CN118119546A - 消除或最小化手动检测传感器与方向盘中的加热器之间的干扰 - Google Patents

Abstract

一种加热器/传感器组件包括传感器组件和加热器组件。传感器组件包括不导电材料的第一片材、附接到第一片材的第一面的第一导线、以及平行于第一导线布置并且附接到第一片材的与第一面相对的第二面的第二导线。加热器组件包括平行于第一片材布置的不导电材料的第二片材；附接到第二片材的面向第一片材的第二面的第一面的第三导线；以及平行于第三导线布置并且附接到第二片材的与第二片材的第一面相对的第二面的第四导线。第三导线和第四导线相对于第一导线和第二导线以一定角度布置。

Description

消除或最小化手动检测传感器与方向盘中的加热器之间的 干扰

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年9月1日提交的第63/239,695号美国临时申请的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及汽车加热和手动检测感测系统，并且更具体地涉及消除或最小化手动检测传感器与方向盘中的加热器之间的干扰。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体上呈现本公开的上下文。在本背景技术部分中描述的范围内的本发明人的工作、以及在提交时可以不符合现有技术的描述的方面既不明确也不隐含地被承认为是本公开的现有技术。

诸如部分或完全自动驾驶车辆等车辆可以包括自动驾驶车辆控制系统，该系统在特定条件下自动控制车辆的驾驶。自动驾驶车辆控制系统通常包括导航系统、诸如雷达或激光雷达传感器等外部传感器阵列、以及控制车辆的转向、制动和加速的致动器。

对于部分自动驾驶车辆，某些驾驶情况可能需要驾驶员进行干预和/或接管车辆的驾驶。例如，在高速公路上行驶可以由自动驾驶车辆控制系统来处理。在道路上发生事故或施工或车辆开始驶离高速公路时，可能会要求驾驶员进行干预。因此，在脱离车辆控制系统之前，车辆需要感测乘客的一只手或多只手是否在车辆的方向盘上。位于车辆座椅中的传感器也可以用于检测车辆乘客的存在或不存在。如果检测到乘客存在，则可以选择性地启用或禁用诸如安全气囊和安全带预紧器等安全约束装置。

发明内容

一种用于加热表面和接近感测的加热器/传感器组件包括传感器组件和邻近传感器组件布置的加热器组件。传感器组件包括不导电材料的第一片材、附接到第一片材的第一面的第一导线、以及平行于第一导线布置并且附接到第一片材的与第一面相对的第二面的第二导线。加热器组件包括平行于第一片材布置的不导电材料的第二片材、附接到第二片材的面向第一片材的第二面的第一面的第三导线、以及平行于第三导线布置并且附接到第二片材的与第二片材的第一面相对的第二面的第四导线。第三导线和第四导线被布置相对于第一导线和第二导线成角度。

在另一特征中，该角度大于零且小于或等于90度。

在另一特征中，第二导线和第三导线彼此接触。

在另一特征中，第一导线、第二导线、第三导线和第四导线由导电材料制成并且是不电绝缘的。

在其他特征中，第二导线和第三导线由导电材料制成，并且第二导线和第三导线中的一项是电绝缘的。

在其他特征中，第二导线和第三导线由导电材料制成，并且第二导线和第三导线中的至少一项是不电绝缘的。加热器/传感器组件还包括设置在第二导线与第三导线之间的不导电材料层。

在其他特征中，一种系统包括加热器/传感器组件、被配置为控制对第四导线的电力供应的第一电路、以及被配置为向第一导线输出信号并且基于该信号的频率来感测电容的第二电路。

在另一特征中，第一电路和第二电路彼此独立地操作。

在另一特征中，第二导线和第三导线连接到参考电势。

在其他特征中，第二导线和第三导线由导电材料制成，第二导线和第三导线中的一项是电绝缘的。第一电路和第二电路中的至少一项向第二导线和第三导线输出相应的信号。

在其他特征中，第二导线和第三导线由导电材料制成并且是不绝缘的。加热器/传感器组件还包括设置在第二导线与第三导线之间的不导电材料层。第一电路和第二电路中的至少一项向第二导线和第三导线输出相应的信号。

在其他特征中，第一导线、第二导线、第三导线和第四导线中的至少一项包括单股导线。

在其他特征中，第一导线、第二导线、第三导线和第四导线中的至少一项包括多股导线。

在其他特征中，一种车辆的方向盘包括加热器/传感器组件。覆盖层邻近第一导线布置。覆盖层是不导电的。第一粘合层设置在覆盖层与第一导线之间，以将第一导线粘合到覆盖层。第一粘合层是不导电的。第二粘合层设置在第四导线与方向盘的基部之间，以将第四导线粘合到方向盘的基部。第二粘合层是不导电的。

