DE102005017247A1 - Electrical steering wheel heater for e.g. passenger car, has supply line and heating conductor, which are operable in overload mode until limited temperature, where heater can be operated in over load mode and sequentially in normal mode - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Lenkradheizung mit einem Heizleiter, einer Zuleitung und einer Steuereinrichtung.The The invention relates to an electric steering wheel heating with a Heating conductor, a supply line and a control device.
Elektrische Lenkradheizungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik in den unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und geläufig. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Heizleiter, der um einen Lenkradkranz gewunden ist und durch das Hindurchfließen eines elektrischen Stroms erwärmt wird. Der Heizleiter wird über eine Zuleitung mit elektrischem Strom versorgt, wobei üblicherweise der elektrischen Lenkradheizung eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, um den Stromfluss durch die Zuleitung sowie den Heizleiter zeitlich und/oder hinsichtlich der Stromstärke zu regeln. Dabei sind die Leitungsquerschnitte des Heizleiters sowie der Zuleitung derart ausgelegt, dass in der Zuleitung aufgrund des Leitungsquerschnitts und des geringen elektrischen Widerstands fast keine Wärme anfällt und praktisch die gesamte Stromstärke im Heizleiter in Wärmeenergie umgesetzt wird.electrical Steering wheel heaters are those skilled in the field of automotive technology in the different embodiments known and common. They essentially consist of a heat conductor, which is around one Steering wheel rim is wound and by passing an electric Electricity heated becomes. The heating conductor is over a supply line supplied with electrical current, usually the electric steering wheel heating associated with a control device is to the flow of current through the supply line and the heating conductor in time and / or in terms of amperage. Here are the Conductor cross sections of the heating conductor and the supply line such designed that in the supply line due to the cable cross-section and the low electrical resistance almost no heat is generated and practically the entire current in the heating element in heat energy is implemented.
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Darüber hinaus sind aus der Praxis der Kraftfahrzeugtechnik Lenkradheizungen bekannt, die aufgrund der bauartbedingten kleinen Leitungsquerschnitte bei einem 12V-Bordnetz lediglich mit 1,7 Ampere belastet werden können, weshalb mit der Lenkradheizung lediglich ungefähr 20 Watt Wärme zu erzeugen sind.Furthermore are known from the practice of automotive steering wheel heating systems, due to the design-related small cable cross-sections at a 12V electrical system can only be charged with 1.7 amps, which is why to generate only about 20 watts of heat with the steering wheel heater are.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Lenkradheizung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine schnelle Erwärmung eines Lenkrads auch bei geringen Leitungsquerschnitten erhalten werden kann.It Object of the invention, an electric steering wheel heating the beginning specify the type mentioned, with the rapid heating of a steering wheel can be obtained even with small cable cross-sections.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die elektrische Lenkradheizung in einem Über lastbetrieb und nachfolgend in einem Normalbetrieb betreibbar ist.According to the invention Task solved by that the electric steering wheel heating in an overload operation and below is operable in a normal mode.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, beim Einschalten der elektrischen Lenkradheizung diese zuerst in einem so genannten Überlastbetrieb zu betreiben. Das bedeutet, dass durch die elektrische Lenkradheizung, insbesondere die Zuleitung und/oder den Heizleiter, ein Strom mit einer solchen Stärke hindurchgeleitet wird, dass es zuerst zu einer Erwärmung und nachfolgend zu einem Schmelzen der elektrischen Leitungen kommen würde. Erfindungsgemäß wird dieser Überlastbetrieb aber nur kurzzeitig durchgeführt, um eine rasche erste Erwärmung der Lenkradheizung bzw. des damit versehenen Lenkrads zu erhalten. Anschließend wird die elektrische Lenkradheizung in einem Normalbetrieb betrieben, d. h. mit einer elektrischen Stromstärke, die auch im Dauerbetrieb nicht zu einer Zerstörung der Zuleitung der Lenkradheizung führt.Of the The core idea of the invention is, when switching on the electrical Steering wheel heating this first in a so-called overload operation to operate. This means that through the electric steering wheel heating, in particular the supply line and / or the heating conductor, a current with such a strength it is passed through that first to a warming and subsequently come to a melting of the electrical lines would. According to the invention, this overload operation but only carried out for a short time, for a quick first warming the steering wheel heating or the steering wheel provided therewith. Subsequently the electric steering wheel heating is operated in a normal mode, d. H. with an electric current that is also in continuous operation not to a destruction of Supply of steering wheel heating leads.
