CN110740921B - 用于车辆的方向盘的加热和电容感测设备 - Google Patents

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Abstract

用于机动车辆的方向盘(V)的加热和电容感测设备(100)，该设备(100)包括：由电绝缘柔性材料制成的支撑件(11)，至少导电第一轨道(12)和至少导电第二轨道(14)固定到该支撑件；电子控制单元(20)，其包括电连接到至少一个第二轨道(14)的电容读取模块(40)；其中电子控制单元(20)被配置成控制至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)，使得至少一个第一轨道(12)适于生成热量以用于加热方向盘(V)，并且至少一个第二轨道(14)适于通过向电子控制单元(20)发送电容值来作为电容传感器装置操作。

Description

用于车辆的方向盘的加热和电容感测设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆(例如机动车辆)的方向盘的设备，尤其是电气设备。
背景技术
近年来，安全已经成为汽车市场中至关重要的一个方面，它越来越多地涉及自动驾驶或智能汽车的概念。
为此，开发了ADAS(高级驾驶员辅助系统)，即高性能电子驾驶辅助系统，以帮助避免驾驶过程中经常发生的错误，从而防止事故。
特别是，ADAS包括被开发用于帮助车辆驾驶员、在危险或紧急情况下提醒驾驶员以限制与其他车辆或行人碰撞的风险的多种功能。
ADAS功能中特别令人感兴趣的是HOD(手动断路检测(Hands Off Detection))功能，该功能由例如电容式或光学型的传感设备执行，该传感设备集成在机动车辆的方向盘中，并适于确保驾驶员在驾驶时保持对机动车辆的控制。
目前，方向盘扭矩控制(扭矩传感器)用于感测驾驶员是否将他或她的手放在方向盘上，但是显示了一些危险性，特别是因为即使驾驶员的手不在方向盘上，当汽车行驶时，它由于方向盘的移动也会导致错误的读数。
因此，需要克服现有技术的缺点。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种允许对机动车辆的方向盘进行加热传感和电容感测的单个设备。
本发明的另一目的是提供一种允许比现有技术更好的电容感测的设备。
因此，本发明的又一目的是提供一种允许比现有技术更好地加热方向盘的设备。
这些目的中至少一个通过本发明所述的用于车辆的方向盘的加热和电容感测设备来实现。
根据另一方面，本发明提供了一种用于车辆的方向盘，该方向盘包括如上所限定的设备或如上所限定的柔性导电元件。
例如，本发明提供了一种用于机动车辆的方向盘，如上限定的加热设备和电容感测与该方向盘相关联，尤其是被固定。
优选但不排他地，至少一个第一轨道和至少一个第二轨道包含在支撑件中，或者固定到支撑件的表面或面(例如外部面)。
有利地，本发明提供了单个部件，即柔性导电元件，该单个部件被配置成通过专用于、优选排他地用于加热和传感器功能的相应导电轨道来执行加热功能和传感器功能两者。
有利地，用于机动车辆的方向盘的加热和电容感测设备可以与任何尺寸的电容元件一起使用，即，使得没有必要根据所使用的电容元件的尺寸来替换微控制器。
有利地，根据一个方面，通过提供至少一个电容器，特别是与电容轨道(或传感器轨道)串联的电容器，减小了输入到微控制器的电容值，特别是输入到微控制器的电容读取模块的电容值。以这种方式，不管柔性导电元件的尺寸和几何形状如何，都可以使用相同的微控制器，特别是相同的电容读取模块。优选地，微控制器特别是其电容读取模块的饱和水平相对较低，例如高达或等于1000pF。优选地，当提供时，使用电容高达或等于1000pF或2000pF的电容器，该电容器优选地具有随着温度变化(例如，在-40℃至+85℃的范围内)而保持稳定的电容值。
有利地，根据一个方面，通过循环地将至少一个第一轨道或加热轨道连接到电源和地或从电源和地断开，加热轨道被用于制造屏蔽。特别地，在电容读取期间，当加热轨道与电源和与地断开时，电子控制单元或ECU将加热轨道置于与电容传感器的轨道(即，至少一个第二轨道)相同的电势。以这种方式，可以防止环境因素(例如湿度)影响确定方向盘的“错误触摸”。
有利地，根据一个方面，提供了一种MOSFET，当电流超过预定阈值时，该MOSFET限制(典型地调节)穿过加热轨道的这种电流的强度。
有利地，根据一个方面，提供至少一个金属元件，该金属元件用作电子控制单元和方向盘的金属框架之间的热桥，特别是为了散热。以这种方式防止了电子控制单元不希望的过热。
有利地，根据一个方面，提供两个或更多个适于固定到方向盘的温度传感器，例如两个、三个或四个温度传感器。借助于适当布置(例如，等同地间隔开)的温度传感器，可以根据方向盘的多个区域的实际温度来控制通过加热轨道对方向盘的加热。
有利地，至少一个第一导电轨道区别于(即不同于)至少一个第二导电轨道。
优选但不排他地，提供仅一个第一导电轨道和仅一个第二导电轨道。
优选但不排他地，至少一个第一导电轨道和至少一个第二导电轨道是平面的，因此不同于导线。特别地，至少一个第一导电轨道和至少一个第二导电轨道是箔，其一个维度比另外两个维度小得多。
优选地，触摸或接近感测仅通过测量电容变化来执行，这意味着电容变化测量的测量值是用于感测驾驶员的一只或两只手的接触或接近的唯一物理参数。
通常但不排他地，表述“柔性导电元件”是指具有由电绝缘材料制成的一个或更多个部分和由导电材料制成的一个或更多个部分的部件。柔性导电元件或“柔性箔(FlexFoil)”属于柔性电子领域，且在英语中也可称为柔性电路。
本发明的一个或更多个方面可以在以下实施例中实现。
1)一种加热和电容感测设备(100)，其用于车辆的方向盘(V)，
所述设备(100)包括：
支撑件(11)，其由柔性电绝缘材料制成，至少一个第一导电轨道(12)和至少一个第二导电轨道(14)固定到所述支撑件，所述至少一个第二导电轨道与所述至少一个第一轨道(12)不同；
电子控制单元(20)，其电连接到所述至少一个第一轨道(12)、适于电连接到电源，并且包括电容读取模块(40)，所述电容读取模块电连接到所述至少一个第二轨道(14)，
其中，所述电子控制单元(20)被配置成控制所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)，使得：
所述至少一个第一轨道(12)适于生成热量以用于加热所述方向盘(V)，并且
所述至少一个第二轨道(14)适于作为电容感测装置操作，向所述电子控制单元(20)发送电容值；
所述设备(100)还包括：
-至少一个金属元件(29)，其连接到所述电子控制单元(20)，所述金属元件(29)被规定为与所述方向盘(V)的金属框架接触以散热，
-电连接件(71)，其将所述电子控制单元(20)连接到所述至少一个第一轨道(12)；
-至少一个第一开关(52)，其将所述至少一个第一轨道(12)接地，
-至少一个第二开关(54)，其将所述至少一个第一轨道(12)连接到所述电源；
其中，所述至少一个第一开关(52)是MOSFET，其被配置为当经过所述至少一个第一轨道(12)的电流强度值(I)超过预定阈值电流强度值(Ilim)时，限制所述电流强度值(I)，将所述电流强度值(I)取为低于或等于所述预定阈值电流强度值(Ilim)的值。
