には、空調非作動の場合よりも小さい加温用小電流をヒータ１２に印加して、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を確実に回避する。【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリングヒータ、特に、ステアリングホイールに設けられたヒータに電力を供給してステアリングホイールを加温するステアリングヒータに関する。

近年、車室内での快適性向上のために、この種のステアリングヒータを搭載する車両が増えている。このヒータへの電力供給を、単にサーミスタなどの温度検出素子の信号に応じてオン・オフ制御するのではなく、ヒータ電力供給状態をステアリングヒータ制御部で制御するものもある。この種のステアリングヒータ制御部としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。このステアリングヒータ制御部では、ヒータに電力を供給するためにステアリングホイールとステアリングコラムをＦＦＣ（Flexible Flat Cable）で接続し、このＦＦＣを保護するために、ヒータを駆動するスイッチング素子の温度を感温ダイオードの端子間電圧で検出し、その温度が規定値を超えたらスイッチング素子の駆動を停止するようにしている。なお、ステアリングヒータには、例えばステアリングコラムに設けられたステアリングロールコネクタと呼ばれる回転接続用コネクタを介して、ヒータに電力を供給するものがある。

特開２００３−１９９６４号公報

ステアリングヒータは、ステアリングホイールを加温して快適性を得るものであるから、ステアリングホイールの温度が、予め設定された或いは任意に設定可能な設定温度に保持されるのが望ましい。そのため、ステアリングホイールの温度を検出し、その検出温度に応じてヒータへの電力供給状態を制御することが考えられる。しかしながら、ステアリングホイールの温度は、車室内の空調、特に冷房の影響を受けやすい。そのため、ステアリングロールコネクタを介してヒータに電力を供給する場合に、単に検出されたステアリングホイールの温度に応じてヒータへの電力供給を制御すると、ステアリングロールコネクタが過熱する可能性がある。これを回避するため、ヒータに供給する電力を小さく設定することが考えられるが、そのようにしたのでは、ステアリングホイールの昇温が遅くなるというトレードオフがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステアリングロールコネクタを用いてヒータに電力を供給する場合にステアリングロールコネクタの過熱を確実に回避すると共にステアリングホイールの加温時間を短縮することも可能なステアリングヒータを提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載のステアリングヒータは、ステアリングホイールにヒータを設置し、ステアリングロールコネクタを介して前記ヒータに電力を供給して前記ステアリングホイールを加温し、前記ヒータへの電力の供給状態をステアリングヒータ制御部で制御するステアリングヒータにおいて、前記ステアリングヒータ制御部は、車室内の空調作動状態を検出する空調検出部と、前記空調検出部で空調作動と検出された場合には、空調非作動の場合よりも小さい電力を前記ヒータに供給する空調時電力制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、空調作動時には小さい電力がヒータに供給されるので、ステアリングロールコネクタの過熱を確実に回避することができ、また、空調作動時であればステアリングホイールの昇温が遅くなったとしても運転者は格別の不快感を覚えることはない。一方、空調非作動時には大きい電力をヒータに供給することができるので、より短い加温時間でステアリングホイールの昇温を行うことが可能となる。

請求項２に記載のステアリングヒータは、請求項１に記載のステアリングヒータにおいて、前記ステアリングホイールの温度を検出するステアリングホイール温度センサを備え、前記ステアリングヒータ制御部は、前記ヒータへの電力供給が停止されている状態で、前記ステアリングホイール温度センサで検出されたステアリングホイールの温度が加温すべき所定の加温温度以下のときに前記ヒータへの電力供給を開始する場合に、前記ステアリングロールコネクタの推定温度を算出するステアリングロールコネクタ推定温度算出部と、前記ステアリングホイールの温度が前記加温温度以下のときの前記ステアリングロールコネクタ推定温度算出部で算出されたステアリングロールコネクタの推定温度が規定の温度閾値以上であるか否かを判定するステアリングロールコネクタ温度判定部と、前記ステアリングロールコネクタ温度判定部で前記ステアリングロールコネクタの推定温度が前記温度閾値以上であると判定された場合に、前記空調非作動の場合よりも小さい電力を前記ヒータに供給するステアリングロールコネクタ温度依存電力制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ステアリングホイールの温度が加温すべき温度以下となっているときのステアリングロールコネクタの推定温度が温度閾値以上である場合には、空調非作動の場合よりも小さい電力がヒータに供給されるので、ステアリングロールコネクタの過熱を確実に回避することができる。一方、このときのステアリングロールコネクタの推定温度が温度閾値以上でなければ、例えば空調非作動時と同等の電力をヒータに供給することもできるので、ステアリングホイールの加温時間を短縮することも可能となる。

