CN112550423A - 组合式电容传感器和加热装置和用于运行组合式电容传感器和加热装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式电容传感器和加热装置，第一开关装置和/或第二开关装置是第一构件组的一部分，并且组合式加热和传感器元件、第三开关装置和第四开关装置是第二构件组的一部分，组合式传感器和加热装置的第一构件组和第二构件组通过电连接装置相互电连接，使得当第一开关装置是第一构件组的一部分时，至少第一开关装置和与其串联的第三开关装置相互电连接，用于信号和/或能量传输，并且当第二开关装置是第一构件组的一部分时，第二开关装置和与其串联的第四开关装置相互电连接，用于信号和/或能量传输。本发明还涉及一种用于运行这种组合式电容传感器和加热装置的方法、带有传感器和加热装置的方向盘构件组和带有方向盘构件组的车辆。

Description

组合式电容传感器和加热装置和用于运行组合式电容传感器 和加热装置的方法

技术领域

本发明涉及一种组合式电容传感器和加热装置，其带有加热装置，尤其带有用于车辆的方向盘的加热装置，还带有用于识别传感器装置的探测区域中是否存在电容式作用的操纵器件，尤其用于识别方向盘的握持区域中是否存在人的手部的电容式传感器装置，所述组合式电容传感器和加热装置用于机动车的带有方向盘侧部件和车体侧部件的方向盘构件组，其中，所述组合式传感器和加热装置具有第一构件组以及第二构件组，所述第一构件组设计和设置为集成在方向盘构件组的车体侧部件中，所述第二构件组设计和设置为集成在方向盘构件组的方向盘侧部件中，其中，所述第一构件组和第二构件组通过电连接装置相互电连接，其中，所述组合式电容传感器和加热装置具有电气的组合式加热和传感器元件，所述组合式加热和传感器元件既能由所述加热装置作为电加热元件使用，也能由所述传感器装置作为电容式传感器元件使用，尤其作为电容式传感器电极使用，其中，所述组合式加热和传感器元件具有第一连接端和第二连接端，其中，所述组合式加热和传感器元件的第一连接端通过第一开关装置和与第一开关装置串联的第三开关装置能与电压源的第一极电连接和能与所述第一极电断开，并且其中，所述组合式加热和传感器元件的第二连接端通过第二开关装置和与第二开关装置串联的第四开关装置能与电压源的第二极电连接和能与所述第二极电断开。

此外，本发明还涉及一种运行这种传感器和加热装置的方法。

此外，本发明还涉及一种用于车辆的方向盘构件组，其具有方向盘侧部件和车体侧部件，所述方向盘侧部件尤其具有至少一个方向盘模块，所述方向盘构件组尤其是带有方向盘模块的方向盘，所述车体侧部件尤其转向柱模块，其中，方向盘构件组在车辆中按照功能的安装状态中，方向盘侧部件能相对于车体侧部件移动，尤其相对于车体侧部件转动，尤其围绕转向摆臂轴的旋转轴线转动，其中，所述方向盘构件组具有组合式电容传感器和加热装置。

此外，本发明涉及一种带有方向盘构件组的车辆。

背景技术

具有组合式加热和传感器元件的组合式电容传感器和加热装置本身从现有技术中基本上是已知的，其中，已知用于组合式加热和传感器元件的接线和控制的各种设计。

发明内容

在此背景下，本发明要解决的技术问题是提供一种替选的组合式电容传感器和加热装置，尤其改进的传感器和加热装置，以及提供一种替选的，尤其改进的用于运行这种传感器和加热装置的方法，一种替选的，尤其改进的方向盘构件组，以及一种替选的，尤其改进的带有方向盘构件组的车辆。

上述技术问题根据本发明通过一种组合式电容传感器和加热装置、用于运行这种传感器和加热装置的方法、带有这种传感器和加热装置的方向盘构件组和带有方向盘构件组的车辆解决。

按照本发明，组合式电容传感器和加热装置具有加热装置，尤其用于车辆的方向盘的加热装置，还具有用于识别传感器装置的探测区域中是否存在电容式作用的操纵器件的电容式传感器装置，尤其用于识别方向盘的握持区域中是否存在人的手部的电容式传感器装置，所述组合式电容传感器和加热装置用于机动车的具有方向盘侧部件和车体侧部件的方向盘构件组。所述组合式传感器和加热装置在此具有第一构件组以及第二构件组，所述第一构件组设计和设置为集成在方向盘构件组的车体侧部件中，所述第二构件组设计和设置为集成在方向盘构件组的方向盘侧部件中，其中，所述第一构件组和第二构件组通过电连接装置相互电连接。所述组合式电容传感器和加热装置在此具有电气的组合式加热和传感器元件，所述组合式加热和传感器元件既能由所述加热装置作为电加热元件使用，也能由所述传感器装置作为电容式传感器元件使用，尤其作为电容式传感器电极使用。所述组合式加热和传感器元件具有第一连接端和第二连接端，其中，所述组合式加热和传感器元件的第一连接端通过第一开关装置和与第一开关装置串联的第三开关装置能与电压源的第一极电连接和能与所述第一极电断开，优选能与直流电压源的第一极，尤其与施加有正的工作电压的极电连接和与其电断开，并且其中，所述组合式加热和传感器元件的第二连接端通过第二开关装置和与第二开关装置串联的第四开关装置能与电压源的第二极电连接和能与所述第二极电断开，优选能与直流电压源的第二极，尤其与施加有参考电势、尤其零电势，即接地的极电连接和与其电断开。

根据本发明，第一开关装置和/或第二开关装置是第一构件组的一部分，并且组合式加热和传感器元件、第三开关装置和第四开关装置分别是第二构件组的一部分，其中，组合式传感器和加热装置的第一构件组和第二构件组这样通过电连接装置相互电连接，使得当第一开关装置是第一构件组的一部分时，第一开关装置和与其串联的第三开关装置相互电连接，用于信号和/或能量传输，并且当第二开关装置是第一构件组的一部分时，第二开关装置和与其串联的第四开关装置相互电连接，用于信号和/或能量传输。

组合式加热和传感器元件既作为电加热元件使用，又作为电容式传感器电极使用需要加热和传感器元件与电压源电连接，尤其需要电流流过加热和传感器元件，尤其需要闭合电路，用于运行加热装置，尤其用于产生热量。相反，为了组合式传感器和加热装置作为传感器装置的运行，即对于将加热和传感器元件作为电容式传感器电极使用，需要加热和传感器元件与电压源的所有极电断开，即加热和传感器元件与对应电压源的两个极电断开。为此需要至少两个开关装置。

在根据本发明的传感器和加热装置中为此尤其设置第一开关装置和第二开关装置，组合式加热和传感器元件，尤其组合式加热和传感器元件的第一连接端通过第一开关装置能与电压源的第一极电连接或能与其电断开，组合式加热和传感器元件，尤其组合式加热和传感器元件的第二连接端通过第二开关装置能与电压源的第二极电连接或能与其电断开。

此外，加热和传感器元件的第一连接端或者说第二连接端分别通过两个串联的开关装置的耦连，尤其第一连接端通过第一开关装置和第三开关装置与电压源的第一极的耦连和第二连接端通过第二开关装置和第四开关装置与电压源的第二极的耦连，还实现了对寄生电容的至少部分的补偿，尤其对由开关装置引起的寄生电容的至少部分的补偿，这在下文中更详细的解释。

组合式加热和传感器元件的根据本发明的连线，尤其组合式加热和传感器元件与开关装置的根据本发明的串联，还实现了较高的构件利用率，尤其除了加热装置和传感器装置对加热和传感器元件的共同利用之外其他组件的共同利用，尤其至少一些开关装置的共同利用，其中，尤其第一开关装置和第二开关装置能在组合式加热和传感器元件之外被共同使用，尤其以此方式，即在第二构件组和/或电连接装置中发生短路的情况下还能安全关断。

通过划分为至少两个构件组，可以给传感器和加热装置提供设计成集成到方向盘侧部件中的第二构件组，这相较于只有一个完全集成到方向盘侧部件中的构件组的设计具有更小的在方向盘侧的安装空间要求，因为与第二构件组对应的组件数量更少，然而这还是能实现较高的检测精度。

此外，根据本发明的传感器和加热装置使组合式传感器和加热装置能简单地集成到方向盘构件组中，尤其各个组件可以简单地划分到不同的构件组中。开关装置的根据本发明的串联在此实现特别简单、灵活的划分，尤其根据需要的特别简单、灵活的划分。

不同构件组的至少两个开关装置通过电连接装置的按照本发明的电连接，尤其第一开关装置与第三开关装置和/或第二开关装置与第四开关装置的按照本发明的电连接，实现了不仅针对加热装置而且也针对传感器装置，开关装置的跨构件组的共同使用。