2)根据1)所述的设备(100)，其中，所述金属元件(29)连接到所述电子控制单元(20)的印刷电路板(21)。
3)根据1)或2)所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自具有10μm至200μm的厚度。
4)根据1)-3)中任一项所述的设备(100)，其中，所述电子控制单元(20)包括在所述电容读取模块(40)和所述至少一个第二轨道(14)之间串联连接的至少一个电容器(32)。
5)根据4)所述的设备(100)，其中，所述电子控制单元(20)被配置成循环控制所述至少一个第一开关(52)和所述至少一个第二开关(54)，使得：
在读取步骤期间，所述至少一个第一轨道(12)断开与所述电源和与地的电连接，并且
在加热步骤期间，所述至少一个第一轨道(12)电连接到所述电源和地，
所述读取步骤和所述加热步骤一个接一个地执行，由此限定预定时间的循环，
并且其中，在所述读取步骤期间，所述电子控制单元(20)被配置成通过所述电连接件(71)将所述至少一个第一轨道(12)设置为与所述至少一个第二轨道(14)相同的电势。
6)根据5)所述的设备(100)，其中：
所述读取步骤的时间是所述预定时间的循环的5％至90％，并且
所述加热步骤的时间是所述预定时间的循环的10％至95％，并且
优选地，其中所述预定时间的循环为10ms至100ms。
7)根据1)-6)中任一项所述的设备(100)，包括温度监控模块(60)和电连接到所述温度监控模块(60)的至少一个温度传感器(16)。
8)根据7)所述的设备(100)，包括至少两个温度传感器，优选两个、三个或四个温度传感器，
所述至少两个温度传感器优选地布置成在所述支撑件(11)上等同地隔开。
9)根据1)-8)中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)是平面的。
10)根据4)至9)中任一项所述的设备(100)，其中，所述电容读取模块(40)具有高达1000pF的饱和值，并且优选地，其中所述至少一个电容器(32)具有高达1000pF或高达2000pF的电容。
11)根据1)-10)中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成，优选地选自PVC、PTFE、PS、PP、PE、PC、ABS、PET、PA、PU、PUR、NBR、硅树脂和EPDM；
优选地，其中所述聚合物材料是PP或PVC或硅树脂；并且至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)均由铝制成。
12)根据1)-11)中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间，或者在0.1mm和0.6mm之间。
13)根据1)-12)中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
14)根据1)-13)中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
15)根据1)-14)中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
16)根据1)-15)中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的、是塑性和/或弹性可变形的，优选相对于所述支撑件(11)的初始构造可变形高达10％-20％。
17)根据1)-16)中任一项所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)；优选地，其中所述两个绝缘层由PVC制成；并且优选地，其中所述两个绝缘层中的每一个大约0.2mm厚。
18)根据1)-17)中任一项所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间，或者在8A和9A之间，优选等于或近似等于8A。
19)一种用于车辆的方向盘(V)，包括根据1)-18)中的任一项所述的设备(100)。
20)根据19)所述的方向盘(V)，包括至少两个温度传感器(16)，优选两个、三个或四个温度传感器，
所述至少两个温度传感器(16)优选地相互且等同地间隔开地布置，优选地彼此间隔约90°；
并且优选地，其中所述至少两个温度传感器(16)布置在所述方向盘(V)的所述支撑件(11)和衬里层(36)之间。
21)根据19)或20)所述的方向盘(V)，其中，所述设备(100)包括两个绝缘层，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)布置在所述两个绝缘层之间；其中一绝缘层围绕所述方向盘(V)的主体布置，优选围绕所述金属框架布置，并且另一绝缘层衬有所述衬里层(36)；
优选地，其中所述两个绝缘层由PVC制成；并且优选地，其中所述两个绝缘层中的每一个大约0.2mm厚。
附图说明
根据通过非限制性示例提供的一些实施例的以下描述，参照附图，本发明的另外的特征和优点将更加明显，在附图中：
图1示出了根据本发明的设备的示意性截面图；
图2示出了图1中的设备的部件的示意性前截面图；
图3示出图1中的设备的实施例的透视图；
图4示出了图1中的设备的模块的电路图的示例；
图5和图6示出了根据本发明的设备的两种相应配置的经过加热轨道的电流随时间的变化图；
图7示意性地示出了与图1中的设备相关联的机动车辆的方向盘；
图8示出了在特定环境条件下，图1中的设备的部件的示意性前截面图；
图9a和9b示出了根据本发明的设备的两种相应配置的电子控制单元中输入电容变化的图；
图10示意性示出了根据一个实施例的本发明设备的部件的配置；
图11示意性地示出了根据一个实施例的代表本发明的设备的操作循环的一部分的图。
在附图中，相同的引用表示相同构件。
具体实施方式
图1和图2特别示意性地示出了根据本发明的用于机动车辆的方向盘V(在图7中示意性地示出)的加热和电容感测设备。根据本发明的加热和电容感测设备(通常由参考标记100表示)包括柔性导电元件10或柔性电路，以及电子控制单元或ECU 20。ECU 20电连接到柔性导电元件10，并且适于连接到电源，例如连接到机动车辆的电源。
柔性导电元件10包括绝缘材料层11和固定到绝缘层11的多个导电轨道12、14，绝缘材料层11是电绝缘柔性支撑件。更详细地，导电轨道12、14包括被配置为用作加热装置的至少一个轨道12(在下文中也被称为加热轨道)和被配置为用作电容传感器装置的轨道14(在下文中也被称为电容传感器轨道或电容轨道)。在图中所示的非限制性示例中，只有一个加热轨道12并且只有一个电容轨道14。根据另一个非限制性示例(未示出)，提供了单个加热轨道和两个电容轨道，优选地，两个电容轨道在两个相应的端子处连接。
仅作为非限制性示例，柔性导电元件10可以通过蚀刻固定到绝缘层的金属箔或者通过交联硅树脂支撑件来制造，在硅树脂支撑件上布置通过切割(例如通过激光切割)形成的导电轨道。
优选但不排他地，柔性导电元件10被成形为大体上矩形的带。可选地，柔性导电元件10是可延展的，是塑性和/或弹性可变形的。特别地，至少一个绝缘层11是可延展的，是塑性和/或弹性可变形的，例如相对于静止构型或初始构造塑性可变形高达约10％-20％。