請求項３に記載のステアリングヒータは、請求項２に記載のステアリングヒータにおいて、前記ステアリングロールコネクタ推定温度算出部は、前記ヒータへの電力供給が停止されてからの経過時間に基づいて前記ステアリングロールコネクタの推定温度を算出することを特徴とする。

この構成によれば、実質的に検出困難なステアリングロールコネクタの温度を経験則などから精度よく推定することができ、これによりステアリングロールコネクタの過熱を確実に回避することができると共に、ステアリングホイールの加温時間を短縮することも可能となる。

請求項４に記載のステアリングヒータは、請求項１乃至３の何れか一項に記載のステアリングヒータにおいて、前記ステアリングヒータ制御部は、前記ヒータへの電力供給を予め設定された時間だけ行うことを特徴とする。

この構成によれば、空調の作動時及び非作動時の夫々において、夫々、予め設定された時間だけヒータに電力供給を行うので、特にステアリングホイールの温度が影響を受けやすい空調の作動時であっても、経験則などからステアリングホイールを設定温度まで精度よく加温することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ステアリングロールコネクタを介してヒータに電力を供給する場合に、ステアリングホイールの温度が影響を受けやすい空調作動時には小さい電力がヒータに供給され、これによりステアリングロールコネクタの過熱を確実に回避することができ、一方、空調非作動時には大きい電力をヒータに供給することができるので、ステアリングホイールの加温時間を短縮することが可能となる。これにより、運転者にステアリングホイール操作時の不快感を生じさせることなく、ステアリングロールコネクタの過熱の防止を図ることができる。

本発明のステアリングヒータの一実施形態を示す概略構成図である。図１のステアリングヒータコントロールユニットで行われる演算処理を示すフローチャートである。図１のステアリングヒータコントロールユニットで行われる演算処理を示すフローチャートである。図２、図３の演算処理でも散られる電流印加（初期）規定時間の説明図である。ステアリングホイール温度及びステアリングロールコネクタ推定温度の説明図である。ステアリングホイール温度及びステアリングロールコネクタ温度のタイミングチャートである。

以下に、本発明のステアリングヒータの一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のステアリングヒータの概略構成図である。この実施の形態のステアリングヒータが搭載される車両は、例えばステーションワゴン型やＳＵＶ型の乗用車両である。従って、この車両は、一般的な乗用車両と同様に、転舵輪を操舵するための円形のステアリングホイール１０を備えている。

このステアリングホイール１０には、ステアリングホイール１０、正確にはステアリングホイール１０のグリップ面を加温するためのヒータ１２が設置されている。このヒータ１２は、例えばポリアミド繊維束からなるヒータ芯を備えた面状ヒータなどが使用される。このヒータ１２は、供給される電力、具体的には印加電流の大きさによって昇温速度を調整することができる。また、このステアリングホイール１０には、ステアリングホイール１０、正確にはステアリングホイール１０のグリップ面の温度を検出するためのステアリングホイール温度センサ１４が取付けられている。

ステアリングホイール１０は、既存のステアリングホイールと同様に、ステアリングコラム部１６に収容されたステアリングシャフト１８の上端部に取付けられている。従って、ステアリングホイール１０（ステアリングシャフト１８）はステアリングコラム部１６に対して相対回転可能である。固定されたステアリングコラム部１６から相対回転可能なステアリングホイール１０のヒータ１２に電力を供給したり、ステアリングホイール温度センサ１４で検出されたステアリングホイール温度を読込んだりするために、カバー２０で覆われたステアリングコラム部１６には回転接続用コネクタとしてのステアリングロールコネクタ２２が配設されている。従って、ステアリングホイール１０に設けられたヒータ１２にはステアリングロールコネクタ２２を介して電力が供給（電流が印加）される。また、ステアリングホイール温度センサ１４の検出信号は、ステアリングロールコネクタ２２を介して受信される。

