CN114885618A - 组合式电容传感器和加热设备、操作传感器和加热设备的方法、具有传感器和加热设备的转向输入设备组件以及具有转向输入设备组件的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其具有用于检测在传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在的电容传感器装置，并且具有加热装置，其中传感器和加热设备(10、60、70)具有电组合式传感器和加热元件(4)，其中，同步装置(40)被配置成捕获施加到电压源的第一极(V+)与组合式传感器和加热元件(4)的第一接线端(5)之间的第一电气路径(P1)的实际电压和/或实际电流，和/或，捕获施加到组合式传感器和加热元件(4)的第二接线端(6)与第二极(GND)之间的实际电压，并且在此基础上检测加热装置的瞬时实际状态，并且基于所检测的加热装置的实际状态来控制传感器装置和/或输出至少一个控制信号，以用于至少部分地控制传感器装置。

Description

组合式电容传感器和加热设备、操作传感器和加热设备的方 法、具有传感器和加热设备的转向输入设备组件以及具有转 向输入设备组件的车辆

技术领域

本发明涉及一种组合式电容传感器和加热设备，其具有电容传感器装置，用于检测传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在，特别是用于检测人手在转向输入设备的抓握区域中的存在，并且具有加热装置，特别是具有用于车辆的转向输入设备的加热装置，其中，所述组合式电容传感器和加热设备具有至少一个电组合式传感器和加热元件，所述电组合式传感器和加热元件既可以被传感器装置用作电容传感器元件，也可以被加热装置用作电加热元件。在这种情况下，组合式传感器和加热元件具有第一接线端和第二接线端，其中，组合式传感器和加热元件的第一接线端可以经由具有至少一个第一开关装置的第一电气路径电连接到电压源的第一极并且从其电断开，并且其中，组合式传感器和加热元件的第二接线端可以经由具有至少一个第二开关装置的第二电气路径电连接到电压源的第二极并且从其电断开。为了将组合式传感器和加热元件作为传感器元件操作，可以通过打开第一电气路径的至少一个开关装置，特别是通过打开第一电气路径的所有开关装置，将组合式传感器和加热元件的第一接线端从电压源的第一极电断开，并且可以通过打开第二电气路径的至少一个开关装置，特别是通过打开第二电气路径的所有开关装置，将组合式传感器和加热元件的第二接线端从电压源的第二极断开。为了将组合式传感器和加热元件作为加热元件来操作，可以通过闭合第一电气路径的所有开关装置而将组合式传感器和加热元件的第一接线端电连接到电压源的第一极。可以通过闭合第二电气路径的所有开关装置而将组合式传感器和加热元件的第二接线端电连接到电压源的第二极。组合式传感器和加热设备还具有同步装置，用于至少部分地同步控制传感器装置和加热装置。

本发明还涉及一种操作这种传感器和加热设备的方法。

此外，本发明涉及一种用于车辆的转向输入设备组件，特别是转向盘组件，其具有：位于转向盘侧并且特别具有至少一个转向盘模块的部件，特别是具有转向盘模块的转向盘；以及，位于车身侧的部件，特别是转向柱模块，其中，在转向输入设备组件在车辆中的功能安装状态下，位于转向盘侧的部件可以相对于位于车身侧的部件移动，特别是可以相对于位于车身侧的部件旋转，特别是围绕转向轴的旋转轴线旋转，其中，转向输入设备组件具有组合式电容传感器和加热设备。

本发明还涉及一种具有转向输入设备组件的车辆。

背景技术

具有组合传感器和加热元件的组合电容传感器和加热设备从现有技术中基本上是已知的，在这种情况下，已知传感器和加热设备的多种配置，特别是具有组合传感器和加热元件的多种连接和控制操作。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种替代的组合式电容传感器和加热设备，特别是改进的传感器和加热设备，并且还提供一种替代的、特别是改进的用于操作这种传感器和加热设备的方法，一种替代的、特别是改进的转向输入设备组件，以及一种替代的、特别是改进的具有转向输入设备组件的车辆。

根据本发明，根据各个独立专利权利要求，通过组合式电容传感器和加热设备，通过操作这种传感器和加热设备的方法，通过具有这种传感器和加热设备的转向输入设备组件，以及通过具有转向输入设备组件的车辆，实现了该目的。本发明的有利实施例是从属专利权利要求、说明书和附图的主题。

根据本发明的组合式电容传感器和加热设备具有：电容传感器装置，用于检测传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在，特别是用于检测人手在转向输入设备的抓握区域中的存在；以及，加热装置，特别是具有用于车辆的转向输入设备的加热装置。该组合式电容传感器和加热设备具有至少一个电组合式传感器和加热元件，其既可以被传感器装置用作电容传感器元件，也可以被加热装置用作电加热元件，其中该组合式传感器和加热元件具有第一接线端和第二接线端，其中该组合式传感器和加热元件的第一接线端可以经由具有至少一个第一开关装置的第一电气路径电连接到电压源的第一极并且从电压源的第一极电断开，其中该组合式传感器和加热元件的第二接线端可以经由具有至少一个第二开关装置的第二电气路径电连接到电压源的第二极并且从电压源的第二极电断开，其中，为了将组合式传感器和加热元件作为传感器元件运行，可以通过打开第一电气路径的至少一个开关装置，特别是通过打开第一电气路径的所有开关装置，将组合式传感器和加热元件的第一接线端从电压源的第一极电断开，并且可以通过打开第二电气路径的至少一个开关装置，特别是通过打开第二电气路径的所有开关装置，将组合式传感器和加热元件的第二接线端从电压源的第二极断开，其中，为了将组合式传感器和加热元件作为加热元件操作，可以通过闭合第一电气路径的所有开关装置而将组合式传感器和加热元件的第一接线端电连接到电压源的第一极，并且可以通过闭合第二电气路径的所有开关装置而将组合式传感器和加热元件的第二接线端电连接到电压源的第二极，并且其中，该组合式传感器和加热设备还具有同步装置，用于至少部分地同步控制传感器装置和加热装置。

根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的特征在于，同步装置经由至少一个另外的电气路径电连接到或者可以电连接到第一电气路径或者第二电气路径，并且被设计和配置为至少偶尔地，特别是在加热操作期间，优选地在电容测量之外，捕获施加到电压源的第一极与组合式传感器和加热元件的第一接线端之间的第一电气路径的实际电压、特别是随时间变化的实际电压曲线和/或沿着第一电气路径的瞬时实际电流、特别是随时间变化的实际电流曲线，和/或，捕获施加到组合式传感器和加热元件的第二接线端与第二极之间的第二电气路径的实际电压、特别是随时间变化的实际电压曲线和/或沿着第二电气路径的瞬时实际电流、特别是随时间变化的实际电流曲线，其中，同步装置被设计和配置为基于捕获的实际电压、特别是基于捕获的随时间变化的实际电压曲线，和/或，基于捕获的实际电流、特别是基于捕获的随时间变化的实际电流，检测或确定加热装置的瞬时实际状态，并且至少部分地控制传感器装置和/或输出至少一个控制信号以用于基于所检测或确定的加热装置的实际状态、至少部分地控制传感器装置。

直接捕获实际电压和/或实际电流和/或相关曲线，并因此优选地捕获输出至组合式传感器和加热元件的加热功率，使得可以以特别适合于加热装置的瞬时实际状态的方式控制传感器装置，特别是允许传感器操作特别地与加热操作同步。特别地，这使得可以用可变时钟(variable clocking)来操作加热装置，并且特别地，用具有与加热装置的控制分离的、控制和评估装置的传感器装置来操作加热装置，而不需要单独的(附加的)同步信号。

在本发明的意义上，术语“同步”或“同步地”在这种情况下仅仅被理解为意指加热装置和传感器装置本身的适当的时间协调，特别是分配给它们的部件的控制的时间协调，也就是说，分配给传感器装置和/或加热装置的部件的控制的时间协调。因此，本发明意义上的同步不一定要求事件同时发生。

加热装置的可变时钟使得有可能根据要求以优化的方式控制加热装置，并因此允许加热装置的更有利且因此改进的操作。

基于实际捕获的加热功率来同步传感器装置的控制，而不是经由例如单独的(附加的)同步信号(该同步信号例如经由数据总线，例如经由LIN总线或CAN总线传输，其每一个仅允许有限的传输速率并因此仅允许有限的同步速度，并且对于各控制和评估装置之间的通信来说是常规的)，这实现了特别快速的同步，其结果是，即使在各个加热脉冲之间的高速时钟的情况下，也就是说，在加热功率输出的高脉冲频率的情况下，仍然可以执行完整的电容传感器测量或其他传感器操作循环，例如相应的诊断测量和/或可信度检查，因为传感器装置的控制没有被同步信号的传输速率延迟。

上述优势还为分离或划分用于控制加热装置和用于控制传感器装置的控制功能提供了有利的先决条件，特别是为在不同的、分离的、各控制和评估装置之间划分这些功能提供了有利的先决条件，这些控制和评估装置尤其可以在空间上彼此分离地布置。

特别地，这使得可以在不同的组件之间划分组合式电容传感器和加热设备的各部件，或者将它们分配给不同的组件，其结果是，在一些情况下，可以出现特别有利的安装空间和/或封装条件和/或关于系统架构的特别有利的可能性，这将在下面更详细地描述。

将组合式传感器和加热元件既用作电加热元件、又用作电容传感器电极需要将传感器和加热元件电连接到电压源，特别是需要使电流流过传感器和加热元件，特别是闭合电路，以便操作加热装置，特别是产生热量。相反，为了将组合式传感器和加热设备作为传感器装置来操作，也就是说，为了将传感器和加热元件用作电容传感器电极，有必要在所有极上将传感器和加热元件与电压源电断开，也就是说，将传感器和加热元件与相关电压源的两极电断开。为此，至少需要两个开关装置。

在根据本发明的传感器和加热设备中，第一开关装置是第一电气路径的一部分，并且可以用于将组合式传感器和加热元件、特别是其第一接线端、电连接到电压源的第一极或与之电断开，并且第二开关装置是第二电气路径的一部分，可以用于将组合式传感器和加热元件、特别是其第二接线端、电连接到电压源的第二极或与之电断开。

在本发明的意义上，“组合式电容传感器和加热装设备”被理解为具有电容传感器装置和加热装置的设备，其中至少一个组成部分，特别是在这种情况下、至少组合式传感器和加热元件，由传感器装置和加热装置共同使用。

在本发明的意义上,“组合式传感器和加热元件”尤其是导电元件，其既可以作为加热装置的电加热元件操作，也可以作为传感器装置的电容传感器电极操作，优选地至少以一定时间延迟连续地操作。

在本发明的意义上，“加热装置”被理解为意指被配置为至少偶尔输出热量的设备，其中，热量可以特别优选地由流过组合式传感器和加热元件的电流产生，并且特别地，可以被输出到传感器和加热元件的环境中，其中，组合式传感器和加热元件被设计和配置为特别地用作电加热电阻器。

相应的加热装置，包括用于车辆转向盘的加热装置，从现有技术中基本上是已知的，参考现有技术可以获得关于操作的基本方法和对这种加热装置的配置的一般要求的更详细的信息。

为了接通加热装置并因此产生热量，特别是为了产生流过该组合式传感器和加热元件的电流，可以特别地闭合第一开关装置和第二开关装置，特别是闭合所有开关装置(如果存在的话)，利用这些开关装置，组合式传感器和加热元件串联连接在电压源的第一极和电压源的第二极之间，特别优选地，在每种情况下，同时或者以至少偶尔同时闭合的方式，使得组合式传感器和加热元件的第一接线端电连接到电压源的第一极，并且电压源的第二极电连接到传感器和加热元件的第二接线端，从而使得由电压源供给的电流能够流过传感器和加热元件。