在其他特征中，一种系统包括方向盘、被配置为控制对第四导线的电力供应的第一电路、以及被配置为向第一导线输出信号并且基于该信号的频率来感测电容的第二电路。

在其他特征中，第一电路和第二电路彼此独立地操作。

在其他特征中，一种车辆座椅包括设置在车辆的座椅的座椅部分中的加热器/传感器组件。第一导线接近并且面向座椅部分的上部区域。第四导线面向座椅部分的下部区域。覆盖层在座椅部分的上部区域中邻近第一导线地布置。覆盖层是不导电的。第一粘合层设置在覆盖层与第一导线之间，以将第一导线粘合到覆盖层。第一粘合层是不导电的。第二粘合层设置在第四导线与座椅部分的下部区域之间，以将第四导线粘合到座椅部分的下部区域。第二粘合层是不导电的。

在其他特征中，一种系统包括座椅、被配置为控制对第四导线的电力供应的第一电路、以及被配置为向第一导线输出信号并且基于该信号的频率来感测电容的第二电路。

在其他特征中，第一电路和第二电路彼此独立地操作。

通过详细描述、权利要求和附图，本公开的其他适用领域将变得很清楚。详细描述和具体示例仅用于说明目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

通过详细描述和附图，将能够更充分地理解本公开，在附图中：

图1是根据本公开的方向盘的示例的平面图，该方向盘包括具有加热器/传感器组件的电容感测和加热系统；

图2是根据本公开的座椅的示例的侧视图，该座椅包括具有加热器/传感器组件的电容感测和加热系统；

图3A和图3B示出了根据本公开的加热器/传感器组件的电容感测部分；

图4A和图4B示出了根据本公开的加热器/传感器组件的加热器部分；

图5A和图5B示出了根据本公开的包括电容感测部分和加热器部分的加热器/传感器组件；

图6示出了根据本公开的将加热器/传感器组件设置在车辆的方向盘或座椅中的方式；以及

图7示出了根据本公开的包括电容感测控制器和加热控制器的电容感测和加热系统的非限制性示例。

在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元素。

具体实施方式

手动检测传感器包括通常嵌入方向盘中的电容传感器、以及用于加热方向盘的加热器。本公开提供了单独的加热器和传感器元件，每个元件具有彼此相邻布置的单独的屏蔽件。每个屏蔽件包括相对于彼此以不同取向布置的导线，这减少了它们的重叠，以消除或最小化加热器与传感器元件之间的电干扰。

具体地，本公开提供了一种用于加热器和手动检测传感器的设计和结构布置，以消除或最小化手动检测传感器与方向盘中的加热器之间的干扰，而无需在手动检测传感器与加热器之间添加专用屏蔽层。相反，如下面详细解释的，在手动检测传感器垫和加热器垫中的每个中使用屏蔽线，其在组装到方向盘中之后提供手动检测传感器与加热器之间的屏蔽。此外，为了消除或最大化地降低手动检测传感器与加热器之间的干扰，缝合在传感器和加热器垫上的导线可以垂直(或以其他取向)定向，从而在两个垫之间提供最小重叠。

通常，有两种方法用于消除或最小化手动检测传感器与加热器之间的干扰。第一方法涉及在手动检测传感器与加热器之间添加导电屏蔽层。第二方法涉及同步用于手动检测传感器和加热器的控件，每个控件在单独的时隙中工作。由于向方向盘添加了材料，第一方法是昂贵的。第二方法不适用于手动检测传感器和加热器的控制系统例如因为控制系统由两个不同供应商提供而需要独立的情况。

所提出的架构允许独立控制手动检测传感器和加热器，并且消除或减少手动检测传感器与加热器之间的干扰。通过添加由金属网或导电织物制成的额外导电屏蔽层，可以消除干扰或将干扰降低到等于或接近于以其他方式可以实现的水平。避免额外屏蔽导电层是有利的，因为额外导电屏蔽层增加了显著的成本，这被所提出的架构消除了。

如下文进一步详细解释的，所提出的架构包括两个特征。首先，手动检测传感器和加热器中的每个的导线包括位于羊毛(即，织物材料片)的侧面的直接屏蔽件，这提供了显著的屏蔽效率。第二，缝合在手动检测传感器和加热器的垫上的导线彼此垂直(或以某种其他取向)定向，这提供了导线之间的最小重叠，并且消除或最小化未被屏蔽导线移除的剩余干扰。这两个特征的组合允许手动检测传感器和加热器的独立和非同步操作。