开关装置较少的数量还有利影响传感器和加热装置的损耗功率。

通过第一开关装置和第二开关装置尤其可以分别连接施加的负载，第一构件组尤其设计和设置为集成在方向盘构件组的车体侧部件中，通过将第一开关装置和/或第二开关装置分配给第一构件组可以实现传感器和加热装置更好的电磁兼容性以及因此也实现方向盘构件组的更好的电磁兼容性，尤其根据本发明的方向盘构件组的方向盘侧部件更好的电磁兼容性，该电磁兼容性可以实现的方式尤其是，高负载的第一和/或第二开关装置被分配给设置为在车体侧集成到方向盘构件组中的构件组。由于车体侧可供使用的安装空间通常更大，因此电磁屏蔽以此一般在车体侧比在方向盘侧更容易实现。同样在这种设计方案中，第一开关装置和/或第二开关装置可以定位具有相对于安全气囊的点火装置的更大间距，以此可以减少第一开关装置和/或第二开关装置对点火装置的电磁干扰。

在根据本发明的传感器和加热装置的可行的备选设计方案中，第二开关装置不是第一构件组的一部分，而是分配给第二构件组并且尤其是第二构件组的一部分，然而在这种情况下，至少第一开关装置分配给第一构件组。这在一些情况中是非常有利的。还可以想到的是，第一开关装置分配给第二构件组，然而在这种情况下，第二开关装置是第一构件组的一部分。

按照本发明，术语“组合式电容传感器和加热装置”理解为既具有电容式传感器装置也具有加热装置的装置，其中尤其至少一个构件既被传感器装置也被加热装置共同使用。

按照本发明，术语“组合式加热和传感器元件”尤其是一种能导电的元件，其既能作为加热装置的电加热元件运行，又能作为传感器装置的电容式传感器电极运行，优选至少在时间上先后错开。

按照本发明，术语“加热装置”理解为设置用于至少暂时释放热量的装置，其中，所述热量可以特别优选地由通过组合式加热和传感器元件的电流产生，并且尤其可以释放到加热和传感器元件的环境中，其中，组合式加热和传感器元件尤其设计和设置为用作电加热电阻。

相应的加热装置，甚至用于车辆的方向盘的加热装置一般都从现有技术中已知，对于基本原理和对这种加热装置的设计方案的一般要求的进一步信息引用这些现有技术。

为了接通加热装置并且为了以此产生热量，尤其为了产生通过组合式加热和传感器元件的电流，可以闭合第一开关装置、第二开关装置、第三开关装置和第四开关装置，尤其所有的使得组合式加热和传感器元件串联在电压源的第一极和电压源的第二极之间的开关装置，特别优选分别同时闭合和/或这样闭合，使得至少暂时同时闭合所述开关装置，由此，组合式加热和传感器元件的第一连接端与电压源的第一极电连接并且电压源的第二极与加热和传感器元件的第二连接端电连接，使得由电压源供给的电流可以流过加热和传感器元件。

电压源优选是供给电压源，尤其直流电压源，其中，第一极优选是其上施加有或可施加正的工作电压的极，例如像车辆中的+12V或24V，第二极尤其是其上施加零电势的极，即接地(0V)。

为了关闭加热装置并因此为了结束热量的产生，尤其为了结束通过加热和传感器元件的电流，可以打开至少一个开关装置，其中，为了关闭加热装置特别优选可以打开至少第一开关装置和/或第二开关装置，优选至少第一开关装置和第二开关装置，尤其所有的使得组合式加热和传感器元件串联在电压源的第一极和电压源的第二极之间的开关装置，尤其分别同时打开和/或这样打开，使得它们至少暂时同时打开，由此，组合式加热和传感器元件的第一连接端与电压源的第一极电断开并且电压源的第二极与加热和传感器元件的第二连接端电断开。

按照本发明，术语“电容传感器装置”是一种传感器装置，其优选设计并且尤其设置为检测和优选分析电容，即电容耦连的量，和/或电容的变化，和/或表征电容和/或电容变化的相应量。

用于识别传感器装置的探测区域中是否存在电容式作用的操纵器件的电容式传感器装置从现有技术中基本上已知，甚至对于车辆的方向盘来说，尤其用于识别方向盘的握持区域中人的手部的电容式传感器装置是已知的，对于基本原理和对这种装置的设计方案的一般要求的进一步信息引用这些现有技术。

根据本发明的传感器和加热装置的电容式传感器装置在此尤其设计和设置为检测和尤其分析组合式加热和传感器元件与加热和传感器元件的环境和/或与参考电极，尤其其上施加有、可施加或被施加指定的电势的参考电极的电容式耦连、该电容式耦连的变化和/或表征该电容式耦连和/或该电容式耦连的变化的量。电容式耦连或者说电容式耦连的变化的检测在此基本上可以用各种方式，尤其用从现有技术中普遍已知的通常方式和方法，例如用简单的电压测量、电流测量、借助谐振电路或借助阻抗测量。

在可行的设计方案中，电容式耦连或其变化的检测可以借助所谓的CVD方法(电容分压器方法)进行。根据检测到的电容式耦连或其变化，可以断定是否有电容式操纵器件位于传感器装置的探测范围内。相对于此备选的是，在组合式传感器和加热装置的另一种可行的设计方案中，电容式耦连或其变化的检测也可以例如这样进行，即在组合式加热和传感器元件上施加指定的电压信号，同时测量在此情况下产生的电流并确定电压信号和电流之间的相移，并且从该相移中例如借助一个或多个专门为此设置的ASIC(ASIC＝专用集成芯片)确定电容式耦连的大小或其变化，所述相移的形成取决于加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连。

根据本发明的传感器和加热装置的传感器装置特别优选地设计成用于识别方向盘的握持区域中是否存在人的手部，尤其用于识别人的手部接近方向盘和/或离开方向盘和/或用于识别方向盘与人的手部的接触，尤其用于识别人的手部接触方向盘的变化，例如手在方向盘上的位置变化。

根据发明的组合式传感器和加热装置的组合式加热和传感器元件在此尤其设计成与环境和/或参考电极形成指定的电容，在加热和传感器元件的探测范围内存在电容式作用的操纵器件时，该指定的电容相对于参考状态改变，其中，该电容的变化并且加热和传感器元件与环境和/或参考电极之间的电容式耦连的变化与操纵器件到传感器元件的距离尤其成比例。

根据本发明的传感器和加热装置在此可以具有一个组合式加热和传感器元件或者多个组合式加热和传感器元件，它们优选分别按照相同的原理与对应的电压源连接。这实现位置分辨的探测并因此例如能区分车辆的驾驶员的一只手还是两只手放在方向盘上，和/或在方向盘的握持区域中驾驶员握持方向盘的位置。

组合式加热和传感器元件特别优选是能导电的结构，其具有一个或多个电导体，其中，在多个电导体的情况下，这些电导体尤其适当地相互电耦连，尤其适当地相互接触和/或连线。

组合式加热和传感器元件例如可以是长条形的导线或类似线状的导体，该导线或导体尤其可以围绕方向盘轮圈的芯体布置，例如之字形布置。加热和传感器元件在此可以布置在载体主体上和/或施加，例如刺上和/或粘上载体主体，或者加入载体主体中并且例如织入或嵌入载体主体中等等，优选的是分别以这样的方式，使得加热和传感器元件在尽可能大的面上延伸。

至少一个加热和传感器元件也可以是加热垫，尤其由电导体构成的织物或类似物，或者由多个单独导体构成的网格，多个单独导体以网格的方式布置或可以以网格的方式布置，或者以网格的方式布置在载体上，或者加入到载体中。

组合式加热和传感器元件的第一连接端在此优选是输入连接端，加热和传感器元件的第二连接端尤其是输出连接端。

为了将组合式传感器和加热装置作为传感器装置运行，并且以此将组合式加热和传感器元件作为电容式传感器电极运行，加热和传感器元件优选可以既与电压源的第一极电断开也与电压源的第二极电断开，尤其方式是，至少打开第一开关装置和第二开关装置，优选分别同时打开和/或以这样的方式打开，使得其至少暂时同时打开。此外，可以额外地优选也打开第三开关装置和/或第四开关装置。

按照本发明，术语“构件组”是至少两个构件的组，尤其由至少两个构件构成组合物。

按照本发明，术语“方向盘构件组”是一种构件组，其具有至少一个方向盘侧部件以及至少一个车体侧部件，方向盘侧部件带有至少一个设计用于布置在方向盘侧的部件，车体侧部件带有至少一个设计用于布置在车体侧，尤其转向柱侧的部件，其中，在方向盘构件组在车辆中按照功能的安装状态下，方向盘构件组的方向盘侧部件尤其可以相对于车体侧部件相对移动，尤其相对于车体侧部件可转动，尤其围绕转向摆臂轴的旋转轴线转动。方向盘侧部件在此也可以具有一个或多个设计用于布置在方向盘侧的构件组。车体侧部件也可以相应地具有一个或多个设计用于布置在车体侧的构件组。

优选地，根据本发明的传感器和加热装置的第一构件组设计和设置用于集成到尤其能固定在车体上的转向柱模块中，尤其集成到所谓的“顶柱模块(Top Column Modul)”中，就是说至少部分地布置在其中和/或由其容纳。