この実施の形態では、ステアリングホイール１０に設けられたヒータ１２への電力供給、具体的には印加電流をステアリングヒータコントロールユニット２４によって制御する。このステアリングヒータコントロールユニット２４は、１２Ｖバッテリ２６に接続され、この１２Ｖバッテリ２６からの電力をステアリングホイール１０に設けられたヒータ１２に供給してステアリングホイール１０の加温（昇温）を行う。このステアリングヒータコントロールユニット２４には、例えばインストゥルメントパメルに設けられたステアリングヒータスイッチ２８の信号が入力される。このステアリングヒータスイッチ２８は、例えば運転者によって操作され、ステアリングヒータスイッチ２８のオン状態でステアリングホイール１０を設定温度まで加温する。また、このステアリングヒータコントロールユニット２４には、ステアリングホイール１０に取付けられたステアリングホイール温度センサ１４で検出されるステアリングホイール温度が入力される。

このステアリングヒータコントロールユニット２４は、例えばマイクロコンピュータなどの演算処理装置を搭載して構成され、高度な演算処理機能を有する。そのため、このステアリングヒータコントロールユニット２４は、周知のコンピュータシステムと同様に、演算処理部の他、入出力部、記憶部などを備えて構成される。この実施の形態のステアリングヒータコントロールユニット２４は、車室内の空調を司る空調コントロールユニット３０と相互通信を行い、特に、空調が作動中か非作動中か（オンかオフか）の情報を入手する。また、近年の車両と同様に、図示しない他のコントロールユニットと互いに相互通信を行い、互いに協調制御を行ったり、情報を授受・共有したりするようにすることも可能である。

このステアリングヒータコントロールユニット２４では、ステアリングヒータスイッチ２８がオンの状態でステアリングホイール１０を設定温度まで加温するために、図２及び図３に示す演算処理を行う。なお、このステアリングヒータコントロールユニット２４では、図示しない個別の演算処理により、ステアリングヒータスイッチ２８の前回オフからの経過時間（前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間）ｔｏｆｆが算出されている。

このうち、図２の演算処理は、例えば予め設定された所定サンプリング周期毎にタイマ割込処理によって実行される。この演算処理では、まずステップＳ１で、ステアリングヒータスイッチ２８がオン状態であるか否かを判定し、ステアリングヒータスイッチ２８がオン状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、初期加温終了フラグＦを０にリセットしてから復帰する。

一方、ステップＳ２では、初期加温終了フラグＦが０のリセット状態であるか否かを判定し、初期加温終了フラグＦがリセット状態である場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ３では、前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間ｔｏｆｆを読込む。

次にステップＳ４に移行して、前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間ｔｏｆｆが予め設定された経過時間規定値ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定し、前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間ｔｏｆｆが経過時間規定値ｔｒｅｆ以上である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。

ステップＳ５では、ステアリングホイール温度センサ１４で検出されたステアリングホイール温度Ｔｓを読込んでからステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、例えば予め設定されているステアリングホイール１０の設定温度（以下、ステアリング設定温度という）Ｔｔを読込んでからステップＳ７に移行する。なお、このステアリング設定温度Ｔｔは、例えば運転者等によって設定可能としてもよい。

ステップＳ７では、ステアリング設定温度Ｔｔからステアリングホイール温度Ｔｓを減じたステアリング温度差分値ΔＴが予め設定された温度差規定値Δｔｒｅｆ以上であるか否かを判定し、ステアリング温度差分値ΔＴが温度差規定値Δｔｒｅｆ以上である場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。

ステップＳ８では、ステアリングホイール温度Ｔｓが予め設定された低温規定値Ｔｃ以下であるか否かを判定し、ステアリングホイール温度Ｔｓが低温規定値Ｔｃ以下である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ１５に移行する。

ステップＳ９では、空調コントロールユニット３０との相互通信により、空調（特に冷房）がオフ状態、即ち非作動状態であるか否かを判定し、空調がオフ状態（非作動状態）である場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない（作動状態）場合にはステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１０では、ステアリングホイール１０を加温するための予め設定された加温用大電流をヒータ１２に（例えば規定時間）印加してからステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、加温用大電流を印加してから予め設定された大電流印加初期規定時間ｔｈｉが経過したか否かを判定し、大電流印加初期規定時間ｔｈｉが経過した場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１０に移行する。

