具有加熱元件的方向盤及使用其的故障安全裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有加熱元件的方向盤并且涉及一種使用其的故障安全裝置。根據(jù)本發(fā)明的具有加熱元件的方向盤具有輪緣，輪緣的表面包覆有導(dǎo)電加熱元件。加熱元件包括：第一單元線，第一單元線的兩個(gè)末端中的每一者將正電源施加端子以及負(fù)電源施加端子串聯(lián)連接在一起；與第一單元線間隔開的第二單元線，第二單元線的兩個(gè)末端中的每一者將正電源施加端子以及負(fù)電源施加端子串聯(lián)連接在一起；以及多個(gè)單元加熱元件，多個(gè)單元加熱元件包含用于連接第一以及第二單元線的連接線，單元加熱元件并聯(lián)布置。具有上述配置的方向盤可以提供防止加熱性能退化的效果，即使是當(dāng)加熱元件的一部分被短路時(shí)。
【專利說明】具有加熱元件的方向盤及使用其的故障安全裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有加熱元件的方向盤以及一種使用所述方向盤的故障安全裝置，在所述故障安全裝置中，即使是當(dāng)包覆在輪緣的整個(gè)表面上以用于在冬天進(jìn)行保暖的加熱元件的一部分中發(fā)生短路時(shí)，輪緣的散熱性能也不退化，并且如果由于對加熱元件的損害而引起加熱元件的電阻增加超過預(yù)定值，那么防止過度加熱。

【背景技術(shù)】
[0002]方向盤的輪緣(所述輪緣是方向盤的元件)一直被固持且由駕駛員操縱，并且已經(jīng)在各個(gè)方面得到研宄以及發(fā)展，例如外部的美觀性、在固持上的方便性，以及功能元件的米用。
[0003]確切地說，在冬天，在駕駛的初始階段，方向盤的輪緣的溫度低于人體的溫度，從而在固持輪緣時(shí)會給駕駛員帶來不便，并且因此使得駕駛不安全。
[0004]鑒于此，已經(jīng)開發(fā)了各種裝置以將方向盤的輪緣加熱至超過人體溫度的較高溫度。
[0005]作為用于加熱方向盤的輪緣的技術(shù)的實(shí)例，第1989-0020599號韓國實(shí)用新型申請案、第1992-0000945號韓國專利申請案，以及第1996-0016958號韓國實(shí)用新型申請案揭示了一種方向盤輪緣結(jié)構(gòu)(見圖1)，其中加熱線3被埋入在方向盤的輪緣5中。
[0006]作為鋪設(shè)加熱線3的方式，如圖2中所圖示，絕緣涂層材料2涂覆到芯I的外側(cè)面上，并且加熱線3粘附到絕緣涂層材料2的外圓周表面上并且利用合成樹脂材料等表面處理部件4來進(jìn)行表面處理。
[0007]然而，如圖3中所示，對于使用皮革101等復(fù)雜的裝飾元件的方向盤100，難以將加熱線用作加熱元件。
[0008]如圖4中所示，對于復(fù)雜的方向盤，方向盤的某一部分由發(fā)泡氨基甲酸乙酯102形成(第一模制)并且通過用天然皮革101包裹(天然皮革101的包裹)來進(jìn)行表面處理，并且另一個(gè)部分利用丙稀腈-丁二稀-苯乙稀(acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)或軟氨基甲酸乙酯103來軟化(第二模制)并且通過液體壓力傳遞向其上施加各種圖案106，例如樹圖案、發(fā)紋、大理石圖案，及其類似者。
[0009]如圖5中所示，通過使用噴霧方法將導(dǎo)電涂料(所述導(dǎo)電涂料是加熱元件)涂覆到方向盤的表面上，并且隨后使所述導(dǎo)電涂料干燥以制成加熱元件，而不是將加熱線埋入輪緣中。然而，在此情況下，由于噴涂層120，在經(jīng)處理凹槽105中會出現(xiàn)一些問題。
[0010]也就是說，由于由在經(jīng)處理凹槽105的邊緣部分處的表面張力導(dǎo)致的導(dǎo)電涂料的堵塞，因此涂層120變厚(如通過A所指示)，或者由于靜電，導(dǎo)電涂料在邊緣部分處變薄(如通過B所指示)，從而干擾經(jīng)處理凹槽105中的電流并且在后處理(例如，用皮革或其類似者包圍)期間剝落導(dǎo)電涂料。