根据本发明的传感器和加热装置的第二构件组优选设计和设置用于集成到车辆的方向盘中，其中，特别优选地将组合式加热和传感器元件设计用于集成和/或安装到方向盘的方向盘轮中，并且至少第二构件组的相应的开关装置设计和设置为尤其用于集成到方向盘模块中，其中，方向盘模块特别优选地设计用于布置和/或集成到方向盘中。

按照本发明，术语“开关装置”是一种装置，该装置设计成在电开关装置的两个组件之间建立电连接或断开电连接，其中，在开关装置的打开状态下，断开了电连接，在开关装置的闭合状态下，建立了电连接。开关器件在此可以是具有多个电子构件，尤其多个开关元件的构件组，或者也可以只具有一个单独的开关元件，即一个单独的开关，其中，开关元件例如可以是场效应晶体管。

根据发明的传感器和加热装置的至少一个开关装置是电子开关装置，即不是机械开关装置，并且尤其具有至少一个半导体构件，其中，至少一个开关装置尤其能够由控制装置控制，优选借助至少一个控制信号控制，其中，尤其至少第一开关装置和/或第二开关装置和/或第三开关装置和/或第四开关装置是电子开关装置，尤其根据发明的传感器和加热装置的所有开关装置是电子开关装置。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热装置的有利设计方案中，第一开关装置优选是所谓的高边开关装置(HSS)，尤其用于将组合式加热和传感器元件与电压源的第一极连接的唯一的高边开关装置，其中，第一开关装置和/或第三开关装置特别优选设计为所谓的P-MOS开关装置。但是备选地，第一开关装置和/或第三开关装置原则上也可以构造为所谓的N-MOS开关装置，前提是合适的接触。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，第二开关装置优选是所谓的低边开关装置(LSS)，尤其用于将组合式加热和传感器元件与所述电压源的第二极连接的唯一的低边开关装置，其中，第二开关装置和/或第四开关装置特别优选设计为所谓的N-MOS开关装置。但是备选地，第二开关装置和/或第四开关装置原则上也可以构造为所谓的P-MOS开关装置，前提是合适的接触。

高边开关装置(HS开关装置)、低边开关装置(LS开关装置)、P-MOS和N-MOS开关装置是由现有技术基本上已知的，其中，在具有直流电压源的开关构件组中，尤其离其上施加有较高电势的电压源的极最近的开关装置称为高边开关装置，而在具有直流电压源的开关构件组中，尤其离具有较低电势的极最近的开关装置是低边开关装置。

N-MOS和P-MOS开关装置分别是特殊的、由现有技术基本已知的开关装置，其具有至少一个半导体元件，尤其具有至少一个晶体管，尤其具有至少一个MOS-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管(FET))，其中，P-MOS晶体管是所谓的p沟道MOS-FET，N-MOS晶体管是所谓的n沟道MOS-FET。

为了实现相应的防极性反接，根据本发明的传感器和加热装置还可以具有防极性反接装置，其中，防极性反接装置优选分配给第一构件组，并且尤其与第二开关装置在第二开关装置的背离加热和传感器元件的第二连接端的连接侧上串联。用于两个构件组的电连接的根据本发明的串联使得在许多情况下一个唯一的防极性反接装置就足够了，其中，第二构件组特别优选地只通过第一构件组和电连接装置被供应信号和/或能量。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，电连接装置具有卷式弹簧或是卷式弹簧。

按照本发明，术语“卷式弹簧”尤其是一种电连接装置，其设计用于将在车体侧固定的构件和/或构件组，例如与转向摆臂轴可抗扭连接的定子和/或转向柱模块，与在方向盘侧固定的构件和/或构件组电连接，例如与可以与方向盘抗扭地连接的转子和/或与可集成到方向盘中的方向盘模块电连接，尤其以便信号和/或能量传输，其中，在方向盘侧固定的构件和/或在方向盘侧固定的构件组在车辆中的按照功能的安装状态中相对于所述在车体侧固定的构件和/或将在车体侧固定的构件组能移动，尤其能转动，优选能围绕转向摆臂轴的旋转轴线转动。

卷式弹簧并因此电连接装置优选具有一个或多个导电的并且相互绝缘的导体线路，该导体线路可以布置在一个或多个平面上，其中，卷式弹簧可以特别优选是带有一个或多个导体线路平面的扁平导体，其中，卷式弹簧特别优选设计为至少部分地被所谓的卷式弹簧盒容纳，尤其至少部分地被卷绕在卷式弹簧盒中。卷式弹簧和卷式弹簧盒由现有技术基本上已知，针对卷式弹簧的一般原理和设计的进一步介绍参考现有技术。

基本上，电连接装置的所有任意设计都是可行的，然而其中电连接装置特别优选设计成使得根据本发明的传感器和加热装置的第一构件组可以与传感器和加热装置的第二构件组这样连接，使得根据本发明的传感器和加热装置可以集成到具有方向盘侧部件和车体侧部件的方向盘构件组中，其中，所述构件组能够集成到车体侧部件中，并且第二构件组能集成到方向盘侧部件中。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，组合式传感器和加热装置具有至少一个控制装置，其用于控制至少一个开关装置和/或用于至少部分控制加热装置，尤其用于控制至少一个加热功能，和/或用于至少部分控制传感器装置，尤其用于控制至少一个传感器功能，其中，所述控制装置尤其是第一构件组的一部分或者第二构件组的一部分。至少一个控制装置在此特别优选设置用于控制至少第一开关装置和/或第二开关装置，优选用于控制第一开关装置和第二开关装置，和/或用于控制至少第三开关装置和/或第四开关装置，优选用于控制第三和第四开关装置。以此可以实现特别有利的设计方案，尤其实现第一构件组和/或第二构件组的开关装置的特别有利的控制。

至少一个控制装置在此可以分配给加热装置并且设计和设置为用于至少部分或完全控制加热功能，和/或分配给传感器装置并且设计和设置为用于至少部分或完全控制传感器功能。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，设置有至少一个用于至少部分控制组合式电容传感器和加热装置的加热装置，尤其几乎完全控制加热装置的控制装置，尤其第一控制装置，其中，该控制装置优选至少设置为用于控制第一开关装置和/或第二开关装置，该控制装置尤其是第一构件组的一部分。在此，控制装置特别优选设置为用于这样控制第一开关装置和/或第二开关装置以接通加热装置，使得第一开关装置和/或第二开关装置闭合，尤其两者都闭合，并且为了关闭加热装置这样控制，使得第一开关装置和/或第二开关装置打开，同样优选两者都打开。

在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，设置有至少一个用于至少部分控制组合式传感器和加热装置的传感器装置，尤其几乎完全控制传感器装置的控制装置，尤其第二控制装置，其中，该控制装置优选至少设置为用于控制第三开关装置和/或第四开关装置，该控制装置尤其是第二构件组的一部分。为此，该控制装置特别优选地设计为，与设置为用于至少部分控制组合式电容传感器和加热装置的加热装置的控制装置分开。

在此，该控制装置还特别优选设置为用于这样控制第三开关装置和/或第四开关装置以运行传感器装置，使得第三开关装置和/或第四开关装置打开，并且为了运行加热装置这样控制，使得第三开关装置和第四开关装置闭合。

如果在根据本发明的传感器和加热装置的可行设计方案中，第二开关装置也是第二构件组的一部分，则第二控制装置尤其优选地代替第一控制装置，还设计和设置为用于控制第二开关装置。

在根据本发明的传感器和加热装置的特别有利的设计中，如果传感器和加热装置具有多于一个的控制装置，尤其至少一个第一控制装置和至少一个第二控制装置时，就将其分配给不同构件组，其中，优选将设置为用于至少部分，尤其几乎完全控制加热装置的控制装置，尤其第一控制装置分配给第一构件组，并且将设置为用于至少部分控制传感器装置，尤其几乎完全控制传感器装置的控制装置，尤其第二控制装置分配给第二构件组。

特别优选的是，控制装置，尤其第一控制装置和第二控制装置在此同样通过电连接装置相互电连接，尤其以便信号传输和/或能量传输，其中，特别优选为信号传输提供至少一个与能量传输线分开的信号传输线，其中，尤其可以分别提供分开的信号传输线和/或能量传输线。

由此可以实现根据本发明的传感器和加热装置的有利结构，尤其简单和低成本的构造。这主要实现了，用于向组合式加热和传感器元件传输能量的必须设计用于传输大电流的负载路径可以与例如配给第二构件组的控制装置的用于信号传输的路径和用于能量供应的路径分开，通过该路径只需要传输比较小的电流。这实现了简单的保护，例如相对于过载的保护，尤其对具有较小尺寸的部件的负载较小的构件组的保护，以此可以实现成本优势。