优选地，柔性导电元件10的厚度包括在0.1mm和1mm之间，或者在0.1mm和0.6mm之间，或者在0.3mm和1mm之间，或者在0.3mm和0.6mm之间；例如，厚度等于约0.3mm或等于约0.6mm。柔性导电元件10的这种厚度大体上对应于至少一个绝缘层11的(例如，一个或两个绝缘层的)和至少一个导电轨道12的总厚度，或者等同于至少一个绝缘层11的和至少一个导电轨道14的总厚度。
优选地，柔性导电元件10比其长度和宽度薄得多，其中长度和宽度大体上对应于至少一个绝缘层11的长度和宽度。例如，长度可以在900mm和1200mm之间，宽度可以在80mm和160mm之间，或者在80mm和100mm之间。导电柔性元件的尺寸仍然可以根据假如柔性导电元件在其上应用的任何方向盘的尺寸来选择。
在图中所示的实施例中，柔性导电元件10仅包括一层绝缘材料11，在一层绝缘材料11上固定有相应的导电轨道12、14。然而，可选地，柔性导电元件10可以通过两层或更多层绝缘材料11的叠加来形成，每层绝缘材料11可以设置有或可以不设置有相应的导电轨道12、14。在这种情况下，例如，导电轨道布置在两层绝缘材料之间。特别地，根据本发明的设备的示例包括两个绝缘层，在这两个绝缘层之间布置有至少一个第一轨道12和至少一个第二轨道14，大体上形成夹层；优选地，两个绝缘层由PVC制成；并且优选地，两个绝缘层中的每一个具有大约0.2mm的厚度。两个层中的一个可以布置在方向盘V的主体上，例如在方向盘的金属框架上，并且另一个绝缘层可以衬有衬里层，例如皮革。有利的是，以这种方式，衬里层将不会由于导电轨道而具有突起。
该层或绝缘层11的材料，或者更一般地绝缘柔性支撑件的材料，通常是聚合物材料。仅作为非限制性示例，绝缘材料是PVC、PTFE、PS、PP、PE、PC、ABS、PET、PA、PU(也膨胀)、PUR、NBR、硅树脂、EPDM及类似物，可选地含有添加剂。通常，可以使用具有充分伸长性质的热塑性塑料和弹性体。
导电轨道(即，加热轨道12和电容轨道14)可以具有复杂的几何形状。例如，它们可以具有大体上蛇形形状，并且可选地存在侧支。仅作为示例，导电轨道的相互布置(mutualarrangement)可以使得轨道14的一个或更多个部分布置在轨道12的两个延伸部之间。导电轨道12、14通过相应的触点或接触部分或端子13a、13b和15a、15b连接到电子控制单元20。这些接触部分通常被称为“焊盘(pad)”。通常地但不排他地，针对每个轨道提供一个焊盘。可选地，两个或更多个焊盘被分组在一起并封装在连接器中。优选地，焊盘15a、15b相互接触。
根据另一个示例(未示出)，提供两个电容轨道，每个电容轨道仅具有一个焊盘，并且两个电容轨道的焊盘彼此电连接，从而处于电短路。
通常是闭合电路的加热轨道12通过触点13a、13b连接到电子控制单元20的连接区域或连接接口23的相应焊盘。加热轨道12通过在供电时由焦耳效应生成热量来实现机动车辆的方向盘V的加热功能。电容轨道14可以是闭合电路或开路电路，电容轨道14通过连接器15a、15b连接到电子控制单元20的焊盘25，焊盘25是连接区域。还提供了连接器27，连接器27优选用于连接到ADAS系统。此外，还提供了区域或供电接口81，其适于连接到电源，例如汽车的电池。供电接口电连接到电源模块80，电源模块80连接到微控制器30、用于加热的输出电力50以及温度监控模块60，以向它们供电。
仅作为非限制性示例，可以用于制成每个导电轨道的材料是铝、康铜、铜、德银(German silver)、钢、铬镍铁合金(Inconel)、黄铜和类似物。优选地，导电轨道12、14由铝制成。优选地，导电轨道12、14的厚度包括在10μm至200μm之间，例如在15μm和150μm之间。
在使用中，设备100的柔性导电元件10被固定(优选被粘合)到机动车辆或一般的车辆的方向盘V的表面上，并且随后柔性导电元件10被衬有通常由皮革制成的层36。
电子控制单元20包括容纳在壳体22内的印刷电路板(PCB-Printed CircuitBoard)21(图3)。优选地，PCB 21的壳体22的尺寸设计成能够插入机动车辆的方向盘V的结构内。
优选地，壳体22大体上是箱形的。在图3所示的示例中，壳体22大体上是平行六面体形状，尽管很明显，本领域技术人员也可以选择另一种类型的形状。通常，壳体22包括上壁26a、下壁26b和相互相对的侧壁27a、27b和28a、28b。连接器23和25设置在侧壁28a处，适于分别与导电元件10的加热轨道(或多个加热轨道)12的连接器13a、13b和导电元件10的电容轨道(或多个电容轨道)14的连接器15a、15b连接，如前所述。
优选地，壳体22是可打开的。为此，在侧壁27a处设置有闭合装置31，例如夹子。优选地，在壳体22的壁中的开口处，提供连接器33，优选地是具有6或8个引脚的连接器。在这种情况下，提供引脚：指向ADAS系统的Lin总线和数字输出端；方向盘温度传感器输入端；用于与PC连接的串行端口。例如，引脚1和3：指向ADAS系统的Lin总线+数字输出端(0-5Vdc)；用于连接到地线的引脚2和6；引脚4和5：对于一个或更多个方向盘温度传感器的输入端；引脚7和8(可选)：分别是用于与PC通信的串行端口的发送通道和接收通道。
优选由金属(例如铝)制成的翼29从与壁27a相对的侧壁27b升起。翼29设有孔29a，用于连接到机动车辆的方向盘V的金属框架。具体而言，如将在本说明书的下文中更详细描述的，该金属翼29用作印刷电路板21和方向盘V的金属框架之间的热桥，以便将金属框架本身用作散热器。
电子控制单元20与导电元件10的电容轨道14电连接，并测量电容，定义的总电容为Ctot。如将更详细解释的，电容Ctot根据驾驶员是否触摸其上固定有柔性导电元件10的方向盘而具有不同的值。实际上，ECU 20可以测量用C手(图2)表示的电容的增加，这是当驾驶员将他或她的手靠近或接触方向盘V时生成的。电容的增加相对于基线电容值C基线。
总电容值Ctot通常是数字信号的形式，由电子控制单元20传送到另一个电子控制单元，例如，传送到机动车辆的ADAS。传送通过适当的接口总线或数字输出类型进行，例如通过连接接口27(图1)，连接接口27可以连接到电子控制单元，特别是ADAS。
更详细地，电子控制单元20包括控制器30或微控制器，其适于接收与输入中的电容Ctot相关联的电容信号。控制器30包括电容读取模块40。仅作为示例，电容读取模块40使用电容感测(CapSense)技术。电容读取模块40被配置为读取基线电容值C基线，该基线电容值通常等于电容轨道14和地之间的电容差。当用户的手没有触摸在其上固定有导电元件10的方向盘时，控制器30通过电容读取模块40读取总电容Ctot＝C基线。当用户用一只手或两只手或者用他或她的手指触摸在其上固定有导电元件10的方向盘时，控制器30通过电容读取模块40读取总电容Ctot＝C基线+C手。电容值C手因此被求和，特别是被加到值C基线。
有利地，电子控制单元20还包括至少一个电容器，优选地为串联连接在电容输入信号Ctot的连接器25和控制器30的电容读取模块40之间的电容器32。当提供多个电容器时，电容器串联连接。
优选地，电容器32布置在电容轨道14所连接的连接区域25和控制器30之间，即控制器30的外部。电容器32串联连接在由导电轨道14传送的电容信号Ctot和电容读取模块40之间，并且使部分衰减电容信号Ctot成为可能。事实上，这使增加电容读取模块40的动态性成为可能，电容读取模块40可以相对于其自身的饱和水平以更宽的裕度有利地工作。
