专利名称：用于将电流传输到机动车辆方向盘部件的传输装置和方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求I的用于将电流传输到机动车辆的方向盘的部件的传输装置、如权利要求11的传输装置、以及如权利要求12的用于将电流传输到方向盘部件的方法。
背景技术：
现有技术中，已知传输装置，尤其固定地布置在车身上的电气或电子部件(例如控制单元和/或电源)通过该传输装置与方向盘的随着方向盘的转动而运动的部件电连接。具体来说，通过这种传输装置，布置在方向盘上的电气或电子部件(例如安全气囊模块的触发单元、叠置驱动的电马达和/或电开关)被供应电流。DE 411 699中描述了这种传输装置的实例。
发明内容
本发明基本的问题在于创造一种传输装置和方法，通过该传输装置和方法能够将电流相当安全地传输到布置在方向盘中的部件。该问题通过具有如权利要求I和权利要求11的特征的传输装置并通过具有如权利要求12的特征的方法解决。本发明的发展例在从属权利要求中指示。因此，提供了一种用于将电流传输到机动车辆的方向盘的部件的传输装置，包括-转子，所述转子布置在方向盘上，使得所述转子能够随方向盘转动；-定子，所述定子布置在车辆的相比于方向盘的转动运动静止的部件上；-至少一个导电件，转子通过所述至少一个导电件与定子电连接；以及-温度测定装置，所述温度测定装置用于测定导电件的温度或导电件的一个区域中的温度。基于传输装置的安装条件，转子具体地被安装在方向盘上，从而当方向盘转动时，转子随方向盘绕方向盘的转向轴转动。另一方面，定子固定在车辆的静止组件上，从而定子不随方向盘的转动而转动；例如，定子附连到车辆的驾驶杆遮盖物。导电件具体是导电带，即上面布置(或印刷)有至少一个导电路径的平坦柔性衬底。具体来说，多个导电路径将布置在该柔性衬底上，即也布置在其前侧和后侧上。例如EP
I257 438 BI中描述了具有通过该柔性导电路径彼此连接的定子和转子的传输装置，这里明确参考EPl 257 438 BI。当然还可能的是使用其它类型的导电件，例如导电线缆或多个分开的线缆。
温度测定装置包括布置在例如导电件上的至少一个温度传感器。例如，热电偶用作温度传感器，其固定在导电件处，例如被粘接到导电件。其它类型传感器当然也可用作温度传感器，例如，具有石英晶体振荡器的阻抗元件或热传感器。本发明当然不限于特定类型的温度传感器，而是原则上可使用任何类型的温度传感器，例如非接触型传感器诸如光纤温度传感器。具体来说，温度测定装置的至少一个温度传感器布置在导电件的转子侧端处和/或至少一个温度传感器布置在导电件的定子侧端处。如果导电件形成为导电带，可在导电带的转子侧和/或定子侧设置转换件(例如呈冲压板形式)，导电带通过该转换件与插头件连接。温度传感器(或多个温度传感器)可在转换件本身处或在转换件的区域中布置(具体来说固定)在导电带上。此外，可考虑至少一个温度传感器布置在转子上和/或至少一个温度传感器布置在定子上。导电件具体可被缠绕起来，为此，转子可例如形成缠绕表面，导电件可缠绕(卷绕) 在该缠绕表面上。温度传感器(或多个温度传感器)具体布置成使得在导电件至少几乎完全缠绕在转子的缠绕表面上的情况中，以及在导电件从转子的缠绕表面完全展开并例如搁置在定子表面上的情况中，都可测定导电带的温度。为此，例如，至少一个温度传感器布置在转子上和/或至少一个温度传感器布置在定子上。根据本发明的又一方面，传输装置包括用于测定流过导电件的电流的电流强度、通过导电件的压降和/或在通过传输装置传输功率的过程中的功耗的监测装置。具体来说，可考虑温度测定装置形成为通过使用传输装置的(数值)温度模型参考监测装置的关于测定的电流强度、电压和/或功耗的信息来测定导电件的温度。这意味着温度测定是参考所测量的电流(即所测量的电流强度)、电压和/或功耗间接地实现。具体来说，该温度测定还可不使用温度传感器而实现。当然，在直接温度测量之外还可测定电流强度、压降和/或功耗。此外，传输装置可包括根据所测定的导电件的温度、流过导电件的电流的电流强度、通过导电件的压降、和/或功耗控制流过导电件的电流的控制单元。