为了控制装置的通信，控制装置尤其可以额外地通过总线耦连，尤其通过LIN总线、CAN总线或FlexRay总线耦连。特别优选的是，第二构件组，尤其第二控制装置，可以仅通过电连接装置和第一构件组与一个或多个另外的组件通信连接，例如与固定在车体上的控制设备通信连接。然而基本上第二构件组的直接连接也是可行的，即不通过第一构件组构成信号和/或能量传输路径的回路。

在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计中，传感器和加热装置还具有同步装置，用于使分配给第一构件组的至少一些部件和分配给第二构件组的至少一些部件的控制同步，尤其用于使第一开关装置和/或第二开关装置的控制与第三开关装置和/或第四开关装置的控制至少部分同步，其中，该同步装置尤其设计和设置为使第一控制装置与第二控制装置同步。

以此保证，相应的开关装置跨构件组的相互协调地，尤其在时间上相互协调地被开关，其中，各单个开关装置不必强制同步地(但可以)在同时的范畴内被开关。相反，这仅取决于，为了传感器和加热装置的按规定的功能相应地在时间上适当地相互协调地控制各单个开关装置。

同步装置在此可以是第一构件组的一部分或第二构件组的一部分，其中，同步装置尤其可以是第一控制装置的一部分或第二控制装置的一部分或另外的控制装置的一部分。

如果同步装置是第一控制装置的一部分，则第一控制装置优选设计和设置为所谓的主控制装置，而尤其在此之外存在的第二控制装置在这种情况下尤其设计和设置为所谓的从控制装置。

相反如果同步装置是第二控制装置的一部分，则优选将该同步装置设计和设置为主控制装置，而第一控制装置则设计和设置为从控制装置。

如果同步装置是另外的控制装置的一部分，即既不是第一控制装置的一部分，也不是第二控制装置的一部分，则优选该另外的控制装置设计为主控制装置，第一控制装置和第二控制装置优选分别设计为从控制装置。

备选地，所述同步，即对开关装置的控制的时间上的协调，尤其第一控制装置和第二控制装置的同步也可以通过总线接口进行和/或借助时钟装置进行，和/或根据预先定义的时钟或者说节拍预先定义，加热装置尤其以该节拍被运行，其中，加热装置特别优选分别针对相同的不变的时间段开启并且接着针对相同的、分别不变的时间段被关闭，其中，在加热装置被关闭的时间段中，传感器和加热装置作为传感器装置的运行分别是可行的，并且加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连或者说该电容式耦连的变化可以被检测。

例如，由第一构件组调制的并且通过用于给组合式加热和传感器元件供应能量的负载路径可传输的信号可以作为同步信号使用，其中，同步装置为此优选是第一构件组的一部分，尤其第一控制装置的一部分，其中，同步信号特别优选通过在加热周期期间用于给组合式加热和传感器元件供应能量的供应线传输。

在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，组合式电容传感器和加热装置还具有布置在第三开关装置和组合式加热和传感器元件的第一连接端之间的第一连接节点，所述第一连接节点与组合式加热和传感器元件的第一连接端电连接，组合式电容传感器和加热装置还具有至少一个控制装置，优选设置为至少部分控制传感器功能的控制装置，尤其第二控制装置，其设计和设置为馈入指定的输入测量信号和/或截取并且尤其分析输出测量信号，以便识别在第一连接节点处传感器装置的探测区域中是否存在电容式作用的操纵器件，其中，控制装置为此优选具有至少一个输出端和/或输入端，该至少一个输出端和/或输入端通过第一连接节点与组合式加热和传感器元件的第一连接端电连接或者可与其电连接。这实现特别简单和有利地检测加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连或其变化，以识别方向盘区域内是否存在电容式作用的操纵器件。

按照本发明，术语“连接节点”尤其是电气线路的线路分支处或者线路分岔处。

在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，组合式电容传感器和加热装置还具有布置在组合式加热和传感器元件的第二连接端与第四开关装置之间的第二连接节点，所述第二连接节点与组合式加热和传感器元件的第二连接端电连接，组合式电容传感器和加热装置还具有至少一个控制装置，优选设置为至少部分控制传感器功能的控制装置，尤其第二控制装置，其设计和设置为在第二连接节点处馈入指定的输入测量信号和/或截取并且尤其分析输出测量信号，以便识别方向盘的区域中是否存在电容式作用的操纵器件，其中，控制装置为此优选具有至少一个输入端和/或输出端，该至少一个输入端和/或输出端通过第二连接节点与组合式加热和传感器元件的第二连接端电连接或者可与其电连接。

以此例如可以通过第一连接节点在组合式加热和传感器元件上施加指定的电压信号，同时测量在此产生的电流并确定电压信号和电流之间的相移，并且从该相移中例如借助一个或多个专门为此设置的ASIC(ASIC＝专用集成芯片)确定电容式耦连的大小或其变化，所述相移的形成取决于加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连。

通过比较在第一连接节点上确定的结果和在第二连接节点上确定的结果，可以确认，尤其以通常的和从现有技术基本已知的方式和方法确认加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连或其变化是否可信。

开关设备分别产生寄生电容(或者说这由技术导致是始终存在的)，在组合式传感器和加热装置作为传感器装置运行时，在检测加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连期间施加的输入测量信号的一部分分别通过寄生电容损耗或者流失，所述输入测量信号尤其在第一开关装置和加热和传感器元件的第一连接端之间和/或在加热和传感器元件的第二连接端和第二开关装置之间施加，由此，检测到的输出测量信号并因此检测到的、加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连以此会不期望地失真。

在根据本发明的传感器和加热装置中规定，施加在第一开关装置和加热和传感器元件的第一连接端之间的输入测量信号的一部分的流失，尤其可以通过在加热和传感器元件的第一连接端和第一开关装置之间与第一开关装置串联的附加的第三开关装置抵消，优选方式是打开附加的第三开关装置并且在第一开关装置和第三开关装置之间，优选在第二开关装置和第三开关装置之间，尤其在第三连接节点上施加和/或馈入补偿信号，其中，该补偿信号尤其与输入测量信号一致并且优选与输入测量信号相同和/或额外具有相应的补偿份额。以此可以大大减少施加的输入测量信号和/或补偿信号的一部分向第一极方向的流失，从而即使不能完全补偿，也可以减少由开关装置引起的寄生电容的影响。然而可以实现传感器装置的更高的检测精度。

在根据本发明的传感器和加热装置中规定，施加在加热和传感器元件的第二连接端和第二开关装置之间的输入测量信号的一部分的流失，尤其可以通过在加热和传感器元件的第二连接端之间与第二开关装置串联的附加的第四开关装置抵消，方式是打开该附加的第四开关装置并且在第四开关装置和第二开关装置之间，尤其在第四连接节点上施加和/或馈入补偿信号，其中，该补偿信号尤其与输入测量信号一致并且优选与输入测量信号相同和/或额外具有相应的补偿份额。以此可以大大减少输入测量信号和/或补偿信号的一部分向第二极方向的流失，从而即使不能完全补偿，也可以减少由开关装置引起的寄生电容的影响。然而可以实现传感器装置的更高的检测精度。

分别相对于第一开关装置和/或第二开关装置串联的额外存在的第三开关装置和/或第四开关装置实现了对电路施加补偿信号，尤其在两个开关装置之间，尤其在第一和第三开关装置之间，以及在第四开关装置和第二开关装置之间施加和/或供应补偿信号，而不在传感器装置运行期间打开额外的开关装置时通过相应的、相关的极直接补偿，使得可以通过补偿信号补偿原本在第三和/或第四开关装置处存在的电势不平衡。开关装置处的电势不平衡越小，该开关装置引起的寄生电容的影响就越小。

为了实现寄生电容的上述至少部分补偿，在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，传感器和加热装置还具有布置在第一开关装置和第三开关装置之间的另外的连接节点，尤其第三连接节点，其可以通过第三开关装置与组合式加热和传感器元件的第一连接端电连接，和/或具有布置在第四开关装置和第二开关装置之间的另外的连接节点，尤其第四连接节点，其可以通过第四开关装置与组合式加热和传感器元件的第二连接端电连接，其中，至少一个控制装置，优选设置为至少部分控制传感器功能的控制装置，尤其第二控制装置设计和设置为在该连接节点处施加补偿信号，优选与输入测量信号相应的补偿信号，其中，控制装置为此优选具有至少一个输出端，该输出端与另外的连接节点电连接或可与其电连接。第三连接节点和第四连接节点在此可以与对应的控制装置的同一输出端电连接或可与其电连接，但是也可以与不同的输出端连接。

另外的连接节点，尤其第三连接节点和/或第四连接节点在此优选分别分配给第二构件组，并且尤其布置在电连接装置和第三和/或第四开关装置之间，第一开关装置和第三开关装置通过所述电连接装置彼此电连接)。根据本发明的传感器和加热装置的这种设计以特别简单的方式实现了至少部分补偿寄生电容。

在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，组合式传感器和加热装置还具有布置在第一开关装置和第三开关装置之间的并且与第一开关装置和第三开关装置串联的另外的开关装置，尤其第五开关装置，其中，该另外的开关装置优选也是第二构件组的一部分并且特别优选尤其也是P-MOS开关装置。但是设计成N-MOS的第五开关装置也可考虑。