电容器32的存在因此有利地使独立于方向盘V的类型且特别是独立于柔性导电元件10以及相应导电轨道12和14的尺寸和几何形状来使用相同的电子控制单元20成为可能。
优选地，电容器32的尺寸根据电容轨道读取的电容和电容读取模块40的电容读取饱和值适当地设定。
电子控制单元20还电连接到导电元件10的加热轨道12，并且为这种加热轨道12供电，以便加热机动车辆的方向盘V的表面。
如上所述，电子控制单元20包括电源模块80，例如线性电源(LDO)，其通过电源输出50电连接到加热轨道12，电源模块80也连接到微控制器30。
电源输出或加热器电源输出50的电路图的示例如图4所示。特别地，电源输出50包括开关52，优选为功率MOSFET 52，其将端子之一接地，特别是将加热轨道12的端子13b接地；以及另一个开关54，优选为MOSFET 54，其通常通过模块80将加热轨道12的另一个端子13a连接到车辆的电源。此外，优选地，ECU 20通过电连接件71电连接到加热轨道12，如下文将描述的，电连接件71是具有屏蔽功能的连接件。
加热轨道12优选地具有正温度系数(Positive Temperature Coefficient)或PTC效应，该正温度系数或PTC效应确定加热轨道12的欧姆值随着温度升高的增加。
图5示出了曲线图，其示出了通过加热轨道12所绘制的电流(虚线)随时间的变化。如所示，在轨道12的馈送期间，由于焦耳效应引起的温度升高以及加热轨道12的欧姆值的随之而来的增加，汲取的电流随着时间而降低。
在对应于时间间隔T1的加热初始步骤中，穿过加热轨道12的电流I可以超过预定的上限电流阈值Ilim，该上电流阈值Ilim优选地包括在7A和10A之间或者在8A和9A之间，例如等于或者近似等于8A，如图5中实线所示。
为了克服这个缺点，功率MOSFET 52作为电流源被管理。具体而言，MOSFET 52被配置为限制输入电流I，将输入电流I取值Ilim。特别是如果在加热步骤的初始时间间隔T1期间穿过加热轨道12的电流超过Ilim时，执行该限制。仅作为示例，初始时间间隔在5s和20min之间，例如在10s和10min之间。优选地，时间间隔T1在加热功能被启用时开始，即当电力被供应到加热轨道时开始。MOSFET 52被配置成使得当穿过加热轨道12的电流I低于预定电流阈值Ilim时限制停止。
例如，上述电流调节由通过级联连接的第一RC滤波器51(图4)和第二RC滤波器53调制功率MOSFET 52的栅极电压Vgs来实现。第一RC滤波器51包括电阻器R6和电容器C13，而第二RC滤波器包括电阻器R7和电容器C14。
由于级联的这些RC滤波器51、53的存在，在电流调节期间，功率MOSFET 52在线性区域中工作，由此大体上表现为与加热轨道12串联连接的可变等效电阻器。
在上述电流调节期间，耗散在例如功率MOSFET 52上的功率等于MOSFET 52的漏极和源极之间的电压降与MOSFET 52的漏极-源极电流的乘积。
在临界条件下，这种功率可以达到非常高的值，例如等于大约30W，其不可以通过电子控制单元20的印刷电路板21耗散，该印刷电路板21具有例如大约12cm2的表面积。
为了耗散这种功率，有利地使用与电子控制单元20的印刷电路板21相关联(特别是连接到印刷电路板21)的金属翼29。这种翼29在功率模块50的MOSFET 52附近与印刷电路板21相关联，并且如上所述，有利地在印刷电路板和方向盘V的金属框架之间提供热桥，以便使用这种金属框架作为散热器。
参照方向盘V的加热，设备100的电子控制单元20被配置成调节加热轨道12上的功率，使得方向盘V的温度包括在预定的温度值范围内，例如在35℃和40℃之间。
为此，参照图7，根据本发明的设备100包括多个温度传感器16，优选热敏电阻，其沿着方向盘V的圆周适当分布。优选地，所使用的热敏电阻16的数量N大于或等于三个，例如四个。热敏电阻16位于设备100的柔性导电元件10上，优选位于方向盘V的皮革衬里下方，靠近加热轨道12。热敏电阻16彼此串联连接，并与电子控制单元20电通信，特别是与方向盘温度监控模块60电通信，方向盘温度监控模块60优选是电子控制单元20的一部分。
热敏电阻16测量总电阻Rtot并将输入端处的信号Stemp传送到电子控制单元20。
这种总电阻Rtot由以下公式获得：
Figure GDA0003504356150000151
其中，RN是对应于第N个电阻器的电阻，Rtot是在电子控制单元20的输入端处读取的等效电阻，R平均是N个热敏电阻16的读数的算术平均值。
提供沿方向盘V的圆周适当分布的N个热敏电阻16，有利地将方向盘V的局部过热引起的误差减小了1/N。优选地，热敏电阻等同地且相互地间隔开。根据一个示例，当设备100被固定到方向盘V时，四个温度传感器16被设置成彼此成大约90°布置。
已经观察到，根据例如由太阳辐射生成的热量的外部因素，方向盘上可能存在较暖的区域(即辐射区域)和阴凉区域(因此较冷的区域)。如果提供单个热敏电阻而不是多个热敏电阻，则由这种热敏电阻感测的温度会受到其在方向盘V上的位置的很大影响。实验上，可以观察到由单个热敏电阻感测的温度值的值的增量高达15℃，且从而不利地影响方向盘对阳光的曝光模式精度。
参考图8，一些环境因素(例如湿度和温度)通常引入电容的增加，使得即使驾驶员没有触摸方向盘，Ctot也增加大体上等于C手的值。方向盘的错误触摸因此被感知。例如，在高湿度的情况下，水滴可能会在方向盘V上形成，从而引入电容C滴。由水滴生成的寄生电容C滴在某些情况下可以具有与当驾驶员的手触摸方向盘V时生成的电容C手相当的值，即类似的值。因此，在方向盘上存在水滴时，传送到电子控制单元20的寄生电容C滴被控制器30错误地解释为触摸方向盘。该情况示于图9a中。图9a以及下面评论的图9b示出了由ECU 20感测的电容随时间的变化。可以注意到触摸感测阈值水平和由“手指触摸”表示的触摸引起的电容增加，以及由“液滴”表示的水滴引起的电容增加。值得注意的是，两个图9a和9b中的阈值水平值是指示性的，并且可以根据需要来设置。为了避免这种“错误触摸”问题，ECU 20被配置成使用加热轨道12操作屏蔽。在这种情况下，在电容读取期间，ECU 20将加热轨道12设置在与电容传感器轨道14相同的电势处。因此，每个液滴的两端被保持在相互非常相似的电势值处。因此，水滴引起的寄生电容效应显著降低，如图9b所示。
更具体地说，参照图10，考虑这样一个周期，其中电容在该周期的一部分中读取，即对于由D读取表示的给定时间，并且加热在一个第二部分中发生，即对于由D加热表示的给定时间。优选地，D读取时间比D加热时间短。更优选地，D读取时间被包括在该周期的5％和90％之间，例如大约10％，该周期的剩余部分是D加热时间。总周期的时间优选被包括在10ms和100ms之间，例如大约10ms。
图11示意性地示出了操作循环的一部分。特别是，按顺序显示了两个周期。每个周期包括读取步骤(D读取)，然后是加热步骤(D加热)。
根据一个示例，ECU 20通过连接件71或屏蔽引脚连接到加热轨道12。开关52将加热轨道12接地，开关54将加热轨道连接到电池(+电池)。ECU 20控制开关52和54的断开和闭合。当开关52、54断开，使得加热轨道12与电池和地断开时，微控制器30将加热轨道12置于与电容轨道14相同的电势处，并且在这种情况下执行电容读取。