Beispielsweise kann eine Lenkradheizung, die für einen Dauerbetrieb mit 60 Watt Leistungserzeugung im Heizleiter ausgelegt ist, zumindest kurzfristig mit einer derartigen Stromstärke betrieben werden, dass im Heizleiter 80 Watt Wärme erzeugt werden, um das Lenkrad schnell aufzuwärmen. Hierzu kann insbesondere eine an sich bekannte elektrische Lenkradheizung verwendet werden, die in zwei Betriebsarten, d. h. mit unterschiedlichen Heizleistungen, betreibbar ist. Dabei sind die Zuleitungen und/oder der Heizleiter jeweils derart hinsichtlich ihrer Materialien sowie Leitungsquerschnitte ausgelegt, dass in der Betriebsart mit niedrigerer Wärmeerzeugung ein Dauerbetrieb der Lenkradheizung möglich und in der Betriebsart mit höherer Wärmeerzeugung ein vorstehend beschriebener Überlastbetrieb der Lenkradheizung durchführbar ist.For example can use a steering wheel heater for a continuous operation with 60 watts of power generation in the heating element is designed to operate at least in the short term with such a current be that in the heating element 80 watts of heat are generated to the To warm up the steering wheel quickly. For this purpose, in particular a known per se electric steering wheel heating used in two modes, d. H. with different Heating services, is operable. The supply lines and / or the heating conductor in each case so in terms of their materials as well Cable cross-sections designed that in the operating mode with lower heat generation Continuous operation of the steering wheel heating possible and in the operating mode with higher heat generation an above-described overload operation of Steering wheel heating feasible is.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass an sich bereits bekannte Lenkradheizungen verwendet werden können, die lediglich von einer Steuereinrichtung, die auch in ein zentrales Steuergerät zur Regelung aller Funktionen des Kraftfahrzeugs integriert sein kann, in zwei unterschiedlichen Leistungsstufen zu betreiben ist. Somit fallen bei der Montage des Kraftfahrzeugs praktisch keine zusätzlichen Aufwendungen oder Kosten an. Ebenso kann Material aufgrund der verhältnismäßig geringen Leitungsquerschnitte, insbesondere der Zuleitung, eingespart werden.The advantage of the invention is that already known steering wheel heating systems can be used which can only be operated in two different power levels by a control device which can also be integrated in a central control unit for controlling all functions of the motor vehicle. Thus fall in the assembly of the motor vehicle practically no additional expenses or costs. Likewise, material can be saved due to the relatively small cable cross-sections, in particular the supply line the.
Bevorzugt ist die elektrische Lenkradheizung bis zum Erreichen einer Grenztemperatur der Zuleitung und/oder des Heizleiters im Überlastbetrieb betreibbar. Das bedeutet, dass bis zu dieser Grenztemperatur eine im Dauerbetrieb zu große Stromstärke durch die Zuleitung und den Heizleiter geleitet wird und sich diese aufgrund des Stromflusses auf die Grenztemperatur aufwärmen. Sobald diese Grenztemperatur überschritten wird und die Zuleitung anfangen würde zu schmelzen, wird die Lenkradheizung auf Normalbetrieb umgestellt, wobei nun nur noch eine derartige Stromstärke durch die Lenkradheizung fließt, die nicht zu einer übermäßigen Erwärmung der Zuleitung und/oder des Heizleiters führt.Prefers is the electric steering wheel heating until reaching a limit temperature the supply line and / or the heat conductor in overload operation operable. This means that up to this limit temperature one in continuous operation too big Current through the supply line and the heating conductor is routed and this is due to of the current flow to the limit temperature. As soon as this limit temperature is exceeded and the lead would start to melt, that will Steering wheel heating changed over to normal operation, whereby now only such a current flowing through the steering wheel heating, which does not cause excessive heating of the Lead and / or the heat conductor leads.