该另外的，尤其第五开关装置在此优选布置在电连接装置之间，通过该电连接装置将第一开关装置和第三开关装置相互电连接，该另外的，尤其第五开关装置尤其布置在电连接装置和相关的连接节点，尤其第三连接节点之间，并且特别优选地可以由至少一个控制装置控制，优选地由设置为至少部分控制传感器装置的控制装置控制，尤其由第二控制装置控制。第五开关装置实现了根据本发明的传感器和加热装置的检测精度的进一步提高，因为它实现在第一极上的不希望的电势波动脱耦，该在第一极上的不希望的电势波动分别引起组合式加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连的改变，并且也会导致检测到的电容式耦连的失真或该电容式耦连的变化的失真。

在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，传感器和加热装置还具有布置在第四开关装置和第二开关装置之间的并且与第四开关装置和第二开关装置串联的另外的开关装置，尤其第六开关装置，其中，该另外的开关装置优选也是第二构件组的一部分并且特别优选尤其也是N-MOS开关装置。但是设计成P-MOS的第六开关装置也可考虑。

该另外的，尤其第六开关装置在此优选布置在电连接装置之间，通过该电连接装置将第四开关装置和第二开关装置相互电连接，该另外的，尤其第六开关装置尤其布置在电连接装置和相关的连接节点，尤其第四连接节点之间，并且特别优选地可以由至少一个控制装置控制，优选地由设置为至少部分控制传感器装置的控制装置控制，尤其由第二控制装置控制。第六开关装置实现了根据本发明的传感器和加热装置的检测精度的进一步提高，尤其实现在第二极上的不希望的电势波动脱耦，该在第二极上的不希望的电势波动分别引起组合式加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连的改变，并且也会导致检测到的电容式耦连的失真或该电容式耦连变化的失真。

在根据本发明的传感器和加热装置的另外的有利设计方案中，所述传感器和加热装置尤其具有至少一个另外的开关装置，尤其第五开关装置和/或第六开关装置，该传感器和加热装置还包括布置在第五开关装置和第一开关装置之间的另外的，尤其第五连接节点，该另外的连接节点可以通过第五开关装置和第三开关装置与组合式加热和传感器元件的第一连接端电连接，和/或该传感器和加热装置还包括布置在第六开关装置和第二开关装置之间的和/或布置在第二开关装置和第二极之间的另外的，尤其第六连接节点，该另外的连接节点可以通过第六开关装置和第四开关装置与组合式加热和传感器元件的第二连接端电连接，其中，至少一个控制装置，尤其第二控制装置设计和设置为在该连接节点处施加指定的稳定电势，例如+5V等等，但是优选零电势，即接地(0V)，其中，控制装置为此优选具有至少一个输出端，该输出端与所述另外的连接节点电连接或可与其电连接，尤其通过至少一个另外的开关装置连接，尤其通过第七开关装置或第八开关装置连接，其中，第五连接节点尤其通过第七开关装置与控制装置电连接或可与其电连接，第六连接节点通过第八开关装置与控制装置电连接或可与其电连接。第五连接节点和第六连接节点在此可以与相关的控制装置的同一输出端电连接或可与其电连接，但是也可以与不同的输出端连接。施加在第五连接节点上的稳定电势和施加在第六连接节点上的稳定电势特别优选是相同的，以实现特别好的稳定效果。

为了将传感器和加热装置作为传感器装置运行，第七开关装置和/或第八开关装置尤其可以分别闭合，并且为了将传感器和加热装置作为加热装置运行优选可以分别打开，其中，第七开关装置和/或第八开关装置在将传感器和加热装置作为加热装置运行时特别优选始终打开，并且特别优选在将传感器和加热装置作为传感器装置运行期间始终闭合。

根据本发明的传感器和加热装置的这种设计实现了在第五和/或第六连接节点处施加指定的稳定电势，以此可以稳定组合式加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连，尤其可以设置在指定的参考水平上。由此，电容式耦连的大小可以与实际施加在电压源上的工作电压脱耦，使得工作电压波动不再导致电容式耦连的变化，以此可以提高传感器装置的检测精度。如果选择零电势作为稳定电势，则可以省掉第八个开关装置、第六个连接节点和第六开关装置，其中在这种情况下，必须在第五连接节点处同样施加零电势作为稳定电势。这实现了具有高检测精度的根据本发明的传感器和加热装置特别简单和低成本的设计方案。

根据本发明的用于运行根据本发明的传感器和加热装置的方法特征在于，电容式传感器和加热装置选择性地，尤其交替地，尤其以指定的节奏作为加热装置或作为传感器装置运行，其中，为了将传感器和加热装置作为加热装置运行，组合式加热和传感器元件作为电加热元件运行，其中，为了接通加热装置，闭合所有的、与组合式加热和传感器元件串联的开关装置，并且为了关闭加热装置，打开至少第一开关装置和/或第二开关装置，并且其中，为了将传感器和加热装置作为传感器装置运行，组合式加热和传感器元件作为电容式传感器电极运行，并且打开至少第一开关装置和/或第二开关装置，尤其所有的、与组合式加热和传感器元件串联的开关装置。

为此，传感器和加热装置的开关装置由至少一个控制装置相应地控制，其中，至少第一开关装置和/或第二开关装置优选由第一控制装置，尤其与第一构件组对应的控制装置相应地控制，并且其余的开关装置，尤其第三开关装置和/或第四开关装置和/或第五开关装置和/或第六开关装置和/或第七开关装置和/或第八开关装置，优选由第二控制装置，尤其与第二构件组对应的控制装置相应地控制。在此特别优选的是，第一控制装置和第二控制装置在时间上相互协调地运行，即尤其同步运行，尤其借助同步装置，该同步装置特别优选设计和设置为产生和优选输出至少一个同步信号。

在根据本发明的方法的有利设计方案中，在传感器和加热装置作为传感器装置运行期间，至少暂时通过第一连接节点馈入指定的输入测量信号并且在第二连接节点处截取指定的输出测量信号，该指定的输出测量信号尤其被检测和分析，其中，必要时还尤其同时在第一开关装置和第三开关装置之间的另外的连接节点处，优选在第五开关装置和第三开关装置之间的另外的连接节点处，尤其在第三连接节点处，和/或在第四开关装置和第二开关装置之间的另外的连接节点处，优选在第四开关装置和第六开关装置之间的另外的连接节点处，尤其在第四连接节点处施加指定的补偿信号，所述补偿信号尤其相应于输入测量信号，并且其中，必要时还尤其同时在第一开关装置和第五开关装置之间的另外的连接节点处，尤其在第五连接节点处，和/或在第六开关装置和第二开关装置之间的另外的连接节点处，优选在第二开关装置和电压源的第二极之间的另外的连接节点处，尤其在第六连接节点处施加指定的稳定电势，尤其零电势。

以此可以实现加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容式耦连的特别高的检测精度。稳定电势也可以只施加在第五连接节点上。然而前提是根据本发明的传感器和加热装置的合适的设计，尤其在该设计中，在第五连接节点上可施加或施加零电势，并且优选不存在第六开关装置。由此可以提供特别有利的传感器和加热装置，其实现只有很少的开关装置的非常简单的构造。

按照本发明的用于车辆的方向盘构件组具有方向盘侧部件，所述方向盘侧部件尤其具有至少一个方向盘模块，尤其带有方向盘模块的方向盘，所述方向盘构件组还具有车体侧部件，尤其转向柱模块，其中，方向盘构件组在车辆中按照功能的安装状态中，方向盘侧部件可以相对于车体侧部件移动，尤其相对于车体侧部件转动，尤其围绕转向摆臂轴的旋转轴线转动，并且其特征在于，所述方向盘构件组具有按照本发明的组合式电容传感器和加热装置，其中，所述组合式电容传感器和加热装置的第一构件组集成在方向盘构件组的车体侧部件中，所述组合式电容传感器和加热装置的第二构件组集成在方向盘构件组的方向盘侧部件中。

在根据本发明的方向盘构件组的特别有利的设计方案中，组合式电容传感器和加热装置的电连接装置在此尤其是卷式弹簧。

在根据本发明的方向盘构件组的优选设计方案中，方向盘构件组还优选具有方向盘，其中，组合式加热和传感器元件在此特别优选集成到方向盘中，其中，方向盘尤其具有金属的方向盘芯，该方向盘芯优选可以电加载指定的参考电势或与指定的参考电势固定地电接触，其中，方向盘芯尤其设计或设置为参考电极和/或作为屏蔽装置，尤其屏蔽电极，其中，金属的方向盘芯特别优选地施加与第五开关装置和/或第六开关装置相同的电势，尤其零电势，即接地。

根据本发明的车辆特征在于，该车辆具有根据本发明的方向盘构件组，其中，方向盘侧部件相对于安装在车辆侧的部件是可移动的，尤其可转动的，尤其是可围绕转向摆臂轴的旋转轴线转动。