更具体地，根据本公开的传感器/加热器组件包括两个相似但独立的垫(也称为垫)。垫包括织物材料片(或某种其他柔性不导电材料)，其中导电线缝合在片的两侧。每个垫包括由不导电材料(例如，织物或羊毛)制成的底座。导电线对称地附接到底座的两侧。使用不导电材料(例如，聚酯缝纫线)将导电线缝合到底座。这两个垫可以具有相同的尺寸、形状和材料。这两个垫的不同之处在于，导电线在水平方向上缝合在垫中的一个垫上，而在垂直方向上缝合在另一垫上。因此，当两个垫堆叠时(即，当一个垫放置在另一垫之上时)，一个垫上的导电线相对于另一垫上的导电线垂直定向(或以除90度以外的角度)。一个垫上导电线相对于另一垫上的导电线定向的角度可以是这样的，即，一个垫上的导电线相对另一垫上的导电线的取向使两个垫上的导电线之间的重叠最小化，这继而使两个垫之间的电干扰最小化。

例如，第一垫可以用作触摸或接近传感器，而第二垫可以用作加热器。在第一垫中，顶面导电线用于触摸或接近感测。第一垫的底面导电线用作屏蔽件，并且可以连接到地或者可以用第一信号主动驱动。因此，第一垫的底面导电线用作用于触摸或接近感测的第一垫的顶部导电线的屏蔽件。在用作加热器的第二垫中，底面导电线被用作加热器。第二垫的顶面导电线用作屏蔽件，并且可以连接到地或者可以用第二信号主动驱动。因此，第二垫的顶面导电线用作用于触摸或接近感测的第一垫的顶部导电线的附加屏蔽件，并且可以屏蔽来自加热器的干扰，以免影响由第一垫的顶部侧导电线执行的触摸或接近感测。

每个垫独立于另一垫操作，并且由单独的控制器独立控制。因此，在需要仅触摸功能或仅加热功能的车辆中只能使用一个垫。当需要触摸功能和加热功能两者时(例如，在车辆的方向盘和/或座椅中)，每个垫可以来自一个供应商或两个不同供应商，并且这两个垫可以堆叠并且组装在车辆的转向盘和/或座椅中。例如，两个垫可以以如上所述的堆叠方式集成(例如，第一垫可以放置在第二垫的顶部)。当两个垫堆叠时，两个垫的两条屏蔽线(即，第一垫的底面导电线和第二垫的顶面导电线)位于中间(即，在第一垫的顶面导电线(也称为传感器导线)与第二垫的底面导电线(也称为加热器导线)之间)。两条屏蔽线有效地用作将触摸/接近传感器与加热器隔开的屏蔽件。

值得注意的是，由两条屏蔽线提供的屏蔽不是由导电材料制成的限定的单层或芯，感测线和加热器导线附接在该导电材料的侧面。例如，根据本公开的传感器/加热器组件不包括包含金属丝织物的平坦屏蔽元件。相反，根据本公开的传感器/加热器组件利用两个羊毛作为底座，其中传感器和加热器导线缝合在每个底座的一侧上，而屏蔽线缝合在每个底座的另一侧上。加热器和传感器元件是分开的，每个元件具有彼此相邻布置的单独的屏蔽件。屏蔽线相对于彼此不同地(例如，垂直地)定向，以减少它们的接触或重叠。减少的接触或重叠又减少了加热器与传感器之间的电干扰。以下详细描述本公开的这些和其他特征。

本公开内容组织如下。首先，参考图1和图2示出和描述手动检测传感器和加热器的示例。随后，参考图3A-图5B详细地示出和描述手动检测传感器和加热器的结构。参考图6示意性地示出和描述在车辆的方向盘或座椅中设置手动检测传感器和加热器的方式。参考图7示出和描述包括电容感测控制器和加热控制器的电容感测和加热系统的非限制性示例。

图1示出了用于车辆的方向盘22的电容感测和加热系统20。电容感测和加热系统20包括电容感测控制器24和加热控制器26。方向盘22包括加热器/传感器组件42。下面参考图3A-图5B进一步详细地示出和描述加热器/传感器组件42。加热器/传感器组件42被包裹在方向盘底座40周围。在一些示例中，加热器/传感器组件42可以限定单个加热区或多个加热区。电容感测也可以在单个感测区或多个感测区或中执行。

电容感测控制器24感测加热器/传感器组件42的电容。更具体地，电容感测控制器24感测当车辆的乘客将一只或多只手放在方向盘22上或者当乘客从方向盘22移开一只或多只手时感应的电容的变化。加热控制器26控制对加热器/传感器组件42中的加热器的电力供应。以下参考图7进一步详细描述电容感测控制器24和加热控制器26的示例。

在一些示例中，车辆乘客可以使用一个或多个开关(未示出)来致动方向盘22的电容感测和/或加热。例如，一个或多个开关可以包括物理开关或按钮(例如，在车辆的仪表板上或在方向盘22上)。在其他示例中，一个或多个开关可以包括设置在与信息娱乐系统或另一输入设备相关联的触摸屏上的软开关。在其他示例中，一个或多个开关可以与加热、通风和空调(HVAC)系统(未示出)一起被自动致动。

