CN109415077B - 用于加热方向盘和检测方向盘接触的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于加热方向盘和检测方向盘接触的设备包括：由能导电的材料构成的方向盘骨架(10)，和设置在所述方向盘骨架(10)外部的电加热导体(12)。该设备还包括与所述方向盘骨架(10)和所述电加热导体(12)连接的控制和评估装置(18)，借助所述控制和评估装置，所述电加热导体(12)重复地有时在加热运行中作为用于加热方向盘的加热元件运行，而有时在测量运行中作为用于检测方向盘接触的传感器元件运行。所述控制和评估装置(18)构建为使得其至少在每次测量运行期间将所述方向盘骨架(10)保持在预设的、尤其是恒定的电位上。

Description

用于加热方向盘和检测方向盘接触的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于加热方向盘和检测方向盘接触的设备。此外，本发明还涉及一种用于加热方向盘和检测方向盘接触的方法。

背景技术

有具有传感器的接触识别系统可用，所述传感器能够检测驾驶员是否将手或其他身体部分放在方向盘上。此外，存在方向盘轮缘加热装置，其可以根据需要加热方向盘轮缘。然而，两种系统的组合是困难的，因为它们相互会有电气影响。

在US2015/0336601 A1中已知了一种方向盘，其中集成到方向盘轮缘中的手接触传感器系统因电压施加到屏蔽垫上而与金属方向盘骨架屏蔽。方向盘加热装置也集成到方向盘中。方向盘轮缘的结构设置如下层序列(从内到外)：骨架-泡沫垫-加热垫-屏蔽垫-传感器垫-外壳。传感器垫、屏蔽垫和加热垫具有一个或多个采样环或导体环，其限定相应的采样区或导体区。由于分区，加热可以分别限制到方向盘轮缘的已确定有手接触的区域。也提出了，加热垫同时用作屏蔽垫，使得可以省去单独的屏蔽垫。加热运行和手接触识别分别以非常短的时间间隔交替地进行，所述时间间隔具有大约10毫秒到50毫秒的相应的周期持续时间。虽然加热垫的加热电流可以为大约4安培至8安培，但为了屏蔽设置小于200微安的电流。加热电流和屏蔽电流可以由相同或不同的电流源提供。手接触传感器系统的紧靠并置的电导线是绝缘的并且附加地被屏蔽部包围，以便所传输的信号不相互干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种构建得尽可能简单的并因此成本低廉的设备，利用该设备不仅可以加热方向盘而且可以可靠地检测方向盘接触。

该目的通过本发明的设备以及方法解决。根据本发明的设备和根据本发明的方法的有利和适宜的设计方案在说明书中予以说明。

根据本发明的设备不仅用于加热方向盘而且用于检测方向盘接触，并且包括由导电的材料构成的方向盘骨架和设置在方向盘骨架外部的电加热导体。此外，根据本发明的设备还包括与方向盘骨架和电加热导体连接的控制和评估装置，借助于该控制和评估装置，电加热导体重复地有时在加热运行中作为用于加热方向盘的加热元件运行，而有时在测量运行中作为用于检测方向盘接触的传感器元件运行。根据本发明，控制和评估装置构建为，使得其至少在每次测量运行期间将方向盘骨架保持在预设的、尤其是恒定的电位上。

本发明基于如下认识：电“稳定的”方向盘骨架不干扰用于检测方向盘接触的测量运行。通过方向盘骨架在测量运行间隔期间保持在预设的电位上的方式，消除方向盘骨架对测量的电气影响的波动。方向盘骨架的影响在时间上是恒定的并且可以相应地作为在测量中限定的变量予以考虑(“扣除”)。根据本发明的措施相对于现有技术已知的解决方案的主要优点在于，不再需要将加热和测量运行所需的电导体以及其馈线对方向盘骨架屏蔽。

方向盘骨架尤其是可以经由RCL电路保持在预设的电位上，其中并不一定需要，RCL电路具有三个部件(电感，电容器和电阻)。

为了获得在检测方向盘接触时特别鲁棒的测量结果，在一个有利的实施形式中与控制和评估装置连接的导电的屏蔽部设置在电加热导体外部。但，根据本发明的屏蔽部并不是传统意义下的无源屏蔽部(Shield)，所述无源屏蔽部接地。更确切而言，控制和评估装置构建为，使得其在每次测量运行期间将随时间变化的电压施加到屏蔽部上。由有源运行的屏蔽部产生的变化场作为定义的参考变量进入测量中并且提供更好和更可靠的结果。

