CN113396084A - 用于车辆方向盘的检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆方向盘的检测装置，该检测装置被配置为检测人员是否与该方向盘接触或接近，该检测装置仅包括三个传感器，其中：‑第一传感器(21)置于该方向盘的第一面的左半部分，‑第二传感器(22)置于该方向盘的该第一面的右半部分，并且‑第三传感器(23)置于与该方向盘的该第一面相对的第二面上，并且该第一面是该方向盘的后面。

Description

用于车辆方向盘的检测装置

技术领域

本发明总体上涉及车载安全领域，尤其涉及检测是否有人靠近或接触车辆方向盘，例如机动车辆方向盘。为此，本发明涉及多个目的，尤其涉及一种用于车辆方向盘的检测装置、一种具有该装置的方向盘以及一种配置有该方向盘的车辆。这些目的中的每个目的都具有不同的的方面。

关于安全，尤其是主动安全，已进行过多种努力来预测各类潜在危险，从而保护车外人流及车内所载人员的安全。越来越多的传感器安装在车辆上，以在潜在或实际危险发生时更好地控制外部环境并警告驾驶员，甚至修正车辆的动态行驶方式。

在该领域中，技术革新日趋体现于车辆的自动或半自动驾驶，在车辆自动或半自动驾驶期间，驾驶员更加放松，不必高度集中注意力，甚至可以松开方向盘，无需关注驾驶方向。然而，仍然无法通过自动化系统管理某些危急情况。因此，在这些情况下，驾驶员必须重掌车辆控制权并重握方向盘。为了使自动驾驶系统能够检测到驾驶员是否已经抓握其方向盘并重新控制驾驶其车辆，常规方式为在车辆方向盘中安装传感器。

然而，在车辆方向盘中安装传感器或驾驶员近距离传感器不仅仅旨在克服自动驾驶系统带来的不足。实际上，在无论何种情况下，检测驾驶员是否与方向盘接触或接近是有利的，因为无论车辆驾驶的自动化程度如何，该检测都可以提高安全性。因此，即使在非自动驾驶时，在车辆方向盘中配置此类检测系统仍然具有积极作用。

背景技术

文件US20040267422提出了一种用于车辆方向盘的安全系统，其中沿方向盘圆周并围绕其径向剖面配置了彼此独立的多个传感器。该文件尤其公开了在前面设有三个传感器的方向盘。因此，可以检测到驾驶员持握了方向盘的哪个/哪些扇区，从而推断出驾驶员使用单手还是双手持握方向盘。

文件WO2018/079096公开了另一种用于车辆方向盘的安全系统。该系统配置有传感器，该传感器安置于方向盘的下周边部分，以便预留方向盘最外侧边缘上的非活动区。因此，只有方向盘下周边部分保持非活动。实际上，围绕方向盘旋转轴的整圈方向盘内边缘均对触碰敏感。该非活动区防碍了控制系统判定驾驶员的下肢诸如驾驶员的双腿或膝盖对方向盘的支撑是适当的支撑。

文件US2015369633描述了设置在方向盘上的静电电容传感器的布局方式，以便检测驾驶员的某一只手是否触碰到方向盘。为此，在方向盘的左侧部分上安装有传感器，在方向盘右侧部分上安装另一传感器。两个传感器的布置使得方向盘下部完全没有传感器组件。这种布局还考虑到驾驶员的下肢可能会触碰到该方向盘下部的情况。此外，设置在该方向盘上的传感器覆盖了方向盘的整个径向切面。

现有技术中已知的解决方案就检测驾驶员双手是否持握方向盘上这一方面进行了改进。另外，这类解决方案无法准确地区分对方向盘发生的不同接触，在驾驶员持握方向盘时，这可能会使所做出的判断具有不确定性。最后，由于在方向盘上要安装的传感器较多，无论从传感器在方向盘上的布局还是布线的角度考虑，某些解决方案的实施会相对复杂。此类解决方案会产生较高的生产成本，这会影响车辆的成本价和销售价。

因此，亟需寻求一种更加行之有效的解决方案，至少可以部分地解决上述弊端。

发明内容

为此，本发明的第一方面涉及一种用于车辆方向盘的检测装置，该检测装置被配置为检测人员是否与该方向盘接触或接近，并且该方向盘包括仅三个传感器，其中：

-第一传感器置于该方向盘的第一面的左半部分，

-第二传感器置于该方向盘的该第一面的右半部分，并且

-第三传感器置于与该方向盘的该第一面相对的第二面上，并且其中该第一面是该方向盘的后面。

通常，每个传感器会自行划定敏感(或敏化)区域，该区域对于与人员诸如驾驶员的触碰，尤其是通过着衣或裸露的身体部位的触碰十分敏感。传感器确定的该区域也可对传感器附近即方向盘附近的人员存在敏感性。优选地，本发明使用的传感器是电容式传感器，可以安装在方向盘轮缘的外表面下方以检测尤其在驾驶员接近或触碰方向盘时发生的电容变化。根据本申请，方向盘的后面为面向或朝向仪表板或挡风玻璃的表面，与之相反地，前面面向或朝向处于驾驶位置的驾驶员。再次根据本发明，当方向盘处于可以允许车辆沿直线行驶的中间位置时，方向盘的左半部分位于处于驾驶位置的驾驶员的右侧。