电容感测控制器24和加热控制器26是独立的控制器。也就是说，电容感测控制器24和加热控制器26彼此不连接。电容感测控制器24和加热控制器26彼此独立地操作。电容感测控制器24的操作和加热控制器26的操作是不同步的。电容感测控制器24和加热控制器26经由车辆通信总线30与其他车辆控制器28通信。例如，其他车辆控制器28可以包括控制气候控制系统(例如，加热和冷却系统)、自动驾驶车辆控制系统、约束控制系统、信息娱乐系统等的控制器。例如，车辆通信总线30可以包括控制器局域网(CAN)总线、本地互联网络(LIN)总线或在车辆中使用的任何其他通信总线/网络。

电容感测控制器24和加热控制器26经由车辆通信总线30从其他车辆控制器28接收设置和向其他车辆控制器28传输数据。例如，电容感测控制器24从一个或多个车辆控制器28接收用于电容感测的校准阈值。例如，加热控制器26从一个或多个车辆控制器28接收用于加热控制的校准阈值。加热器/传感器组件42的结构设计在下面参考图3A-图5B进一步详细地示出和描述。加热器/传感器组件42的结构设计允许电容感测控制器24和加热控制器26在不相互干扰的情况下操作，如下面进一步详细解释的。

例如，如图7所示，电容感测控制器24可以包括耦合到加热器/传感器组件42中的电容传感器的储能电路。电容感测控制器24可以通过测量储能电路的谐振频率或谐振频率的变化来测量电容或电容的变化。在感测电容之后，电容感测控制器24可以经由车辆通信总线30将电容测量传送到一个或多个其他车辆控制器28。在一些示例中，自动驾驶控制系统可以使用感测到的电容测量来确定驾驶员的一个或多个手是在方向盘上还是不在方向盘上。

图2示出了用于车辆的座椅51的电容感测和加热系统50。座椅51包括座椅部分52和靠背部分53。加热器/传感器组件64设置在座椅部分52中。加热器/传感器组件64可以包括用于加热和/或电容感测的单个区域或多个区域。

电容感测和加热系统50包括电容感测控制器54和加热控制器56。电容感测控制器54感测加热器/传感器组件64的电容。具体地，电容感测控制器54感测当车辆的乘客占据座椅51时或当乘客离开座椅51时感应的电容的变化。加热控制器56控制对加热器/传感器组件64中的加热器的电力供应。在一些示例中，车辆的乘客可以使用开关(未示出)来致动座椅51的加热。该开关可以类似于上面参考图1描述的开关。因此，为了简洁起见，不重复对开关的描述。

电容感测控制器54和加热控制器56是独立的控制器。也就是说，电容感测控制器54和加热控制器56彼此不连接。电容感测控制器54和加热控制器56彼此独立地操作。电容感测控制器54和加热控制器56的操作是不同步的。电容感测控制器54和加热控制器56经由车辆通信总线30与其他车辆控制器28通信。例如，其他车辆控制器28可以包括控制气候控制系统(例如，加热和冷却系统)、自动驾驶车辆控制系统、约束控制系统、信息娱乐系统等的控制器。例如，车辆通信总线30可以包括CAN总线、LIN总线或在车辆中使用的任何其他通信总线/网络。

电容感测控制器54和加热控制器56经由车辆通信总线30从其他车辆控制器28接收设置和向其他车辆控制器28传输数据。例如，电容感测控制器54从一个或多个车辆控制器28接收用于电容感测的校准阈值。例如，加热控制器56从一个或多个车辆控制器28接收用于加热控制的校准阈值。加热器/传感器组件64的结构设计类似于下面参考图3A-图5B进一步详细示出和描述的加热器/传感器组件42的结构设计。加热器/传感器组件64的结构设计允许电容感测控制器54和加热控制器56在不相互干扰的情况下操作。

例如，如图7所示，电容感测控制器54可以包括耦合到加热器/传感器组件64中的电容传感器的储能电路。电容感测控制器54可以通过测量储能电路的谐振频率或谐振频率的变化来测量电容或电容的变化。在感测电容之后，电容感测控制器54可以经由车辆通信总线30将电容测量传送到一个或多个其他车辆控制器28。在一些示例中，自动驾驶控制系统可以使用感测到的电容测量来确定座椅51中是否存在乘客。

图3A-图5B示出了根据本公开的包括手动检测传感器和加热器的加热器/传感器组件的设计和构造。图3A和图3B示出了加热器/传感器组件的传感器部分。图4A和图4B示出了加热器/传感器组件的加热器部分。图5A和图5B示出了包括传感器部分和加热器部分的加热器/传感器组件。