例如，屏蔽部可以根据预设被置于不同的、之前确定的、限定的电位，其中控制和评估装置相应地构建。然而替选地，屏蔽部也可以主动地补偿特定的当前识别出的影响，以便在测量中获得更清楚的信号。

特别优选根据本发明的设备的实施形式，其中除了方向盘骨架和电加热导体之外，或者除了方向盘骨架、电加热导体和可能存在的屏蔽部之外，在方向盘中没有其他电控制的层，其对于加热或测量运行而言并不必需。在这些实施形式中，没有可能的电学干扰因素，其会影响测量结果并且必要时必需额外考虑，只要这是可能的。恰好相反，由于根据本发明的概念，不需要其他电功能层或子层，以便提供所期望的功能(借助相同的引入方向盘中的电导体交替地加热和测量)。

根据本发明的一个改进方案，控制和评估装置构建为，使得其分别动态地在考虑到当前参数的情况下调整电加热导体在测量运行和加热运行中运行的时间间隔，所述参数重复输送给控制和评估装置。这些参数反映当前情况，如例如当前达到的方向盘温度或特定的交通情况等。在某些情况下，会有意义的是，更快速或更缓慢地在加热运行与测量运行之间变换，或使两种运行方式中的一种运行方式的间隔相对于另一运行方式的间隔延长或缩短。

电加热导体可以以垫的形式插入方向盘中。然而替选地，加热导体也可以借助特殊的加工方法作为单丝线引入方向盘中，该加工方法本身不是本发明的主题。

本发明也提供一种用于加热方向盘和检测方向盘接触的方法，其中方向盘具有由导电的材料构成的方向盘骨架和设置在方向盘骨架外部的电加热导体，这两者都与控制和评估装置连接。根据本发明的方法包括如下步骤：交替地在加热运行中作为用于加热方向盘的加热元件和在测量运行中作为用于检测方向盘接触的传感器元件运行电加热导体，其中方向盘骨架至少在每次测量运行期间保持在预设的、尤其是恒定的电位上。

关于根据本发明的方法的优点，参考关于根据本发明的设备的对应的实施方式。

根据上文深入描述的有利的实施形式，在根据本发明的方法中可以设计为，在每次测量运行期间将随时间变化的电压施加到设置在电加热导体外部的并且与控制和评估装置连接的能导电的屏蔽部。在此，屏蔽部如已经提到的那样可以根据预设而施加到不同的之前确定的限定的电位上，或屏蔽部可以主动补偿特定的当前所识别的影响，以便在测量中获得更清楚的信号。

同样，根据本发明的改进方案的根据本发明的方法，控制和评估装置可以分别动态地在考虑到当前的参数的情况下调整电加热导体在测量运行中和在加热运行中运行的时间间隔，所述参数重复地输送给控制和评估装置。

附图说明

从后续的描述和所参照的附图中得到本发明的其他优点和特征。在该附图中，唯一的图示意性地示出了方向盘的横截面视图，该方向盘具有根据本发明的用于加热方向盘和检测方向盘接触的设备。

具体实施方式

方向盘轮缘在内部具有由导电的材料构成的方向盘骨架10。在方向盘骨架10外部，设置有电加热导体12。电加热导体12例如以垫的形式插入方向盘轮缘中，但也可以借助特别的加工方法作为单丝线引入方向盘轮缘中。

在加热导体12外部，设置有可选的导电的屏蔽部14。方向盘轮缘的最靠外的层是包覆部16。当然，方向盘轮缘可包括另外的层。这里感兴趣的仅是元件10和12以及在适当的情况下是元件14。

方向盘骨架10、加热导体12和在适当的情况下屏蔽部14与控制和评估装置18连接，该控制和评估装置可以构成为中央单元或以多个单独的单元构成。

利用该图中示意性示出的设备，一方面可以加热方向盘。另一方面，该设备还用于检测方向盘接触。在此，电加热导体12具有双重功能，作为加热元件和传感器元件。借助于相应设计的控制和评估装置18，电加热导体12重复地有时在加热运行中作为用于加热方向盘的加热元件运行，而有时在测量运行中作为用于检测方向盘接触的传感器元件运行。