根据本发明的第一目的的第一方面，通过将单个第三传感器定位在方向盘前面，可以更可靠地检测驾驶员是否用整只手持握住方向盘的左右两侧。实际上，通常而言，驾驶员在没有完全持握方向盘的情况下非常可能用手接触方向盘的前面，而当驾驶员的手接触方向盘的后面时，方向盘更有可能被握紧，即手同时接触方向盘的前后两面。

显而易见地，上述检测装置应适用于大多数驾驶员，即至少介于人口的5％至95％之间。因此，检测系统通常配置有对应于5％的触发阈值。此外，电容式传感器的测得值与各表面成正比。因此，如果95％的人员将左手掌放在方向盘的左前面并用整只手抓握方向盘右侧，则装置将检测到方向盘未被双手持握，因为左后传感器未检测到任何情况。如果传感器布置相反，即两个传感器在前面，一个在后面，则检测系统可以得到方向盘被双手持握的结论，因为后传感器将检测到足够的区域来佐证该结论，即95％的单手测量值，至少相当于5％的双手测量值。

在一个实施方案中，该第一传感器被用于覆盖至少45％的轮缘周长或至少90°的角扇区，该角扇区限定在垂直于该方向盘的旋转轴并以该方向盘的旋转轴为中心的平面上。换言之，从前面看，第一传感器至少应覆盖轮缘周长的四分之一。

在一个实施方案中，该第二传感器被用于覆盖至少45％的轮缘周长或至少90°的角扇区，该角扇区限定在垂直于该方向盘的旋转轴并以该方向盘的旋转轴为中心的平面上。换言之，从前面看，该第二传感器至少应覆盖轮缘周长的四分之一。

在一个实施方案中，该第三传感器被用于覆盖至少90％的轮缘周长或至少300°的角扇区，该角扇区限定在垂直于该方向盘的旋转轴并以该方向盘的旋转轴为中心的平面上。换言之，从前面看，该第三传感器至少应覆盖轮缘周长的四分之三。

需要注意，根据本实施方案的方向盘包括仅三个检测传感器。

在一个实施方案中，该检测装置还可被配置为使所述第一传感器和第二传感器中的每一者仅覆盖该方向盘的径向切面的凸角扇区，该凸角扇区的测量值或张角优选地小于180度，更优选地小于120度，更优选地小于90度或甚至小于60度、45度或30度。更优选地，该装置的该第三传感器覆盖该方向盘的该径向切面的平角扇区或凹角扇区。基于由第一或第二传感器覆盖的凸角扇区的测量值或张角，该凹角扇区的测量值或张角通常可以介于180度和330度之间。通过将敏感区域缩减至最低限度，可更准确地检测方向盘是否被正确持握。仅在需检测手部位置的区域放置传感器，从而提高检测可靠性。

在第二方面，该用于车辆方向盘的检测装置被配置为检测人员是否与该方向盘接触或接近，并且该方向盘包括传感器，其中：

-至少一个第一传感器置于该方向盘的第一前面，并且

-至少一个第二传感器置于该方向盘的第二后面，并且仅覆盖该方向盘的径向切面的凸角扇区，并且

所述传感器被布置为使该方向盘的任一径向切面不包括超过两个传感器，并且该径向切面上的该第二传感器覆盖小于或等于该第一传感器的张角的90％的张角。

根据一个实施方案，该第二传感器的张角小于90°。

有利地，限制方向盘任一径向切面中的传感器数量，使得能够简化这些传感器在方向盘中的分布，从而减少传送通过这些传感器获得的信息所需的连接次数，并降低检测装置的生产成本。

更有利地，减小由某些传感器(尤其是置于方向盘的后面的传感器)覆盖的敏感区域，使得能够更准确、或可靠地检测方向盘是否被正确持握。因此，该敏感区域越精细或被缩减至最低限度，对方向盘持握或操纵方式的识别准确度越高。实际上，无论以何种方式操纵方向盘，尤其是手指朝向方向盘内侧或朝向方向盘外侧时，总会存在一个易被手指(尤其是中指)或手掌覆盖的小角度区域。

作为变型例，该第二传感器的张角可以小于或等于该第一传感器的张角的70％或甚至50％。

在该第二方面的一个优选实施方案中，该第一传感器还仅覆盖该径向切面的凸角扇区。更优选地，由该第一和/或该第二传感器覆盖的该凸角扇区的测量值或张角小于120度，优选地小于90度，优选地小于60度，优选地小于45度，更优选地小于30度。