Zweckmäßigerweise ist die Grenztemperatur mit einem Temperatursensor erfassbar, der insbesondere in Form eines dem Fachmann bekannten NTC-Widerstands ausgeführt ist. Dieser NTC-Widerstand ist in eine Zuleitung der Lenkradheizung in Serie geschaltet und ändert seinen Widerstand mit seiner Temperatur derart, dass er aufgrund des durch ihn hindurchfließenden elektrischen Stroms aufgeheizt und somit die an ihm abfallende elektrische Leistung verändert wird. Dies kann mit einer entsprechend ausgelegten Steuereinrichtung der Lenkradheizung erfasst und bei Erreichen der Grenztemperatur auf Normalbetrieb umgeschaltet werden.Conveniently, the limit temperature can be detected with a temperature sensor, the in particular in the form of an NTC resistor known to the person skilled in the art accomplished is. This NTC resistor is in a supply line of the steering wheel heating connected in series and changes its resistance with its temperature in such a way that it is due the one flowing through him heated electrical current and thus the falling at him electrical power changed becomes. This can be done with a correspondingly designed control device the steering wheel heating detected and on reaching the limit temperature be switched to normal operation.
Selbstverständlich ist diese Grenztemperatur, beispielsweise vor Produktionsbeginn des Kraftfahrzeugs, empirisch feststellbar, wobei die Lenkradheizung solange im Überlastbetrieb betrieben wird, bis es zu einem Versagen, d. h. einem Aufschmelzen der elektrischen Zuleitung, kommt. Dementsprechend wird über ein Zeitglied in der Steuereinrichtung die Maximaldauer des Überlastbetriebs festgelegt.Of course it is this limit temperature, for example, before the start of production of Motor vehicle, empirically determined, the steering wheel heating while in overload operation is operated until it fails, d. H. a melting of the electrical supply line, comes. Accordingly, over a Timer in the controller, the maximum duration of the overload operation established.
Um die übermäßige Erwärmung der elektrischen Zuleitung der Lenkradheizung auch im Überlastbetrieb zeitlich zu verzögern, wird vorteilhafterweise die Lenkradheizung pulsierend betrieben. Das bedeutet, dass abwechselnd eine überhöhte Stromstärke durch die Lenkradheizung hindurchgeleitet wird und nachfolgend die Stromstärke Null beträgt. Dies kann beispielsweise mit einer Frequenz von 5 Hz erfolgen. Somit wird die Zeitdauer bis zum Erreichen einer Grenztemperatur der elektrischen Zuleitung verlängert, da sich die elektrischen Leitungen nach einer Überlastung durch einen zu großen elektrischen Strom wiederum kurzzeitig abkühlen kann. Das Pulsieren kann ebenfalls von der Steuereinrichtung geregelt werden.Around excessive heating of the electrical supply of the steering wheel heating in overload operation to delay in time, is advantageously operated the steering wheel heating pulsating. This means that alternately an excessive current through the steering wheel heating is passed through and subsequently the current zero is. This can be done for example with a frequency of 5 Hz. Consequently is the time until reaching a limit temperature of the electric Lead extended, because the electrical lines after overloading by a too large electrical Cool the current again for a short time can. The pulsing can also be regulated by the control device become.
Im Vorhergehenden wurde die Erfindung stets in Verbindung mit einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, wie eines Personenkraftwagens oder eines Lastkraftwagens, beschrieben. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung mit umfasst, dass auch ein Lenker eines Motorrads mit einer vorstehend beschriebenen elektrischen Lenkradheizung versehen ist.in the Previously, the invention has always been associated with a Steering wheel of a motor vehicle, such as a passenger car or of a truck. However, it is under the Invention with includes that also a handlebar of a motorcycle with an electric steering wheel heating described above is provided.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.It It is understood that the above and below to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations are usable. The scope of the invention is only through the claims Are defined.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt ein Diagramm eines Temperaturverlaufs einer erfindungsgemäßen elektrischen Lenkradheizung.The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference on the associated Drawing closer explained. The only Fig. The drawing shows a diagram of a temperature profile an electric steering wheel heating according to the invention.