电压源优选是供电电压源，特别是DC电压源，其中，第一极优选是例如+12V或24V的正工作电压被施加或能够被施加到其上的极，像在车辆中一样，而第二极特别是零电势被施加到其上的极，也就是说，接地(0V)。

为了切断加热装置并因此终止热量的产生，特别是为了终止流过传感器和加热元件的电流，可以打开至少一个开关装置，其中，为了切断加热装置，特别优选地，可以至少打开第一开关装置和/或第二开关装置，优选地至少打开第一开关装置和第二开关装置，特别是所有的开关装置，利用这些开关装置，组合式传感器和加热元件串联连接在电压源的第一极和电压源的第二极之间，特别是在每种情况下同时和/或以其至少偶尔同时打开的方式，其结果是，组合式传感器和加热元件的第一接线端与电压源的第一极电断开，和/或，电压源的第二极与传感器和加热元件的第二接线端电断开，其结果是，该组合式传感器和加热元件可以在所有极上被切断。

根据本发明的传感器和加热设备中的加热装置在这种情况下特别优选地被设计和配置成输出限定的加热功率，特别是期望的限定的加热功率，特别是基于需求输出，例如基于捕获的温度值，例如基于转向盘温度等，其中，可输出的加热功率特别优选地是可变的，并且可具体地设定，特别是通过可控制的或可调节的脉宽调制(PWM)进行设定，如从现有技术中基本上已知的那样，关于这方面的要求和配置可能性的更详细的信息和细节可参考现有技术。

在本发明的意义上，“电容传感器装置”是这样一种传感器装置，其优选被设计并且特别地被配置成捕获并且优选地评估电容，也就是说，电容耦合的大小，和/或，电容的变化，和/或，表征电容和/或电容变化的相应变量。

用于检测传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在的电容传感器装置从现有技术中基本上是已知的，包括用于车辆的转向盘，特别是用于检测转向盘的握持区域中的人手，关于操作方法和对这种装置的配置施加的一般要求的更详细信息，可参考该现有技术。

在这种情况下，根据本发明的传感器和加热设备的电容传感器装置被特别设计和配置为捕获并且特别地评估组合式传感器和加热元件与传感器和加热元件的环境和/或与参考电极的电容耦合，特别是与参考电极的电容耦合，在该参考电极处存在限定的电势或者限定的电势可以被施加或被施加到该参考电极，捕获并且特别地评估该电容耦合的变化和/或表征该电容耦合的变量和/或表征该电容耦合的变化的变量。在这种情况下，可以以各种方式基本捕获电容耦合或后者的变化，特别是以现有技术中通常已知的传统方式，例如使用简单的电压测量、电流测量，借助于谐振电路或通过阻抗测量。

在一种可能的配置中，电容耦合或后者的变化可以通过所谓的CVD方法(电容分压器方法)来捕获。可以从捕获的电容耦合或后者的变化中推断出在传感器装置的检测区域中是否存在电容致动装置。可选地，在组合式传感器和加热设备的另一种可能的配置中，也可以捕获电容耦合或后者的变化，例如，通过向组合式传感器和加热元件施加限定的电压信号，同时测量在该过程中出现的电流，并确定电压信号和电流之间的相移，以及根据相移确定电容耦合的大小或后者的变化，其是基于加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合来建立的，例如通过一个或多个为此目的而专门配置的ASIC(ASIC＝专用IC)。

根据本发明的传感器和加热设备中的传感器装置特别优选地被设计成检测转向盘的抓握区域中人手的存在，特别是检测人手何时接近和/或远离转向盘，和/或，检测转向盘何时被人手触摸，特别是检测人手触摸转向盘的变化，例如转向盘上的手的位置变化。

在这种情况下，根据本发明的组合式传感器和加热设备中的组合式传感器和加热元件被设计成特别地与环境和/或参考电极一起形成限定的电容，当该传感器和加热元件的检测区域中存在电容有效的致动装置时，该限定电容相对于参考状态而变化，其中，电容的该变化、并且因此该传感器和加热元件与环境和/或参考元件之间的电容耦合的变化、尤其与致动装置和传感器元件之间的距离成比例。

在这种情况下，根据本发明的传感器和加热设备可以具有一个组合式传感器和加热元件，或者多个组合式传感器和加热元件，根据相同的原理，它们优选地每个都连接到相关的电压源。这使得能够进行空间分辨率检测，并且因此例如能够区分车辆驾驶员是一只手还是两只手放在转向盘上和/或驾驶员在转向盘的握持区域中握持转向盘的位置。

该组合式传感器和加热元件特别优选地为具有一个或多个电导体的导电结构，其中，在多个电导体的情况下，各电导体特别地以合适的方式彼此电耦合，特别是接触连接和/或以合适的方式彼此连接。

该组合式传感器和加热元件可以是例如细长的线状或丝状导体，其尤其可以例如以曲折的方式布置在转向盘轮缘的芯周围。在这种情况下，传感器和加热元件可以布置在和/或施加到载体上，例如缝合到和/或粘结到载体上，或者可以结合到载体中并且编织或嵌入到载体等中，例如，优选地，在每种情况下，使得传感器和加热元件在尽可能大的区域上延伸。

至少一个传感器和加热元件也可以是加热垫，特别是由电导体等组成的织物或由多个独立的导体组成的网，这些导体以网格的形式或可以以网格的形式布置，或者以网格的形式布置在载体上，或者结合到载体中。

在这种情况下，特别地，该组合式传感器和加热元件的第一接线端优选是输入接线端，而该传感器和加热元件的第二接线端是输出接线端。

为了将组合式传感器和加热设备作为传感器装置操作，并因此将组合式传感器和加热元件作为电容传感器电极操作，该传感器和加热元件可以优选地与电压源的第一极和电压源的第二极都电断开，特别是通过打开至少第一开关装置和第二开关装置，优选地，在每种情况下，同时打开和/或以它们至少偶尔同时打开的方式。此外，也可以优选地分别打开沿着第一电气路径和/或第二电气路径存在的开关装置。

在本发明的意义上，“开关装置”是被设计成在电路布置的两个部件之间建立电连接或电断开电连接的装置，其中，电连接是在开关装置的打开状态下断开的，而电连接是在开关装置的闭合状态下建立的。在这种情况下，开关装置可以是具有多个电子组成部分的组件，特别是多个开关元件，或者只有一个单独的开关元件，即：单独的开关，其中，开关元件例如可以是场效应晶体管。

根据本发明的传感器和加热设备的至少一个开关装置是电子开关装置，也就是说，不是机械开关装置，并且特别地具有至少一个半导体部件，其中，至少一个开关装置可以特别地由控制装置控制，优选地借助于至少一个控制信号控制，其中，特别地，至少第一开关装置和/或第二开关装置、特别是根据本发明的传感器和加热设备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设备的一种可能的、特别有利的配置中，组合式电容传感器和加热设备，特别是加热装置，优选地被设计和配置成以脉冲方式输出加热功率，特别是期望的加热功率，优选地基于需求输出，其中，脉冲电流、特别是具有限定的、优选恒定的电压的脉冲电流可以优选地为此目的被引导通过至少一个组合式传感器和加热元件，其中，脉冲电流可以被调制，特别是借助于脉冲宽度调制，使得输出期望的加热功率，其中，平均输出加热功率可以特别优选地通过改变周期持续时间、脉冲宽度和/或脉冲之间的间隔来改变。这使得可以容易地调整输出加热功率，例如基于加热功率需求或者响应于加热功率需求。

在这种情况下，电压可以特别优选地保持为恒定，但这不是必须的，并且同样可以想到改变电压以改变输出加热功率。然而，恒定电压使得加热装置的配置特别简单，尤其是如果相关电压源的第一极的电压电平不必被调制的话。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，组合式电容传感器和加热设备、特别是传感器装置被设计和配置为特别地执行传感器操作，特别是一个或多个电容测量，用于至少部分地、特别是完全地在两个加热功率脉冲之间检测传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在和/或传感器装置的诊断。这使得能够以简单的方式选择性地、延时地、但最终联合使用组合式传感器和加热元件。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，同步装置可以经由至少一个另外的电气路径捕获第一电气路径或第二电气路径中的实际电压和/或实际电流，该至少一个另外的电气路径经由或者能够经由位于第一开关装置与组合式传感器和加热元件的第一接线端之间的、沿着第一电气路径的同步连接节点电连接到第一电气路径，和/或，经由位于组合式传感器和加热元件的第二接线端与第二开关装置之间的、沿着第二电气路径的同步连接节点电连接到第二电气路径。

在本发明的意义上，“连接节点”特别是电线的线路分支或线路分支部。

这种结构，也就是说，在第一或第二电气路径中至少第一或第二开关装置的下游的、或者在开关装置与传感器和加热元件的连接之间的分接头，也就是说，不直接在电压源的相应极的下游，使得可以以特别有利和简单的方式捕获加热装置的实际状态。特别地，除了捕获允许推导出输出加热功率的电流(没有电流，就没有加热功率，随时间的变化而捕获的电流和电压＝加热功率)之外，这种结构使得，除了捕获何时施加加热功率(加热操作)和/或何时不施加加热功率(零功率，但是不关闭所有的极)以及捕获恒定的加热操作之外，特别地，还可以捕获何时关闭所有的极和/或打开所有的极。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一种可能的、特别有利的配置中，组合式传感器和加热设备还特别优选地具有：至少一个控制和评估装置，特别是第一控制和评估装置，其被配置成至少部分地控制组合式电容传感器和加热设备的传感器装置，特别是控制组合式传感器和加热元件作为传感器元件的操作；以及，被配置为至少部分地控制该组合式电容传感器和加热设备中的加热装置的控制和评估装置，尤其是第二控制和评估装置，尤其用于控制传感器和加热元件作为加热元件的操作，其中，第二控制和评估装置尤其与第一控制和评估装置分离。

加热和传感器功能的分开配置，特别是分配给单独的控制装置，使得根据本发明的传感器和加热设备的部件在至少两个单独的组件之间的特别灵活的系统架构和划分成为可能，特别是对于具有转向盘侧部件和车身侧部件的车辆的转向输入设备组件的特别有利的划分。同步装置以简单且特别有利的方式实现了独立的控制和评估装置的同步操作，并因此实现了根据本发明的组合式传感器和加热设备的特别有效的配置。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，组合式传感器和加热设备被设计和配置成特别用于集成在机动车辆的转向输入设备组件中，该转向输入设备组件具有转向盘侧的部件和车身侧的部件，其中，组合式传感器和加热设备优选地具有第一组件，该第一组件被设计和配置成集成在转向输入设备组件的位于车身侧的部件中，并且特别地，具有第二组件，该第二组件被设计和配置成集成在转向输入设备组件的位于转向盘侧的部件中，并且其中，组合式传感器和加热设备的一些部件优选地被分配给第一组件，而其他部件被分配给第二组件。