在第三方面，该用于车辆方向盘的检测装置被配置为检测人员是否与该方向盘接触或接近，并且该方向盘包括仅三个或四个传感器，其中：

-第一传感器置于该方向盘的第一前面或后面的左半部分，

-第二传感器置于该方向盘的该第一面的右半部分，并且

-至少一个第三传感器置于与该方向盘的该第一面相对的第二面上，并且

所述第一传感器和第二传感器被配置为置于非敏感区域之外，该非敏感区域位于该方向盘的下半部分内的所述第一面和第二面中的至少一个面上。

有利地，在该装置的第三方面中提出的配置不仅可以使驾驶员通过手部及其他身体部位例如膝部持握的方向盘下部区域不敏感，还可以确定驾驶员是否整只手紧握方向盘，以及确定驾驶员使用哪只手紧握方向盘。

在一个具体实施方案中，该非敏感区域还位于属于该方向盘的平面的扇区内，该扇区的张角小于120度，优选地介于10度和45度之间，更优选地介于15度和30度之间。

优选地，该非敏感区域还位于属于该方向盘的平面的扇区内，该扇区以限定该方向盘的左右两半部分的轴线为中心。

在一个实施方案中，该非敏感区域进一步位于该方向盘的后面的至少一部分上。

根据一个更具体的实施方案，该非敏感区域由该方向盘的前面和后面的界面限定。该方向盘的前面和后面的界面是这两个面之间的分界或交界处。该变型例可以优化检测，该非敏感区域被限制在最低限度内。事实上，如果膝部或大腿可以接触方向盘的后面，则这些部位更难以接近或接触方向盘的前面。

在另一个实施方案中，该检测装置还可以被配置为使所述第一传感器和第二传感器中的每一者仅覆盖该方向盘的径向切面的凹角扇区，该凹角扇区的测量值或张角介于180度和240度之间，并且使该第三传感器仅覆盖该方向盘的该径向切面的凸角扇区，该凸角扇区的测量值或张角小于120度。

在第四方面，该用于车辆方向盘的检测装置被配置为检测人员是否与该方向盘接触或接近，并且该方向盘包括至少五个传感器，其中仅一个传感器置于该方向盘的后面上。

有利地，该方面有助于获得非常精细的网格，从而更精确地描绘驾驶员紧握方向盘的方式，同时为方向盘配置限量的传感器。从而，可获得即简单又经济的解决方案。

无论上述方面或实施方案具体内容为何，本发明的装置仍可分解为不同的变型例。

在一个变型例中，该传感器可以被配置为覆盖该方向盘的径向切面的平角扇区，已知平角扇区的测量值或张角等于180度。

在另一个变型例中，传感器可以呈轴对称分布，尤其是沿限定方向盘的左右两半部分的轴线呈轴对称分布。

根据另一个变型例，所述传感器中的至少一个传感器在该方向盘的径向切面上的位置和/或张角会根据该方向盘上的该径向切面的位置而变化。这利于驾驶员根据方向盘被持握的具体位置采用不同的方向盘持握方式，尤其指操纵方向盘方式，尤其指手指朝向方向盘底部的内侧或外侧。

根据另一个变型例，每个传感器均由至少一个覆盖层保护，该覆盖层由特性相同的材料跨整个该层制成。优选地，所述传感器的至少一部分具有取决于其覆盖层的材料的不同检测阈值。

除非不可能实施，否则需要注意这些变型例可以按任意方式进行组合。

本发明的第二目的尤其涉及一种方向盘，该方向盘包括根据本说明书中针对该装置提出的相关方面和/或实施方案中的任一者，以及在适当情况下根据相关变型例中的任一变型例提出的装置。

本发明的第三目的涉及一种车辆，尤其是机动车辆，该车辆包括诸如作为第二目的提出的方向盘。换言之，该车辆，优选为机动车辆，包括方向盘，尤其是诸如作为本发明的第一目的提出的装置。