Bei dem Diagramm handelt es sich um zwei unterschiedliche Temperaturverläufe in einer Zuleitung einer an sich bekannten elektrischen Lenkradheizung, die in zwei Betriebsarten, d. h. mit zwei unterschiedlichen elektrischen Stromstärken, betreibbar ist. Auf der x-Achse t ist der zeitliche Verlauf und auf der y-Achse T der Temperaturverlauf des Lenkrads selbst aufgetragen. Bei der oberen Kurve, die gegenüber der unteren Kurve zu Beginn wesentlich steiler ansteigt, wird die elektrische Lenkradheizung mit einer Leistungsstärke von 80 Watt betrieben. Dabei fließt durch die Zuleitung und den Heizleiter ein elektrischer Strom mit einer derartigen Stärke, die zumindest im Dauerbetrieb zu einem Aufschmelzen bzw. einer Zerstörung der mit einem geringen Querschnitt dimensionierten Zuleitung führen würde.at The diagram is two different temperature gradients in one Supply line of a known electric steering wheel heating, the in two operating modes, d. H. with two different electrical Currents, is operable. On the x-axis t is the time course and up the y-axis T, the temperature profile of the steering wheel itself applied. At the top corner, opposite the lower curve at the beginning increases much steeper, the electric steering wheel heating with a power of 80 watts operated. It flows through the supply line and the heating conductor with an electric current such a strength, the at least in continuous operation to a melting or destruction of the would lead with a small cross-section dimensioned supply line.
Die obere Kurve erreicht zum Zeitpunkt t0 eine Grenztemperatur T1. Bis zu dieser Temperatur T1 ist der sichere Betrieb der elektrischen Lenkradheizung auch im Überlastbetrieb gewährleistet. Oberhalb dieser Temperatur T1 könnte die Zuleitung und/oder der elektrische Heizleiter zu schmelzen beginnen oder die elektrische Lenkradheizung in sonstiger Weise durch die zu große Stromstärke beschädigt werden.The upper curve reaches a limit temperature T 1 at time t 0 . Up to this temperature T 1 , the safe operation of the electric steering wheel heating is guaranteed even in overload operation. Above this temperature T 1 , the supply line and / or the electrical heating conductor could start to melt or the electric steering wheel heating could be damaged in any other way due to the excessive current intensity.
In einem Normalbetrieb der elektrischen Lenkradheizung, der mit der unteren Kurve dargestellt ist, wird diese lediglich mit einer Leistung von 60 Watt und dementsprechend mit einer geringeren elektrischen Stromstärke betrieben. In diesem Fall erreicht die Lenkradheizung bzw. eine Zuleitung und/oder ein Heizleiter erst zum Zeitpunkt t1 die Grenztemperatur T1.In a normal operation of the electric steering wheel heating, which is shown with the lower curve, it is only operated with a power of 60 watts and therefore with a lower electric current. In this case, the steering wheel heater or a supply line and / or a heat conductor reached only at the time t 1 is the limit temperature T. 1
Aufgrund der zuerst erfolgenden Überlastung der elektrischen Lenkradheizung erreicht diese um die Zeitspanne (t1 – t0) früher die Grenztemperatur T1, so dass insgesamt das Lenkrad des Kraftfahrzeugs schneller erwärmt und der Komfort für einen Lenker des Kraftfahrzeugs erhöht ist. Sobald die elektrische Lenkradheizung die Grenztemperatur T1 erreicht hat, wird diese von der Steuereinrichtung nur noch im Normalbetrieb betrieben bzw. es wird auf eine geringere elektrische Stromstärke umgeschaltet, um eine Zerstörung der Lenkradheizung zu vermeiden.Due to the first overloading of the electric steering wheel heating, it reaches the limit temperature earlier by the period (t 1 -t 0 ) T 1 , so that the total heated the steering wheel of the motor vehicle faster and the comfort is increased for a handlebar of the motor vehicle. As soon as the electric steering wheel heating has reached the limit temperature T 1 , it is only operated by the control device in normal operation or it is switched to a lower electrical current intensity in order to avoid destruction of the steering wheel heating.
Ebenso ist es möglich, die Lenkradheizung gepulst zu betreiben, um nach kurzen, eigentlich zu starken Stromstößen jeweils die Zuleitung und den Heizleiter wieder abkühlen zu lassen, um eine zu schnelle Erwärmung dieser Komponenten zu vermeiden.As well Is it possible, The steering wheel heating pulsed to operate after a short, actually too strong surges each To let the supply line and the heating conductor to cool down again, to a fast warming to avoid these components.
- t0, t1 t 0 , t 1
- Zeitpunkttime
- T1 T 1
- Grenztemperaturlimit temperature
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