例如，该控制单元形成为使得其可集成入车辆的方向盘。此外，控制单元可形成为在超过温度的可指定极限值时，降低或中断流过导电件的电流。通过该测量，能够抵消太高温度引起的导电件的毁坏。可例如通过控制单元将相应的控制信号发送到方向盘中的至少某些部件(负载)来实现降低或中断电流，所述部件(负载)通过传输装置被供给信号。为此，控制单元具体通过总线系统(例如局域互连网络(LIN)或控制器局域网络(CAN)的形式)与方向盘中的负载连接。还可能的是控制单元控制开关，通过该开关可中断流过导电件的电流。此外，还可考虑控制单元通过使用传输装置的温度模型外推特定的温度时间曲线，从而可例如确定温度是否将超过可允许的最大温度，且如果超过，确定什么时候发生。例如，控制单元形成为使得在外推的温度曲线超过可指定极限值时，降低或中断流过导电件的电流。换言之，控制单元确定将来的温度曲线并在将来的温度曲线将超过指定的极限值时(例如在可指定期间内)降低流过导电件的电流。还可考虑通过使用流过导电件的电流的电流强度的测量值、通过导电件的压降的测量值和/或流过导电件的电流的功耗的测量值来确定温度模型的参数，并因此模拟出导电件的温度曲线。如果该模拟的温度曲线超过可指定极限值，控制单元可通过传输装置降低或中断电流。第二方面中，本发明涉及用于将电流传输到机动车辆的方向盘的部件的传输装置，包括-转子，所述转子布置在方向盘上，使得所述转子可随方向盘转动；-定子，所述定子布置在机动车辆的相比于方向盘的转动运动静止的部件上；-至少一个导电件，转子通过所述至少一个导电件与定子电连接；以及-电压测定装置，所述电压测定装置用于测定通过导电件的至少一部分的压降。
电压测定装置具体用于检测导电件的扰动(例如导体断开)。此外，可具有控制单元，在由电压测定装置测量的电压指示导电件的损坏时，该控制单元根据由电压测定装置测定的电压控制流过导电件的电流；例如，降低或中断电流。传输装置还可包括如上所述的用于测定导电件的温度或导电件的区域中的温度的温度测定装置，从而压降的测定可与温度测量结合。具体来说，控制器形成为根据由温度测定装置确定的温度和/或由电压测定装置确定的电压来控制流过导电件的电流。电压测定装置例如形成为测定通过导电件的第一部分的压降和/或通过导电件的第二部分的压降，其中电流通过导电件的第一部分供应到方向盘中的部件，并且电流通过导电件的第二部分从方向盘中的部件消散。具体来说，导电件的第一部分从输入端子延伸到与部件连接的输出。导电件的第二部分例如在导电件的与部件连接的输入端子与输出之间延伸。例如，部件是例如与方向盘的其它电子或电气部件(“负载”)连接的控制装置。控制流过导电件的电流的控制单元可设计成使得将测量的通过导电件的第一和第二部分的压降相互比较并且例如在压降的测量值不同时降低或中断流过导电件的电流，则例如在通过导电件的第一(电流供应)部分的压降大于通过第二(电流消散)部分的压降时，可检测到导电件的第一部分的缺陷。本发明还涉及一种具有如上所述形成的传输装置的方向盘。此外，本发明涉及一种用于将电流传输到机动车辆的方向盘的部件的方法，该方法具体通过使用上述装置传输电流，所述方法具有以下步骤-设置转子，所述转子布置在方向盘上，使得所述转子可随方向盘转动；-设置定子，所述定子布置在机动车辆的相比于方向盘的转动运动静止的部件上；-设置至少一个导电件，转子通过所述至少一个导电件与定子电连接；以及-测定导电件的温度。具体来说，如已经在上面提到的，导电件的温度的时间曲线可通过使用温度模型模拟或通过外推所测量的温度曲线来确定，其中，以此方式确定的温度曲线与温度的指定极限值比较，如果温度曲线超过该极限值，则降低或中断流过导电件的电流。替代地或附加地，还可考虑进行空间温度外推，S卩，使用传输装置的温度模型从在传输设备的第一部分处的已知温度确定与传输设备的第一部分分开的第二部分的温度。第一和/或第二部分例如是导电件的部分。由此，可能的是，例如温度传感器不直接安装在导电件上，而是与导电件相隔一距离，并且仍可进行导电件的温度的测定。