一方、ステップＳ１５では、ステアリングホイール１０を加温するための予め設定された加温用中電流をヒータ１２に（例えば規定時間）印加してからステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、加温用中電流を印加してから予め設定された中電流印加初期規定時間ｔｍｉが経過したか否かを判定し、中電流印加初期規定時間ｔｍｉが経過した場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１２では、ヒータ１２への加温用電流を停止（オフ）してからステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間ｔｏｆｆを０にクリアすると共に、後述する電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆを０にクリアする。

次にステップＳ１４に移行して、初期加温終了フラグＦを１にセットしてから復帰する。

この演算処理によれば、初期加温終了フラグＦがリセット状態で、前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間ｔｏｆｆが経過時間規定値ｔｒｅｆ以上である場合であって、ステアリング設定温度Ｔｔからステアリングホイール温度Ｔｓを減じたステアリング温度差分値ΔＴが温度差規定値Δｔｒｅｆ以上である場合に、ステアリングホイール１０の初期加温制御が実施される。そのとき、ステアリングホイール温度Ｔｓが低温規定値Ｔｃ以下であり、且つ空調がオフ状態である（非作動状態の）場合には、加温用大電流を大電流印加初期規定時間ｔｈｉだけヒータ１２に印加してステアリングホイール１０の初期加温を行う。一方、ステアリングホイール温度Ｔｓが低温規定値Ｔｃ以下でない場合や、空調がオフ状態でない（作動状態の）場合には、加温用中電流を中電流印加初期規定時間ｔｍｉだけヒータ１２に印加してステアリングホイール１０の初期加温を行う。

なお、ステアリングホイール１０の初期加温が終了したら初期加温終了フラグＦをセットする。この初期加温終了フラグＦがセットされると、図３の再加温制御に移行される。

また、前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間ｔｏｆｆが経過時間規定値ｔｒｅｆ以上でない場合には、ステアリングホイール温度Ｔｓはさほど降温していないものとして、初期加温終了フラグＦをセットし、図３に示すステアリングホイール再加温制御に移行する。また、ステアリング温度差分値ΔＴが温度差規定値Δｔｒｅｆ以上でない場合には、ステアリングホイール温度Ｔｓは初期加温を行うほど低温でないものとして、初期加温終了フラグＦをセットし、図３に示すステアリングホイール再加温制御に移行する。

一方、図３の演算処理は、例えば予め設定された所定サンプリング周期毎にタイマ割込処理によって実行される。この演算処理では、まずステップＳ２１で、ステアリングヒータスイッチ２８がオン状態であるか否かを判定し、ステアリングヒータスイッチ２８がオン状態である場合にはステップＳ２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ３６に移行する。

ステップＳ３６では、初期加温終了フラグＦを０にリセットしてから復帰する。

一方、ステップＳ２２では、初期加温終了フラグＦが１のセット状態であるか否かを判定し、初期加温終了フラグＦがセット状態である場合にはステップＳ２３に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ２３では、ステアリングホイール温度センサ１４で検出されたステアリングホイール温度Ｔｓを読込む。

次にステップＳ２４に移行して、例えば予め設定されているステアリング設定温度Ｔｔを読込む。なお、前述のように、このステアリング設定温度Ｔｔは、例えば運転者等によって設定可能としてもよい。

次にステップＳ２５に移行して、電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆを算出する。このステップＳ２５では、前述した図２の演算処理、又はこの図３の演算処理でヒータ加温用電流の印加が終了すると、次の図３の演算処理のサンプリング周期で、すぐに電流印加終了後の経過時間の算出が開始されるので、その時点からの経過時間を電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆとして計測する。従って、このステップＳ２５では、例えば規定時間待機し、その規定待機時間の累積計算によって電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆを算出するようにしてもよい。

次にステップＳ２６に移行して、ステアリングホイール温度Ｔｓがステアリング設定温度Ｔｔから予め設定された規定温度差分値ΔＴｄｉｆを減じた再加温温度（加温すべき所定の加温温度）Ｔｈ以下であるか否かを判定し、ステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度Ｔｈ以下である場合にはステップＳ２７に移行し、そうでない場合にはステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２７では、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒを算出する。このステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒは、後述するように、ステアリングホイール温度Ｔｓがステアリング設定温度Ｔｔに到達した後、ヒータ１２への電力供給が停止されると、その経過時間、即ち電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆに応じてリニアに減少するものとして算出することができる。