在本发明的意义上，“组件”是至少两个组成部分的组，特别是至少两个组成部分的组件。

在本发明的意义上，“转向输入设备组件”是这样一种组件，其具有：至少一个位于转向盘侧的部件，并且该位于转向盘侧的部件具有至少一个被设计用于布置在转向盘侧的组成部分；以及，位于车身侧的部件，并且该位于车身侧的部件具有至少一个被设计用于布置在车身侧、特别是转向柱侧的组成部分，其中，在转向输入设备组件在车辆中的功能性安装状态下，转向输入设备组件的位于转向盘侧的部件尤其可以相对于位于车身侧的部件移动，尤其可以相对于位于车身侧的部件旋转，尤其是围绕转向轴的旋转轴线旋转。在这种情况下，位于转向盘侧的部件也可以具有一个或多个被设计用于布置在转向盘侧的组件。位于车身侧的部件相应地也可以具有一个或多个被设计用于布置在车身侧的组件。转向输入设备尤其可以是转向盘或小型转向喇叭或操纵杆等。

这使得可以提供一种转向输入设备组件，其在转向盘侧仅需要少数几个部件。划分成至少两个组件使得可以提供具有第二组件的传感器和加热设备，该第二组件被设计成集成在位于转向盘侧的部件中，与仅具有一个完全集成在转向盘侧的部件中的组件的配置相比，由于分配给第二组件的部件数量较少，转向盘侧具有较低的安装空间需求，但是仍然能够实现高捕获精度。将各个部件划分成至少两个组件使得可以以特别有利的方式将根据本发明的传感器和加热设备集成到转向输入设备组件中。

特别地，这种配置使得可以将多个部件转移到车身侧的部件上。这使得有可能实现转向盘侧部件的较低安装空间要求。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，第一组件和第二组件彼此电连接，特别是通过电连接装置，特别是用于传输信号和/或能量的目的，其中，电连接装置特别具有螺旋弹簧，或者是螺旋弹簧。

不同组件的至少两个开关装置经由电连接装置的电连接使得可以跨组件将开关装置共同用于加热装置和传感器装置二者。

在本发明的意义上，“螺旋弹簧”尤其是一种电连接装置，其被设计成，将，被设计成紧固在车身侧上的组成部分和/或被设计成紧固在车身侧上的组件(例如能够以旋转固定的方式连接到转向轴的定子和/或转向柱模块)，电连接到，被设计成紧固在转向盘侧的组成部件和/或被设计成紧固在转向盘侧的组件(例如能够以旋转固定的方式连接到转向盘的转子和/或能够集成在转向盘中的转向盘模块)，特别是用于传输信号和/或能量的目的，其中，在车辆中的功能安装状态下，被设计成紧固在转向盘侧的组成部件或被设计成紧固在转向盘侧的组件，相对于被设计成紧固在车身侧的组成部件或被设计成紧固在车身侧的组件，是可移动的，特别是可旋转的，优选围绕转向轴的旋转轴线旋转。

螺旋弹簧、以及因此电连接装置优选地具有一个或多个彼此绝缘并且可以布置在一个或多个平面中的导电带，其中，螺旋弹簧可以特别优选地是具有一个或多个导电带平面的扁平导体，其中，螺旋弹簧特别优选地设计成至少部分地被所谓的螺旋弹簧盒容纳，特别是至少部分地卷绕在螺旋弹簧盒中。螺旋弹簧和螺旋弹簧盒从现有技术中基本上是已知的，关于螺旋弹簧的操作和配置的一般方法的更详细的陈述可参考现有技术。

原则上，电连接装置的任何期望的配置都是可能的，但是电连接装置特别优选地以这样的方式设计，即：根据本发明的传感器和加热设备的第一组件可以以这样的方式连接到传感器和加热设备的第二组件，即：根据本发明的传感器和加热设备可以集成到转向输入设备组件中，该转向输入设备组件具有位于转向盘侧的部件和位于车身侧的部件，其中，第一组件尤其可以集成到位于车身侧的部件中，而第二组件可以集成到位于转向盘侧的部件中。

在这种情况下，根据本发明的传感器和加热设备的第一组件优选地被设计和配置成集成在转向柱模块中，特别是可以紧固到车身上的转向柱模块，特别是所谓的“顶柱模块(TCM)”，也就是说，被设计和配置成至少部分地布置在所述模块中和/或由所述模块容纳。

根据本发明的传感器和加热设备的第二组件优选地被设计和配置成集成在车辆的转向盘中，其中，组合式加热和传感器元件特别优选地被设计成集成和/或引入转向盘的转向盘轮缘中，并且至少第二组件的相应开关装置被设计和配置成特别地集成在转向盘模块中，其中，转向盘模块特别优选地被设计成布置和/或集成在转向盘中。

在这种情况下，组合式传感器和加热元件优选被分配给第二组件。被设计和配置成至少部分地控制传感器装置的该控制和评估装置，尤其是第一控制和评估装置，优选被分配给第二组件。被设计和配置成至少部分地控制加热装置的该控制和评估装置，尤其是第二控制和评估装置，优选被分配给第一组件。

加热装置的其它部件，例如加热装置的与功率相关的部件和/或相应的安全装置，例如一个或多个过压保护装置和/或极性反转保护装置，优选同样被分配给第一组件，特别是包括第一开关装置和/或第二开关装置。

然而，原则上，在每种情况下，分配给相应的其他组件或不划分成组件也是可能的。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，同步装置特别优选地是第二组件的一部分，特别是如果用于控制传感器装置的控制和评估装置(传感器控制装置)是第二组件的一部分。这使得可以以特别有效的方式控制传感器装置，因为在同步装置和传感器控制装置之间的通信期间没有或几乎没有时间损失，特别是因为不需要跨组件的通信。同步装置也可以集成在用于控制传感器装置的控制和评估装置中。在这种情况下，根据本发明的传感器和加热装置特别优选地被设计成在被接收到第二组件中之后并且在第二组件内、在相应的相关电气路径上、特别是紧接在电连接装置的下游、立即捕获实际电压和/或实际电流和/或相应的曲线。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，被设计成至少部分地控制加热装置的该控制和评估装置(加热控制装置)优选地被设计成控制第一开关装置和/或第二开关装置，其中，第一开关装置和/或第二开关装置同样特别优选地是第一组件的一部分。

控制装置，特别是第一控制装置和第二控制装置，在这种情况下同样特别优选地通过电连接装置彼此电连接，特别是用于传输信号和/或能量的目的，其中，特别优选地，提供至少一个与能量传输线分离的信号传输线，以用于传输信号的目的，其中，特别地，可以分别提供分离的信号传输线和/或能量传输线。

这使得可以实现根据本发明的传感器和加热设备的有利架构，特别是简单且成本有效的结构。这尤其使得用于将能量传输到组合式加热和传感器元件(其必须被设计成传输高电流)的负载路径能够与用于传输信号的路径和用于供应能量的路径断开，该负载路径例如是分配给第二组件的控制装置，并且相比之下必须用于仅传输低电流。这使得能够实现简单的保护，例如防止过载，特别是对具有较低载荷和较小尺寸的组成部件的组件的保护，从而使得有可能实现成本优势。

为了控制装置的通信，控制装置可以通过总线、尤其是通过LIN总线、CAN总线或FlexRay总线耦合，尤其是额外地耦合。第二组件，特别是第二控制装置，特别优选地可以仅通过电连接装置和第一组件、以通信方式连接到一个或多个另外的部件，例如连接到固定至车身的控制单元。然而，原则上，也可以直接连接第二组件，也就是说，不使信号和/或能量传输路径依次穿过第一组件。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，多于一个的开关装置可以分别串联连接在第一电气路径和/或第二电气路径中。这使得可以显著提高传感器装置的测量精度。特别地，由于寄生电容而产生的干扰效应可以通过分别与第一和第二开关装置串联的附加开关装置来减少，这将在下面更详细地进行解释。

至少一个第三开关装置优选地与第一电气路径中的第一开关装置串联连接，和/或，第四开关装置与第二开关装置串联连接，其中，如果存在的话，第三开关装置特别地布置在第一开关装置与组合式传感器和加热元件的第一接线端之间，并且如果存在的话，第四开关装置特别地布置在组合式传感器和加热元件的第二接线端与第二开关装置之间，其中，如果第一开关装置和第三开关装置都是第一组件的部件，并且第三开关装置和第四开关装置都是第二组件的部件，则组合式传感器和加热设备的第一和第二组件优选地通过电连接装置彼此电连接，使得与后者串联的第一开关装置和第三开关装置彼此电连接以用于传输信号和/或能量的目的，并且与后者串联的第二开关装置和第四开关装置彼此电连接以用于传输信号和/或能量的目的。

在根据本发明的传感器和加热设备的另一有利配置中，组合式电容传感器和加热设备可以特别地具有第一传感器连接节点，特别是布置在第三开关装置与组合式加热和传感器元件的第一接线端之间、并且电连接到组合式加热和传感器元件的第一接线端的、第一传感器连接节点。

此外，至少一个控制装置，优选地，被配置为至少部分地控制传感器功能的该控制装置可以被设计和配置为在第一传感器连接节点处馈入限定的输入测量信号和/或将其分接出来，并且特别地评估输出测量信号，以用于检测在传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在，其中，为此目的，控制装置优选地具有至少一个输出端和/或输入端，其经由第一传感器连接节点电连接到或者可以电连接到组合式加热和传感器元件的第一接线端。这使得可以以特别简单和有利的方式捕获加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合或者所述电容耦合的变化，以用于检测转向盘区域中电容有效的致动装置的存在。

在根据本发明的传感器和加热设备的另一有利配置中，组合式电容传感器和加热设备还可以特别具有第二传感器连接节点，特别是布置在组合式加热和传感器元件的第二接线端与第四开关装置之间、并且电连接到组合式加热和传感器元件的第二接线端的第二传感器连接节点，其中，至少一个控制装置，优选地，被配置为至少部分地控制传感器功能的该控制装置被设计和配置为特别地在第二传感器连接节点处馈入限定的输入测量信号和/或将其分接出来，并且特别地评估输出测量信号，以用于检测在转向盘区域中电容有效的致动装置的存在，其中，为此目的，控制装置优选地具有至少一个输入端和/或输出端，其经由第二传感器连接节点电连接到或者可以电连接到组合式加热和传感器元件的第二接线端。

其结果是，可以例如通过第一传感器连接节点将限定的电压信号施加到组合式加热和传感器元件上，同时可以测量产生的电流，并且可以确定电压信号和电流之间的相移，以及可以根据相移确定电容耦合的大小或后者的变化，其基于加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合来建立，例如通过一个或多个为此目的而专门配置的ASIC(ASIC＝专用IC)。

可以通过将在第一传感器连接节点处确定的结果与在第二传感器连接节点处确定的结果进行比较来检查该加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合的合理性或者所述电容耦合的变化，特别是以从现有技术中基本已知的传统方式。

开关装置各自产生寄生电容(或者更确切地说，由于技术原因，这些寄生电容总是存在)，在组合式传感器和加热设备作为传感器装置运行期间，在捕获该加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合的同时施加的、并且特别施加在第一开关装置与加热和传感器元件的第一接线端之间和/或施加在加热和传感器元件的第二接线端与第二开关装置之间的、输入测量信号的一部分可能会在各种情况下因该寄生电容而流失，其结果是，所捕获的输出测量信号、以及因此所捕获的加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合可能会以不期望的方式失真。

施加在第一开关装置与加热和传感器元件的第一接线端之间的输入测量信号的一部分的流失可以被抵消，特别是通过附加的第三开关装置抵消，该附加的第三开关装置可以在加热和传感器元件的第一接线端与第一开关装置之间与第一开关装置串联连接，优选地通过在传感器操作期间、特别是在电容测量期间打开两个开关装置(第一和第三开关装置)，并且通过在第一开关装置和第三开关装置之间施加和/或馈入补偿信号，特别是在第三传感器连接节点处施加和/或馈入，其中，补偿信号特别对应于输入测量信号，并且优选地与后者相同和/或另外具有对应的补偿部分。这使得可以显著减少所施加的输入测量信号和/或补偿信号的一部分在第一极的方向上的流失，从而使得可以减少(尽管不是完全补偿)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捕获精度。