随后将通过示例性实施例参照附图来详细解释本发明，附图中图I示出根据本发明的示例性实施例的传输装置；图2示出在传输装置不同点处的温度曲线和功耗时间曲线；图3示出与计算温度曲线相比的测量温度曲线；图4示出根据本发明的传输装置的电路框图；以及图5示意性示出具有电压测定装置的根据本发明的传输装置。
具体实施例方式如图I所示的根据本发明的传输装置I (接触单元)包括要附连到方向盘(未示出)的转子2，转子2通过柔性平坦导电带4形式的导电件与定子3电连接。定子3固定在车辆的静止部件(未示出)上，从而与转子2相反，定子3将不随方向盘的转动而转动。导电带4可以缠绕在转子的缠绕表面21上，其中，图I示出了在其几乎完全缠绕在缠绕表面21上的状态中的导电带4。此外，传输装置I包括温度测定装置，该温度测定装置包括(例如，呈阻抗元件或热电偶形式的)温度传感器5。在所示的实例中，温度传感器5附连到转子2，并具体用于测定在其缠绕状态中导电带4的温度(至少导电带4的一个区域的温度)。在图I中，仅示意性示出到温度传感器5的电引线。引线当然可能以某些其它方式延伸；例如，温度传感器5的电连接还可通过导电带4的导电路径形成。此外，还可考虑温度测定装置包括其它温度传感器；例如，至少一个温度传感器还可布置在定子3上，从而当导电带4从缠绕表面21完全展开并例如搁置在定子3的表面时，也可测定导电带4的温度。传输装置具体还包括用于测定流过导电件4的电流的电流强度的监测装置，其中，例如测量流过导电带的导电路径之一的电流的电流强度。当然还可考虑监测装置形成为测定流过导电带的某些或所有路径的电流的电流强度。此外，可设置监测装置以测定导电带两端的压降和/或在通过导电带的能量传输过程中获得的功耗。监测装置具体形成为电子电路，所述电子电路例如(至少部分地)定位在方向盘上或方向盘中或布置在转子和/或定子上。还可考虑转子和/或定子形成传输装置的外壳且电子电路放置在该外壳内。传输装置I还可包括(例如“电子控制单元”(EOT)方式的电子电路形式的)控制单元，该控制单元根据导电件的温度、流过导电件的电流的电流强度、经由导电带的压降和/或功耗控制通过导电带(或仅通过导电带的某些导电路径)的电流。类似监测装置，控制单元例如可布置在转子和/或定子上或布置在方向盘中的某些其它点处。还可考虑以普通电子部件的形式提供监测装置和控制单元。当然还可以不将控制单元布置在方向盘中，而是(例如与车载电子设备一起)布置在机动车辆中的某些其它点处。控制单元具体还设计成通过使用由传感器5测量的温度以及例如其它特征、诸如上述的功耗或流过导电带的电流或经由导电件发生的压降，控制单元仿真或外推导电带的温度时间曲线。具体来说，当仿真或外推的曲线超出可指定的极限值时，控制单元布置成用于降低或中断流过导电带的电流。当然还可考虑当由传感器测量的温度超出极限值时，控制单元降低或中断流过导电件的电流而无温度曲线的仿真或外推。图2示出了由布置在传输装置的不同位置处的温度传感器测量的不同的温度曲线。曲线A涉及由布置在转子的区域中的温度传感器测定的温度，而曲线B涉及由布置在定子的区域中的传感器测量的温度。其它传感器设置在转子内的填充空气体积内(曲线C)、在转子与定子之间(曲线D)、在传输装置(例如由转子或定子形成)的盖上外部上(曲线E)、以及在传输装置外部上且距离传输装置一定距离处(曲线F)。此外，图2示出电流在通过导电带的传送过程中发生的功耗(曲线G)，其中导电带具有2x1. 73mm2的横截面面积，并通过导电带传输具有20A的电流强度的电流。图3示出根据图2的曲线A和B的温度曲线(连续线)。此外，开发了用于传递装置的数值温度模型，通过该数值温度模型可计算导电带中的温度的时间曲线(虚线)。如上所述，测量的电气特征诸如电流强度、压降和/或功耗可包括在该模型中。还可考虑测量温度曲线被包括在该模型中，其中，模型的参数可适应(拟合)于测量温度曲线，以外推测量温度曲线。 因此，能够例如基于一定时间内测定的温度曲线推断后面的在后期的温度曲线或温度。具体来说，外推或仿真的温度曲线还可用于在后期检查导电带中的温度是否超出可指定的温度极限值。