DE102018113203A1

DE102018113203A1 - Insasseninformations-Erfassungssensor für Lenkrad

Info

Publication number: DE102018113203A1
Application number: DE102018113203.4A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Nishio; Hidenori Kitamura
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: PANASONIC AUTOMOTIVE SYSTEMS CO., LTD., YOKOHA, JP
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2018-12-06
Also published as: CN108981555B; CN108981555A

Abstract

Ein Kranz 210 eines Lenkrads 200 weist einen Kranz-Hauptteil und ein so am Kranz-Hauptteil montiertes Montageteil 240 auf, dass es von einem Teil des Kranz-Hauptteils freiliegt. Ein Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für ein Lenkrad, der in dem Kranz 210 angeordnet ist, enthält: einen Sensordraht 112, angeordnet im Kranz-Hauptteil; und ein leitfähiges Element 113, befindlich auf mindestens einer Flächenseite des Montageteils 240 und galvanisch verbunden oder kapazitiv gekoppelt mit einem Teil des Sensordrahtes 112.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, der eine Information über einen Insassen, beispielsweise in einem Fahrzeug, erfasst, und betrifft insbesondere einen Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad, der Kontakt, Ergreifen oder dergleichen an einem Lenkrad durch einen Insassen als Information über den Insassen erfasst.
Technischer Hintergrund
Herkömmlich wurde ein Griffsensor zum Erfassen des Ergreifens eines Lenkrads eines Fahrzeugs vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentoffenlegung Nr. 2002-340712
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft einen Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad, der eine Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit verhindert.
Lösung der Aufgabe
Ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad, der in dem Lenkrad angeordnet ist. Ein Kranz des Lenkrads weist einen Kranz-Hauptteil und ein so am Kranz-Hauptteil montiertes Montageteil auf, dass es von einem Teil des Kranz-Hauptteils frei liegt. Der Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad enthält: eine im Kranz-Hauptteil angeordnete Sensorelektrode; und ein leitfähiges Element, befindlich auf mindestens einer Oberflächenseite des Montageteils, wobei das leitfähige Element mit einem Teil der Sensorelektrode galvanisch verbunden ist oder das leitfähige Element mit dem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelt ist.
Zu bemerken ist, dass diese umfassenden oder spezifischen Aspekte durch eine beliebige Kombination eines Systems, eines Verfahrens, einer integrierten Schaltung, eines Computerprogramms und eines Datenträgers verwirklicht sein können.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit verhindern.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Inneren eines Fahrzeugs darstellt, in dem ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist.
2 ist eine Vorderansicht des Lenkrads gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
3 ist eine Ansicht, die eine Seitenfläche und eine Rückfläche eines Montageteils gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
4 ist eine Skizze, die ein Anordnungsbeispiel des Insasseninformations-Erfassungssensors für das Lenkrad gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts eines Kranzes und ein Beispiel eines Zustands darstellt, in dem das Montageteil an einem Kernmaterial des Kranzes montiert ist, gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
6 ist eine Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem verbindenden Teil eines Sensordrahtes und einem verbundenen Teil eines leitfähigen Elements gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
7 ist eine Ansicht, die eine elektrostatische Kapazität C in dem Montageteil des Kranzes gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des Kranzes in einem Zustand darstellt, in dem das Montageteil in eine Vertiefung eingepasst ist, gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
9 ist eine Skizze, die ein Anordnungsbeispiel eines Insasseninformations-Erfassungssensors für ein Lenkrad gemäß einer Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
10 ist ein Blockdiagramm des elektrostatischen Sensors gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform.