施加在加热和传感器元件的第二接线端与第二开关装置之间的输入测量信号的一部分的流走可以被抵消，特别是通过在加热和传感器元件的第二接线端与第二开关装置之间与第二开关装置串联的附加的第四开关装置而抵消，优选地通过在传感器运行期间、特别是在电容测量期间打开它们(第二和第四开关装置)，并且通过在第四开关装置和第二开关装置之间施加和/或馈入补偿信号，特别是在第四传感器连接节点处施加和/或馈入，其中，补偿信号特别对应于输入测量信号，并且优选地与后者相同和/或另外具有对应的补偿部分。这使得有可能显著减少输入测量信号和/或补偿信号的一部分在第二极的方向上的流失，从而使得有可能减少(尽管不是完全补偿)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捕获精度。

分别与第一开关装置和第二开关装置串联的第三开关装置和第四开关装置使得可以将补偿信号施加到电路，特别是在两个开关装置之间、尤其是在第一和第三开关装置之间以及在第四和第二开关装置之间施加和/或馈入补偿信号，如果附加的开关装置在传感器装置运行期间是打开的，则补偿信号不会立即通过相应的相关极得到补偿，其结果是，可以通过补偿信号来补偿否则会出现在第三和/或第四开关装置上的电势不平衡。开关装置上的电势不平衡越低，由后者引起的寄生电容的影响就越低。

为了实现对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设备的另一有利配置中，传感器和加热设备因此还优选地具有(特别是除了第三开关装置之外)：布置在第一开关装置和第三开关装置之间的另一传感器连接节点，特别是第三传感器连接节点，其可以经由第三开关装置电连接到组合式加热和传感器元件的第一接线端，和/或，布置在第四开关装置和第二开关装置之间的另一传感器连接节点，特别是第四传感器连接节点，其可以经由第四开关装置电连接到组合式加热和传感器元件的第二接线端，其中，至少一个控制装置，优选被配置为至少部分地控制传感器功能的控制装置，被设计和配置为向该传感器连接节点施加补偿信号，优选地是对应于输入测量信号的补偿信号，其中，为此目的，控制装置优选地具有至少一个输出端，该输出端电连接到或者可以电连接到该另一传感器连接节点。在这种情况下，第三传感器连接节点和第四传感器连接节点可以电连接或可连接到相关联的控制装置的相同输出端或不同输出端。

在这种情况下，该另一传感器连接节点，特别是第三传感器连接节点和/或第四传感器连接节点，优选地被分别分配给第二组件，并且特别地布置在用于将第一开关装置和第三开关装置彼此电连接的电连接装置与第三或第四开关装置之间。根据本发明的传感器和加热设备的这种配置使得可以以特别简单的方式至少部分地补偿寄生电容。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的一个有利配置中，第一开关装置优选地是所谓的高侧开关装置(HSS)，特别是用于将组合式加热和传感器元件连接到电压源的第一极的唯一高侧开关装置，其中，至少第一开关装置和/或第三开关装置特别优选地是所谓的PMOS开关装置的形式。然而，可替换地，假设存在合适的接触连接，第一开关装置和/或第三开关装置基本上也可以是所谓的NMOS开关装置的形式。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一有利配置中，第二开关装置优选地是所谓的低侧开关装置(LSS)，特别是用于将组合式加热和传感器元件连接到电压源的第二极的唯一低侧开关装置，其中，第二开关装置和/或第四开关装置特别优选地是所谓的NMOS开关装置的形式。然而，可替换地，假设存在合适的接触连接，第二开关装置和/或第四开关装置基本上也可以是所谓的PMOS开关装置的形式。

高侧开关装置(HS开关装置)、低侧开关装置(LS开关装置)、PMOS和NMOS开关装置从现有技术中基本上是已知的，其中，在具有DC电压源的电路组件中，最靠近存在较高电势电压源的极的开关装置被称为高侧开关装置，而在具有DC电压源的电路组件中，最靠近具有较低电势的极的开关装置尤其是低侧开关装置。

NMOS和PMOS开关装置分别是特殊的开关装置，它们从现有技术中基本上是已知的，并且具有至少一个半导体部件，特别是至少一个晶体管，特别是至少一个MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管(FET))，其中，PMOS晶体管是所谓的p沟道MOSFET，而NMOS晶体管是所谓的n沟道MOSFET。

为了实现适当的极性反转保护，根据本发明的传感器和加热设备也可以具有极性反转保护装置，其中，极性反转保护装置优选地被分配给第一组件，并且特别地在第二开关装置的背离加热和传感器元件的第二接线端的连接侧上与第二开关装置串联连接。作为用于电连接两个组件(其中第二组件特别优选地仅通过第一组件和电连接装置被供给信号和/或能量)的根据本发明的串联电路的结果，单个极性反转保护装置在许多情况下是足够的。

在根据本发明的传感器和加热设备的另一有利配置中，组合式传感器和加热设备还具有布置在第一开关装置和第三开关装置之间、并且与第一开关装置和第三开关装置串联连接的另一开关装置，特别是第五开关装置，其中，该另一开关装置优选同样是第二组件的一部分，并且特别优选同样是PMOS开关装置。然而，NMOS形式的第五开关装置也是可能的。

在这种情况下，该另一个、特别是第五开关装置优选地布置在用于将第一开关装置和第三开关装置彼此电连接的电连接装置、特别是在电连接装置与相关联的传感器连接节点(特别是第三传感器连接节点)之间，并且特别优选地可以由至少一个控制装置控制，优选地由配置成至少部分地控制传感器装置的控制装置控制，特别是由第二控制装置控制。该第五开关装置使得可以进一步提高根据本发明的传感器和加热设备的捕获精度，因为它使得能够从第一极处的不期望的电势波动中去耦，所述不期望的电势波动中的每一个都和组合式加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合的变化相关联，并且可能同样导致捕获的电容耦合的失真或电容耦合的变化。

在根据本发明的传感器和加热设备的另一有利配置中，传感器和加热设备还具有另一开关装置，特别是第六开关装置，其布置在第四开关装置和第二开关装置之间，并且与第四开关装置和第二开关装置串联连接，其中，该另一开关装置优选地同样是第二组件的一部分，并且特别优选地同样特别是NMOS开关装置。然而，PMOS形式的第六开关装置也是可能的。

在这种情况下，该另一个、特别是第六开关装置优选地布置在用于将第四开关装置和第二开关装置彼此电连接的电连接装置、特别是电连接装置与相关联的传感器连接节点(特别是第四传感器连接节点)之间，并且特别优选地可以由至少一个控制装置、优选地由配置成至少部分地控制传感器装置的控制装置、特别是由第二控制装置控制。该第六开关装置使得可以进一步提高根据本发明的传感器和加热设备的捕获精度，特别是使得能够从第二极处的不期望的电势波动中去耦，所述电势波动中的每一个都和组合式加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合的变化相关联，并且同样可能导致捕获的电容耦合的失真或电容耦合的变化。

在根据本发明的传感器和加热设备的另一有利配置中，其特别具有至少一个另外的开关装置，特别是第五开关装置和/或第六开关装置；传感器和加热设备还具有另一传感器连接节点，特别是第五传感器连接节点，其布置在第五开关装置和第一开关装置之间并且可以经由第五开关装置和第三开关装置电连接到组合式加热和传感器元件的第一接线端，和/或，另一传感器连接节点，特别是第六传感器连接节点，其布置在第六开关装置和第二开关装置之间，和/或，另一传感器连接节点，特别是第六传感器连接节点，其布置在第六开关装置和第二开关装置之间和/或第二开关装置和第二极之间并且能够经由第六开关装置和第四开关装置电连接到组合式加热和传感器元件的第二接线端，其中，至少一个控制装置、特别是第二控制装置被设计和配置为向该传感器连接节点施加限定的稳定电势，例如+5V等，但是优选为零电势，也就是说接地(0V)，其中，控制装置优选地为此具有至少一个输出端，该输出端电连接或者可以电连接到该另一传感器连接节点，特别是通过至少一个另外的开关装置，特别是通过第七开关装置或者第八开关装置，其中，第五传感器连接节点电连接或者可以电连接到控制装置，特别是通过第七开关装置，并且第六传感器连接节点通过或者可以通过第八开关装置电连接。在这种情况下，第五传感器连接节点和第六传感器连接节点可以电连接或可连接到相关联的控制装置的相同输出端或不同输出端。为了实现特别好的稳定效果，施加到第五传感器连接节点的稳定电势和施加到第六传感器连接节点的稳定电势特别优选为是相同的。

特别地，可以分别闭合第七开关装置和/或第八开关装置，以便将传感器和加热设备作为传感器装置运行，并且可以优选地分别将其打开，以便将传感器和加热设备作为加热装置运行，其中，当将传感器和加热设备作为加热装置运行时，特别优选地总是打开第七开关装置和/或第八开关装置，并且当将传感器和加热设备作为传感器装置运行时，特别优选地总是闭合第七开关装置和/或第八开关装置。

根据本发明的传感器和加热设备的这种配置使得有可能向第五和/或第六传感器连接节点施加限定的稳定电势，从而使得有可能稳定该组合式加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合，特别是将其设置到限定的参考水平。因此，电容耦合的大小可以从实际存在于电压源上的工作电压中去耦，其结果是，工作电压波动不再导致电容耦合的变化，从而可以提高传感器装置的捕获精度。如果选择零电势作为稳定电势，则可以省去第八开关装置、第六传感器连接节点和第六开关装置，其中，在这种情况下，零电势必须同样作为稳定电势施加到第五传感器连接节点上。这使得可以提供根据本发明的具有高捕获精度的传感器和加热设备的特别简单和成本有效的配置。

如果同步装置是被配置为至少部分地控制传感器功能的控制装置的一部分，则至少一个同步连接节点可以与传感器连接节点重合。因此，不需要额外的电气路径，特别是额外的电连接线和/或额外的电气路径，其中，同步连接节点优选地与第三、第四、第五或第六传感器连接节点重合，如果存在的话，特别优选地与第五或第六传感器连接节点重合，以便能够以尽可能接近第一开关装置或第二开关装置的方式捕获加热装置的实际状态。

然而，原则上，加热装置的实际状态也可以经由一个或多个单独的同步连接节点和相应的单独的另外的电气路径、从第一电气路径和/或第二电气路径分接出来。

单独的分接操作，也就是说，经由一个或多个单独的同步连接节点的分接操作具有这样的优点，即：原则上，即使在电容测量期间，也就是说在测量操作或传感器操作期间，也可以捕获加热装置的实际状态，而使用一个或多个传感器连接节点不允许这样，因为在电容测量期间需要传感器连接节点来馈入输入测量信号、分接输出测量信号、施加补偿信号和/或稳定电势。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，同步装置特别优选地被设计和配置为：基于捕获的实际电压、特别是基于捕获的实际电压随时间的变化曲线和/或基于捕获的实际电流、特别是基于捕获的实际电流随时间、至少检测接通状态和/或加热状态和/或切断状态和/或关闭状态作为加热装置的实际状态。

在这种情况下，同步装置优选以这样的方式设计和配置，即：如果捕获到上升的实际电压和/或上升的实际电压曲线和/或上升的实际电流或上升的实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的上升沿，则接通状态被检测为加热装置的瞬时实际状态。