[0011]當(dāng)通過使用噴霧方法在經(jīng)處理凹槽105中形成涂層120時(shí)，由于噴霧而出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，從而增加了導(dǎo)電缺陷率并且使涂層的厚度變得不均勻。
[0012]此外，加熱線電路的整體或部分短路可能出于各種原因在各部分中發(fā)生。此外，當(dāng)在加熱元件的一部分中發(fā)生部分損害時(shí)，過電流在其中未發(fā)生損害的其它部分中流動(dòng)，從而導(dǎo)致局部溫度增加，所述局部溫度增加會引起失火。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]技術(shù)問題
[0014]本發(fā)明解決了前述問題并且提供了一種具有加熱元件的方向盤以及一種使用所述方向盤的故障安全裝置，其中通過改進(jìn)加熱元件所涂覆成的形狀，即使是當(dāng)在加熱元件的一部分中發(fā)生損害時(shí)，也能防止散熱性能的退化并且防止由對加熱元件的損害導(dǎo)致的過度加熱，并且及早地檢測出損害以防止失火。
[0015]有利的作用
[0016]本發(fā)明提供了一種方向盤以及一種使用所述方向盤的故障安全裝置，其中利用加熱元件的并聯(lián)模式配置，即使是當(dāng)在加熱元件的一部分中發(fā)生損害時(shí)，也可以防止散熱性能的退化，以便防止由對加熱元件的所述部分的損害導(dǎo)致的過度加熱，并且以便通過容易地檢測在加熱元件中的損害來防止車輛失火。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1和2是圖示了具有常規(guī)加熱線的方向盤的示意圖。
[0018]圖3和4是圖示了其中在選擇加熱線上存在困難的常規(guī)方向盤的示意圖。
[0019]圖5是用于描述當(dāng)使用噴霧方法涂覆導(dǎo)電涂料時(shí)的問題的示意圖。
[0020]圖6是圖示了方向盤的加熱元件的布局的實(shí)例的圖式。
[0021]圖7是圖示了方向盤的加熱元件的布局的另一實(shí)例的圖式。
[0022]圖8和9是圖示了用于與本發(fā)明進(jìn)行比較的方向盤的加熱元件的形狀的實(shí)例的圖式。
[0023]圖10是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方向盤的加熱元件的形狀的圖式。
[0024]圖11是線性圖示了圖10的加熱元件的概念圖。
[0025]圖12至14圖示了在圖11中的加熱元件的一部分中發(fā)生損害的情況下的電流。
[0026]圖15是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的方向盤的加熱元件的形狀的圖式。以及
[0027]圖16是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的方向盤的加熱元件的形狀的圖式。

【具體實(shí)施方式】
[0028]最佳模式
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種具有輪緣的方向盤，所述輪緣的表面包覆有導(dǎo)電加熱元件，其中所述加熱元件包含并聯(lián)布置的多個(gè)單元加熱元件，所述多個(gè)單元加熱元件中的每一者包含第一單元線，所述第一單元線的兩個(gè)末端中的每一者將正電源施加端子以及負(fù)電源施加端子串聯(lián)連接在一起；與第一單元線間隔開的第二單元線，所述第二單元線的兩個(gè)末端中的每一者將正電源施加端子以及負(fù)電源施加端子串聯(lián)連接在一起；以及用于連接第一以及第二單元線的連接線。
[0030]提供了多個(gè)連接線并且所述連接線垂直連接第一以及第二單元線。