11 ist eine Skizze, die ein genaues Anordnungsbeispiel eines Teils des elektrostatischen Sensors gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts eines Kranzes darstellt, an dem eine Sensorgruppe montiert ist, gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
13 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Seitenfläche einer Kunststoffschicht darstellt, an der die Sensorgruppe montiert ist, gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
14 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Oberflächenschicht gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
15 ist eine Ansicht, die eine Vorderfläche und Querschnitte eines Kranzes eines Lenkrads gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
16 ist eine Grafik, die eine Empfindlichkeitsverteilung und eine Verteilung relativer Dielektrizitätskonstanten auf dem Kranz des Lenkrads gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
17 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem das Lenkrad ergriffen ist, gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
18 ist eine Ansicht zum Erläutern einer relativen Dielektrizitätskonstante und einer Fläche eines ersten Oberflächenschichtteils der Oberflächenschicht gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
19 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Sensordraht mit einer Oberflächenschicht bedeckt ist, gemäß einer ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
20 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Dicke und einer Fläche eines ersten Oberflächenschichtteils der Oberflächenschicht gemäß der ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
21 ist eine Skizze, die ein genaues Anordnungsbeispiel eines Teils eines elektrostatischen Sensors gemäß einer zweiten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.

Beschreibung einer Ausführungsform
(Der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Wissen)
Ein Problem bei einem herkömmlichen Griffsensor ist vor einer Beschreibung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kurz beschrieben. Der Griffsensor weist beispielsweise ein Grundmaterial und einen auf dem Grundmaterial vorgesehenen Sensordraht auf. Darüber hinaus ist das Grundmaterial um ein Kernmaterial eines Lenkrads gewickelt und mit einer Oberflächenschicht bedeckt, wie etwa einem Polstermaterial. In diesem Griffsensor wird eine elektrostatische Kapazität zwischen einem Fahrzeug und dem Sensordraht erzeugt. Wenn eine Hand einer Person in Kontakt mit dem Lenkrad kommt, wird eine elektrostatische Kapazität auch zwischen der Hand und dem Sensordraht erzeugt. Daher kann ein Ergreifen des Lenkrads durch die Hand der Person erfasst werden, indem eine Änderung der in dem Sensordraht erzeugten elektrostatischen Kapazität beobachtet wird.
Wenn jedoch eine Abdeckblende oder Zierblende genannter Bestandteil zum Dekorieren eines Lenkrads am Lenkrad montiert ist, gibt es ein Problem einer Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit. Mit anderen Worten, bei dem Lenkrad wird die Erfassungsempfindlichkeit eines Teils, an dem das Bauteil montiert ist, stärker verschlechtert als die Erfassungsempfindlichkeit eines Teils, an dem das Bauteil nicht montiert ist.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung stellten fest, dass sich das folgende Problem bei dem in dem Abschnitt „Technischer Hintergrund“ beschriebenen Griffsensor ergibt.
Das zum Dekorieren des Lenkrads montierte, Abdeckblende oder Zierblende genannte Bauteil (im Folgenden als Montageteil bezeichnet) besteht beispielsweise aus einem Kunststoff und ist in ein Kernmaterial eines Kranzes eingepasst und darin befestigt. Das auf diese Weise eingepasste Montageteil hegt von der Oberflächenschicht (beispielsweise Leder) des Kranzes frei.
Wenn daher das Grundmaterial des Griffsensors um das Kernmaterial dieses Kranzes gewickelt wird, wird das Grundmaterial in einem Bereich gewickelt, der einen Teil auslässt, in den das Montageteil eingepasst ist. Als Ergebnis ist, sogar wenn ein Abstand von einer oberen Fläche der Oberflächenschicht des Kranzes zu dem im Grundmaterial angeordneten Sensordraht kurz ist, ein Abstand von einer Fläche, von der das Montageteil frei liegt, zum Sensordraht lang. Demgemäß ist, sogar obwohl die Erfassungsempfindlichkeit auf der oberen Fläche der Oberflächenschicht des Kranzes hoch ist, die Erfassungsempfindlichkeit im Montageteil verschlechtert. Mit anderen Worten, die Erfassungsempfindlichkeit an jeweiligen Stellen des Kranzes ist nicht gleichmäßig gemacht. Als Ergebnis kann der Griffsensor, wenn eine Hand eines Insassen in Kontakt mit der oberen Fläche der Oberflächenschicht des Kranzes kommt, den Kontakt durch die Hand erfassen. Wenn die Hand jedoch in Kontakt mit dem Montageteil kommt, gibt es einen Fall, in dem der Griffsensor den Kontakt mit der Hand nicht erfassen kann.
