CN111344211A - 结构元件和用于结构元件的占用识别的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有集成的占用识别和加热功能的结构元件(100),包括至少一个评估‑和控制单元(4)以及至少两个电导体(11,12),其可彼此独立地来通电并且与结构元件的不同区域(31‑35)相关联,其中,评估‑和控制单元(4)构造成通过评估电导体(11,12)的电容变化位置分辨地来检测结构元件的占用,其中,评估‑和控制单元(4)构造成根据所检测的占用提高在相关联的电导体(11,12)中的电能,以及一种用于结构元件(100)的占用识别的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有集成的占用识别(Belegungserkennung)和加热功能的结构元件以及一种用于结构元件的占用识别的方法。
背景技术
已知具有占用识别的不同结构元件。例如已知带有座位占用传感器的车辆座位。此外已知带有所谓的手脱离探测的方向盘,即机动车驾驶员是否有手在方向盘处。这也是一种占用识别,即方向盘是否由手占用。
由文件DE 203 09 603 U1已知这种类型的以用于机动车的转向装置的形式的结构元件,带有用于操纵转向装置的至少一个操纵区段(Betaetigungsabschnitt)和用于检测转向装置的操纵的传感装置,其中,传感装置由至少一个电容传感元件形成。在此另外设置成,传感装置由设置在转向装置的操纵区段处的至少一个电导体组件形成。在此也可设置有至少两个分离的传感元件,其相应与转向装置的操纵区段的不同区域相关联,使得可探测位置分辨的(ortsaufgeloest)占用。最后还提出,传感元件同时用作加热元件。
发明内容
本发明基于该技术问题,进一步改进带有集成的占用识别和加热功能的结构元件以及提供用于构件的占用识别的方法。
该技术问题的解决方案通过带有权利要求1的特征的结构单元以及带有权利要求8的特征的方法得到。本发明的另外有利的设计方案由从属权利要求得到。
对此,带有集成的占用识别和加热功能的结构元件包括至少一个评估-和控制单元以及至少两个电导体,其可彼此独立地来通电并且与结构元件的不同区域相关联。在此,评估-和控制单元构造成通过评估电导体的电容变化来位置分辨地检测结构元件的占用,其中,根据所检测的占用来提高在相关联的导体中的电能。由此可针对性地仅加热还检测到占用的区域,从而可在感觉不到舒适性损失的情况下降低电能消耗。即存在第一运行模式(在其中占用被感测)和第二运行模式(在其中加热)。两个运行模式也可并行地来实施。能量的提高同义的是,提高时间上平均的电功率。电能的提高例如可通过提高电压或电流实现。然而优选地,在电导体处的信号是PWM信号,其中,评估-和控制单元构造成为了提高电能使脉冲输入-对脉冲输出比(Pulsein- zu Pulsausverhaeltnis)适配。
在一实施形式中设置成,PWM信号由至少一个用于探测结构元件的占用的测量信号和用于执行加热功能的信号交替构成。在此也尤其可设置成,如果在多个用于探测占用的测量信号之后第一次检测到占用,接下来交替产生用于执行加热功能的信号和用于探测占用的测量信号。
在另一实施形式中评估-和控制单元构造成使得可解除激活加热功能并且/或者可调节用于完整的结构元件的加热功能。解除激活或者用于完整的结构元件的加热功能例如可通过用户输入实现。备选地或补充地,调节也可根据温度传感器的数据自动进行,使得例如在温度在第一极限值之上时解除激活加热功能并且/或者在温度在第二极限值之下时加热完整的结构元件。另外可能根据温度来调节用于加热的电能,使得例如在低温时以更大的能量来加热。在此温度可以是外部温度或者在机动车的内部中的温度。
备选地或补充地,至少一个温度传感器或用于估测温度的器件可安装在结构元件中,以便在加热时检测所达到的温度,以便倘若达到一定温度则例如调小或关断加热功能。在此优选地,带有电导体的每个区域关联有自己的温度传感器。
在另一实施形式中,结构元件具有退耦电路(Entkopplungsschaltung),其使电容变化的测量段(Messstrecke)与电压供应在信号技术上退耦。退耦电路例如构造为过滤电路并且防止干扰性的电容影响。
在另一实施形式中,评估-和控制单元与参考电极(Refernzelektrode)(其提供对电导体的限定的反作用场(Gegenfeld))相连接。参考电极例如是铜片,也就是说测定在电导体与参考电极之间的电容变化。
在另一实施形式中结构元件是方向盘或车辆座位或扶手或脚垫。
鉴于方法方面的设计方案全面参照先前的实施方案。
附图说明
接下来根据优选的实施例来详细阐述本发明。其中:
图1示出了用于占用识别和加热功能的示意性电路组件,
图2示出了方向盘的图示,
图3示出了穿过方向盘圈(Lenkkranz)的剖示图,
图4示出了方向盘的另一图示以及
图5示出了PWM信号的图示。
具体实施方式