[0031]提供了多個(gè)連接線，并且所述連接線包含用于在對角線方向連接第一以及第二單元線的第一子連接線以及用于在對角線方向連接第一以及第二單元線的第二子連接線，第二子連接線與第一子連接線交叉。
[0032]以圓形形狀提供了多個(gè)連接線，并且第一以及第二單元線接觸所述圓。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，為具有加熱元件的方向盤提供了一種故障安全裝置，所述故障安全裝置包含根據(jù)權(quán)利要求1到4中的一項(xiàng)所述的方向盤以及用于控制施加到加熱元件上的電源并且感測加熱元件的電阻的微型計(jì)算機(jī)，其中如果所述微型計(jì)算機(jī)感測到由于對加熱元件的損害，加熱元件的電阻超出預(yù)定范圍，那么所述微型計(jì)算機(jī)切斷施加到加熱元件上的電源或向駕駛員傳輸警告信號。
[0034]用于實(shí)施本發(fā)明的模式
[0035]一般來說，為了通過使用公共加熱線來配置電路，可以使用其中耦合有多個(gè)加熱線的串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。然而，對于串聯(lián)連接，如果加熱線的任何部分短路，那么整個(gè)加熱線短路，并且因此加熱線無法正常工作。因此，在大多數(shù)情況下，使用并聯(lián)電路，其中即使在一個(gè)部分中發(fā)生損害，也持續(xù)提供電力以用于散熱。
[0036]方向盤的散熱通過加熱線的電阻來進(jìn)行，并且考慮到在車輛中電壓以及電流不能發(fā)生顯著變化，因此加熱線的電阻是用于確定散熱的主要因素。
[0037]配置本發(fā)明中使用的加熱元件，其中導(dǎo)電油墨被涂覆到輪緣的表面上并且具有與常用的加熱元件的物理屬性值完全不同的物理性質(zhì)值(例如，較低的強(qiáng)度、韌性，以及耐磨性質(zhì))，因此，所述加熱元件可能容易地由于外部沖擊而導(dǎo)致短路。
[0038]如果配置有導(dǎo)電油墨的加熱元件的一部分被損害，那么過大的電流在加熱元件的未損害部分中流動(dòng)，從而導(dǎo)致過度加熱。因此，此種過度加熱導(dǎo)致由聚氨酯等石化材料形成的輪緣部分的局部變形，并且此類變形可能加速對加熱元件的損害。
[0039]例如，如果在加熱元件的特定部分中發(fā)生極端損害，如圖14中所圖示，那么由于過度加熱或火花的產(chǎn)生可能發(fā)生失火，從而大大地威脅到駕駛車輛的安全。
[0040]為了防止由在加熱元件的一部分中發(fā)生的短路導(dǎo)致的散熱功能的退化，使用如圖6中所示經(jīng)修改的并聯(lián)結(jié)構(gòu)來布置加熱元件，并且為了減少在方向盤的輪緣的表面上的不同位置之間在散熱以及溫度上的變化，布置加熱元件，其中加熱元件的數(shù)目或位置可以進(jìn)行調(diào)整，如圖7中所示。
[0041]然而，如概念地圖示了圖6和7的圖8中所示，即使當(dāng)在加熱元件的電路中加熱元件的一部分被損害時(shí)，電阻的變化也是非常小的，使得根據(jù)車輛的電壓變化(除了較大損害之外)，難以檢測出對加熱元件的損害。
[0042]為了防止此問題，必需安裝用于感測溫度的溫度傳感器或用于感測加熱元件的電阻的裝置以用于方向盤的任何部分。然而，實(shí)際上難以安裝用于方向盤的任何部分的溫度傳感器并且安裝用于感測對加熱元件的特定部分的損害的電阻傳感器是不實(shí)用的或不經(jīng)濟(jì)的。
[0043]借助于通過微型計(jì)算機(jī)測量加熱元件的電流以及電壓，可以預(yù)定時(shí)間間隔檢查加熱元件的電阻。在車輛的正常駕駛條件下跨越電力/電子子組合件(Electric/ElectronicSub-Assemblies, ESA)的電壓是約12V，但所述電壓可以根據(jù)情況從約6V到約24V進(jìn)行變化，并且跨越方向盤的電壓在約9V到約16V的范圍內(nèi)。方向盤的容許電流是10A，使得加熱元件的電阻從約1Ω到約2Ω進(jìn)行變化。