图3A和图3B示出了根据本公开的加热器/传感器组件42的传感器部分70的示例。图3A示出了加热器/传感器组件42的传感器部分70的平面图。图3B示出了加热器/传感器组件42的传感器部分70的截面图。

在图3A中，传感器部分70包括不导电柔性材料(例如，羊毛或织物材料)的第一片材(或底座)72。例如，第一片材72可以是矩形的，但是可以具有任何其他形状。第一导线(也称为传感器导线)74布置在第一片材72的第一面(即，第一表面)上。第二导线(称为第一屏蔽导线，如图3B所示)76布置在第一片材72的第二面(即，第二表面)上。第一片材72的第二面与第一片材72的第一面相对。例如，第一片材72的第一面是第一片材72的顶面，并且第一片材72的第二面是第一片材72的底面。第一导线74和第二导线76对称地(例如，垂直对准并且彼此平行)布置在第一片材72的相对面上。也就是说，当第一导线74和第二导线76布置在第一片材72的相对面上时，第一导线74位于第二导线76的正上方并且与第二导线76垂直对准。

图3B示出了沿着图3A所示的线A-A截取的传感器部分70的截面图。在图3B中，第一导线74和第二导线76使用不导电线78一起缝合到第一片材72。第一导线74和第二导线76可以包括由导电材料制成的单股或多股导线。

图4A和图4B示出了根据本公开的加热器/传感器组件42的加热器部分80的示例。图4A示出了加热器/传感器组件42的加热器部分80的平面图。图4B示出了加热器/传感器组件42的加热器部分80的截面图。

在图4A中，加热器部分80包括不导电柔性材料(例如，羊毛或织物材料)的第二片材(或底座)82。例如，第二片材82可以是矩形的，但是可以具有任何其他形状。无论如何，第一片材72和第二片材82具有相同形状、尺寸和材料。第三导线(也称为第二屏蔽导线，如图4B所示)84布置在第二片材82的第一面(即，第一表面)上。如图5B所示，当传感器部分70堆叠在加热器部分80之上时，第二片材82的第一面面向第一片材72的第二面，并且加热器部分80的第三导线84与传感器部分70中的第二导线76相邻。第四导线(称为加热器导线，如图4B所示)86布置在第二片材82的第二面(即，第二表面)上。第二片材82的第二面与第二片材82的第一面相对。例如，第二片材82的第一面是第二片材82的顶面，并且第二片材82的第二面是第二片材82的底面。第三导线84和第四导线86对称地(例如，垂直对准并且彼此平行)布置在第二片材82的相对面上。也就是说，当第三导线84和第四导线86布置在第二片材82的相对面上时，第三导线84位于第四导线86的正上方并且与第四导线86垂直对准。

第三导线84和第四导线86布置为相对于第一导线74和第二导线76成角度。例如，该角度可以是90度；即，第三导线84和第四导线86可以垂直于第一导线74和第二导线76。相反，该角度可以是小于90度的非零角度。例如，该角度可以是使第二导线76与第三导线84之间的接触或重叠最小化的任何非零锐角。

图4B示出了沿着图4A所示的线B-B截取的加热器部分80的截面图。在图4B中，第三导线84和第四导线86使用不导电线88一起缝合到第二片材82。第三导线84和第四导线86可以包括由导电材料制成的单股或多股导线。

图5A和图5B示出了包括传感器部分和加热器部分60、80的加热器/传感器组件42。在加热器/传感器组件42中，传感器部分70堆叠在加热器部分80之上，使得第一片材72的第二面面向第二片材82的第一面，并且第一屏蔽线76和第二屏蔽线84(即，第二屏蔽线和第三屏蔽线)彼此相邻。图5A示出了第一导线74和第四导线86的示例布局，其中第一导线74和第四导线86彼此垂直布置，尽管它们的相对取向的角度可以是如上所述的任何非零锐角。虽然不可见，但第二导线76平行于第一导线74(即，与第一导线74垂直对准)并且位于第一导线74正下方，而第三导线84平行于第四导线86(例如，与第四导线86垂直对准)并且位于第四导线86正上方。

在一些实现中，第二导线76和第三导线84接地。在其他实现中，第二导线76和第三导线84中的至少一项由相应的信号(例如，由电容感测控制器24输出的第一信号和由加热控制器26输出的第二信号)主动驱动。当第二导线76和第三导线84中的至少一项由信号主动驱动时，第二导线76和第三导线84电绝缘。替代地，代替使用电绝缘导线，在第二导线76与第三导线84之间设置有不导电材料层。第二导线76和第三导线84提供在第一导线74与第四导线86(即，传感器导线和加热器导线)之间的有效屏蔽。此外，第一导线74和第二导线76与第三导线84和第四导线86之间的成角度取向提供第一导线74和第二导线76与第三导线84和第四导线86之间的最小重叠。最小重叠使第二导线76和第三导线84不能阻止的任何剩余干扰最小化，并且允许使用相应独立和不同步的控制器来控制传感器导线74和加热器导线86(即，第一导线和第四导线)。下面参考图7示出和描述控制器的示例。