附图说明

阅览下列通过非限制性示例进行阐述并通过附图示出的有关本发明不同方面和实施方案的详细描述，可以更为清楚地了解本发明所述的其他特征和优势，具体如下：

图1为方向盘的正视图；

图2为沿图1轴线II-II的方向盘的部分径向切面的示意图；

图3A为根据本发明第一实施方案的检测装置的前视图(俯视)和后视图(仰视)。

图3B类似于图3A，为检测装置第二实施方案的示意图；

图3C类似于图3A，为检测装置第三实施方案的示意图；

图3D类似于图3A，为检测装置第四实施方案的示意图；

图3E类似于图3A，为检测装置第五实施方案的示意图；

图3F类似于图3A，为检测装置第六实施方案的示意图；

图3G类似于图3A，为检测装置第七实施方案的示意图；

图3H类似于图3A，为检测装置第八实施方案的示意图；

图4为图1中方向盘的简化视图。

具体实施方式

参照图1，该图示出了车辆，尤其是机动车辆的方向盘10，更具体地示出了方向盘相对车辆驾驶员的后面，通常情况下，驾驶员面对方向盘前面。该方向盘通常指该车辆的驾驶方向盘。该方向盘包括旨在容置传感器20的轮缘11，传感器更具体地为用于检测人员是否与方向盘接触或接近的检测传感器。通常，传感器20为电容式传感器，安装于方向盘10中，例如位于方向盘轮缘11的外表面上方或下方。通过改变电容，传感器可以检测驾驶员是否接触方向盘10或者驾驶员肢体部分是否接近该方向盘。应注意，本发明的传感器20包括但不限于电容式传感器，可以为不同类型的传感器，例如能产生压电-电效应或压电-电热效应的热传感器、压力传感器或硅传感器。

图1以示例性的方式示出了三个传感器20。用粗虚线表示的第一传感器21置于方向盘10的第一后面的左半部分。用粗断线表示第二传感器22。第二传感器置于方向盘相同第一后面的右半部分。第三传感器23置于与第一面相对的第二表面上，即方向盘的前面。因此，在该图中用细双断线表示。

在该图中，方向盘的左右两半部分以竖直的Y-Y轴线为界，方向盘的上下两半部分以水平的X-X轴线为界。X-X轴线和Y-Y轴线均处于方向盘平面内。方向盘平面是大致垂直于方向盘旋转轴的平面，该旋转轴能使车辆转向并且穿过轮缘中部。Y-Y轴线是方向盘处于中间位置、即车辆直线前行时的竖直轴。X-X轴线垂直于Y-Y轴线。此外，从第一个图中可以看出，只有第三传感器23占据整个或几乎整个方向盘圆周。在需设定一个边缘与防碍传感器对整个圆周敏感的另一边缘的连接或未覆盖区域时发现，传感器覆盖几乎整个表面。换言之，传感器覆盖了95％以上甚至97％以上的方向盘圆周。实际上，第一传感器21和第二传感器22被配置为置于方向盘的非敏感区域30之外，该非敏感区域位于该方向盘的下半部分，并且优选地位于该方向盘的后面。该非敏感区域30位于扇区内，此处标记为α圆形扇区，该扇区属于方向盘平面。因此，在该实施例中，第一传感器21和第二传感器22仅占据方向盘平面中的圆形扇区。还应注意，在全部实施方案中，传感器20均设置为通过间距或间隙13彼此分离，如图1上部所示。尽管在所附示图中显示不明显，但两个相邻传感器之间的间隙13最好尽可能保持狭小。

图4示出了图1方向盘的简化形式，仅示出了传感器21、传感器22和传感器23的覆盖区域。综上所述，第一传感器21大体覆盖轮缘的后部区域，即7时方向和中午12时方向之间的区域，第二传感器22大体覆盖轮缘的后部区域，即中午12时方向和5时方向之间的区域，第三传感器23覆盖轮缘前部几乎360度的区域。

需要注意，不应混淆间隙13和非敏感区域30。实际上，非敏感区域30比间隙13的跨度更大，这是因为非敏感区域必须能够至少覆盖驾驶员持握方向盘的一部分身体，例如手、手指、膝盖、腿或腹部。将区域30认定为非敏感区域的原因在于，该区域未安装传感器20，因此无法检测驾驶员身体部位是否接触或接近方向盘的至少一个关键位置。此类位置通常位于方向盘下半部分，并且驾驶员不易接触或接近该位置，尤其是在需要确保使用该方向盘对车辆进行适当控制的情况下。通常，通过驾驶员的下肢部位诸如腿或膝盖支撑方向盘被视为未支撑方向盘。需要注意，该非敏感区域也可以被定义为不敏感区域、非活动区域或无传感器20的区域。

参照图2，其示出了经图1的II-II轴线的方向盘径向切面。该切面之所以为径向切面，是因为它穿过了方向盘10的半径，换言之，该切面是穿过方向盘中心12并垂直于方向盘平面的平面。图2示出了方向盘的前面和后面。实际上，方向盘后面位于图2竖直轴线Y’-Y’的右侧，而方向盘前面位于该竖直轴线的左侧。

图2的切面图还介绍了凸角扇区、凹角扇区和平角扇区的概念。注意在该图中，位于方向盘前面的第三传感器23覆盖了一个凸角扇区并标记为β，而位于方向盘后面的第二传感器22则覆盖了一个凹角扇区并标记为

因此，凸角扇区的测量值或张角介于0度和180度之间，而凹角扇区的测量值或张角介于180度和360度之间。在两个扇区之间还插设有平角扇区，其测量值或张角等于180度。