[0044]因此，為了容易地檢測電阻變化，可以考慮如圖9中所圖示的加熱元件的布置，其中由于在加熱元件的一部分處的損害可以導(dǎo)致散熱性能的顯著退化并且因此可能難以應(yīng)用所述布置。
[0045]因此，為了解決前述以及其它問題，本發(fā)明提供了一種方向盤以及一種使用所述方向盤的故障安全裝置，其中即使加熱元件20的一部分被損害，方向盤的散熱性能也不會退化，并且如果由于對加熱元件20的嚴(yán)重?fù)p害而導(dǎo)致加熱元件20的電阻急劇地增加，那么容易認(rèn)識到此情況并且因此可以防止像失火一樣的事故。
[0046]圖10是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方向盤的加熱元件20的形狀的圖式，并且圖11是線性圖示了圖10的加熱元件20的概念圖。
[0047]在具有加熱元件的方向盤中，根據(jù)其中將導(dǎo)電加熱元件包覆到輪緣的表面上的當(dāng)前實(shí)施例，加熱元件20配置有并聯(lián)布置的多個(gè)單元加熱元件10，所述單元加熱元件10中的每一者包含第一單元線11、第二單元線12，以及連接線13。
[0048]第一單元線11的兩個(gè)末端部分都串聯(lián)連接加電源施加端子(在下文中被稱作“ +電源施加端子”)以及減電源施加端子(在下文中被稱作電源施加端子”)。
[0049]第二單元線12與第一單元線11間隔開，使得第二單元線12的兩個(gè)末端部分都串聯(lián)連接+電源施加端子以及-電源施加端子。
[0050]連接線13連接第一單元線11與第二單元線12。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，提供了多個(gè)連接線13。更具體來說，連接線13包含用于在對角線方向上連接第一單元線11與第二單元線12的第一子連接線131，以及與第一子連接線131交叉以在對角線方向上連接第一單元線11與第二單元線12的第二子連接線132。也就是說，一個(gè)連接線13具有“X”形狀并且多個(gè)連接線13連接第一單元線11與第二單元線12。
[0051]如圖11中所示，單元加熱元件10串聯(lián)連接+電源施加端子與-電源施加端子，并且多個(gè)單元加熱元件10并聯(lián)連接以配置加熱元件20。
[0052]更具體來說，單元加熱元件10的第一單元線11以及第二單元線12通過連接線13并聯(lián)連接以形成一個(gè)單元加熱元件10。多個(gè)此類單元加熱元件10并聯(lián)布置。
[0053]將對具有如上文所描述進(jìn)行構(gòu)造的加熱元件的方向盤的操作以及作用進(jìn)行詳細(xì)描述。參考圖12至14，將對散熱性能的變化、加熱元件20的電阻的變化，以及過度加熱的可能性進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0054]在圖12中，通過虛線指示的部分意指由于對加熱元件20的損害導(dǎo)致短路的部分，并且加熱元件20中的黑色線指示其中電流在加熱元件20中流動(dòng)。如圖13和14中所圖示，加熱元件20中的中空線指示加熱元件20被損害并且因此電流不在對應(yīng)于所述中空線的部分中流動(dòng)。
[0055]參考圖12，在圖12中的單元加熱元件10的第一單元線11的最高部分以及第二單元線12的最高部分中發(fā)生短路，在安置在從上往下數(shù)第二行中的單元加熱元件10的第二單元線12的一部分中發(fā)生短路，并且在安置在從上往下數(shù)第三行中的單元加熱元件10的第一單元線11的一部分中發(fā)生短路。
[0056]在此情況下，在最高單元加熱元件10中，電流通過連接線13從+電源施加端子流到-電源施加端子，而不管第一單元線11以及第二單元線12的短路。
[0057]此外，在安置在從上往下數(shù)第二行中的單元加熱元件10以及安置在從上往下數(shù)第三行中的單元加熱元件10中，電流通過連接線13從+電源施加端子流到-電源施加端子。