当加热器/传感器组件42设置在车辆的方向盘22中时，加热器/传感器组件64在方向盘22内执行如下加热和接近感测。传感器导线(即，第一导线)74被设置为接近并且面向方向盘22的外周。当乘客将手放在方向盘22上时，传感器部分70感测电容的变化，该电容的变化由电容感测控制器24测量，如以下参考图7所述。加热器导线(即，第四导线)86与方向盘底座40相邻，并且当由加热控制器26激活时加热方向盘22，如以下参考图7所述。

加热器/传感器组件64类似于加热器/传感器组件42。当设置在座椅51的座椅部分52中时，加热器/传感器组件64如下执行座椅部分52的上表面的加热和座椅部分52内的接近感测。传感器导线(即，第一导线)74接近并且面向座椅部分52的上部区域。当乘客占据座椅51时，乘客停靠在座椅部分52的上部区域上。当乘客占据或离开座椅51时，传感器部分70感测电容的变化，该电容的变化由电容感测控制器24测量，如以下参考图7所述。加热器导线(即，第四导线)86面向座椅部分52的下部区域，该下部区域面向车辆的底盘。当由加热控制器26激活时，加热器导线86加热座椅部分52，如以下参考图7所述。

图6示意性地示出了加热器/传感器组件42嵌入方向盘22中并且加热器/传感器组件64嵌入座椅部分52中的方式。当加热器/传感器组件42设置在方向盘22中时，第一粘合层100布置在加热器/传感器组件42的顶部与覆盖层90之间。例如，覆盖层90可以由皮革或其他合适的不导电材料制成。第一粘合层100将加热器/传感器组件42的顶部粘合到覆盖层90的内部。第一粘合层100接近加热器/传感器组件42的传感器导线(即，第一导线)74。第二粘合层112布置在加热器/传感器组件42的底部与方向盘底座40之间。第二粘合层112将加热器/传感器组件42的底部粘合到方向盘底座40。第二粘合层112接近加热器/传感器组件42的加热器导线(即，第四导线)86。第一粘合层100和第二粘合层112是不导电的。

加热器/传感器组件64设置在座椅部分52的下部区域中。第二粘合层112设置在加热器/传感器组件64的底部上。第二粘合层112将加热器/传感器组件64的底部粘合到座椅部分52的下部区域。第二粘合层112接近加热器/传感器组件64的加热器导线(即，第四导线)86。覆盖层90在座椅部分52的上部区域中邻近加热器/传感器组件64的传感器导线(即，第一导线)74(即，在顶部上)地布置。例如，覆盖层90可以包括座椅部分52的上表面(例如，装饰物)并且是不导电的。第一粘合层100在加热器/传感器组件64之上设置在覆盖层90与传感器导线74之间。第一粘合层100将加热器/传感器组件64的顶部粘合到覆盖层90的内部。第一粘合层100接近加热器/传感器组件64的传感器导线(即，第一导线)74。第一粘合层100和第二粘合层112是不导电的。

为了完整性，参考图7示出和描述电容感测控制器24和加热控制器26的简化非限制性示例。电容感测控制器54和加热控制器56可以类似于电容感测控制器24和加热控制器26。在一些实现中，电容感测控制器24和加热控制器26可以组合成单个控制器。类似地，电容感测控制器54和加热控制器56也可以组合成单个控制器。

在图7中，电容感测和加热系统150包括加热器/传感器组件151。加热器/传感器组件151可以包括加热器/传感器组件42或加热器/传感器组件64。电容感测和加热系统150包括电容感测控制器24和加热控制器26。虽然为了说明和清楚起见，下面将描述单个区域电路，但是可以容易地添加附加区域。

加热控制器26包括加热器驱动电路158，该加热器驱动电路选择性地从电压源160向加热器导线86供应电力，以加热方向盘22或座椅51。加热器驱动电路158独立于电容感测控制器24向加热器导线102供应电力。

电容感测控制器24包括激励电路170，该激励电路选择性地将激励信号(例如，方波或其他波形)输出到连接到传感器导线74的LC储能电路172。频率测量电路178测量LC储能电路172的谐振频率。当乘客的手(或在座椅实现的情况下的身体)接近传感器导线74时，组合电路的电容变化。由于乘客的手在方向盘上的存在或不存在(或者由于座椅51中乘客的存在或不存在)而引起的电容变化影响LC储能电路172的谐振频率。电容感测控制器24基于LC储能电路172的谐振频率的变化来测量电容的变化。