图10示出了以时间顺序出现的两种不同配置的相同ECU 20。在读取时间(D读取)期间，ECU 20通过断开开关SW1和SW2来禁用加热功能，使得加热轨道12不连接到电源，即电池和地，如图10的左侧所示。以这种方式，在读取时，加热轨道12仅连接到ECU 20的引脚71，这使其处于与电容传感器14的轨道相同的电势处。
附图仅是通过非限制性示例的方式提供的。

Claims (163)

1.一种加热和电容感测设备(100)，其用于车辆的方向盘(V)，
所述设备(100)包括：
支撑件(11)，其由柔性电绝缘材料制成，至少一个第一导电轨道(12)和至少一个第二导电轨道(14)固定到所述支撑件，所述至少一个第二导电轨道与所述至少一个第一轨道(12)不同；
电子控制单元(20)，其电连接到所述至少一个第一轨道(12)、适于电连接到电源，并且包括电容读取模块(40)，所述电容读取模块电连接到所述至少一个第二轨道(14)，
其中，所述电子控制单元(20)被配置成控制所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)，使得：
所述至少一个第一轨道(12)适于生成热量以用于加热所述方向盘(V)，并且
所述至少一个第二轨道(14)适于作为电容感测装置操作，向所述电子控制单元(20)发送电容值；
所述设备(100)还包括：
-至少一个金属元件(29)，其连接到所述电子控制单元(20)，所述金属元件(29)被规定为与所述方向盘(V)的金属框架接触以散热，
-电连接件(71)，其将所述电子控制单元(20)连接到所述至少一个第一轨道(12)；
-至少一个第一开关(52)，其将所述至少一个第一轨道(12)接地，
-至少一个第二开关(54)，其将所述至少一个第一轨道(12)连接到所述电源；
其中，所述至少一个第一开关(52)是MOSFET，其被配置为当经过所述至少一个第一轨道(12)的电流强度值(I)超过预定阈值电流强度值(Ilim)时，限制所述电流强度值(I)，将所述电流强度值(I)取为低于或等于所述预定阈值电流强度值(Ilim)的值。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述金属元件(29)连接到所述电子控制单元(20)的印刷电路板(21)。
3.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自具有10μm至200μm的厚度。
4.根据权利要求2所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自具有10μm至200μm的厚度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备(100)，其中，所述电子控制单元(20)包括在所述电容读取模块(40)和所述至少一个第二轨道(14)之间串联连接的至少一个电容器(32)。
6.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述至少一个电容器(32)具有高达1000pF或高达2000pF的电容。
7.根据权利要求1或2所述的设备(100)，其中，所述电子控制单元(20)被配置成循环控制所述至少一个第一开关(52)和所述至少一个第二开关(54)，使得：
在读取步骤期间，所述至少一个第一轨道(12)断开与所述电源和与地的电连接，并且
在加热步骤期间，所述至少一个第一轨道(12)电连接到所述电源和地，
所述读取步骤和所述加热步骤一个接一个地执行，由此限定预定时间的循环，
并且其中，在所述读取步骤期间，所述电子控制单元(20)被配置成通过所述电连接件(71)将所述至少一个第一轨道(12)设置为与所述至少一个第二轨道(14)相同的电势。
8.根据权利要求7所述的设备(100)，其中：
所述读取步骤的时间是所述预定时间的循环的5％至90％，并且
所述加热步骤的时间是所述预定时间的循环的10％至95％。
9.根据权利要求7所述的设备(100)，其中所述预定时间的循环为10ms至100ms。
10.根据权利要求1-4、6和8-9中任一项所述的设备(100)，包括温度监控模块(60)和电连接到所述温度监控模块(60)的至少一个温度传感器(16)。
11.根据权利要求5所述的设备(100)，包括温度监控模块(60)和电连接到所述温度监控模块(60)的至少一个温度传感器(16)。
12.根据权利要求7所述的设备(100)，包括温度监控模块(60)和电连接到所述温度监控模块(60)的至少一个温度传感器(16)。
13.根据权利要求10所述的设备(100)，包括至少两个温度传感器。
14.根据权利要求11或12所述的设备(100)，包括至少两个温度传感器。
15.根据权利要求13所述的设备(100)，所述至少两个温度传感器布置成在所述支撑件(11)上等同地隔开。
16.根据权利要求13所述的设备(100)，所述至少两个温度传感器为两个、三个或四个温度传感器。
17.根据权利要求14所述的设备(100)，所述至少两个温度传感器布置成在所述支撑件(11)上等同地隔开。
18.根据权利要求14所述的设备(100)，所述至少两个温度传感器为两个、三个或四个温度传感器。
19.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13和15-18中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)是平面的。
20.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)是平面的。
21.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)是平面的。
22.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)是平面的。
23.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)是平面的。
24.根据权利要求6、8-9、11-13、15-18和20-23中任一项所述的设备(100)，其中，所述电容读取模块(40)具有高达1000pF的饱和值。
25.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述电容读取模块(40)具有高达1000pF的饱和值。
26.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述电容读取模块(40)具有高达1000pF的饱和值。
27.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述电容读取模块(40)具有高达1000pF的饱和值。
28.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述电容读取模块(40)具有高达1000pF的饱和值。
29.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述电容读取模块(40)具有高达1000pF的饱和值。
30.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23和25-29中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成。