次にステップＳ２８に移行して、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが規定の温度閾値Ｔｂ以上であるか否かを判定し、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値Ｔｂ以上である場合にはステップＳ３４に移行し、そうでない場合にはステップＳ２９に移行する。なお、この実施の形態では、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの温度閾値Ｔｂとして、前述したステアリング設定温度Ｔｔから規定温度差分値ΔＴｄｉｆを減じた再加温温度Ｔｈを用いた。

ステップＳ２９では、空調コントロールユニット３０との相互通信により、空調（特に冷房）がオフ状態、即ち非作動状態であるか否かを判定し、空調がオフ状態（非作動状態）である場合にはステップＳ３０に移行し、そうでない（作動状態）場合にはステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３０では、ステアリングホイール１０を加温するための予め設定された加温用大電流をヒータ１２に（例えば規定時間）印加してからステップＳ３１に移行する。

ステップＳ３１では、加温用大電流を印加してから予め設定された大電流印加規定時間ｔｈが経過したか否かを判定し、大電流印加規定時間ｔｈが経過した場合にはステップＳ３２に移行し、そうでない場合にはステップＳ３０に移行する。

一方、ステップＳ３４では、ステアリングホイール１０を加温するための予め設定された加温用小電流をヒータ１２に（例えば規定時間）印加してからステップＳ３５に移行する。

ステップＳ３５では、加温用小電流を印加してから予め設定された小電流印加規定時間ｔｓが経過したか否かを判定し、小電流印加規定時間ｔｓが経過した場合にはステップＳ３２に移行し、そうでない場合にはステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３２では、ヒータ１２への加温用電流を停止（オフ）する。

次にステップＳ３３に移行して、前回ステアリングヒータスイッチオフ経過時間ｔｏｆｆを０にクリアすると共に、加温用電流オフ経過時間ｔｉｏｆｆを０にクリアしてから復帰する。

この演算処理によれば、初期加温終了フラグＦがセット状態で、ステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度（加温すべき所定の加温温度）Ｔｈ以下である場合に、ステアリングホイール１０の再加温制御が実施される。そのとき、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値Ｔｂ（＝再加温温度Ｔｈ）以上でなく、且つ空調がオフ状態である（非作動状態の）場合には、加温用大電流を大電流印加規定時間ｔｈだけヒータ１２に印加してステアリングホイール１０の再加温を行う。一方、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値Ｔｂ（＝再加温温度Ｔｈ）以上である場合や、空調がオフ状態でない（作動状態の）場合には、加温用小電流を小電流印加規定時間ｔｓだけヒータ１２に印加してステアリングホイール１０の再加温を行う。

次に、図２、図３の演算処理で用いられるヒータ１２への加温用電流及び電流印加規定時間について、図４を用いて説明する。図４は、加温用電流をヒータ１２に印加したときの温度、具体的にはステアリングホイール温度Ｔｓの経時変化を示すものである。ここでは、例えば電流印加開始時のステアリングホイール温度Ｔｓが一定であり、ステアリングホイール温度Ｔｓは、電流印加時間に対して、リニアに増加（昇温）するものとした。実際の電流印加開始時のステアリングホイール温度Ｔｓは異なる場合もあるので、図の縦軸は、ステアリングホイール温度Ｔｓの昇温量であると考えてもよい。なお、図に示す温度プロファイルは、実験則や経験則などから精度よく得ることができる。

ヒータ１２に印加される加温用中電流は加温用大電流より電流値が小さく、加温用小電流は加温用中電流より電流値が小さい。例えば初期加温前のステアリングホイール温度Ｔｓが加温前ステアリングホイール温度Ｔｓｉ一定であるとして、この加温前ステアリングホイール温度Ｔｓｉを設定温度Ｔｔまで昇温する場合の昇温量Ｔｔ−Ｔｓｉが達成される加温用大電流印加時の所要時間が大電流印加初期規定時間ｔｈｉに設定される。同様に、加温前ステアリングホイール温度Ｔｓｉを設定温度Ｔｔまで昇温する場合の昇温量Ｔｔ−Ｔｓｉが達成される加温用中電流印加時の所要時間が中電流印加初期規定時間ｔｍｉに設定される。