相反，如果捕获到不同于零电压(0V)的恒定实际电压和/或不同于零电压(0V)的恒定实际电压曲线和/或不同于零电流(0A)的恒定实际电流或不同于零电流(0A)的恒定实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的恒定平稳段，则加热状态优选被检测为加热装置的瞬时实际状态。

如果捕获到下降的实际电压和/或下降的实际电压曲线和/或下降的实际电流或下降的实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的下降沿，则切断状态被特别检测为加热装置的瞬时实际状态。

如果零电压(0V)被捕获为恒定的实际电压，和/或，如果恒定的零电压曲线被捕获为实际电压曲线，和/或，如果零电流被捕获为恒定的实际电流或者如果恒定的零电流曲线被捕获为实际电流曲线，特别是如果加热功率脉冲的恒定零平稳段被捕获，则优选地将关闭状态检测为加热装置的瞬时实际状态。

特别地，在一个扩展方案中，根据本发明的电容传感器和加热设备还可以被设计成捕获加热周期的周期持续时间并且额外地控制传感器装置，特别地，在此基础上，例如通过确定检测两个接通操作或两个切断操作之间的时差，或者通过确定接通操作和切断操作之间的时差来确定加热脉冲或加热暂停的长度，反之亦然。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，同步装置特别地被设计和配置为：如果已经检测到加热装置的切断状态或接通状态，则启动组合式传感器和加热元件的传感器操作，特别是立即启动或以限定的时间延迟启动。这使得能够以特别有利的方式控制传感器装置。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，同步装置优选地被设计和配置成产生和输出传感器操作启动信号，特别是数字传感器操作启动信号，特别是输出到被设计和配置成至少部分地控制传感器装置的控制和评估装置，以用于启动传感器操作，其中，被设计和配置成至少部分地控制传感器装置的该控制和评估装置优选地被设计和配置成：在接收到传感器启动信号时或之后的一个或多个步骤中控制第一电气路径和第二电气路径中的所有可由其控制的开关装置，使得这些开关装置被打开，并且优选地，在另一步骤中，执行至少一个电容测量，以用于检测在传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在和/或传感器诊断。

响应于检测到的断开状态，也就是说，响应于检测到的加热脉冲的下降沿，通过控制例如第一电气路径和第二电气路径中的所有开关装置，可以优选地立即或以限定的时间延迟启动传感器操作，这些开关装置可以由相关联的用于控制传感器功能的控制和评估装置控制，使得它们被打开。例如，随后可以执行电容测量，例如如上所述，优选地通过馈入补偿信号。如果还检测到传感器和加热元件在所有极都被断开，则例如也可以施加稳定电势。

只要至少一个开关装置保持打开，就可以容易地实现这一点，如果至少一个开关装置可以仅由用于控制传感器功能的控制装置(传感器控制装置)来控制，则加热装置不能启动进入加热操作的任何切换。

为了在单独的控制装置的情况下避免来自加热装置的错误消息，由于加热装置例如试图输出加热功率并且使用诊断功能来检查是否所有的开关都是闭合的，则可以使用例如相应的状态信号来拦截或抑制相应的错误消息，该状态信号例如由传感器控制装置产生并且可以例如经由数据总线传输到加热装置的控制装置(加热控制装置)。

可替换地或附加地，响应于检测到的接通状态，也就是说，响应于检测到的加热脉冲的上升沿，优选地同样如上所述，通过优选地控制第一电气路径和第二电气路径中的所有开关装置，基本上也可以启动传感器操作，这些开关装置可以由用于控制传感器功能的相关控制和评估装置控制，使得它们被打开。例如，随后同样可以进行电容测量，特别是如上所述执行，优选通过馈入补偿信号执行。如果还检测到传感器和加热元件在所有极都被切断，则例如也可以施加稳定电势。

然而，如果传感器操作旨在响应于加热脉冲的上升沿而启动，则有利的是以限定的时间延迟来这样做，以避免通过过早地打开第一或第二电气路径中的一个或多个开关装置而不必要地降低输出加热功率，尤其是仍然在加热功率脉冲期间时。

然而，如果可以辨别出两个加热功率脉冲之间的时间段可能不足以执行完整的测量循环、传感器诊断和/或可信度检查，则在根据本发明的组合式传感器和加热设备的配置的情况下，只要后者在第一或第二电气路径中具有一个或多个也可由传感器控制装置控制的另外的开关装置，那么响应于接通状态的检测而启动传感器操作时，就可以通过传感器控制装置容易地中断加热功率脉冲，从而缩短加热周期并切换到传感器操作。因此，可以节省时间。

在这种情况下，时间延迟特别地可以是预先确定的，并且特别地被存储在同步装置中，或者可以在同步装置启动时由加热装置发送一次或者可以被重复发送、特别是通过数据总线发送，或者可以从一个或多个捕获的实际状态中确定该时间延迟，例如从所确定的加热周期的持续时间中确定，特别是例如从最后一次确定的持续时间中确定。时间延迟特别优选地取决于脉宽调制的加热功率脉冲的脉冲持续时间，或者基于其来确定。

特别地，响应于检测到的切断状态，可以优选地启动传感器操作。然而，如果两个加热功率脉冲之间的时间间隔似乎不够长，则传感器操作可以优选地响应于检测到的接通状态而被启动，其中，这可以优选地根据加热装置的操作而改变，从而使得传感器装置的控制可以以特别有利和动态的方式适应于加热装置的控制。

在一个可能的实施例中，传感器控制装置还可以向加热装置输出信号，以便启动可以由加热装置控制的开关装置的闭合，其中，加热装置在这种情况下优选地被设计成接收并相应地评估该信号，并且以期望的方式控制相关联的开关装置。

在根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的另一可能的、特别有利的配置中，传感器和加热设备特别地被设计和配置为，在完成电容测量之后、立即和/或在规定时间期满之后、特别是在规定时间期满之后、立即终止传感器操作，其中，传感器和加热设备优选地被设计和配置为在传感器操作终止之后切换到加热操作，其中，被设计和配置成至少部分地控制传感器装置的该控制和评估装置特别地被设计和配置成，在电容测量完成和/或规定时间期满之后，在一个或多个步骤中，控制在第一电气路径和第二电气路径中可由其控制的所有开关装置，使得所述开关装置被闭合。

在根据本发明的用于操作根据本发明的组合式电容传感器和加热设备的方法中，该传感器和加热设备选择性地、特别是交替地、作为加热装置或传感器装置而操作，其中，为了将传感器和加热设备作为加热装置操作，组合式传感器和加热元件作为电加热元件操作，其中，为了接通加热装置，闭合沿着第一电气路径的所有开关装置和沿着第二电气路径的所有开关装置，而为了切断加热装置，打开沿着第一电气路径的至少一个开关装置、优选至少第一开关装置、特别是沿着第一路径的所有开关装置以及打开沿着第二电气路径的至少一个开关装置、优选至少第二开关装置、特别是沿着第二路径的所有开关装置。

并且其中，为了将传感器和加热设备作为传感器装置来操作，组合式传感器和加热元件作为电容传感器电极来操作，并且打开第一电气路径的至少一个开关装置和第二电气路径的至少一个开关装置，特别是沿着第一电气路径的所有开关装置和沿着第二电气路径的所有开关装置。

根据本发明的用于操作根据本发明的传感器和加热设备的方法的特征在于，沿着第一电气路径捕获施加到电压源的第一极与组合式传感器和加热元件的第一接线端之间的该第一电气路径的实际电压，特别是随时间变化的实际电压曲线，和/或瞬时实际电流，特别是随时间变化的实际电流曲线；和/或，沿着第二电气路径捕获施加到组合式传感器和加热元件的第二接线端与第二极之间的该第二电气路径的实际电压，特别是随时间变化的实际电压曲线，和/或瞬时实际电流，特别是随时间变化的实际电流曲线，优选地(在每种情况下)经由同步连接节点以及电连接到或可以电连接到同步装置的电气路径而捕获，其中，基于所捕获的实际电压和/或所捕获的实际电流来确定加热装置的瞬时实际状态，并且基于所确定的加热装置的实际状态来至少部分地控制传感器装置和/或输出用于至少部分地控制传感器装置的至少一个控制信号。

根据本发明的方法使得可以在没有单独的附加同步信号的情况下，以灵活地适应于加热装置的操作的方式操作传感器装置，即使当以可变的脉冲频率、脉冲持续时间和/或两个脉冲之间的暂停时间输出脉冲加热功率时也是如此。

在根据本发明的方法的一个可能的、特别有利的实施例中，加热功率、特别是期望的加热功率优选地基于需求以脉冲方式输出，其中，脉冲电流，特别是具有限定的、优选恒定的电压的脉冲电流，为此目的优选地被引导通过至少一个组合式传感器和加热元件，其中，脉冲电流被调制，特别地通过脉冲宽度调制，以使得输出期望的加热功率，特别是期望的平均加热功率，其中，特别地，为此目的，可以改变周期持续时间、脉冲宽度和/或两个脉冲之间的间隔(暂停时间)和/或脉冲高度(电压水平)。

在根据本发明的方法的另一可能的、特别有利的实施例中，至少部分地、特别是完全地在两个加热功率脉冲之间执行传感器操作，特别是用于检测传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在的一个或多个电容测量和/或传感器装置的诊断，其中，特别地，为此目的，控制和打开至少一个开关装置，特别是通过用于控制传感器装置的控制和评估装置。

在根据本发明的方法的一个可能的、特别有利的实施例中，在这种情况下，经由至少一个另外的电气路径、并且经由同步连接节点、捕获实际电压和/或实际电流和/或相应的曲线，该同步连接节点沿着第一电气路径位于第一开关装置与组合式传感器和加热元件的第一接线端之间，并且电连接或能够电连接到第一电气路径；和/或，经由至少一个另外的电气路径、并且经由同步连接节点、捕获实际电压和/或实际电流和/或相应的曲线，该同步连接节点沿着第二电气路径位于组合式传感器和加热元件的第二接线端与第二开关装置之间，并且电连接或能够电连接到第二电气路径。

在根据本发明的方法的一个有利实施例中，至少接通状态和/或加热状态和/或切断状态和/或关闭状态被特别优选地确定为加热装置的实际状态，其中，如果捕获到上升的实际电压和/或上升的实际电压曲线和/或上升的实际电流或上升的实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的上升沿，则接通状态被确定为加热装置的瞬时实际状态，和/或

如果捕获到不同于零电压(0V)的恒定实际电压和/或不同于零电压(0V)的恒定实际电压曲线和/或不同于零电流(0A)的恒定实际电流或不同于零电流(0A)的恒定实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的恒定平稳段，则加热状态被确定为加热装置的瞬时实际状态，和/或

如果捕获到下降的实际电压和/或下降的实际电压曲线和/或下降的实际电流或下降的实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的下降沿，则切断状态被确定为加热装置的瞬时实际状态，和/或

如果零电压(0V)被捕获为恒定的实际电压，和/或如果恒定的零电压曲线被捕获为实际电压曲线，和/或如果零电流被捕获为恒定的实际电流，或者恒定的零电流曲线被捕获为实际电流曲线，特别是如果捕获到加热功率脉冲的恒定零平稳段，则关闭状态被确定为加热装置的瞬时实际状态。