相对于按照本发明的传感器和加热装置提出的有利设计和实施方式及其优点相应地适用于按照本发明的用于运行按照本发明的传感器和加热装置的方法、按照本发明的方向盘构件组和按照本发明的车辆。

本发明的其他特征从权利要求、附图和附图说明得出。所有上述说明中提到的特征和特征组合，以及下述在附图说明中提到的和/或单独在附图示出的特征和特征组合，不仅可以以给出的组合使用，而且也可以以其他组合或单独使用，只要这些组合是可实施的并且尤其在技术上合理。

附图说明

现在通过一些优选的、非限制性的实施例以及参照附图对本发明进行更详细的阐述，其中，功能相同的结构元件配设相同的附图标记。

示意图中：

图1示出带有根据本发明的传感器和加热装置的第一实施例的根据本发明的方向盘构件组的第一实施例的原理电路图，

图2示出带有根据本发明的传感器和加热装置的第二实施例的根据本发明的方向盘构件组的第二实施例的原理电路图，

图3示出带有根据本发明的传感器和加热装置的第三实施例的根据本发明的方向盘构件组的第三实施例的原理电路图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的用于车辆的方向盘构件组100的第一实施例，其具有方向盘侧部件1，尤其具有方向盘3，以及具有在此未进一步示出的方向盘模块，该方向盘模块设计用于集成在方向盘3中，方向盘构件组100具有车体侧部件2，尤其转向柱模块2，其中，在方向盘构件组100在车辆中按照功能的安装状态下，方向盘侧部件1可以相对于车体侧部件2相对移动，其中，方向盘侧部件1尤其围绕车辆的转向摆臂轴的旋转轴线相对于车体侧部件2转动。

根据本发明，方向盘构件组100具有根据本发明的传感器和加热装置10，传感器和加热装置10具有第一构件组11和第二构件组12，其中，第一构件组11集成在方向盘构件组100的车体侧部件2中，第二构件组12集成在方向盘侧部件1中。在此，第一构件组11和第二构件组12通过卷式弹簧13形式的电连接装置13相互电连接，电连接装置13尤其具有扁平导体，该扁平导体带有多个单独的相互绝缘的导体线路13-1、13-2、13-3、13-4、13-5和13-6。

根据本发明，组合式电容传感器和加热装置10具有电气的组合式加热和传感器元件4，该组合式加热和传感器元件4既可以由在此未进一步说明的、根据本发明的组合式传感器和加热装置10的一部分的加热装置作为电加热元件4使用，也可以由同样未进一步说明的并且是根据本发明的组合式传感器和加热装置10的一部分的电容式传感器装置作为电容式传感器元件，尤其作为电容式传感器电极4使用。

组合式加热和传感器元件4具有第一连接端5和第二连接端6，其中，第一连接端5可以通过与第一开关装置S1串联的第三开关装置S3、第一开关装置S1和第一接头端A1与直流电压源的第一极V+电连接并且与其电断开，在所述第一极V+上尤其施加有正的工作电压V+，优选约+12V，这在车辆中是常见的。为了使加热和传感器元件4的第一连接端5电连接，可以闭合第一开关装置S1和第三开关装置S3。为了与第一极V+电断开，可以有针对性地，即在需要时打开至少第一开关装置S1，优选在本实施例中还额外也打开第三开关装置S3。

组合式加热和传感器元件4的第二连接端6可以通过第四开关装置S4和与第四开关装置S4串联的第二开关装置S2和通过第二接头端A2与电压源的第二极GND电连接并且与其电断开，尤其与直流电压源的第二极GND电连接并且与其电断开，该第二极上施加有零电势GND，即接地(GND)。为了加热和传感器元件的第二连接端6与电压源的第二极GND的电连接，可以相应地闭合第二开关装置S2以及第四开关装置S4，并且为了电断开而相应地打开第二开关装置S2以及第四开关装置S4。

第一开关装置S1在此是所谓的高边开关装置(HSS)，第二开关装置S2是低边开关装置(LSS)，其中，第一开关装置S1和第三开关装置S3在该实施例中在特别有利的设计方案中分别具有至少一个P-MOS开关元件。第二开关装置S2和第四开关装置S4优选分别具有至少一个N-MOS开关元件。

根据本发明，在该实施例中，第一开关装置S1和第二开关装置S2分配给第一构件组11，第三开关装置S3和第四开关装置S4分配给第二构件组12，其中，第三开关装置S3和第一开关装置S1以及第二开关装置S2和第四开关装置S4根据本发明分别借助电连接装置13，尤其通过电连接装置13的第一导体线路13-1或者说13-2相互电连接。

为了控制加热装置，在本实施例中，根据本发明的传感器和加热装置10还具有设置用于控制加热功能的第一控制装置20，其中，第一控制装置20尤其设计用于控制第一开关装置S1和第二开关装置S2，这通过从第一控制装置20导引至第一开关装置S1和第二开关装置S2的虚线表示。

通过接头端A6，第一控制装置20可以例如与车辆的LIN总线电连接以及通过接头端A4与电压源的第一极V+电连接，尤其与直流电压源的第一极V+电连接，该第一极上施加有正的工作电压V+。通过接头端A5，第一控制装置20还可以与第二极GND，尤其直流电压源的第二极GND电连接，该第二极上尤其施加有零电势GND，即接地GND。

为了控制传感器功能，在根据本发明的传感器和加热装置10的本实施例中还配设有第二控制装置30，其中，该第二控制装置30尤其设计用于控制第三开关装置S3和第四开关装置S4，这通过从第二控制装置30导引至第三开关装置S3和第四开关装置S4的虚线表示。

为了信号通信，第二控制单元30可以通过导体线路13-3和接头端A3例如同样与LIN总线电连接。

第二控制装置30可以同样通过接头端A4以及此外通过电连接装置13，尤其通过相关的导体线路13-4与直流电压源的第一极V+电连接，像第一控制装置20一样，并且第二控制装置30可以通过接头端A5以及电连接装置13，尤其通过导体线路13-5与第二极GND，即与接地GND电连接。

方向盘3的方向盘芯7可以同样通过电连接装置13，尤其通过导体线路13-5以及接头端A5与第二极GND电连接，尤其借助另外的连接线50与第二极GND电连接。以此可以对方向盘芯7加载指定的参考电势，尤其零电势GND。

为了在时间上协调通过第一控制装置20对第一开关装置S1和第二开关装置S2的控制以及通过第二控制装置30对第三开关装置S3和第四开关装置S4的控制，根据本发明的传感器和加热装置10的该实施例还具有同步装置40，同步装置40通过通信线路51和电连接装置13，尤其通过相关的导体线路13-6与第一控制装置20电连接，并且通过通信线路52与第二控制装置30电连接。同步装置40也可以集成到第一控制装置20或第二控制装置30中，而不是如此处所示的单独地设计。

为了将传感器和加热装置10作为加热装置运行，尤其为了接通加热装置并且以此产生热量，可以闭合第一开关装置S1、第二开关装置S2、第三开关装置S3和第四开关装置S4，其中为此，第一开关装置S1和第二开关装置S2由第一控制装置20相应地控制并且第三开关装置S3和第四开关装置S4分别由第二控制装置30控制，其中，借助同步装置40，，尤其借助至少一个同步信号，在时间上相互协调对第一和第二开关装置S1和S2以及第三和第四开关装置S3和S4的控制。

为了关闭加热装置并且以此结束热量的产生，尤其结束流过加热和传感器元件4的电流，在本实施例中可以打开第一开关装置S1、第二开关装置S2、第三开关装置S3和第四开关装置S4，由此，加热和传感器元件4与电压电源全极地断开。

为了将组合式传感器和加热装置10作为传感器装置运行并因此将组合式加热和传感器元件作为电容式传感器电极运行，加热和传感器元件可以通过布置在第三开关装置S3和加热和传感器元件4的第一连接端5之间的第一连接节点K1由第二控制装置30加载指定的输入测量信号，该输入测量信号尤其可以在第一连接节点K1处馈入。同样可以通过第一连接节点K1截取相应的输出测量信号，这通过在相关的未进一步示出的连接线上的双箭头表示。

第二控制装置30通过第二连接节点K2同样可以馈入指定的输入测量信号并且截取和分析输出测量信号，但这尤其仅当在第一连接节点K1处的测量结束时才进行，其中在此，可以优选地将在第二输出节点K2处检测的输出测量信号尤其与在第一连接节点K1处检测的测量信号比较。

如果电容式作用的操纵器件，例如人手，进入传感器装置的探测区域，就造成加热和传感器元件4与环境和/或参考电极的电容式耦连的变化，这可以根据输出测量信号在测量技术方面检测。因此，根据接收到的输出测量信号可以断定在传感器装置的探测区域中存在电容式作用的操纵器件。