据图2所示，在示例性实施方案中，第三传感器23比第二传感器22更为窄小，并且传感器22、传感器23覆盖了方向盘径向切面的整个圆周，但传感器正常工作所必需的间隙13除外。

图3A至图3H是本发明检测装置的示意图。这些图中的每个图均以简化方式示出了具体实施方案的前视图F(Front)和后视图B(Back)。因此，当定位方向盘以便车辆直线行驶时，上述视图即驾驶员面向其车辆方向盘所见的视图(与图1中所示相反)。

在第一方面，如图3C和图3G所示，本发明的第一目的涉及一种用于车辆方向盘的检测装置，该检测装置被配置为检测人员是否与方向盘10接触或接近。该检测装置包括三个传感器20，其中：

-第一传感器21置于方向盘10的第一面的左半部分，

-第二传感器22置于方向盘10的该第一面的右半部分，并且

-第三传感器23置于与该方向盘的该第一面相对的第二面上。

根据本发明，该第一面是该方向盘的后面。

将注意图3C和图3G的不同之处在于图3C包括非敏感区域30，而图3G不包括。

与将第一传感器和第二传感器分别置于方向盘前面的解决方案相比，将第一传感器和第二传感器分别置于方向盘后面左半部分和右半部分的解决方案，可改进正确持握方向盘的可靠性。

例如图3D和图3H所示的变型例中，该检测装置包括仅四个(而非三个)传感器，其中：

-第一传感器21置于方向盘10的第一面的左半部分，

-第二传感器22置于方向盘10的该第一面的右半部，

-第三传感器23和第四传感器24置于与该方向盘的该第一面相对的第二面上。

例如图3D和图3H所示，所述第一面和第二面分别是该方向盘的前面和后面。然而，由于该变型例恰好配置四个传感器20，并且各传感器分别占据方向盘的前半部或后半部，因此上述传感器中具体哪个传感器对应占据方向盘前部或后部的左半部分或右半部分并不重要。在图3D和图3H中，用粗框线表示传感器23，因为表示传感器24的两条细线已表示为两条粗线，两条粗线中间的空白区域不是非敏感区域。

图3D和图3H的区别在于是否存在非敏感区域30，因此方向盘后面的下半部无任何灵敏度。

图3G示出了根据装置第一方面的特定实施方案(包括其变型例)，其中第一传感器21和第二传感器22中的每一者仅覆盖方向盘10的径向切面的凸角扇区。在图3G中，表示传感器21、传感器22的线条比表示第三传感器23的线条更细。上述凸角扇区的测量值或张角优选小于120度。

根据另一个实施方案，第三传感器23还可以覆盖平角扇区，即等于180度，或方向盘径向切面的凹角扇区。该凹角扇区的测量值或张角可以介于180度和240度之间。

根据图3F和图3G尤其所示的第二方面，一种用于车辆方向盘10的检测装置被配置为检测人员是否与该方向盘接触或接近，该检测装置包括传感器20，其中：

-至少一个第一传感器置于方向盘10的第一前面，并且

-至少一个第二传感器置于该方向盘的第二后面，并且仅覆盖该方向盘的径向切面的凸角扇区。

此外，根据第二方面，传感器20被布置为使该方向盘的任一径向切面II-II不包括多于两个传感器，并且该径向切面上的该第二传感器覆盖小于或等于该第一传感器的测量值或张角的90％的测量值或张角。表述“方向盘的任一径向切面”旨在提示方向盘的径向切面位置并非至关重要，因此无论该切面位于方向盘何处，即无论该切面定位于方向盘周围何处，均能验证径向切面上最多配置两个传感器的结论，例如图1所示。

根据图3F所示，第一传感器可以是方向盘前面的传感器21或传感器22，第二传感器对应为该方向盘后面的传感器23。如图3F所示，用细线表示传感器23，该细线表示该传感器覆盖的方向盘径向切面上的凸角扇区。参考图3G所示，第一传感器对应置于方向盘前面的传感器23，而第二传感器为置于该方向盘后面的传感器21或传感器22。需要注意，实际上表示后者即传感器21、传感器22的各传感器的线条也比表示置于方向盘前面的传感器23的线条更细，以便清晰表示方向盘径向切面上的凸角扇区。

根据第二方面，方向盘10可以安置多个传感器20，对传感器数量尚无任何特别限制。然而，该方向盘的任何径向切面将不得配置两个以上传感器20，即仅能配置零个、一个或两个传感器。参照图3F所示，对于径向切面中不配置任何传感器的特例，可以对应定位于方向盘下半部中非敏感区域30内的切面。扩展图3F所示的传感器23至覆盖非敏感区域30，同时通过6时方向的径向切面，来获得径向切面中仅配备单个传感器的特例。因此，不排除下述实际情况，即仍然可以在方向盘后表面安置多个传感器和/或在其前表面安置多个传感器。此外，根据第二方面，检测装置还具有一个特殊性，具体体现为对第一传感器(在前面)与第二传感器(在后面)之间比例的定义，因为该方向盘任一径向切面上第二传感器的张角未超过同一径向切面上第一传感器的张角的90％。