Um die Aufgabe zu lösen, ist ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad, der in dem Lenkrad angeordnet ist. Ein Kranz des Lenkrads weist einen Kranz-Hauptteil und ein so am Kranz-Hauptteil montiertes Montageteil auf, dass es von einem Teil des Kranz-Hauptteils frei liegt. Der Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad enthält: eine im Kranz-Hauptteil angeordnete Sensorelektrode; und ein leitfähiges Element, befindlich auf mindestens einer Oberflächenseite des Montageteils und mit einem Teil der Sensorelektrode galvanisch verbunden oder mit einem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelt. Zum Beispiel können die Sensorelektrode und das leitfähige Element Elektroden zum Erfassen einer Änderung der elektrostatischen Kapazität der Sensorelektrode und des leitfähigen Elements sein. Weiter kann beispielsweise die Sensorelektrode ein Sensordraht sein, der als eine lineare Elektrode dient.
Mit dieser Anordnung befindet sich, sogar wenn das Montageteil, wie etwa eine Zierblende oder Abdeckblende, am Kranz-Hauptteil montiert ist, ein mit dem Teil der Sensorelektrode galvanisch verbundenes leitfähiges Element auf mindestens einer Oberflächenseite des Montageteils. Daher kann, sogar wenn der Insasse in dem Fahrzeug, der das Lenkrad innehat, mit der Hand in Kontakt mit dem Montageteil des Kranzes kommt, der Kontakt durch die Hand über das leitfähige Element und die Sensorelektrode elektrisch erfasst werden. Als Ergebnis kann eine Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit des Kontakts oder Ergreifens am Kranz des Lenkrads durch den Insassen vermieden sein. Mit anderen Worten, die Erfassungsempfindlichkeit an jeweiligen Stellen des Kranzes des Lenkrads kann gleichmäßig gemacht sein.
Zu bemerken ist, dass die oben beschriebene Fläche des Montageteils eine Fläche sein kann, die vom Kranz-Hauptteil frei liegt (das heißt, eine obere Fläche), oder eine Fläche sein kann, die in den Kranz-Hauptteil eingebettet ist (das heißt, eine Rückfläche).
Weiter kann das leitfähige Element eine gedruckte Schicht, eine lackierte Schicht oder eine plattierte Schicht sein, die auf einer Oberfläche des Montageteils ausgebildet ist.
Alternativ kann das leitfähige Element mit zumindest einem Teil auf der Flächenseite des Montageteils ausgebildet sein. Mit anderen Worten, ein Teil oder eine Gesamtheit des Montageteils kann das leitfähige Element sein. In diesem Fall kann eine Gestaltung des Lenkrads vereinfacht sein.
Weiter kann das leitfähige Element mit dem Teil der Sensorelektrode galvanisch verbunden sein, indem es in Kontakt mit dem Teil der Sensorelektrode kommt.
Alternativ können, wenn das mit dem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelte leitfähige Element enthalten ist, der Teil der Sensorelektrode und der Teil des leitfähigen Elements einander gegenüberstehen und im Wesentlichen dieselbe Form aufweisen. Mit dieser Anordnung kann eine für eine kapazitive Kopplung wirksame Fläche in dem Teil der Sensorelektrode und dem Teil des leitfähigen Elements vergrößert sein, und die elektrostatische Kapazität zwischen der Sensorelektrode und dem leitfähigen Element kann erhöht sein. Als Ergebnis kann die Erfassungsempfindlichkeit verbessert sein.