第一开关装置S1、第二开关装置S2、第三开关装置S3和第四开关装置S4分别导致各自相关的寄生电容的产生，各自相关的寄生电容在此只用虚线表示并且用C1至C4表示，当相关的开关装置S1、S2、S3或S4打开时，通过各自相关的寄生电容分别也会有电流流失，由此，输出测量信号会发生不期望的失真。

为了抑制不期望的失真，在根据本发明的传感器和加热装置10的本实施例中，第二控制装置30还设计成在第三连接节点K3以及在第四连接节点K4处施加指定的补偿信号，该指定的补偿信号尤其相应于输入测量信号，第三连接节点K3位于第一开关装置S1和第三开关装置S3之间，尤其位于电连接装置13和第三开关装置S3之间，第四连接节点K4位于第二开关装置S2和第四开关装置S4之间，尤其在电连接装置13和第四开关装置S4之间。由此，可以近似消除第一连接节点K1和第三连接节点K3之间以及第二连接节点K2和第四连接节点K4之间的电势差，以此可以明显减少输入测量信号通过第三开关装置S3和进一步通过第一开关装置S1不希望的流失，或者说输出测量信号通过第四开关装置S4和进一步通过第二开关装置S2的不希望的流失，这使得输出测量信号的失真大大降低并且以此改进加热和传感器装置10的检测精度。

图2示出带有根据本发明的传感器和加热装置60的第二实施例的根据本发明的方向盘构件组200的第二实施例的示意图，其中，该加热和传感器装置60基于在图1中所示的按根据本发明的传感器和加热装置10，但额外具有带有第五寄生电容C5的第五开关装置S5以及带有第六寄生电容C6的第六开关装置S6，其中，第五开关装置S5与第一开关装置S1和第三开关装置S3串联并且尤其布置在电连接装置13和第三开关装置S3之间并且尤其分配给第二构件组12。第六开关装置S6与第二开关装置S2和第四开关装置S4串联，尤其在电连接装置13和第四开关装置S4之间。

如果相对于在图1中示出的加热和传感器装置10同样额外存在的另外的第七和第八开关装置S7和S8是闭合的，借助第二控制装置30可以在第一开关装置S1和第五开关装置S5之间，尤其在电连接装置13和第五开关装置S5之间的第五连接节点K5处以及在第二开关装置S2和第六开关装置S6之间，尤其在电连接装置13和第六开关装置S6之间，分别施加指定的参考电势作为稳定电势。以此可以实现传感器电极4，即加热和传感器元件4与环境和/或参考电极，例如方向盘芯7的电容式耦连与施加的工作电压的状态的脱耦。如果施加在第五连接节点K5和第六连接节点K6上的稳定电势是零电势，即是接地的，则产生特别有利的脱耦。

如果稳定电势为0V，即接地，则方向盘芯7也可以通过与开关装置S7连接的连接线连接，而不是如图1所示通过接头端A5连接在接地GND上。

图3示出带有根据本发明的传感器和加热装置70的第三实施例的根据本发明的方向盘构件组300的第三实施例的示意图，如图3所示，这样的具有0V的稳定电势，即在GND上的稳定电势实现了省略第六开关装置S6、第八开关装置S8以及第六连接节点K6。第二开关装置S2可以尤其并且如示例性根据图3的根据本发明的传感器和加热装置70所示，分配给第二构件组12而不是第一构件组11。

按照根据本发明的方法，电容式传感器和加热装置10、60、70选择性地，尤其交替地，尤其以指定的节奏作为加热装置或作为传感器装置运行，其中，为了将传感器和加热装置10、60、70作为加热装置运行，组合式加热和传感器元件4作为电加热元件运行，其中，为了接通加热装置，闭合所有的、与组合式加热和传感器元件6串联的开关装置S1至S6，并且为了关闭加热装置，打开至少第一开关装置S1和/或第二开关装置S2，并且其中，为了将传感器和加热装置10、60、70作为传感器装置运行，组合式加热和传感器元件4作为电容式传感器电极运行，并且打开至少第一开关装置S1和/或第二开关装置S2，尤其所有的、与组合式加热和传感器元件4串联的开关装置S1至S6。

为此，传感器和加热装置10、60、70的开关装置S1至S6由至少一个控制装置20、30相应地控制，其中，至少第一开关装置S1和/或第二开关装置S2优选由第一控制装置，尤其配给第一构件组11的控制装置20相应地控制，并且其余的开关装置S3至S6，尤其第三开关装置S3和/或第四开关装置S4和/或第五开关装置S5和/或第六开关装置S6和/或第七开关装置S7和/或第八开关装置S8，优选由尤其配给第二构件组12的第二控制装置30相应地控制。在此特别优选的是，第一控制装置20和第二控制装置30在时间上相互协调地运行，即尤其同步运行，尤其借助同步装置40同步运行，该同步装置特别优选设计和设置为产生和优选输出至少一个同步信号。

在根据本发明的方法的有利设计方案中，在传感器和加热装置10、60、70作为传感器装置的运行期间，至少暂时在第一连接节点K1处尤其借助第二控制装置30馈入指定的输入测量信号，并且在第二连接节点K2处尤其同样借助第二控制装置30截取指定的输出测量信号，该指定的输出测量信号尤其同样借助第二控制装置30尤其是检测和分析。在此必要时还尤其同时将尤其与输入测量信号相应的指定的补偿信号，施加在第一开关装置S1和第三开关装置S3之间的第三连接节点K3处，优选施加在第五开关装置S5和第三开关装置S3之间的连接节点处，和/或施加在第四开关装置S4和第二开关装置S2之间的第四连接节点K4处，优选施加在第四开关装置S4和第六开关装置S6之间的第四连接节点K4处。必要时还尤其同时将指定的稳定电势，尤其零电势GND，施加在第一开关装置S1和第五开关装置S5之间的第五连接节点K5处，和/或施加在第六开关装置S6和电压源的第二极GND之间的第六连接节点K6处，尤其在第六开关装置S6和第二开关装置S2之间的第六连接节点K6处，其中为此尤其闭合第七和第八开关装置S7和S8。

附图标记列表：

100、200、300 按照本发明的方向盘构件组的实施例

10、60、70 按照本发明的传感器和加热装置的实施例

1 方向盘构件组的方向盘侧部件

2 方向盘构件组的车身侧部件

3 方向盘

4 组合式加热和传感器元件

5 加热和传感器元件的第一连接端

6 加热和传感器元件的第二连接端

7 方向盘芯

11 第一构件组

12 第二构件组

13 电连接装置

13-1至13-6 电连接装置的导体线路

20 第一控制装置

30 第二控制装置

40 同步装置

50 连接线

51、52 通信线路，尤其LIN总线

A1-A6 接头端

C1-C6 相关开关装置的寄生电容

GND 电压源的第二极，其上尤其施加零电势(0V)，即接地

K1-K6 连接节点

LIN 通信连接端(LIN总线)

S1-S8 开关装置

V+ 电压源的第一极，其上尤其施加正的工作电压

Claims (16)

1.一种组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其具有加热装置，尤其用于车辆的方向盘(3)的加热装置，还具有用于识别传感器装置的探测区域中是否存在电容式作用的操纵器件的电容式传感器装置，尤其用于识别方向盘(3)的握持区域中是否存在人的手部的电容式传感器装置，所述组合式电容传感器和加热装置用于机动车的具有方向盘侧部件(1)和车体侧部件(2)的方向盘构件组(100、200、300)，

其中，所述组合式传感器和加热装置(10、60、70)具有第一构件组(11)和第二构件组(12)，所述第一构件组设计和设置为用于集成在方向盘构件组(100、200、300)的车体侧部件(2)中，所述第二构件组设计和设置为用于集成在方向盘构件组(100、200、300)的方向盘侧部件(1)中，

其中，所述第一构件组(11)和第二构件组(12)通过电连接装置(13)相互电连接，

其中，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)具有至少一个电气的组合式加热和传感器元件(4)，所述组合式加热和传感器元件既能由所述加热装置作为电加热元件使用，也能由所述传感器装置作为电容式传感器元件使用，

其中，所述组合式加热和传感器元件(4)具有第一连接端(5)和第二连接端(6)，

其中，所述组合式加热和传感器元件(4)的第一连接端(5)通过第一开关装置(S1)和与第一开关装置(S1)串联的第三开关装置(S3)能与电压源的第一极(V+)电连接和能与所述第一极电断开，

其中，所述组合式加热和传感器元件(4)的第二连接端(6)通过第二开关装置(S2)和与第二开关装置(S2)串联的第四开关装置(S4)能与所述电压源的第二极(GND)电连接和能与所述第二极电断开，

其特征在于，

所述第一开关装置(S1)和/或第二开关装置(S2)是所述第一构件组(11)的一部分，并且

所述组合式加热和传感器元件(4)、第三开关装置(S3)和第四开关装置(S4)是所述第二构件组(12)的一部分，

其中，所述组合式传感器和加热装置(10、60、70)的第一构件组(11)和第二构件组(12)通过所述电连接装置(13)相互电连接，使得当所述第一开关装置(S1)是所述第一构件组(11)的一部分时，至少所述第一开关装置(S1)和与所述第一开关装置(S1)串联的第三开关装置(S3)相互电连接，用于信号和/或能量传输，并且当所述第二开关装置(S2)是第一构件组(11)的一部分时，所述第二开关装置(S2)和与所述第二开关装置(S2)串联的第四开关装置(S4)相互电连接，用于信号和/或能量传输。