在根据本发明的方法的一个可能的、特别有利的实施例中，如果加热装置的切断状态(也就是说，特别是加热功率脉冲的下降沿)或接通状态(也就是说，特别是加热功率脉冲的上升沿)已经被检测或确定为加热装置的实际状态，则启动组合式传感器和加热元件的传感器操作，特别是立即启动或以限定的时间延迟启动。

为了启动传感器操作，相应的开关装置分别由至少一个控制装置相应地控制，尤其优选地被打开。

在根据本发明的方法的一个有利实施例中，在传感器和加热设备作为传感器装置操作期间，至少偶尔在第一传感器连接节点(如果存在的话)处馈入限定的输入测量信号，优选地借助于被设计和配置成至少部分地控制传感器功能的控制装置，特别地借助于第二控制装置；在第二传感器连接节点(如果存在的话)处分接出限定的输出测量信号，并且捕获和评估该输出测量信号，特别地，其中，还可能特别地同时将特别对应于输入测量信号的、限定的补偿信号施加到另一传感器连接节点(如果存在的话)，特别是第三传感器连接节点，和/或(如果存在的话)施加到另一连接节点，特别是第四传感器连接节点，并且其中，限定的稳定电势、特别是零电势也可能特别地被同时施加到另一传感器连接节点(如果存在的话)，特别是第五连接节点，和/或施加到另一连接节点，特别是第六连接节点。

这使得可以实现加热和传感器元件与环境和/或参考电极的电容耦合的特别高的捕获精度。稳定电势也可以仅施加到第五连接节点。然而，这预先假定了根据本发明的传感器和加热设备的合适配置，特别是将零电势施加到第五连接节点的配置，该第五连接节点不具有第六开关装置，并且零电势同样施加到第五开关装置的面向第二极的连接侧，也就是说，第五开关装置接地(0V)。这使得有可能提供一种特别有利的传感器和加热设备，其仅需要少量的部件，并且因此能够实现仅具有少量的开关装置的非常简单的结构。

根据本发明的用于车辆的转向输入设备组件，特别是转向盘组件，其具有：位于转向盘侧的部件，该部件特别具有至少一个转向盘模块，该部件特别是具有转向盘模块的转向盘；以及，位于车身侧的部件，特别是转向柱模块，其中，在转向输入设备组件在车辆中的功能安装状态下，位于转向盘侧的部件可以相对于位于车身侧的部件移动，特别是可以相对于位于车身侧的部件旋转，特别是围绕转向轴的旋转轴线旋转，其特征在于，转向输入设备组件具有根据本发明的组合式电容传感器和加热设备。

如果传感器和加热设备具有第一组件和第二组件，该组合式电容传感器和加热设备的第一组件优选集成在转向输入设备组件的位于车身侧的部件中，并且该组合式电容传感器和加热设备的第二组件集成在转向输入设备组件的位于转向盘侧的部件中，其中，第一组件和第二组件通过电连接装置彼此电连接，特别用于传输信号和/或能量的目的，其中，电连接装置特别是螺旋弹簧。

在根据本发明的转向输入设备组件的一个优选配置中，转向输入设备组件还优选地具有转向盘，其中，组合式传感器和加热元件在这种情况下特别优选地集成在转向盘中，其中，转向盘特别地具有金属转向盘芯，该金属转向盘芯优选地具有电施加到其上的限定的参考电势或者被永久地电接触式连接到限定的参考电势，其中，转向盘芯特别被设计或配置成参考电极和/或屏蔽装置，尤其是屏蔽电极，其中，与第五开关装置和/或第六开关装置相同的电势、尤其是零电势(也就是接地)可以特别优选地施加到金属转向盘芯上。

根据本发明的车辆的特征在于，其具有根据本发明的转向输入设备组件，其中，位于转向盘侧的部件可以相对于位于车身侧的部件移动，特别是可以旋转，特别是围绕转向轴的旋转轴线旋转。

在车辆的一个有利配置中，该车辆还具有电压源，该电压源具有第一极和第二极并且特别是DC电压源，其中，组合式电容传感器和加热设备的组合式传感器和加热元件的第一接线端可以至少经由第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置与电压源的第一极电连接和电断开，该第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置各自彼此串联连接，并且组合式传感器和加热元件的第二接线端可以至少经由第四开关装置和第五开关装置与电压源的第二极电连接和电断开，第四开关装置和第五开关装置各自彼此串联连接。

关于根据本发明的传感器和加热设备呈现的有利配置和实施例及其优点相应地也适用于根据本发明的用于操作根据本发明的传感器和加热设备的方法、根据本发明的转向输入设备组件以及根据本发明的车辆。

从权利要求、附图和对附图说明中，本发明的其他特征是显而易见的。以上描述中引用的所有特征和特征的组合，以及以下附图说明中引用的和/或单独在附图中示出的特征和特征的组合，不仅可以用在分别指出的组合中，还可以用在其他组合中或单独使用，只要这些组合是可行的并且特别是在技术上是有利的。

附图说明

现在基于一些优选的、非限制性的示例性实施例并参考附图更详细地解释本发明，在附图中，功能相同的部件具有相同的附图标记。

在示意图中:

图1示出了根据本发明的转向输入设备组件的第一示例性实施例的基本电路图，该转向输入设备组件具有根据本发明的传感器和加热设备的第一示例性实施例，

图2示出了根据本发明的转向输入设备组件的第二示例性实施例的基本电路图，该转向输入设备组件具有根据本发明的传感器和加热设备的第二示例性实施例，以及

图3示出了根据本发明的转向输入设备组件的第三示例性实施例的基本电路图，该转向输入设备组件具有根据本发明的传感器和加热设备的第三示例性实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于车辆的转向输入设备组件100的第一示例性实施例，该转向输入设备组件100具有：位于转向盘侧的部件1，该部件1特别地具有转向盘3和转向盘模块，该转向盘模块在此不再详细描述并且被设计为集成在转向盘3中；以及，位于车身侧的部件2，特别是转向柱模块2，其中，在转向组件100在车辆中的功能安装状态下，位于转向盘侧的部件1可以相对于位于车身侧的部件2移动，其中，位于转向盘侧的部件1可以相对于位于车身侧的部件2旋转，特别是围绕车辆转向轴的旋转轴线旋转。

根据本发明，转向输入设备组件100具有根据本发明的传感器和加热装置10，其中，在该示例性实施例中，根据本发明的传感器和加热装置10具有第一组件11和第二组件12，其中，第一组件11集成在转向输入设备组件100的位于车身侧的部件2中，第二组件12集成在位于转向盘侧的部件1中。在这种情况下，第一组件11和第二组件12通过螺旋弹簧13形式的电连接装置13彼此电连接，该螺旋弹簧13尤其具有扁平导体，该扁平导体具有多个彼此绝缘的单独的导电带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设备10具有电组合式传感器和加热元件4，该电组合式传感器和加热元件4既可以通过加热装置(在此不再详细描述，其为根据本发明的组合式传感器和加热设备10的一部分)用作电加热元件4，也可以通过电容传感器装置(在此同样不再详细描述，其为根据本发明的组合式传感器和加热设备10的一部分)用作电容传感器元件4，特别是电容传感器电极4。

组合式传感器和加热元件4具有第一接线端5和第二接线端6，其中，第一接线端5可以经由第一电气路径P1和第一连接接头A1与DC电压源的第一极V+电连接和电断开，特别优选地，大约+12V的正工作电压V+施加到该第一极上，如在车辆中常规的那样，该第一电气路径具有第一开关装置S1和与第一开关装置串联的第三开关装置S3。为了电连接该传感器和加热元件4的第一接线端5，可以闭合该第一开关装置S1和第三开关装置S3。为了与第一极V+电断开，在该实施例中，特别地可以至少打开第一开关装置S1，优选地附加地还有第三开关装置S3，也就是说，在需要时打开。

组合式传感器和加热元件4的第二接线端6可以经由第二电气路径P2并且经由第二连接接头A2电连接到电压源的第二极GND或者从其电断开，特别是DC电压源的第二极GND，零电势GND、也就是说地(GND)被施加到该第二极，该第二电气路径P2具有第四开关装置S4和与第四开关装置S4串联连接的第二开关装置S2。为了将传感器和加热元件的第二接线端6电连接到电压源的第二极GND，可以相应地闭合第二开关装置S2和第四开关装置S4，并且可以相应地打开它们以用于电断开。

在当前情况下，第一开关装置S1在此是所谓的高侧开关装置(HSS)，第二开关装置S2是低侧开关装置(LSS)，其中，在该实施例中，第一开关装置S1和第三开关装置S3在特别有利的实施例中分别具有至少一个PMOS开关元件。第二开关装置S2和第四开关装置S4优选地分别具有至少一个NMOS开关元件。

在该示例性实施例中，第一开关装置S1和第二开关装置S2在此情况下被分配给第一组件11，第三开关装置S3和第四开关装置S4被分配给第二组件12，其中，根据本发明，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分别通过电连接装置13、特别是经由电连接装置13的第一导电带13-1或13-2彼此电连接。

在该示例性实施例中，为了控制加热装置，根据本发明的传感器和加热设备10还具有第一控制装置20，该第一控制装置20被配置为控制加热功能，其中，该第一控制装置20特别被设计为控制第一开关装置S1和第二开关装置S2，这由从第一控制装置20导向第一开关装置S1和第二开关装置S2的虚线表示。

第一控制装置20例如可以经由连接接头A6电连接到车辆的LIN总线，并且可以经由连接接头A4电连接到电压源的第一极V+，特别是施加有正工作电压V+的DC电压源的第一极V+。第一控制装置20也可以电连接到第二极GND，特别是DC电压源的第二极GND，零电势GND、也就是说地GND特别地通过连接接头A5施加到该第二极。

在根据本发明的传感器和加热设备10的该示例性实施例中，为了控制传感器功能的目的，还提供了第二控制装置30，其中，该第二控制装置30特别地被设计成控制第三开关装置S3和第四开关装置S4，这由从第二控制装置30导向第三开关装置S3和第四开关装置S4的虚线表示。

为了信号通信的目的，第二控制装置30同样可以例如经由导电带13-3和连接接头A3电连接到LIN总线。

类似于第一控制装置20，第二控制装置30同样可以经由连接接头A4并且还经由电连接装置13、特别是经由相关联的导电带13-4电连接到DC电压源的第一极V+，并且第二控制装置30可以经由连接接头A5和电连接装置13、特别是经由导电带13-5电连接到第二极GND，也就是说，接地GND。

转向盘3的转向盘芯7同样可以经由电连接装置13电连接到第二极GND，特别是经由导电带13-5和连接接头A5，特别是借助于另一连接线50。其结果是，可以向转向盘芯7施加限定的参考电势，特别是零电势GND。

在该示例性实施例中，加热功率、特别是期望的加热功率可以以脉冲方式输出，优选地基于需求输出，其中，为此目的，特别地，具有限定的、优选恒定的电压V+的脉冲电流优选地被引导通过组合式传感器和加热元件4，其中，脉冲电流可以通过脉冲宽度调制的方式调制，使得输出期望的加热功率、特别是期望的平均加热功率，其中，特别地，为此目的，可以改变周期持续时间、脉冲宽度和/或两个脉冲之间的间隔(暂停时间)。

至少部分地、特别是完全地在两个加热功率脉冲之间执行传感器操作，特别是一个或多个电容测量，以用于检测在传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在和/或传感器装置的诊断。

为了在时间上协调加热和传感器装置，特别是为了在时间上协调第一控制装置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，根据本发明的传感器和加热设备10的该示例性实施例具有同步装置40，其在该实施例中集成在传感器控制装置30中，并且经由单独的电气路径52和同步连接节点M1电连接到第一电气路径P1。