Weiter können, wenn das mit dem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelte leitfähige Element enthalten ist, der Teil der Sensorelektrode und der Teil des leitfähigen Elements einander gegenüberstehen, und ein Abstand in einer Gegenüberstellungsrichtung zwischen dem Teil der Sensorelektrode und dem Teil des leitfähigen Elements kann kürzer sein als eine Dicke des Montageteils in der Gegenüberstellungsrichtung.
Mit dieser Anordnung kann, da der Abstand zwischen dem Teil der Sensorelektrode und dem Teil des leitfähigen Elements kurz ist, die elektrostatische Kapazität zwischen der Sensorelektrode und dem leitfähigen Element erhöht sein. Als Ergebnis kann die Erfassungsempfindlichkeit verbessert sein.
Weiter können, wenn das mit dem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelte leitfähige Element enthalten ist, der Teil der Sensorelektrode und der Teil des leitfähigen Elements einander gegenüberstehen und massiv sein.
Mit dieser Anordnung kann eine für eine kapazitive Kopplung wirksame Fläche in dem Teil der Sensorelektrode und dem Teil des leitfähigen Elements vergrößert sein, und die elektrostatische Kapazität zwischen der Sensorelektrode und dem leitfähigen Element kann erhöht sein. Als Ergebnis kann die Erfassungsempfindlichkeit verbessert sein.
Nachstehend ist eine erste beispielhafte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben.
Zu bemerken ist, dass die folgende erste beispielhafte Ausführungsform ein umfassendes oder spezielles Beispiel der vorliegenden Offenbarung vorsieht. Zahlenwerte, Formen, Materialien, Bestandteile, Anordnungspositionen und Verbindungsarten der Bestandteile, Schritte und Reihenfolge der Schritte, die in der folgenden ersten beispielhaften Ausführungsform dargestellt sind, sind Beispiele und sollen daher die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Weiter sind unter den Bestandteilen in der folgenden ersten beispielhaften Ausführungsform Bestandteile, die in dem unabhängigen Anspruch nicht erwähnt sind, der das breiteste Konzept angibt, als optionale Bestandteile beschrieben.
Es ist anzumerken, dass jede der Figuren schematisch und nicht unbedingt streng akkurat ist. Weiter sind in jeder Figur dieselben Bestandteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Weiter ist ein Ausdruck, wie etwa „im Wesentlichen eine Mitte“ oder „im Wesentlichen eine konstante Breite“, in der folgenden ersten beispielhaften Ausführungsform verwendet. Zum Beispiel bedeutet „im Wesentlichen dasselbe“ nicht nur „vollkommen dasselbe“, sondern auch „praktisch dasselbe“, das heißt, es schließt eine Abweichung von beispielsweise mehreren % ein. Dasselbe gilt für andere Ausdrücke, die „im Wesentlichen“ verwenden.
(Erste beispielhafte Ausführungsform)
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Inneren eines Fahrzeugs darstellt, in dem ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist.
Das Fahrzeug 1 enthält ein Lenkrad 200, einen Lautsprecher 301 und eine Anzeigevorrichtung 302, wie etwa eine Flüssigkristallanzeige. Zum Beispiel sind der Lautsprecher 301 und die Anzeigevorrichtung 302 als aufmerksam machende Vorrichtungen eingerichtet.
Das Lenkrad 200 ist eine Einheit zum Lenken des Fahrzeugs 1. Das Lenkrad 200 weist einen Kranz 210 mit einer Ringform, eine im Wesentlichen T-förmige Speiche 202, die einstückig an einer inneren peripheren Fläche des Kranzes 210 ausgebildet ist, und eine Hupenschalterabdeckung 203 auf, um einen Hupenschalter (nicht dargestellt) abzudecken, der in einer Mitte der Speiche 202 angeordnet ist.