在图1中示出用于检测结构元件的占用的电路组件1,其中,大部分元件布置在电路板(Platine)2上。电路组件1具有与未示出的电池相连接的两个电压接口(Spannungsanschluss)KL30、KL31。电路组件1另外具有DC/DC转换器3,借助于其可将电池电压转换成用于评估-和控制单元4的运行电压。在所示出的实施例中,评估-和控制单元4包括微处理器5和测量芯片6。测量芯片6与参考电极7和至少一个电导线8相连接。此外,在电压接口KL30、KL31与导线8之间布置有退耦电路9。导线8经由开关元件10选择性地可与第一电导线11或者第二电导线12连接,其相应具有欧姆电阻,这通过所示出的电阻R1、R2来表示。第一电导线11和第二电导线12置于结构元件的不同区域中,这之后还详细地来阐述。在此应注意,电导线11、12的数量也可更多。此外应注意,备选于开关元件10也可设置成,电导线11、12还同时并行地来运行。
评估-和控制单元4现在产生PWM操控信号(Ansteuersignal),其然后例如借助于两个晶体管T1、T2被转化成PWM信号。评估-和控制单元4然后将开关元件10例如操控成使得第一电导线11与导线8相连接,其中,通过评估-和控制单元4来测量电容或者说电容变化。如果结构元件例如是方向盘,当手放到第一电导线11的区域上时则电容变化。如果检测到这样的占用,则通过延长脉冲输入时间来执行加热功能。然后以第二电导线12来重复该方法。以此可针对性地首先来感测结构元件是否以及在哪里被占用并且然后针对性地仅加热还被占用的区域。然后周期性地重复该感测,以便检测在占用中的变化。
在此,评估-和控制单元4可构造成使得加热功能可解除激活,例如由于用户不想使用该功能或者由于外部条件对此反对(外部温度大于第一极限值或阈值)。
在图2中示出作为结构元件100的方向盘20。方向盘20具有方向盘圈21、方向盘辐条22以及中间区域23,其中,电导线11、12(见图1)布置在方向盘圈21中以及电路组件1布置在中间区域23中,其中,出于显示原因移除方向盘圈21的衬垫(Verkleidung)的一部分,使得电导线11、12可见。
在图3中示出沿着剖线A-A穿过方向盘圈21的剖示图。在中间存在骨架(Skelett)24,在其上布置有第一泡沫层25,然后电导线11、12布置在第一泡沫层上。在此,电导线11、12可布置在柔性的基部例如织物上。在电导线11周围然后布置有可选的第二泡沫层26并且在其之上布置有皮革层27。
在图4中示出作为结构元件100的另外的方向盘20。在此,方向盘20具有与五个区域31-35相关联的五个电导体。简化表示区域31-35上、下、左、右和内部,其中,用于区域35的电导体优选地在整个周缘上伸延。通过处于内部的导体尤其可探测方向盘20的包握(Umgreifen)。
最后在图5中示例性地示出PWM信号40,其具有周期持续时间(Periodendauer)T。在此,电压U关于时间t示出。在此,这两个第一WM信号是测量信号,以探测结构元件100的占用,其中,对于第三信号脉冲输入时间被延长,以便在探测占用之后执行加热功能。在此,PWM信号也可具有其他形式。对于加热功能重要的仅仅是,脉冲输入-对脉冲输出时间的比被延长。
Claims (8)
1. 带有集成的占用识别和加热功能的结构元件(100),其包括至少一个评估-和控制单元(4)以及至少两个电导体(11, 12),所述电导体能够彼此独立地来通电并且与所述结构元件的不同区域(31-35)相关联,其中,所述评估-和控制单元(4)构造成通过评估所述电导体(11, 12)的电容变化来位置分辨地检测所述结构元件的占用,
其特征在于,
所述评估-和控制单元(4)构造成根据所检测的占用提高在相关联的所述电导体(11,12)中的电能。
2. 根据权利要求1所述的结构元件,其特征在于,在所述电导体(11, 12)处的信号是PWM信号(40),其中,所述评估-和控制单元(4)构造成为了提高电能使脉冲输入-和脉冲输出比适配。
3.根据权利要求2所述的结构元件,其特征在于,所述PWM信号(40)由至少一个用于探测所述结构元件(100)的占用的测量信号和用于执行所述加热功能的信号交替构成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的结构元件,其特征在于,所述评估-和控制单元(4)构造成使得所述加热功能能够解除激活并且/或者能够调节用于完整的所述结构元件的加热功能。
5.根据前述权利要求中任一项所述的结构元件,其特征在于,所述结构元件(100)具有退耦电路(9)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的结构元件,其特征在于,所述评估-和控制单元(4)与参考电极相连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的结构元件,其特征在于,所述结构元件(100)构造为方向盘(20)、车辆座位、扶手或脚垫。
8. 用于结构元件(100)的占用识别的方法,借助于至少一个评估-和控制单元(4)以及至少两个电导体(11, 12),所述电导体能够彼此独立地来通电并且与所述结构元件(100)的不同区域(31-35)相关联,其中,所述评估-和控制单元(4)通过评估所述电导体(11, 12)的电容变化来位置分辨地检测所述结构元件(100)的占用,
其特征在于,
所述评估-和控制单元(4)根据所检测的占用提高在相关联的所述电导体(11, 12)中的电能。
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