基于电容的变化，电容感测控制器24检测方向盘上乘客的手的存在或不存在(或者由于座椅51中乘客的存在或不存在)。电容感测控制器24独立于加热控制器26测量电容的变化。也就是说，电容感测控制器24和加热控制器26的操作不同步，也不需要同步。电容感测控制器54和加热控制器56的操作类似于电容感测控制器24和加热控制器26。

第二导线76和第三导线84(即，屏蔽导线)提供电屏蔽件，并且减少传感器导线(即，第一导线)74与加热器导线(即，第四导线)86之间的杂散电容的影响。第二导线76和第三导线84(即，屏蔽导线)中的至少一项可以连接到地。替代地，第二导线76和第三导线84中的至少一项可以由有源信号驱动，而第二导线76和第三导线84中的另一项(如果不由有源信号驱动)可以接地。例如，第二导线76和第三导线84(即，屏蔽导线)中的至少一项可以由电容感测控制器26输出到传感器导线72的信号驱动。替代地或另外地，第二导线76和第三导线84(即，屏蔽导线)中的至少一项可以由电容感测控制器24和加热控制器26输出到传感器导线74和加热器导线86的相应信号驱动。当第二导线76和第三导线84中的至少一项由信号主动驱动时，第二导线76和第三导线84电绝缘。替代地，当第二导线76和第三导线84中的至少一项由信号主动驱动，而不是使用电绝缘导线驱动时，在第二导线76与第三导线84之间设置有不导电材料层，以电隔离第二导线76和第三导线84。

以上描述本质上只是说明性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式来实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但本公开的真实范围不应如此受限，因为通过对附图、说明书和以下权利要求的研究，其他修改将变得很清楚。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行。此外，尽管以上将每个实施例描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例的特征中实现和/或与任何其他实施例的特征组合，即使该组合没有明确描述。换言之，所描述的实施例不是互斥的，并且一个或多个实施例彼此的排列保持在本公开的范围内。

元件(例如，控制器、电路元件、半导体层等之间)之间的空间和功能关系使用各种术语来描述，包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“在……旁边”、“在……之上”、“上方”、“下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一元件与第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，也可以是在第一元件与第二元件之间存在一个或多个介入元件(空间上或功能上)的间接关系。如本文中使用的，短语A、B和C中的至少一项应当被解释为使用非排他逻辑OR的逻辑(A OR B OR C)，而不应当被理解为“A中的至少一项、B中的至少一项和C中的至少一项”。

在图中，箭头所示的箭头方向通常表示插图感兴趣的信息流(如数据或指令)。例如，当元素A和元素B交换各种信息，但从元素A传输到元素B的信息与图示相关时，箭头可以从元素A指向元素B。该单向箭头并不表示没有其他信息从元素B传输到元素A。此外，对于从元素A传输到元素B的信息，元素B可以向元素A传输对该信息的请求或接收该信息的确认。

在本申请中，包括以下定义，术语“控制器”可以替换为术语“电路”。“控制器”可以是指以下各项、是以下各项的一部分或包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或组)；提供所描述的功能的其他合适的硬件组件；或者上述各项中的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。

控制器可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定控制器的功能可以分布在经由接口电路连接的多个控制器之间。例如，多个控制器可以允许负载平衡。

如上所述，术语代码可以包括软件、固件和/或微码，并且可以指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包括执行来自多个控制器的部分或全部代码的单个处理器电路。术语组处理器电路包括处理器电路，该处理器电路与附加处理器电路相结合执行来自一个或多个控制器的一些或全部代码。对多个处理器电路的引用包括分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程、或以上各项的组合。术语共享存储器电路包括存储来自多个控制器的部分或全部代码的单个存储器电路。术语组存储器电路包括存储器电路，该存储器电路与附加存储器相结合存储来自一个或多个控制器的一些或全部代码。

术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。本文中使用的术语计算机可读介质不包括通过介质(诸如在载波上)传播的暂态电信号或电磁信号；术语计算机可读介质因此可以被认为是有形的和非暂态的。非暂态有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。

本申请中描述的装置和方法可以部分或完全地由专用计算机实现，该专用计算机通过配置通用计算机来执行计算机程序中包括的一个或多个特定功能而创建。上面描述的功能块、流程图组件和其他元件用作软件规范，该软件规范可以通过熟练的技术人员或程序员的日常工作被转换成计算机程序。

计算机程序包括存储在至少一个非暂态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用、后台服务、后台应用等。