[0058]因此，通過使電流能夠利用并聯(lián)安置的第一單元線11以及第二單元線12以及連接所述第一單元線11以及第二單元線12的連接線13來流動(dòng)，單元加熱元件10使得加熱元件20能夠放出熱量而不使散熱性能退化，即使在第一單元線11或第二單元線12的一部分中發(fā)生損害。
[0059]也就是說，當(dāng)加熱元件20的一部分短路時(shí)，在加熱元件20的電路中不存在較大的電氣問題，更不必說感測到的較大電阻變化以及散熱性能差異，使得在正常范圍中的操作是可能的。
[0060]圖13圖示了其中安置在從上往下數(shù)第二行中的單元加熱元件10導(dǎo)致完全短路的情況。在此情況下，發(fā)生約25%的在電阻變化以及散熱性能變化，使得異常狀態(tài)容易被檢測出。
[0061]圖14圖示了其中安置在從上往下數(shù)第二行中的單元加熱元件10以及安置在從上往下數(shù)第三行中的單元加熱元件10導(dǎo)致完全短路的情況。在此情況下，電流不在對應(yīng)于加熱元件20的一半的部分中流動(dòng)并且電流集中在加熱元件20的另一個(gè)部分上，使得電阻變化了約50%并且執(zhí)行散熱功能的加熱元件20的數(shù)目減少了約50%。在此情況下，整個(gè)電路存在被過度加熱的危險(xiǎn)。
[0062]如圖13和14中所圖示，單元加熱元件10并聯(lián)布置，使得如果單元加熱元件10被完全損害并且因此不再能起作用，那么可以容易地預(yù)測到電阻以及散熱性能變化。也就是說，如果所有單元加熱元件10連接到彼此上，那么可能不容易感測到電阻變化，但通過在單元加熱元件10之間的并聯(lián)連接，可以容易地感測到電阻變化。
[0063]圖15是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的方向盤的加熱元件20的形狀的圖式，并且圖16是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的方向盤的加熱元件20的形狀的圖式。在圖15和16中，執(zhí)行與圖11的實(shí)施例中相同功能的元件將被給予與圖11中相同的參考標(biāo)號并且將不再進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0064]就連接元件的形狀而言，圖15和16中圖示的實(shí)施例與圖11中圖示的實(shí)施例不同。參看圖15，提供了多個(gè)連接線13并且所述連接線13垂直連接第一單元線11以及第二單元線12。
[0065]參考圖16，提供了多個(gè)連接線13并且所述連接線13具有圓形形狀，并且第一單元線11以及第二單元線12接觸所述圓。
[0066]此外，在圖15和16中圖示的實(shí)施例中，單元加熱元件10的第一單元線11以及第二單元線12串聯(lián)連接到+電源施加端子以及-電源施加端子上，并且第一單元線11以及第二單元線12通過連接線13彼此連接。此類單元加熱元件10并聯(lián)連接，由此如果在第一單元線11以及第二單元線12的各部分中發(fā)生損害，那么在不使散熱性能退化的情況下操作是可能的，并且如果單元加熱元件10被完全損害，那么可以容易地認(rèn)識到電阻變化。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種使用具有上述加熱元件的方向盤的故障安全
目.ο
[0068]根據(jù)本發(fā)明的故障安全裝置包含具有上述加熱元件的方向盤以及微型計(jì)算機(jī)。
[0069]微型計(jì)算機(jī)控制施加到加熱元件20上的電源并且感測加熱元件20的電阻。如果微型計(jì)算機(jī)感測到由于對加熱元件20的損害，加熱元件20的電阻超出預(yù)定范圍，那么微型計(jì)算機(jī)切斷施加到加熱元件20上的電源或向駕駛員發(fā)送警告信號。