31.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成。
32.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成。
33.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成。
34.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成。
35.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成。
36.根据权利要求24所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)由聚合物材料制成。
37.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，所述聚合物材料选自PVC、PTFE、PS、PP、PE、PC、ABS、PET、PA、PU、PUR、NBR、硅树脂和EPDM。
38.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，其中所述聚合物材料是PP或PVC或硅树脂；并且至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)均由铝制成。
39.根据权利要求31-36中任一项所述的设备(100)，其中，所述聚合物材料选自PVC、PTFE、PS、PP、PE、PC、ABS、PET、PA、PU、PUR、NBR、硅树脂和EPDM。
40.根据权利要求31-36中任一项所述的设备(100)，其中，其中所述聚合物材料是PP或PVC或硅树脂；并且至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)均由铝制成。
41.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23、25-29和31-38中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
42.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
43.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
44.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
45.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
46.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
47.根据权利要求24所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
48.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
49.根据权利要求39所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
50.根据权利要求40所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和1mm之间。
51.根据权利要求41所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和0.6mm之间。
52.根据权利要求42-50中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的和所述至少一个第一轨道(12)的或所述至少一个第二轨道(14)的总厚度包括在0.1mm和0.6mm之间。
53.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23、25-29、31-38和42-51中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
54.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
55.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
56.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
57.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
58.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
59.根据权利要求24所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
60.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
61.根据权利要求39所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
62.根据权利要求40所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
63.根据权利要求41所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
64.根据权利要求52所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)的长度包括在900mm和1200mm之间，且宽度包括在80mm和160mm之间。
65.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23、25-29、31-38、42-51和54-64中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
66.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
67.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
68.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
69.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
70.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
71.根据权利要求24所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
72.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