计算机程序可以包括：(i)要解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)；(ii)汇编代码；(iii)由编译器从源代码生成的目标代码；(iv)用于由解释器执行的源代码；(v)用于由实时编译器编译和执行的源码等。仅作为示例，源代码可以使用包括以下各项在内的语言的语法来编写：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、/>HTML5(超文本标记语言第五版)、Ada、ASP(动态服务器网页)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、/>VisualLua、MATLAB、SIMULINK和/>/>

Claims (19)

1.一种用于执行表面加热和接近感测的加热器/传感器组件，包括：

传感器组件，包括：

不导电材料的第一片材；

第一导线，附接到所述第一片材的第一面；以及

第二导线，平行于所述第一导线布置并且附接到所述第一片材的与所述第一面相对的第二面；以及

加热器组件，邻近所述传感器组件布置，所述加热器组件包括：

所述不导电材料的第二片材，平行于所述第一片材布置；

第三导线，附接到所述第二片材的第一面，所述第二片材的所述第一面面向所述第一片材的所述第二面；以及

第四导线，平行于所述第三导线布置并且附接到所述第二片材的第二面，所述第二片材的所述第二面与所述第二片材的所述第一面相对，

其中所述第三导线和所述第四导线被布置为相对于所述第一导线和所述第二导线成角度。

2.根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，其中所述角度大于零且小于或等于90度。

3.根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，其中所述第二导线和所述第三导线彼此接触。

4.根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，其中所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线和所述第四导线由导电材料制成并且是不电绝缘的。

5.根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，其中所述第二导线和所述第三导线由导电材料制成，并且其中所述第二导线和所述第三导线中的一项是电绝缘的。

6.根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，其中所述第二导线和所述第三导线由导电材料制成，并且其中所述第二导线和所述第三导线中的至少一项是不电绝缘的，所述加热器/传感器组件还包括设置在所述第二导线与所述第三导线之间的不导电材料层。

7.一种系统，包括：

根据权利要求1所述的加热器/传感器组件；

第一电路，被配置为控制对所述第四导线的电力供应；以及

第二电路，被配置为向所述第一导线输出信号并且基于所述信号的频率来感测电容。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一电路和所述第二电路彼此独立地操作。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二导线和所述第三导线连接到参考电势。

10.根据权利要求7所述的加热器/传感器组件，其中所述第二导线和所述第三导线由导电材料制成，其中所述第二导线和所述第三导线中的一项是电绝缘的，并且其中所述第一电路和所述第二电路中的至少一项向所述第二导线和所述第三导线输出相应的信号。

11.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二导线和所述第三导线由导电材料制成并且是不绝缘的，所述加热器/传感器组件还包括设置在所述第二导线与所述第三导线之间的不导电材料层，其中所述第一电路和所述第二电路中的至少一项向所述第二导线和所述第三导线输出相应的信号。

12.根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，其中所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线和所述第四导线中的至少一项包括单股导线。

13.根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，其中所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线和所述第四导线中的至少一项包括多股导线。

14.一种车辆的方向盘，包括：

根据权利要求1所述的加热器/传感器组件；

覆盖层，邻近所述第一导线布置，所述覆盖层是不导电的；

第一粘合层，设置在所述覆盖层与所述第一导线之间，以将所述第一导线粘合到所述覆盖层，所述第一粘合层是不导电的；以及

第二粘合层，设置在所述第四导线与所述方向盘的基部之间，以将所述第四导线粘合到所述方向盘的所述基部，所述第二粘合层是不导电的。

15.一种系统，包括：

根据权利要求14所述的方向盘；

第一电路，被配置为控制对所述第四导线的电力供应；以及

第二电路，被配置为向所述第一导线输出信号并且基于所述信号的频率来感测电容。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一电路和所述第二电路彼此独立地操作。

17.一种车辆的座椅，包括：

根据权利要求1所述的加热器/传感器组件，设置在所述车辆的所述座椅的座椅部分中，所述第一导线接近并且面向所述座椅部分的上部区域，所述第四导线面向所述座椅部分的下部区域；

覆盖层，在所述座椅部分的所述上部区域中邻近所述第一导线地布置，所述覆盖层是不导电的；

第一粘合层，设置在所述覆盖层与所述第一导线之间，以将所述第一导线粘合到所述覆盖层，所述第一粘合层是不导电的；以及

第二粘合层，设置在所述第四导线与所述座椅部分的所述下部区域之间，以将所述第四导线粘合到所述座椅部分的所述下部区域，所述第二粘合层是不导电的。

18.一种系统，包括：

根据权利要求17所述的座椅；

第一电路，被配置为控制对所述第四导线的电力供应；以及

第二电路，被配置为向所述第一导线输出信号并且基于所述信号的频率来感测电容。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一电路和所述第二电路彼此独立地操作。