例えば運転者がステアリングヒータスイッチ２８を操作してステアリングホイール１０の加温制御を要求する加温前ステアリングホイール温度Ｔｓｉは、外気温に応じて多少の差はあるものの、ステアリングホイール１０が車室内にあることやステアリングホイール１０のグリップ面素材から、大幅に異なることは少ない。従って、加温前ステアリングホイール温度Ｔｓｉが多少異なっても、加温用大電流を大電流印加初期規定時間ｔｈｉだけ印加するか、加温用中電流を中電流印加初期規定時間ｔｍｉだけ印加すれば、ステアリングホイール温度Ｔｓは設定温度Ｔｔに達する。

一方、初期加温終了後、ステアリングホイール１０を再加温開始する再加温温度Ｔｈは、ステアリング設定温度Ｔｔが固定値である場合、一定である。この再加温温度Ｔｈのステアリングホイール１０をステアリング設定温度Ｔｔまで昇温する昇温量は規定温度差分値ΔＴｄｉｆである。従って、規定温度差分値ΔＴｄｉｆが達成される加温用大電流印加時の所要時間が大電流印加規定時間ｔｈに設定される。同様に、規定温度差分値ΔＴｄｉｆが達成される加温用小電流印加時の所要時間が小電流印加規定時間ｔｓに設定される。

次に、ステアリング設定温度Ｔｔに到達した後のステアリングホイール温度Ｔｓ及びステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒについて図５を用いて説明する。前述のように、ヒータ１２に加温用電流を印加して行う初期加温又は再加温によってステアリングホイール温度Ｔｓはステアリング設定温度Ｔｔに到達する。電流印加規定時間が経過した時点、つまり加温用電流が停止される時点のステアリングホイール温度Ｔｓがステアリング設定温度Ｔｔ一定であるとすると、加温用電流停止時点からステアリングホイール温度Ｔｓは減少（降温）する。また、前述のように、加温用電流印加中はステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒも増加（昇温）し、加温用電流が停止された時点から、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒも減少（降温）する。なお、図に示す温度プロファイルは、実験則や経験則などから精度よく得ることができる。

ステアリングホイール温度Ｔｓがステアリング設定温度Ｔｔに到達した時点のステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒは、ステアリングホイール温度Ｔｓ、つまりステアリング設定温度Ｔｔより小さいとして、その後のステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの降温（減少）勾配は、空調非作動時のステアリングホイール温度Ｔｓの降温（減少）勾配と等しいかほぼ等しい。一方、空調作動時のステアリングホイール温度Ｔｓの降温（減少）勾配は空調非作動時のそれより大きく、対して、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの降温（減少）勾配は、空調の有無に関わらず、一定又はほぼ一定である。これは、ステアリングロールコネクタ２２が、カバー２０で覆われたステアリングコラム部１６に配設されているためであり、これにより空調の影響を受けにくい。なお、ここでは、空調作動時及び空調非作動時のステアリングホイール温度Ｔｓもステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒも時間、つまり電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆに対してリニアに減少するものとした。

このステアリングホイール温度Ｔｓはステアリングホイール温度センサ１４で検出されるが、例えば検出されるステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度Ｔｈ（＝Ｔｔ−ΔＴｄｉｆ）以下となる時点におけるステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒは空調の有無で異なる。この例では、空調非作動時のステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度Ｔｈとなる時点でのステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒは、温度閾値Ｔｂである再加温温度Ｔｈより小さい。一方、空調作動時のステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度Ｔｈとなる時点でのステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒは、温度閾値Ｔｂである再加温温度Ｔｈより大きい。

図から明らかなように、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒは電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆから求めることができる。従って、温度閾値Ｔｂである再加温温度Ｔｈがステアリングロールコネクタ２２の過熱を抑制するための閾値であるとすると、ステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度Ｔｈ以下となった電流印加終了後経過時間ｔｉｏｆｆからステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒを算出し、このステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが再加温温度Ｔｈより大きいか小さいかで、その後のヒータ印加電流を制御することにより、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を防止することが可能となる。

具体的には、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値ｔｂである再加温温度Ｔｈ以上である場合には、ヒータ１２への印加電流を加温用小電流とすることで、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を防止することが可能となる。一方、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値ｔｂである再加温温度Ｔｈ以上でない場合には、ヒータ１２への印加電流を加温用大電流とすることで、ステアリングホイール１０の加温時間を短縮することができる。