2.按照上述权利要求之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述电连接装置(13)具有卷式弹簧或是卷式弹簧。

3.按照上述权利要求之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述组合式传感器和加热装置(10、60、70)具有至少一个控制装置(20、30)，所述至少一个控制装置(20、30)用于控制至少一个开关装置(S1、…、S6)和/或用于至少部分控制所述加热装置和/或用于至少部分控制传感器装置，其中，所述控制装置(20、30)尤其是所述第一构件组(11)的一部分或者所述第二构件组(12)的一部分。

4.按照权利要求3所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，至少一个控制装置(20)，尤其第一控制装置(20)设置用于至少部分控制所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)的加热装置，其中，该至少一个控制装置(20)设置至少用于控制所述第一开关装置(S1)和/或第二开关装置(S2)并且尤其是所述第一构件组(11)的一部分。

5.按照权利要求3或4所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，至少一个控制装置(30)，尤其第二控制装置(30)设置用于至少部分控制所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)的传感器装置，其中，该至少一个控制装置(30)设置至少用于控制所述第三开关装置(S3)和/或第四开关装置(S4)并且尤其是所述第二构件组(12)的一部分。

6.按照上述权利要求之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)还具有同步装置(40)，用于使分配给所述第一构件组(11)的至少一些部件和分配给所述第二构件组(12)的至少一些部件的控制至少部分同步，尤其用于使第一开关装置(S1)和/或第二开关装置(S2)的控制与第三开关装置(S3)和/或第四开关装置(S4)的控制同步，其中，所述同步装置(40)尤其设计和设置为用于使第一控制装置(20)与第二控制装置(30)同步。

7.按照权利要求3至6之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)还具有布置在所述第三开关装置(S3)和所述组合式加热和传感器元件(4)的第一连接端(5)之间的第一连接节点(K1)，所述第一连接节点与组合式加热和传感器元件(4)的第一连接端(5)电连接，组合式电容传感器和加热装置还具有至少一个控制装置(30)，尤其所述第二控制装置(30)，该至少一个控制装置(30)设计和设置为用于在第一连接节点(K1)处馈入指定的输入测量信号和/或截取并且尤其分析输出测量信号，以便识别方向盘的区域中是否存在电容式作用的操纵器件。

8.按照权利要求3至7之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)还具有布置在组合式加热和传感器元件(4)的第二连接端(6)与第四开关装置(S4)之间的第二连接节点(K2)，所述第二连接节点(K2)与组合式加热和传感器元件(4)的第二连接端(6)电连接，组合式电容传感器和加热装置还具有至少一个控制装置(30)，尤其第二控制装置(30)，该至少一个控制装置(30)设计和设置为用于在第二连接节点(K2)处馈入指定的输入测量信号和/或截取并且尤其分析输出测量信号，以便识别方向盘的区域中是否存在电容式作用的操纵器件。

9.按照权利要求3至8之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述传感器和加热装置(10、60、70)还具有布置在第一开关装置(S1)和第三开关装置(S3)之间的另外的连接节点(K3)，尤其第三连接节点(K3)，所述另外的连接节点(K3)能通过第三开关装置(S3)与组合式加热和传感器元件(4)的第一连接端(5)电连接，和/或具有布置在第四开关装置(S4)和第二开关装置(S2)之间的另外的连接节点(K4)，尤其第四连接节点(K4)，所述另外的连接节点(K4)能通过第四开关装置(S4)与组合式加热和传感器元件(4)的第一连接端(5)电连接，并且所述传感器和加热装置(10、60、70)具有至少一个控制装置(30)，尤其第二控制装置(30)，该至少一个控制装置(30)设计和设置为用于在该连接节点(K3、K4)处施加补偿信号，优选与输入测量信号相当的补偿信号。

10.按照上述权利要求之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)还具有布置在第一开关装置(S1)和第三开关装置(S3)之间并且与第一开关装置(S1)和第三开关装置(S3)串联的另外的开关装置，尤其第五开关装置(S5)，其中，该另外的开关装置优选也是第二构件组(12)的一部分。

11.按照上述权利要求之一所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)还具有布置在第四开关装置(S4)和第二开关装置(S2)之间并且与第四开关装置(S4)和第二开关装置(S2)串联的另外的开关装置，尤其第六开关装置(S6)，其中，该另外的开关装置优选也是第二构件组(12)的一部分。

12.按照权利要求3至9之一结合权利要求10或者11所述的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，其特征在于，所述传感器和加热装置(10、60、70)还具有布置在第五开关装置(S5)和第一开关装置(S1)之间的另外的，尤其第五连接节点(K5)，该连接节点能通过第五开关装置(S5)和第三开关装置(S3)与组合式加热和传感器元件(4)的第一连接端(5)电连接，和/或该传感器和加热装置还具有布置在第六开关装置(S6)和第二开关装置(S2)之间的另外的，尤其第六连接节点(K6)，该连接节点(K6)能通过第六开关装置(S6)和第四开关装置(S4)与组合式加热和传感器元件(4)的第二连接端(6)电连接，并且所述传感器和加热装置(10、60、70)具有至少一个控制装置(30)，尤其第二控制装置(30)，该至少一个控制装置(30)设计和设置为用于在该连接节点(K5、K6)处施加指定的稳定电势，优选零电势。

13.一种用于运行按照权利要求1至12之一设计的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)的方法，其特征在于，所述电容式传感器和加热装置(10、60、70)选择性地，尤其交替地，尤其以指定的节奏作为加热装置或作为传感器装置运行，

其中，为了将所述传感器和加热装置(10、60、70)作为加热装置运行，所述组合式加热和传感器元件(4)作为电加热元件运行，

其中，为了接通所述加热装置，闭合所有的与组合式加热和传感器元件(4)串联的开关装置(S1、…、S6)，并且为了关闭加热装置，打开至少第一开关装置(S1)和/或第二开关装置(S2)，

其中，为了将传感器和加热装置(10、60、70)作为传感器装置运行，组合式加热和传感器元件(4)作为电容式传感器电极运行，并且打开至少第一开关装置(S1)和第二开关装置(S2)，尤其打开所有的与组合式加热和传感器元件(4)串联的开关装置(S1、…、S6)。

14.按照权利要求13所述的方法，尤其用于运行按照权利要求6至12之一设计的组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)的方法，其特征在于，在所述传感器和加热装置(10、60、70)作为传感器装置运行期间，至少暂时通过第一连接节点(K1)馈入指定的输入测量信号并且在第二连接节点(K2)处截取指定的输出测量信号，该输出测量信号尤其被检测和分析，

其中，必要时还尤其同时在第一开关装置(S1)和第三开关装置(S3)之间的另外的连接节点(K3)处，尤其在第三连接节点(K3)处，和/或在第四开关装置(S4)和第二开关装置(S2)之间的另外的连接节点(K4)处，尤其在第四连接节点(K4)处施加指定的补偿信号，所述补偿信号尤其相当于输入测量信号，并且

其中，必要时还尤其同时在第一开关装置(S1)和第五开关装置(S5)之间的另外的连接节点(K5)处，尤其在第五连接节点(K5)处，和/或在第六开关装置(S6)和第二开关装置(S2)之间的另外的连接节点(K6)处或者在第二开关装置(S2)和电压源的第二极(GND)之间的另外的连接节点(K6)处，尤其在第六连接节点(K6)处施加指定的稳定电势，尤其零电势。

15.一种用于车辆的方向盘构件组(100、200、300)，其具有方向盘侧部件(1)，尤其是带有方向盘模块的方向盘(3)，所述方向盘侧部件(1)尤其具有至少一个方向盘模块，所述方向盘构件组还具有车体侧部件(2)尤其是转向柱模块，

其中，方向盘构件组(100、200、300)在车辆中按照功能的安装状态中，方向盘侧部件(1)能相对于车体侧部件(2)移动，尤其相对于车体侧部件(2)转动，尤其围绕转向摆臂轴的旋转轴线转动，其中，所述方向盘构件组(100、200、300)具有组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)，

其特征在于，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)按照上述权利要求1至12之一设计，

其中，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)的第一构件组(11)集成在方向盘构件组(100、200、300)的车体侧部件(2)中，所述组合式电容传感器和加热装置(10、60、70)的第二构件组(12)集成在方向盘构件组(100、200、300)的方向盘侧部件(1)中。

16.一种具有方向盘构件组(100、200、300)的车辆，其特征在于，所述方向盘构件组(100、200、300)按照权利要求15设计，其中，所述方向盘侧部件(1)能相对于车体侧部件(2)移动，尤其相对于车体侧部件(2)转动，尤其围绕转向摆臂轴的旋转轴线转动。

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