该情况中，控制单元可中断或至少降低流过导电带的电流，尤其在传输装置运行之后的同样可指定的期间内发生超过极限值时，以防止导电带由于高温而毁坏。图4中示出了传输装置的示例性实施例的电路框图。相应地，转子、定子、导电带、(输出“转子-定子温度”的)温度测定装置和(输出“压降”的)监测装置的单元6通过导电带连接到控制单元7。如上所述，控制单元7形成为根据输入变量“导电带处温度”和“通过导电带的压降”来抑制流过导电带的电流。为此，控制单元7与开关8连接，开关8响应于控制单元7的控制信号转换到关闭位置，在关闭位置时开关中断通过导电带的电流。单元6和控制单元7与车辆的电源9连接。通过导电带，控制单元7还可发送控制信号到容纳在方向盘中的另一控制单元10 (“方向盘ECU”)，以降低设置在方向盘中并由ECUlO控制的部件的功耗。例如，ECUlO将响应于控制单元7的相应控制信号关闭方向盘中的单个电气或电子部件。还可能的是控制单元7和E⑶10组合成同一单元。图5示意性示出根据本发明的传输装置，该传输装置设有电压测定装置11，电压测定装置11用于测定通过形成为导电带4 (平坦导体)的导电件的第一部分41的压降Ua和通过导电带4的第二部分42的压降UB。电流通过导电带4的第一部分41供应到控制装置10 (方向盘E⑶)形式的部件(电流方向由供应导体中的箭头指示)，且电流从控制装置10通过第二部分42被消散(电流方向由消散导体中的箭头指示)。第一部分41例如从输入端子延伸到导电带4的与控制装置10连接的输出，而第二部分42从与控制装置10连接的输入延伸到导电带4的输出端子。例如，两个部分41、42都在导电带4的第一与第二插头端子之间延伸。传输装置还包括控制单元7，控制单元7根据由电压测定装置11测量的通过第一和第二部分41、42的电压控制流过导电带4的电流。例如，控制单元7形成为使得在通过第一或第二部分41、42的压降Ua、Ub超过可指定的极限值时，减少或中断流过导电带的电流，其中，该极限值选择成使得超过极限值的压降指示导电带的至少某一局部区域的缺陷(由导电带4的第一部分41中的十字形指示)。还可考虑如果压降Ua不同于压降Ub，例如由于第一部分中的缺陷，电压Ua将大于
电压UB，则控制单元7将比较通过第一部分41的压降Ua与通过第二部分42的压降Ub并降低或中断流过导电带4的电流。例如，通过无缺陷的第二部分42的压降Ub在电流强度为IOA时是150mV，而通过有缺陷的第一部分41的压降是例如大于200mV。图5的传输装置当然可与例如图I和图4中所示的温度测定装置结合，其中，控制单元7具体形成为根据由温度测定装置测定的温度和/或由电压测定装置测定的电压(即压降Ub或Ua)控制流过导电带4的电流。附图标记列表I 传输装置2 转子3 定子4 导电带5 温度传感器6 单元7 控制单元8 开关9 电源10 方向盘控制单元11 电压测定装置41 第一部分42 第二部分
权利要求
1.一种用于将电流传输到机动车辆的方向盘的至少一个部件的传输装置，包括 -转子(2)，所述转子(2)要被布置在所述方向盘上，使得所述转子(2)能够与所述方向盘一起转动； -定子(3)，所述定子(3)要被布置在与所述方向盘的转动运动相比静止的车辆的部件上； -至少一个导电件(4)，所述转子(2)通过所述至少一个导电件(4)与所述定子(3)电连接；以及 -温度测定装置，所述温度测定装置用于测定所述导电件(4 )的温度或所述导电件(4 )的区域中的温度。
2.如权利要求I所述的传输装置，其特征在于，所述温度测定装置包括布置在所述导电件(4)上的至少一个温度传感器。
3.如权利要求2所述的传输装置，其特征在于，至少一个温度传感器布置在所述导电件(4)的转子侧端处和/或至少一个温度传感器布置在所述导电件(4)的定子侧端处。
4.如权利要求2或3的任一项所述的传输装置，其特征在于，至少一个温度传感器(5)布置在所述转子(2)上和/或至少一个温度传感器布置在所述定子(3)上。
5.如前述权利要求中任一项所述的传输装置，其特征在于监测装置，该监测装置用于测定流过所述导电件(4)的电流的电流强度、通过所述导电件(4)的压降和/或功耗。