作为变型例，任一径向切面中该第二传感器的张角可以小于或等于该径向切面中该第一传感器张角的70％甚至50％。

根据第二方面更详细的替代版本，本发明的目的涉及一种用于车辆方向盘10的检测装置，该检测装置被配置为检测人员是否与方向盘接触或接近，该检测装置包括置于方向盘的左右两半部分的传感器20，其中：

-至少一个第一传感器置于方向盘的第一前面，并且

-至少一个第二传感器置于该方向盘的第二后面，并且仅覆盖该方向盘的径向切面的凸角扇区，并且

所述传感器被布置为使该方向盘的任一径向切面不包括超过两个传感器，并且该径向切面上的该第二传感器具有小于或等于该第一传感器的测量值或张角的90％的测量值或张角。

在第二方面的另一个实施方案中，置于该方向盘的前面的该第一传感器仅覆盖该径向切面的凸角扇区。

无论该第二方面的实施方案如何，第一和/或第二传感器覆盖的凸角扇区具有小于120度、90度、60度、45度或30度的测量值或张角。

有利地，限制传感器在方向盘径向切面上的占用，从而提高被该传感器占据的方向盘表面敏感区的精密度。换言之，提高精密度有助于改善对驾驶员持握方向盘方式的测定。

在第三方面，本发明的第一目的涉及一种用于车辆方向盘的检测装置，该检测装置被配置为检测人员是否与方向盘10接触或接近。该检测装置包括仅三个或四个传感器20，其中：

-第一传感器21置于方向盘10的第一前面或后面的左半部分，

-第二传感器22置于方向盘10的该第一面的右半部分，并且

-至少一个第三传感器23置于与该方向盘的该第一面相对的第二面上。

根据本发明，第一传感器21和第二传感器22置于非敏感区域30之外，非敏感区域30位于方向盘10下半部上的第一和第二面中至少一个面上。

该方面涵盖了图3A、图3B、图3C、图3D和图3F所示的不同实施放哪。值得注意的是，图3A和图3B的不同之处在于非敏感区域30同时位于图3A中方向盘的前面(F)和后面(B)，而该非敏感区域仅位于图3B中方向盘的后面(B)。此外，图3F中所示实施方案与图3A中所示实施方案的不同之处在于第三传感器23比第一传感器21和第二传感器22更窄小。这些附图示例之间的其他不同点在本说明书中所描述的其他实施方案中是显而易见的。还应注意，根据第三方面中本发明目的所涉的表述“至少一个第三传感器”应理解为“第三传感器”或“第三传感器和第四传感器”，因为根据第三方面，传感器的数量不得超过四个。

非敏感区域30也可以位于方向盘10平面的扇区上，例如图1中所示的扇区α。该扇区张角可以小于120度，优选介于10度和45度之间，更优选地介于15度和30度之间。该扇区的张角值即扇区的测量值。

如图1所示，非敏感区域30优选位于以Y-Y轴线为中心的(方向盘平面)扇区上，即位于界定方向盘10左半部分和右半部分的轴线上。当方向盘所处位置使得车辆直线前行时、即不向左或向右转时，Y-Y轴线位于竖直平面内。非敏感区域30关于Y-Y轴线定中心，其原因是理论上没有理由认为驾驶员会例如借助其身体左侧部位而不是身体右侧部位试图将方向盘保持在该区域中。另请注意，图3A至图3H所示的竖直轴线精确对应于上述Y-Y轴线。

在一个实施方案中，非敏感区域30进一步位于该方向盘的后面的至少一部分上。

在一个更具体的实施方案中，非敏感区域30由该方向盘的前面和后面的界面部分地限定。这说明，例如，非敏感区域30不仅位于方向盘后面，而且还延伸到方向盘前面和后面之间的界限，通常在方向盘后面底部位置。

在图3F或图1、图2所示的另一个实施方案中，还可以对检测装置进行配置，以便第一传感器21和第二传感器22中的每一个仅覆盖方向盘径向切面的一个凹角扇区。通常情况下，该凹角扇区的测量值或张角可以介于180度和240度之间。此外，第三传感器23优选为仅覆盖方向盘径向切面的一个凸角扇区。通常情况下，该凸角扇区的测量值或张角小于120度。

根据图3E所示的第四方面，一种用于车辆方向盘10的检测装置被配置为检测人员是否与方向盘接触或接近，并且该检测装置包括至少五个传感器20，其中仅一个传感器置于该方向盘的后面。换言之，方向盘10的后面(B)仅包括单个传感器，如图3E中示例所示。