根据本发明，同步装置40可以经由该电气路径52和在这种情况下分离的同步连接节点M1捕获施加到第一电气路径P1的实际电压、特别是实际电压曲线，以及实际电流、特别是实际电流曲线，并因此捕获输出加热功率。根据本发明，同步装置40可以确定加热装置的实际状态，并且可以基于捕获的加热功率相应地控制传感器装置，其中，在这种情况下，同步装置40被设计和配置为特别地立即启动传感器操作，并且控制开关装置S3和S4，使得如果检测到加热装置的切断状态，即：输出加热功率的下降沿，则打开开关装置S3和S4。然后可以进行电容测量。在完成电容测量之后，再次闭合第三和第四开关装置S3和S4。如有需要，可替换地，当检测到接通状态，也就是说，当检测到输出加热功率的上升沿，则可启动传感器操作，特别是以限定的时间延迟启动，特别是当两个加热功率脉冲之间的时间间隔不足以执行完整的电容测量时。

此外，传感器控制装置30和同步装置40经由通信线路51和电连接装置13电连接到第一控制装置20，特别是经由相关联的导电带13-6，以便能够接收例如加热装置的一个或多个预定值等并将其存储为参数，例如用于确定所需时间延迟的参数，比如在接通操作之后、该加热装置的诊断功能的诊断持续时间，例如在根据本发明的传感器和加热设备100已在第一次启动操作之后被初始化后，和/或，为了向加热装置发送例如“传感器测量进行中”的状态信号，以便能够拦截或抑制作为诊断结果的错误消息。

为了将传感器和加热设备10作为加热装置操作，特别是为了接通加热装置并因此产生热量，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，为此目的，第一开关装置S1和第二开关装置S2可以相应地由第一控制装置20控制，并且第三开关装置S3和第四开关装置S4可以分别由第二控制装置30控制，其中，第一和第二开关装置S1和S2的控制以及第三和第四开关装置S3和S4的控制可以借助于同步装置40、特别是借助于至少一个同步信号而在时间上相互协调。

为了切断加热装置并因此终止热量的产生，特别是为了终止流过传感器和加热元件4的电流，在该示例性实施例中，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，传感器和加热元件4可以在所有极上与电压源断开。

为了将组合式传感器和加热设备10作为传感器装置来操作，并且因此将组合式传感器和加热元件作为电容传感器电极来操作，可以由第二控制设备30经由布置在第三开关装置S3与传感器和加热元件4的第一接线端5之间的第一传感器连接节点K1、将特别是可以在第一传感器连接节点K1处馈入的、限定的输入测量信号施加到传感器和加热元件。相应的输出测量信号同样可以经由第一传感器连接节点K1分接出来，这通过未详细描述的相关连接线上的双箭头来表示。

第二控制装置30同样可以馈入限定的输入测量信号，并且可以经由第二传感器连接节点K2分接出并且评估输出测量信号，但是，特别地，仅在第一传感器连接节点K1处的测量已经完成时如此，其中，在第二连接节点K2处捕获的输出测量信号可以特别优选地与在第一传感器连接节点K1处捕获的测量信号进行比较。

如果电容有效的致动装置(例如人手)进入传感器装置的检测区域，则传感器和加热元件4与环境和/或参考电极的电容耦合被改变，这可以基于输出测量信号被计量地捕获。因此，基于接收到的输出测量信号，可以推断出在传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在。

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分别导致产生相应的相关寄生电容，这些寄生电容在此仅用虚线示出并且表示为C1至C4，并且在每种情况下，如果打开相关的开关装置S1、S2、S3或S4，则电流同样可以通过这些寄生电容流失，从而可能导致输出测量信号的不期望的失真。

为了抵消这一点，在根据本发明的传感器和加热设备10的该示例性实施例中，第二控制装置30还被设计成将特别对应于输入测量信号的、限定的补偿信号施加到位于第一开关装置S1和第三开关装置S3之间、特别是电连接装置13和第三开关装置S3之间的第三传感器连接节点K3上，并且施加到位于第二开关装置S2和第四开关装置S4之间、特别是电连接装置13和第四开关装置S4之间的第四传感器连接节点K4上。其结果是，第一传感器连接节点K1和第三传感器连接节点K3之间以及第二传感器连接节点K2和第四传感器连接节点K4之间的电势差可以被虚拟地消除，从而使得有可能显著减少输入测量信号经由第三开关装置S3以及经由第一开关装置S1的不期望的流失，以及输出测量信号经由第四开关装置S4以及经由第二开关装置S2的不期望的流失(这与输出测量信号的相当小的失真相关联)，并且因此提高了传感器和加热设备10的捕获精度。

图2示出了根据本发明的转向输入设备组件200的第二示例性实施例的基本电路图，其具有根据本发明的传感器和加热设备60的第二示例性实施例，其中，该传感器和加热设备60基于图1所示的根据本发明的传感器和加热设备10。然而，在该示例性实施例中，传感器和加热装置60不具有单独的电气路径52和用于从第一电气路径P1分接加热功率的单独的同步节点M1，而是为此目的使用未进一步详细描述的、经由传感器连接节点K3和K4分别连接到第一电气路径P1和第二电气路径P2的电气路径和连接。也就是说，传感器连接节点K3和K4在此分别用作同步连接节点M1和M2。

图3示出了根据本发明的转向输入设备组件300的第三示例性实施例的基本电路图，其具有根据本发明的传感器和加热设备70的第三示例性实施例，其中，该传感器和加热设备70基于图2所示的根据本发明的传感器和加热设备60，但是额外还具有带有第五寄生电容C5的第五开关装置S5和带有第六寄生电容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串联连接，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组件12。第六开关装置S6与第二开关装置S2和第四开关装置S4串联连接，特别是在电连接装置13和第四开关装置S4之间。

如果与图1所示的传感器和加热设备10相比同样额外存在的另外的、第七和第八开关装置S7和S8闭合，则借助于第二控制装置30，在第一开关装置S1和第五开关装置S5之间、特别是在电连接装置13和第五开关装置S5之间，以及在第二开关装置S2和第六开关装置S6之间、特别是在电连接装置13和第六开关装置S6之间，将限定的参考电势作为稳定电势施加到第五传感器连接节点K5上。这使得可以将传感器电极4(也就是说，传感器和加热元件4)与环境和/或参考电极(例如转向盘芯7)的电容耦合从施加工作电压的状态中去耦。如果施加到第五传感器连接节点K5和第六传感器连接节点K6的稳定电势为零电势，也就是说接地，则出现特别有利的去耦。

在该示例性实施例中，传感器连接节点K5用作同步连接节点M1，该同步连接节点可以用于捕获加热装置的实际状态，尤其是输出加热功率。

如果稳定电势是0V，也就是说，接地，则转向盘芯7也可以经由连接到开关装置S7的连接线连接，而不是如图1所示经由连接接头A5连接到地GND。

除了所描述的示例性实施例之外，这种0V的稳定电势，也就是GND，使得可以省去第六开关装置S6、第八开关装置S8和第六传感器连接节点K6。

根据本发明的方法，根据本发明的电容传感器和加热设备10、60、70选择性地、特别是交替地作为加热装置或作为传感器装置操作，其中，为了将传感器和加热设备10、60、70作为加热装置操作，组合式传感器和加热元件4作为电加热元件操作，其中，为了接通加热装置，闭合与组合式传感器和加热元件4串联连接的所有开关装置S1至S6，并且为了切断加热装置，至少打开第一开关装置S1和/或第二开关装置S2，并且其中，为了将传感器和加热设备10、60、70作为传感器装置操作，组合式传感器和加热元件4作为电容传感器电极操作，并且至少打开第一开关装置S1和/或第二开关装置S2，特别是与组合式传感器和加热元件4串联连接的所有开关装置S1至S6。

为此目的，传感器和加热设备10、60、70的开关装置S1至S6相应地由至少一个控制装置20、30控制，其中，至少第一开关装置S1和/或第二开关装置S2优选相应地由特别分配给第一组件11的第一控制装置20控制，并且其他开关装置S3至S6、特别是第三开关装置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优选由特别分配给第二组件12的第二控制装置30控制。

在这种情况下，第一控制装置20和第二控制装置30特别优选地以时间协调的方式操作，也就是说，特别是彼此同步，特别是借助于同步装置40，该同步装置40特别优选地被设计和配置成基于所捕获的加热装置的实际状态来控制传感器装置，并且特别是响应于加热功率脉冲的上升和/或下降沿来启动传感器操作。

在根据本发明的方法的一个有利实施例中，在传感器和加热设备10、60、70作为传感器装置的操作期间，特别地借助于第二控制装置30，至少偶尔在第一传感器连接节点K1处馈入限定的输入测量信号，并且特别地同样借助于第二控制装置30，在第二传感器连接节点K2处分接出限定的输出测量信号，该输出测量信号特别地同样借助于第二控制装置30被捕获和评估。在这种情况下，特别对应于输入测量信号的、限定的补偿信号也可能特别地同时施加到第一开关装置S1和第三开关装置S3之间的第三传感器连接节点K3，优选施加到第五开关装置S5和第三开关装置S3之间的传感器连接节点，和/或施加到第四开关装置S4和第二开关装置S2之间的第四传感器连接节点K4，优选为第四开关装置S4和第六开关装置S6之间。限定的稳定电势、特别是零电势GND也可能特别地同时施加到第一开关装置S1和第五开关装置S5之间的第五传感器连接节点K5，和/或施加到第六开关装置S6和电压源的第二极GND之间的第六传感器连接节点K6，特别是第六开关装置S6和第二开关装置S2之间，其中，特别地，为此目的闭合第七和第八开关装置S7和S8。

专利权利要求中包含的、但在此未示出的其他配置也属于本发明的范围。

参考符号列表:

100、200、300-根据本发明的转向输入设备组件的示例性实施例

10、60、70-根据本发明的传感器和加热设备的示例性实施例

1-转向输入设备组件的位于转向盘侧的部件

2-转向输入设备组件的位于车身侧的部件

3-转向盘

4-组合式传感器和加热元件

5-传感器和加热元件的第一接线端

6-传感器和加热元件的第二接线端

7-转向盘芯

11-第一组件

12-第二组件

13-电连接装置

13-1…13-6-电连接装置的导电带

20-第一控制装置

30-第二控制装置

40-同步装置

50-连接线

51-通信线路，特别是LIN总线

52-另外的电气路径

A1…A6-连接接头

C1…C6-相关开关装置的寄生电容

GND-电压源的第二极，零电位(0V)特别施加于其上，也就是说，接地

K1…K6-传感器连接节点

M1、M2-同步连接节点

LIN-通信连接(LIN总线)

P1-第一电气路径

P2-第二电气路径

S1..S8-开关装置

V+-电压源、特别是施加正工作电压的电压源的第一极。

Claims (17)

1.一种组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，具有：

电容传感器装置，用于检测传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在，特别是用于检测人手在转向输入设备(3)的抓握区域中的存在；以及

加热装置，特别是用于车辆的转向输入设备(3)的加热装置，

其中，所述组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)具有至少一个电组合式传感器和加热元件(4)，所述电组合式传感器和加热元件既能够被所述传感器装置用作电容传感器元件、又能够被所述加热装置用作电加热元件，

其中，所述组合式传感器和加热元件(4)具有第一接线端(5)和第二接线端(6)，

其中，所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第一接线端(5)能够经由具有至少一个第一开关装置(S1、S3、S5)的第一电气路径(P1)与电压源的第一极(V+)电连接和电断开，