また、ステアリングホイール１０の初期加温時であって空調の作動時には、図２の演算処理により、加温用中電流をヒータ１２に印加し、ステアリングホイール１０の再加温時であって空調の作動時には、図３の演算処理により、加温用小電流をヒータ１２に印加する。この空調作動時の加温用電流の印加は、前述のように予め設定された印加規定時間で終了されるが、加温用中電流も加温用小電流も加温用大電流より電流値が小さいので、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を防止することができる。これに対し、ステアリングホイール１０の初期加温時及び再加温時とも空調の非作動時には加温用大電流がヒータ１２に印加されるので、ステアリングホイール１０の加温時間を短縮することができる。

ステアリングホイール１０の温度Ｔｓは、前述のように、ステアリングホイール温度センサ１４で検出されるが、検出されるステアリングホイール温度Ｔｓは、空調の影響を受けやすい。加温中のステアリングホイール１０は、冷房時に特に温度が低下されやすいが、空調の設定温度がステアリング設定温度Ｔｔよりも小さければ、暖房時であっても温度は低下される。これら空調作動時には、空調非作動時よりも電流値の小さい加温用電流がヒータ１２に印加されるため、ステアリングロールコネクタ２２の過熱は防止できるものの、ステアリングホイール１０の加温時間は長くなりやすい。しかしながら、冷房時を含めて空調作動時は、車室内が空調されるため、ステアリングホイール１０の加温時間が長くなっても、運転者が格別の不快感を覚えることは少ない。

図６は、図２及び図３の演算処理によって加温制御中のステアリングホイール温度及びステアリングロールコネクタ推定温度のタイミングチャートであり、何れも実線がステアリングホイール温度Ｔｓ、二点鎖線がステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒを示す。図６（Ａ）は、空調非作動時のステアリングホイール温度Ｔｓ及びステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒのタイミングチャートである。この空調非作動時には、初期加温時も再加温時も、ヒータ１２には加温用大電流が印加されるので、ステアリングホイール温度Ｔｓもステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒも、昇温時の温度勾配は比較的大きい。そのため、初期加温時も再加温時も、加温開始、つまり加温用電流印加開始からステアリング設定温度Ｔｔまでの到達時間、即ち加温時間が短い。勿論、加温時間、即ち加温用電流の印加時間が短いため、何れの場合も、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが過熱状態になることはない。

一方、図６（Ｂ）は、空調作動時のステアリングホイール温度Ｔｓ及びステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒのタイミングチャートである。この空調作動時には、初期加温時、ヒータ１２には加温用中電流が印加されるので、ステアリングホイール温度Ｔｓもステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒも、昇温時の温度勾配は比較的小さい。そのため、例えば初期加温時のステアリング設定温度Ｔｔ到達時間は長いが、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの到達温度は小さく抑えられている。これに対し、空調作動時には、加温用電流が停止されている期間のステアリングホイール温度Ｔｓの降温温度勾配は大きい。一方、空調作動時の再加温時には、ヒータ１２には加温用小電流が印加されるので、ステアリングホイール温度Ｔｓもステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒも、昇温時の温度勾配は初期加温時のそれよりも更に小さい。そのため、加温用電流停止から再加温開始までの時間は短いが、再加温時のステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの昇温温度勾配が小さく、これにより再加温時のステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの到達温度は小さく抑えられている。このため、空調作動時は、より積極的にステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの過熱が防止される。

なお、空調非作動時であっても、再加温開始時のステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値Ｔｂである再加温温度Ｔｈ以上である場合、つまりステアリングロールコネクタ２２が過熱しやすい場合には、再加温時の加温用電流として加温用小電流がヒータ１２に印加されるので、ステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒの過熱が防止される。また、各再加温制御後に、空調が、非作動状態から作動状態、或いは作動状態から非作動状態に移行した場合にも、移行後の空調作動状態に応じて加温用電流が制御される。

このように、この実施の形態のステアリングヒータでは、空調作動時には小さい加温用中電流又は加温用小電流がヒータ１２に印加されるので、運転者に格別の不快感を与えることなく、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を確実に回避することができ、一方、空調非作動時には加温用大電流をヒータ１２に印加することができるので、ステアリングホイール１０の加温時間を短縮することが可能となる。