因此，这有助于获得相对精细的网格系统，从而确定驾驶员持握方向盘10的方式，同时为方向盘配置限量的传感器20。通过这种方式，我们还得到一个简易可行、经济实惠的解决方案。

根据第四方面更详细的替代版本，本发明的目的涉及一种用于车辆方向盘10的检测装置，该检测装置被配置为检测人员是否与方向盘接触或接近，并且该检测装置包括至少五个置于该方向盘的左和右半部分的传感器20，其中仅一个传感器置于该方向盘的后面。

无论目前呈现的四个方面和实施方案内容如何并且彼此是否兼容，都应注意本发明的第一目的也可以分解为不同的变型例，如下所述。

在一个变型例中，传感器可以置于覆盖方向盘10径向切面的平角扇区。因此，该角扇区的测量值等于180度。通常，前后传感器均可以覆盖直通方向盘前后面之间区域的扇区。

在另一变型例中，传感器20可以呈轴对称分布，尤其是沿限定方向盘10的左右两半部分的Y-Y轴线呈轴对称分布。换言之，在该变型例中，传感器20将相对于方向盘的Y-Y轴线呈轴对称分布，如图1所示。需注意，图3A至图3H也呈现该轴对称性(Y-Y轴线)，尽管对于此类图中所示的实施例而言并非必需。

根据另一变型例，传感器20a中的至少一个传感器在方向盘10的径向切面上的位置和/或张角会根据方向盘上该切面的位置而变化。然而，方向盘上全部可能的径向切面均不必显示该传感器的位置和/或张角变化。

传感器在方向盘径向切面平面中的位置变化能够使得例如将该方向盘上的传感器安置为螺旋形状。因此，该传感器不仅可以位于方向盘的前面或后面其中之一上，而且在该表面内的传感器的定向也可以沿方向盘的圆周变化，如图1所示。

该特征有助于驾驶员采取不同方式持握方向盘，具体方式取决于持握方向盘的位置。例如图1所示，参考方向盘上的时间位置，驾驶员将手部放在上午10点10分位置时为第一种方向盘持握方式，将手部放在上午9点15分或8点20分位置时可以采用另一种方向盘持握方式。尤其需要考虑在不同位置持握方向盘时双手拇指位置的情况。通常，当手部位于方向盘上半部高处时，拇指会指向方向盘内侧，而当手部位于方向盘下半部时，拇指会指向方向盘外侧。当沿方向盘，至少沿着方向盘的部分圆周(如图1所示圆周)对传感器进行角旋转时，驾驶员可以更深入细致地感受手持方向盘的各种微妙变化。

也可以沿该圆周或一部分圆周改变传感器张角来体会各种微妙变化。例如图2所示的径向切面，沿方向盘整个圆周(如图1所示圆周)的第三传感器23的张角β并非恒定，而是可能沿着该圆周或根据圆周上张角的特定位置而变化。还需要注意的是，无论是否与传感器在径向切面上的位置或张角有关，这些变化都不一定呈规则性或渐进性变化。

在另一变型例中，关注重点在于每个传感器20均由至少一个覆盖层保护，该覆盖层由相同类型的材料跨整个该层制成。事实上，参考图1所示，传感器通常置于方向盘10的轮缘11上。因此，传感器通常不直接位于方向盘的表面上，而是置于方向盘内部，即可以与驾驶员手部直接接触的覆盖层之下。例如，覆盖层可以由诸如塑料、皮革或木材的材料制成。根据本变型例，每个传感器均被此材料层覆盖并且材料层仅由相同类型的材料制成。因此，同一传感器将不会被覆盖层覆盖，例如，该覆盖层的第一部分为皮革，另一部分为木材。根据这种方式，可以考虑覆盖层对测量值的影响，并且因此根据覆盖在传感器20上的不同覆盖层采用不同的检测阈值。

鉴于该原因，在一种变型例中还可以为传感器20的至少一部分设置不同的检测阈值，该检测阈值取决于传感器覆盖层的材料。因此，根据传感器覆盖层的材料，至少部分传感器还可以增高或降低检测阈值。同理，通过这一方法对一组相同的传感器进行操作，例如平衡这些传感器的表观灵敏度，尽管这些传感器并非都由相同电导率的材料装配并且无法达到相同的电容效应。

还需要注意，本说明书所述第一目的所涉及的各实施例中多次强调某一人员。该人员通常指车辆驾驶员，但其他人例如机动车辆的前排乘客，也可以代替该驾驶员。

本发明所述第二目的涉及一种方向盘，该方向盘包括根据本说明书中针对该装置提出的相关方面中的任一方面以及在适当情况下根据相关变型例中的任一变型例提出的装置。因此，第二目的涉及车辆方向盘，尤其是机动车辆方向盘，该方向盘包括根据本说明书中提及的方面、变型例或实施方案中的任一者的检测装置。还要注意，方向盘10通常指车辆方向盘。