其中，所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第二接线端(6)能够经由具有至少一个第二开关装置(S2、S4、S6)的第二电气路径(P2)与所述电压源的第二极(GND)电连接和电断开，

其中，为了将所述组合式传感器和加热元件(4)作为传感器元件操作，所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第一接线端(5)能够通过打开所述第一电气路径(P1)的至少一个开关装置(S1、S3、S5)而与所述电压源的所述第一极(V+)电断开，并且所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第二接线端(6)能够通过打开所述第二电气路径(P2)的至少一个开关装置(S2、S4、S6)而与所述电压源的所述第二极(GND)断开，

其中，为了将所述组合式传感器和加热元件(4)作为加热元件操作，所述组合式传感器和加热元件的所述第一接线端(5)能够通过闭合所述第一电气路径(P1)的所有开关装置(S1、S3、S5)而电连接到所述电压源的所述第一极(V+)，并且所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第二接线端(6)能够通过闭合所述第二电气路径(P2)的所有开关装置(S2、S4、S6)而电连接到所述电压源的所述第二极(GND)，并且

其中，所述组合式传感器和加热设备(10、60、70)还具有同步装置(40)，用于至少部分地同步控制所述传感器装置和所述加热装置，

其特征在于，所述同步装置(40)经由至少一个另外的电气路径(52)电连接到或者能够电连接到所述第一电气路径(P1)或者所述第二电气路径(P2)，并且被设计和配置成至少偶尔捕获施加到所述电压源的所述第一极(V+)与所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第一接线端(5)之间的所述第一电气路径(P1)的实际电压，特别是随时间变化的实际电压曲线，或者沿所述第一电气路径的瞬时实际电流，特别是随时间变化的实际电流曲线，和/或，捕获施加到所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第二接线端(6)与所述第二极(GND)之间的所述第二电气路径(P2)的实际电压，特别是随时间变化的实际电压曲线，和/或沿所述第二电气路径(P2)的瞬时实际电流，特别是随时间变化的实际电流曲线，

其中，所述同步装置(40)被设计和配置成基于所捕获的实际电压和/或基于所捕获的实际电流来检测或确定所述加热装置的瞬时实际状态，并且基于所检测或确定的所述加热装置的实际状态来至少部分地控制所述传感器装置和/或输出至少一个控制信号以用于至少部分地控制所述传感器装置。

2.根据权利要求1所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，特别是所述加热装置，被设计和配置成优选地基于需求、以脉冲方式输出加热功率，特别是期望的加热功率；其中，为此目的，脉冲电流能够优选地被引导通过所述至少一个组合式传感器和加热元件(4)；其中，所述脉冲电流能够被调制，特别是通过脉冲宽度调制，以使得输出所述期望的加热功率。

3.根据权利要求2所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，特别是所述传感器装置，被设计和配置成至少部分地、特别是完全地在两个加热功率脉冲之间执行传感器操作，特别是一个或多个电容测量，以用于检测所述传感器装置的检测区域中电容有效的致动装置的存在和/或所述传感器装置的诊断。

4.根据前述权利要求中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述同步装置(40)能够经由所述至少一个另外的电气路径(52)捕获在所述第一电气路径(P1)或在所述第二电气路径(P2)中流动的实际电压和/或实际电流，所述至少一个另外的电气路径(52)经由沿着所述第一电气路径(P1)、位于所述第一开关装置(S1)与所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第一接线端(5)之间的同步连接节点(M1)电连接到或能够电连接到所述第一电气路径(P1)，和/或，经由沿着所述第二电气路径(P2)、位于所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第二接线端(6)与所述第二开关装置(S2)之间的同步连接节点(M2)电连接到或能够电连接到所述第二电气路径(P2)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述组合式传感器和加热设备(10、60、70)还具有：

至少一个控制和评估装置(20、30)，特别是第一控制和评估装置(30)，其被配置为至少部分地控制所述组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)的所述传感器装置，特别是控制作为传感器元件的所述组合式传感器和加热元件(4)的操作；以及控制和评估装置(20)，其被配置为至少部分地控制所述组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)的所述加热装置，特别是第二控制和评估装置，特别是用于控制作为加热元件的所述传感器和加热元件(4)的操作，其中，所述第二控制和评估装置(20)特别是与所述第一控制和评估装置(30)分离的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述组合式传感器和加热设备(10、60、70)被设计和配置成集成在机动车辆的转向输入设备组件(100、200、300)中，所述转向输入设备组件具有位于转向盘侧的部件(1)和位于车身侧的部件(2)，

其中，所述组合式传感器和加热设备(10、60、70)具有第一组件(11)和第二组件(12)，所述第一组件被设计和配置用于集成在转向输入设备组件(100、200、300)的位于车身侧的部件(2)中，所述第二组件被设计和配置用于集成在转向输入设备组件(100、200、300)的位于转向盘侧的部件(1)中，并且

其中，所述组合式传感器和加热设备(10、60、70)的一些部件被分配给所述第一组件(11)，而其他部件被分配给所述第二组件(12)。

7.根据权利要求6所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述第一组件(11)和所述第二组件(12)经由电连接装置(13)彼此电连接，其中，所述电连接装置(13)尤其具有螺旋弹簧，或者是螺旋弹簧。

8.根据权利要求5并且结合权利要求6和7中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，被设计和配置成至少部分地控制所述传感器装置的所述控制和评估装置(30)、尤其是所述第一控制和评估装置(30)被分配给所述第二组件(12)，并且被设计和配置成至少部分地控制所述加热装置的所述控制和评估装置(20)、尤其是所述第二控制和评估装置(20)、优选地被分配给所述第一组件(11)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述同步装置(40)是所述第二组件(12)的一部分。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，被设计成至少部分地控制所述加热装置的所述控制和评估装置(20)被设计成控制所述第一开关装置(S1)和/或所述第二开关装置(S2)，其中，所述第一开关装置(S1)和/或所述第二开关装置(S2)优选地同样是所述第一组件(11)的一部分。

11.根据前述权利要求中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述同步装置(40)被设计和配置成，基于所捕获的实际电压、特别是基于所捕获的随时间变化的实际电压曲线，和/或，基于所捕获的实际电流、特别是基于所捕获的随时间变化的实际电流，检测或确定至少接通状态和/或加热状态和/或切断状态和/或关闭状态作为所述加热装置的实际状态，

其中，所述同步装置(40)优选以如下方式设计和配置：

如果捕获到上升的实际电压和/或上升的实际电压曲线和/或上升的实际电流或上升的实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的上升沿，则检测或确定接通状态为所述加热装置的瞬时实际状态，和/或

如果捕获到不同于零电压(0V)的恒定实际电压和/或不同于零电压(0V)的恒定实际电压曲线和/或不同于零电流(0A)的恒定实际电流或不同于零电流(0A)的恒定实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的恒定平稳段，则检测或确定加热状态为所述加热装置的瞬时实际状态，和/或

如果捕获到下降的实际电压和/或下降的实际电压曲线和/或下降的实际电流或下降的实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的下降沿，则检测或确定切断状态为所述加热装置的瞬时实际状态，和/或

如果零电压(0V)被捕获为恒定实际电压和/或如果恒定零电压曲线被捕获为实际电压曲线和/或如果零电流被捕获为恒定实际电流或如果恒定零电流曲线被捕获为实际电流曲线，特别是加热功率脉冲的恒定零平稳段，则检测或确定关闭状态为所述加热装置的瞬时实际状态。

12.根据权利要求11所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述同步装置(40)被设计和配置成，如果已经检测到所述加热装置的切断状态或关闭状态或接通状态，则特别是立即或以限定的时间延迟启动所述组合式传感器和加热元件(4)的传感器操作。

13.根据前述权利要求中任一项所述的组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，其特征在于，所述传感器和加热设备(10、60、70)被设计和配置成在完成电容测量之后立即终止传感器操作，和/或，在规定时间期满之后、特别是在规定时间期满之后立即终止传感器操作，其中，所述传感器和加热设备(10、60、70)优选地被设计和配置成在传感器操作终止之后切换到加热操作。

14.一种用于操作根据权利要求1至13中任一项设计的组合式传感器和加热设备(10、60、70)的方法，其中，所述电容传感器和加热设备(10、60、70)选择性地操作，特别是交替地作为加热装置或传感器装置操作，

其中，为了将所述传感器和加热设备(10、60、70)作为加热装置操作，所述组合式传感器和加热元件(4)作为电加热元件操作，

其中，为了接通所述加热装置，闭合沿着所述第一电气路径(P1)的所有开关装置(S1、S3、S5)和沿着所述第二电气路径(P2)的所有开关装置(S2、S4、S6)，并且为了切断所述加热装置，打开沿着所述第一电气路径(P1)的至少一个开关装置(S1、S3、S5)和沿着所述第二电气路径(P2)的至少一个开关装置(S2、S4、S6)，

其中，为了将所述传感器和加热设备(10、60、70)作为传感器装置来操作，将所述组合式传感器和加热元件(4)作为电容传感器电极来操作，并且打开所述第一电气路径(P1)的至少一个开关装置(S1、S3、S5)和所述第二电气路径(P2)的至少一个开关装置(S2、S4、S4)，

其特征在于，

沿着所述第一电气路径(P1)捕获施加到所述电压源的所述第一极(V+)与所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第一接线端(5)之间的所述第一电气路径(P1)的实际电压，特别是随时间变化的实际电压曲线，和/或，瞬时实际电流，特别是随时间变化的实际电流曲线，和/或

沿着所述第二电气路径(P2)捕获施加到所述组合式传感器和加热元件(4)的所述第二接线端(6)和所述第二极(GND)之间的所述第二电气路径(P2)的实际电压，特别是随时间变化的实际电压曲线，和/或，瞬时实际电流，特别是随时间变化的实际电流曲线，

其中，基于所捕获的实际电压和/或所捕获的实际电流来确定所述加热装置的瞬时实际状态，并且基于所确定的所述加热装置的实际状态来至少部分地控制所述传感器装置和/或输出用于至少部分地控制所述传感器装置的至少一个控制信号。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，如果所述加热装置的切断状态或接通状态已经被检测到或被确定为所述加热装置的实际状态，则启动所述组合式传感器和加热元件(4)的传感器操作，特别是立即启动或以限定的时间延迟启动。

16.一种转向输入设备组件(100、200、300)，特别是用于车辆的转向输入设备组件(100、200、300)，具有：位于转向盘侧并且特别具有至少一个转向盘模块的部件(1)，特别是具有转向盘模块的转向盘(3)；以及，位于车身侧的部件(2)，特别是转向柱模块，

其中，在所述转向输入设备组件(100、200、300)在车辆中的功能安装状态下，所述转向输入设备组件(100、200、300)的位于转向盘侧的所述部件(1)能够相对于位于车身侧的所述部件(2)移动，特别是能够相对于位于车身侧的所述部件(2)旋转，特别是围绕转向轴的旋转轴线旋转，并且其中，所述转向输入设备组件(100、200、300)具有组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)，

其特征在于，所述组合式电容传感器和加热设备(10、60、70)是根据权利要求1至13中任一项设计的。

17.一种具有转向输入设备组件(100、200、300)的车辆，其特征在于，所述转向输入设备组件(100、200、300)是根据权利要求16设计的，其中，位于转向盘侧的所述部件(1)能够相对于位于车身侧的所述部件(2)移动，特别是能够相对于位于车身侧的所述部件(2)旋转，特别是围绕转向轴的旋转轴线旋转。

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