[0070]本發(fā)明中使用的微型計(jì)算機(jī)可以是單獨(dú)地提供用于所述裝置的微型計(jì)算機(jī)或者可以以芯片形式集成到另一電子控制單元(Electronic Control Unit，E⑶)中。當(dāng)將程序添加到微型計(jì)算機(jī)上時(shí)，所述微型計(jì)算機(jī)可以使用現(xiàn)有的中央處理器(CentralProcessing Unit，CPU)以及存儲器。微型計(jì)算機(jī)可以直接安裝到方向盤上，但也可以定位在車輛的另一部分中。
[0071]對方向盤的電源供應(yīng)通過將安置在方向盤上的+電源施加端子以及-電源施加端子連接到加熱元件20上來進(jìn)行。因?yàn)榇?lián)布置的單元加熱元件10并聯(lián)布置在+電源施加端子與-電源施加端子之間，所以通過微型計(jì)算機(jī)可以容易地感測到單元加熱元件10的電阻變化。
[0072]在此情況下，微型計(jì)算機(jī)可以定期計(jì)算加熱元件20的電阻，使得如果加熱元件20的電阻超出預(yù)定值，那么微型計(jì)算機(jī)可以切斷電源、向駕駛員發(fā)送警告信號，或使得采取另一安全措施。
[0073]原則上，連接第一單元線11與第二單元線12的連接線13的形狀不受限制并且可以是不同的。
[0074]盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例特別地示出并且描述了本發(fā)明，但在不脫離如通過以下權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。因此，本發(fā)明的大體范圍將通過所附權(quán)利要求書及其等效物來界定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有輪緣的方向盤，所述輪緣的表面包覆有導(dǎo)電加熱元件， 其中所述加熱元件包括并聯(lián)布置的多個(gè)單元加熱元件，每個(gè)單元加熱元件包括: 第一單元線，所述第一單元線的兩個(gè)末端中的每一者將正電源施加端子以及負(fù)電源施加端子串聯(lián)連接在一起；與所述第一單元線間隔開的第二單元線，所述第二單元線的兩個(gè)末端中的每一者將所述正電源施加端子以及所述負(fù)電源施加端子串聯(lián)連接在一起；以及用于連接所述第一以及第二單元線的連接線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤，其中提供了多個(gè)連接線，并且所述連接線包含用于在對角線方向上連接所述第一以及第二單元線的第一子連接線以及用于在對角線方向上連接所述第一以及第二單元線的第二子連接線，所述第二子連接線與所述第一子連接線交叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤，其中提供了多個(gè)連接線并且所述連接線垂直連接所述第一以及第二單元線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤，其中以圓形形狀提供了多個(gè)連接線，并且所述第一以及第二單元線接觸所述圓。
5.一種用于具有加熱元件的方向盤的故障安全裝置，所述故障安全裝置包括: 根據(jù)權(quán)利要求1到4中的一項(xiàng)所述的方向盤；以及 微型計(jì)算機(jī)，所述微型計(jì)算機(jī)用于控制施加到所述加熱元件上的電源并且感測所述加熱元件的電阻， 其中如果所述微型計(jì)算機(jī)感測到由于對所述加熱元件的損害，所述加熱元件的所述電阻超出預(yù)定范圍，那么所述微型計(jì)算機(jī)切斷施加到所述加熱元件上的電源或向駕駛員傳輸警告信號。
【文檔編號】B62D1/00GK104487314SQ201380028563
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月6日
【發(fā)明者】曺滿鎬 申請人:和晉株式會社