本发明的第三目的涉及一种车辆，尤其是机动车辆，该车辆包括诸如作为第二目的提出的方向盘。换言之，该车辆，优选为机动车辆，包括方向盘，尤其是诸如作为本发明的第一目的提出的装置。

虽然已参照多种实施例对本发明目的进行了具体描述，但在不脱离本发明的范围和精神的前提下，可对本发明所描述的实施方案做出各种明显的修改和/或改进。

Claims (15)

1.一种用于车辆方向盘(10)的检测装置，所述检测装置被配置为检测人员是否与所述方向盘(10)接触或接近，所述检测装置包括仅三个传感器(20)，其中：

-第一传感器(21)置于所述方向盘(10)的第一面的左半部分，

并覆盖至少45％的轮缘周长或至少90°的角扇区，所述角扇区限定在垂直于所述方向盘的旋转轴并以所述方向盘的旋转轴为中心的平面中。

-第二传感器(22)置于所述方向盘(10)的所述第一面的右半部分，并覆盖至少45％的轮缘周长或至少90°的角扇区，所述角扇区限定在垂直于所述方向盘的旋转轴并以所述方向盘的旋转轴为中心的平面中，并且

-第三传感器(23)置于与所述方向盘的所述第一面相对的第二面上，并覆盖至少90％的轮缘周长或至少300°的角扇区，所述角扇区限定在垂直于所述方向盘的旋转轴并以所述方向盘的旋转轴为中心的平面中，

其特征在于，所述第一面是所述方向盘(10)的后面。

2.一种用于车辆方向盘(10)的检测装置，所述检测装置被配置为检测人员是否与所述方向盘(10)接触或接近，所述检测装置包括传感器(20)，其中：

-至少一个第一传感器(21)置于所述方向盘的第一前面，并且

-至少一个第二传感器置于所述方向盘(10)的第二后面，并且仅覆盖所述方向盘(10)的径向切面(II-II)的凸角扇区，

其特征在于，所述传感器(20)被布置为使所述方向盘(10)的任一径向切面(II-II)不包括超过两个传感器(20)，并且所述径向切面上的所述第二传感器覆盖小于90°的张角，所述张角小于或等于所述第一传感器(21)的张角的90％。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一传感器(21)还仅覆盖所述径向切面的凸角扇区。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，由所述第一和/或所述第二传感器覆盖的所述凸角扇区的张角小于120度，优选地小于90度，优选地小于60度，优选地小于45度，更优选地小于30度。

5.一种用于车辆方向盘(10)的检测装置，所述检测装置被配置为检测人员是否与所述方向盘(10)接触或接近，所述检测装置包括仅三个或四个传感器(20)，其中：

–第一传感器(21)置于所述方向盘(10)的第一前面或后面的左半部分，

-第二传感器(22)置于所述方向盘(10)的所述第一面的右半部分，并且

-至少一个第三传感器(23)置于与所述方向盘的所述第一面相对的第二面上，

其特征在于，所述第一和第二传感器(21,22)被配置为置于非敏感区域(30)之外，所述非敏感区域位于所述方向盘(10)的下半部分内的所述第一和第二面中的至少一个面上。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述非敏感区域(30)还位于属于所述方向盘(10)的平面的扇区内，所述扇区的张角小于120度，优选地介于10度和45度之间，更优选地介于15度和30度之间。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述非敏感区域(30)还位于属于所述方向盘的平面的扇区内，所述扇区以限定所述方向盘(10)的所述左右两半部分的轴线(Y-Y)为中心。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述非敏感区域(30)还位于所述方向盘(10)的所述后面的至少一部分上。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述非敏感区域(30)部分地由所述方向盘(10)的所述前面和所述后面的界面限定。

10.一种用于车辆方向盘(10)的检测装置，所述检测装置被配置为检测人员是否与方向盘(10)接触或接近，所述装置包括至少五个传感器(20)，其特征在于，仅所述传感器(20)中的一个传感器置于所述方向盘(10)的所述后面上。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器(20)整体沿限定所述方向盘(10)的所述左右两半部分的轴线(Y-Y)呈轴对称分布。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器(20)中的至少一个传感器在所述方向盘(10)的径向切面(II-II)上的位置和/或张角会根据所述方向盘(10)上的所述径向切面(II-II)的位置而变化。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，每个传感器(20)均由至少一个覆盖层保护，所述覆盖层由特性相同的材料跨整个所述层制成。

14.一种方向盘(10)，所述方向盘包括根据前述权利要求中任一项所述的装置。

15.一种机动车辆，所述机动车辆包括根据权利要求14所述的方向盘(10)。

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