また、ステアリングホイール温度Ｔｓが再加温温度Ｔｈ以下となったときのステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値Ｔｂ以上である場合には、空調非作動の場合よりも小さい加温用小電流がヒータ１２に印加されるので、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を確実に回避することができる。一方、このときのステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒが温度閾値Ｔｂ以上でなければ、空調非作動時と同等の加温用大電流をヒータ１２に印加することもできるので、ステアリングホイール１０の加温時間を短縮することも可能となる。

また、実質的に検出困難なステアリングロールコネクタ推定温度Ｔｒを実験則や経験則などから精度よく算出することにより、ステアリングロールコネクタ２２の過熱を確実に回避することができると共に、ステアリングホイール１０の加温時間を短縮することも可能となる。

また、空調の作動時及び非作動時の夫々において、夫々、予め設定された電流印加規定時間だけヒータ１２に加温用電流印加を行うので、特にステアリングホイール１０の温度が影響を受けやすい空調の作動時であっても、実験則や経験則などからステアリングホイール１０を設定温度まで精度よく加温することができる。

なお、前述の実施の形態では、ヒータへの電力供給制御を印加電流の制御によって行うものとしたが、本発明におけるヒータへの電力供給制御は、これに限定されるものではない。例えば、ヒータの加温制御をパルス幅制御される印加電圧のデューティ比で行う場合には、そのデューティ比がヒータへの電力供給制御出力とされる。従って、本発明におけるヒータへの電力供給制御出力は、本発明の技術的範囲内で適宜選定することが可能である。

また、前述の実施の形態では、ヒータへの電力供給制御を独立したステアリングヒータコントロールユニットで行うものとしたが、この形態も、これに限定されるものではない。例えば、ステアリング装置が電動パワーステアリング装置であるような場合には、ヒータへの電力供給制御を電動パワーステアリングコントロールユニットで行うようにすることも可能である。また、他のコントロールユニットで行うようにすることも可能である。

また、ヒータそのもの、或いはステアリングホイールへの設置形態も、前述の実施の形態に限定されるものではない。

また、例えばステアリングホイールにサーミスタなどの個別の感温素子を取付け、この感温素子で検出されるステアリングホイール温度が上限値以上になったら、ヒータへの加温用電流を強制的に停止するようにしてもよい。

本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０ステアリングホイール
１２ヒータ
１４ステアリングホイール温度センサ
２２ステアリングロールコネクタ
２４ステアリングヒータコントロールユニット（ステアリングヒータ制御部）

Claims

ステアリングホイールにヒータを設置し、ステアリングロールコネクタを介して前記ヒータに電力を供給して前記ステアリングホイールを加温し、前記ヒータへの電力の供給状態をステアリングヒータ制御部で制御するステアリングヒータにおいて、
前記ステアリングヒータ制御部は、
車室内の空調作動状態を検出する空調検出部と、
前記空調検出部で空調作動と検出された場合には、空調非作動の場合よりも小さい電力を前記ヒータに供給する空調時電力制御部と、
を備えたことを特徴とするステアリングヒータ。
前記ステアリングホイールの温度を検出するステアリングホイール温度センサを備え、
前記ステアリングヒータ制御部は、
前記ヒータへの電力供給が停止されている状態で、前記ステアリングホイール温度センサで検出されたステアリングホイールの温度が加温すべき所定の加温温度以下のときに前記ヒータへの電力供給を開始する場合に、
前記ステアリングロールコネクタの推定温度を算出するステアリングロールコネクタ推定温度算出部と、
前記ステアリングホイールの温度が前記加温温度以下のときの前記ステアリングロールコネクタ推定温度算出部で算出されたステアリングロールコネクタの推定温度が規定の温度閾値以上であるか否かを判定するステアリングロールコネクタ温度判定部と、
前記ステアリングロールコネクタ温度判定部で前記ステアリングロールコネクタの推定温度が前記温度閾値以上であると判定された場合に、前記空調非作動の場合よりも小さい電力を前記ヒータに供給するステアリングロールコネクタ温度依存電力制御部と、
を備えた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。
前記ステアリングロールコネクタ推定温度算出部は、
前記ヒータへの電力供給が停止されてからの経過時間に基づいて前記ステアリングロールコネクタの推定温度を算出することを特徴とする請求項２に記載のステアリングヒータ。
前記ステアリングヒータ制御部は、
前記ヒータへの電力供給を予め設定された時間だけ行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のステアリングヒータ。