73.根据权利要求39所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
74.根据权利要求40所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
75.根据权利要求41所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
76.根据权利要求52所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
77.根据权利要求53所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)具有正电阻率变化系数。
78.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23、25-29、31-38、42-51、54-64和66-77中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
79.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
80.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
81.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
82.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
83.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
84.根据权利要求24所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
85.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
86.根据权利要求39所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
87.根据权利要求40所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
88.根据权利要求41所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
89.根据权利要求52所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
90.根据权利要求53所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
91.根据权利要求65所述的设备(100)，其中，所述至少一个第一轨道(12)和所述至少一个第二轨道(14)各自由选自铝、康铜、铜、德银、钢、铬镍铁合金和黄铜的材料制成。
92.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23、25-29、31-38、42-51、54-64、66-77和79-91中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
93.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
94.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
95.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
96.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
97.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
98.根据权利要求24所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
99.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
100.根据权利要求39所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
101.根据权利要求40所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
102.根据权利要求41所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
103.根据权利要求52所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
104.根据权利要求53所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
105.根据权利要求65所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
106.根据权利要求78所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)是可延展的。
107.根据权利要求92所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)相对于所述支撑件(11)的初始构造能够变形高达10％-20％。
108.根据权利要求93-106中任一项所述的设备(100)，其中，所述支撑件(11)相对于所述支撑件(11)的初始构造能够变形高达10％-20％。
109.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23、25-29、31-38、42-51、54-64、66-77、79-91和93-107中任一项所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
110.根据权利要求109所述的设备(100)，其中所述两个绝缘层由PVC制成。
111.根据权利要求109所述的设备(100)，其中所述两个绝缘层中的每一个大约0.2mm厚。
112.根据权利要求5所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
113.根据权利要求7所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
114.根据权利要求10所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
115.根据权利要求14所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
116.根据权利要求19所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
117.根据权利要求24所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