6.如权利要求5所述的传输装置，其特征在于控制单元(7)，该控制单元(7)根据所述导电件(4)的测定温度、流过所述导电件(4)的电流的电流强度、通过所述导电件(4)的压降和/或功耗，控制通过所述导电件(4)的电流。
7.如权利要求6所述的传输装置，其特征在于，在超过可指定的温度极限值时，所述控制单元(7)降低或中断通过所述导电件(4)的电流。
8.如权利要求6或7所述的传输装置，其特征在于，所述温度测定装置测定所述导电件(4)的温度时间曲线，并且所述控制单元(7)外推所述温度曲线，并在外推的温度曲线超过可指定的极限值时，降低或中断通过所述导电件(4)的电流。
9.如权利要求6-8中任一项所述的传输装置，其特征在于总线系统，所述控制单元(7)能够通过所述总线系统与方向盘的将通过所述传输装置被供应电流的部件连接。
10.如前述权利要求中任一项所述的传输装置，其特征在于，所述导电件包括柔性衬底，至少一个导电路径布置在所述柔性衬底上。
11.一种用于将电流传输到机动车辆的方向盘的至少一个部件的传输装置，具体地根据前述权利要求中任一项所述的传输装置，包括 -转子(2 )，所述转子(2 )要被布置在所述方向盘上，使得所述转子(2 )能够与所述方向盘一起转动；-定子(3)，所述定子(3)要被布置在与所述方向盘的转动运动相比静止的车辆的部件上； -至少一个导电件(4)，所述转子(2)通过所述至少一个导电件(4)与所述定子(3)电连接；以及 -电压测定装置(11)，所述电压测定装置(11)用于测定通过所述导电件(4)的至少一个部分(41、42)的压降(UA、UB)。
12.一种用于将电流传输到机动车辆的方向盘的部件的方法，所述方法特别地通过使用根据前述权利要求中任一项所述的装置进行传输，所述方法具有以下步骤 -设置转子(2)，所述转子(2)要被布置在所述方向盘上，使得所述转子(2)能够与所述方向盘一起转动； -设置定子(3)，所述定子(3)要被布置在与所述方向盘的转动运动相比静止的车辆的部件上； -设置至少一个导电件(4 )，所述转子(2 )通过所述至少一个导电件(4 )与所述定子(3 )电连接；以及 -测定所述导电件(4)的温度或所述导电件(4)的区域中的温度。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于 -测定并外推温度的时间曲线； -将外推的温度曲线与温度的指定极限值比较； -如果所述外推的温度曲线超过可指定的极限值，则降低或中断通过所述导电件(4)的电流。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，测定流过所述导电件(4)的电流的电流强度、通过所述导电件(4)的压降和/或功耗，并且，根据这些变量中的至少一个实现所述温度曲线的外推。
15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，测定传输设备(I)的第一部分的温度，并通过使用温度模型，测定所述传输设备(I)的第二部分的温度。
全文摘要
本发明涉及用于将电流传输到机动车辆方向盘部件的传输装置和方法。具体地，本发明涉及一种用于将电流传输到机动车辆的方向盘的部件的传输装置，包括转子(2)，所述转子(2)布置在方向盘上，使得转子(2)能够随方向盘转动；定子(3)，所述定子(3)布置在车辆的相比于方向盘的转动运动静止的部件上；至少一个导电件(4)，转子(2)通过该至少一个导电件(4)与定子(3)电连接；以及温度测定装置，用于测定导电件(4)的温度或导电件(4)区域中的温度。本发明还涉及用于将电流传输到机动车辆的方向盘的部件的方法。
文档编号B62D5/04GK102774418SQ20121014023
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月8日 优先权日2011年5月10日
发明者乌韦·斯佩克, 于尔根·宾德, 托马斯·索尔温, 迈克尔·比斯霍夫, 马库斯·施托尔贝格 申请人:高田-彼得里公开股份有限公司