特别之处在于，控制和评估装置构建为使得它至少在每次测量运行期间将方向盘骨架10保持在预设的、尤其是恒定的电位上。方向盘骨架10因此变得电“稳定”，使得它不干扰用于检测方向盘接触的测量运行。

为此，方向盘骨架10在测量运行间隔期间保持在预设的电位上，优选通过RCL电路(未示出)保持在预设的电位上。由此消除了方向盘骨架10对测量的电气影响的波动，因为方向盘骨架在时间上是恒定的并且作为测量中的定义的变量予以考虑(“扣除”)。

由于可选的导电的屏蔽部14，在检测方向盘接触时可以获得特别鲁棒的测量结果。屏蔽14不是无源的屏蔽部(Shield)，其仅接地。控制和评估装置18在每次测量运行期间将随时间变化的电压施加到屏蔽部14上。由有源运行的屏蔽部14产生的变化的场作为定义的参考变量被包括到测量中，由此实现了更好和更可靠的结果。

一方面，屏蔽部14根据预设可以由控制和评估装置18施加到不同的、之前确定的电位上。然而另一方面，屏蔽部14也可以有源地补偿特定的当前识别的影响，以便实现在测量中更为鲁棒的信号。

除了方向盘骨架10、电加热导体12和在适当的情况下屏蔽部14之外，用于加热或测量运行的方向盘轮缘没有其他电控制的层。

控制和评估装置18确保：分别动态地在考虑到当前参数的情况下调整电加热导体12在测量运行和加热运行中运行的时间间隔。相应的参数值如例如当前达到的方向盘温度或特定的交通状况等能够实现估计当前情况并且重复输送给控制和评估装置18。

Claims (9)

1.一种用于加热方向盘和检测方向盘接触的设备，其具有：

由能导电的材料构成的方向盘骨架(10)，

设置在所述方向盘骨架(10)外部的电加热导体(12)，

与所述方向盘骨架(10)和所述电加热导体(12)连接的控制和评估装置(18)，借助所述控制和评估装置，所述电加热导体(12)重复地有时在加热运行中作为用于加热方向盘的加热元件运行，而有时在测量运行中作为用于检测方向盘接触的传感器元件运行，

其特征在于，所述控制和评估装置(18)构建为使得其至少在每次测量运行期间将所述方向盘骨架(10)保持在预设的恒定的电位上，

其中，所述控制和评估装置(18)构成为使得其分别动态地在考虑到当前的参数的情况下调整所述电加热导体在测量运行和加热运行中运行的时间间隔，所述参数重复地输送给所述控制和评估装置(18)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述方向盘骨架(10)通过RCL电路保持在预设的电位上。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，与所述控制和评估装置(18)连接的导电的屏蔽部(14)设置在所述电加热导体(12)外部，并且所述控制和评估装置(18)构建为，使得其在每次测量运行期间将随时间变化的电压施加到所述屏蔽部(14)上。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述控制和评估装置(18)构建为使得其将所述屏蔽部(14)置于不同的限定的电位上。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，除了所述方向盘骨架(10)和所述电加热导体(12)之外或者除了所述方向盘骨架(10)、所述电加热导体(12)和屏蔽部(14)之外在方向盘中不存在其他电控制的层，其对于加热或测量运行并不必需。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述电加热导体(12)以垫的形式插入方向盘中。

7.一种用于加热方向盘和检测方向盘接触的方法，其中，所述方向盘具有由导电的材料构成的方向盘骨架(10)和设置在方向盘骨架(10)外部的电加热导体(12)，这两者与控制和评估装置(18)连接，具有如下步骤：

-交替地在加热运行中作为用于加热方向盘的加热元件和在测量运行中作为用于检测方向盘接触的传感器元件运行电加热导体(12)，其中所述方向盘骨架(10)至少在每次测量运行期间保持在预设的恒定的电位上，

其中，所述控制和评估装置(18)分别动态地在考虑到当前参数的情况下调整所述电加热导体(12)在测量运行中和在加热运行中运行的时间间隔，所述参数重复地输送给所述控制和评估装置(18)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在每次测量运行期间将随时间变化的电压施加到设置在所述电加热导体(12)外部的并且与控制和评估装置(18)连接的能导电的屏蔽部(14)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述屏蔽部(14)置于不同的限定的电位上。

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