118.根据权利要求30所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
119.根据权利要求39所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
120.根据权利要求40所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
121.根据权利要求41所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
122.根据权利要求52所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
123.根据权利要求53所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
124.根据权利要求65所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
125.根据权利要求78所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
126.根据权利要求92所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
127.根据权利要求108所述的设备(100)，包括两个绝缘层，在两个绝缘层之间布置有所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)。
128.根据权利要求112-127中任一项所述的设备(100)，其中所述两个绝缘层由PVC制成。
129.根据权利要求112-127中任一项所述的设备(100)，其中所述两个绝缘层中的每一个大约0.2mm厚。
130.根据权利要求1-4、6、8-9、11-13、15-18、20-23、25-29、31-38、42-51、54-64、66-77、79-91、93-107和110-127中任一项所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
131.根据权利要求130所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在8A和9A之间。
132.根据权利要求130所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)等于或近似等于8A。
133.根据权利要求5所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
134.根据权利要求7所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
135.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
136.根据权利要求14所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
137.根据权利要求19所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
138.根据权利要求24所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
139.根据权利要求30所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
140.根据权利要求39所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
141.根据权利要求40所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
142.根据权利要求41所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
143.根据权利要求52所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
144.根据权利要求53所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
145.根据权利要求65所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
146.根据权利要求78所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
147.根据权利要求92所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
148.根据权利要求108所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
149.根据权利要求109所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
150.根据权利要求128所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
151.根据权利要求129所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在7A和10A之间。
152.根据权利要求133-151中任一项所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)包括在8A和9A之间。
153.根据权利要求133-151中任一项所述的设备(100)，其中，所述预定阈值电流强度值(Ilim)等于或近似等于8A。
154.一种用于车辆的方向盘(V)，包括根据权利要求1-153中的任一项所述的设备(100)。
155.根据权利要求154所述的方向盘(V)，包括至少两个温度传感器(16)。
156.根据权利要求155所述的方向盘(V)，所述至少两个温度传感器(16)相互且等同地间隔开地布置。
157.根据权利要求155所述的方向盘(V)，所述至少两个温度传感器(16)相互且等同地间隔开地布置，彼此间隔约90°。
158.根据权利要求155所述的方向盘(V)，其中所述至少两个温度传感器(16)布置在所述方向盘(V)的所述支撑件(11)和衬里层(36)之间。
159.根据权利要求155所述的方向盘(V)，所述至少两个温度传感器为两个、三个或四个温度传感器。
160.根据权利要求154-159中任一项所述的方向盘(V)，其中，所述设备(100)包括两个绝缘层，所述至少一个第一轨道(12)和至少一个第二轨道(14)布置在所述两个绝缘层之间；其中一绝缘层围绕所述方向盘(V)的主体布置，并且另一绝缘层衬有衬里层(36)。
161.根据权利要求160所述的方向盘(V)，其中所述一绝缘层围绕所述金属框架布置。
162.根据权利要求160所述的方向盘(V)，其中，所述两个绝缘层由PVC制成。
163.根据权利要求160所述的方向盘(V)，其中，所述两个绝缘层中的每一个大约0.2mm厚。
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