Der Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für ein Lenkrad ist ein Sensor, der eine Information über einen Insassen in dem Fahrzeug 1 mit dem Lenkrad 200 erfasst. In der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform erfasst der Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für das Lenkrad einen Kontakt oder ein Ergreifen am Kranz 210 des Lenkrads 200 durch eine Hand eines Fahrers, der ein Insasse ist, als eine Information über den Insassen. Wie in 1 dargestellt, ist dieser Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für das Lenkrad im Lenkrad 200 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Genauer enthält der Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für das Lenkrad eine aus einer Vielzahl von Sensoren gebildete Sensorgruppe 110f, eine Steuerschaltung 120 und einen Kabelbaum 130.
Die Sensorgruppe 110f ist in den Kranz 210 des Lenkrads 200 eingebettet. In jedem in der Sensorgruppe 110f enthaltenen Sensor ändert sich eine zu messende elektrostatische Kapazität, je nachdem, ob ein Insasse (beispielsweise ein Fahrer) im Fahrzeug 1 den Kranz 210 des Lenkrads 200 ergreift oder nicht, oder je nachdem, ob der Insasse den Kranz 210 berührt oder nicht.
Der Kabelbaum 130 verbindet jeden Sensor der Sensorgruppe 110f und die Steuerschaltung 120 elektrisch.
Die Steuerschaltung 120 ist beispielsweise in die Speiche 202 eingebettet und erfasst einen Kontakt oder ein Ergreifen auf Grundlage eines Ausgangssignals von jedem Sensor der Sensorgruppe 110f. Genauer misst die Steuerschaltung 120 die elektrostatische Kapazität jedes Sensors oder einen Wert gemäß der elektrostatischen Kapazität (einen Änderungsbetrag) und erfasst ein Ergreifen oder dergleichen des Kranzes 210 durch eine Hand des Fahrers auf Grundlage des Wertes. Darüber hinaus, wenn das Ergreifen nicht erfasst wird, sogar obwohl das Fahrzeug 1 gefahren wird, veranlasst die Steuerschaltung 120 die aufmerksam machenden Vorrichtungen, die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erregen. Zum Beispiel macht der Lautsprecher 301, der als die aufmerksam machende Vorrichtung dient, den Fahrer durch einen Warnton oder eine Sprachwarnung aufmerksam. Die Anzeigevorrichtung 302 zeigt eine aufmerksam machende Meldung an, die den Fahrer veranlasst, das Lenkrad 200 fest zu halten. Mit dieser Anordnung können Verkehrsunfälle verringert werden.
2 ist eine Vorderansicht des Lenkrads 200 gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform.
Das Lenkrad 200 gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform enthält zwei Montageteile 240. Diese Montageteile 240 sind beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet und sind beispielsweise zu dünnen Plattenformen entlang dem Kranz 210 geformt. Darüber hinaus ist ein dekoratives Muster (beispielsweise ein Holzmaserungsmuster) oder dergleichen auf obere Flächen dieser Montageteile 240 aufgebracht.
Diese Montageteile 240 sind in ein Kernmaterial eingepasst, indem Rückflächen auf eine Seite entgegengesetzt zu den oberen Flächen, auf die das oben beschriebene Muster oder dergleichen aufgebracht ist, zu einer Kernmaterialseite hinweisen, die sich im Kranz 210 befindet. Ein Kranz-Hauptteil, der als ein weiterer Teil des Kranzes 210 außer den Montageteilen 240 dient, ist mit einer Oberflächenschicht 212 bedeckt. Daher ist jedes der beiden Montageteile 240 in das innerhalb des Kranzes 210 befindliche Kernmaterial so eingepasst, dass die obere Fläche von der Oberflächenschicht 212 frei liegt.
Au diese Weise weist in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform der Kranz 210 des Lenkrads 200 den aus dem Kernmaterial und der Oberflächenschicht 212 ausgebildeten Kranz-Hauptteil und die Montageteile 240 auf, die so am Kranz-Hauptteil montiert sind, dass sie von einem Teil des Kranz-Hauptteils frei liegen.
3 ist eine Ansicht, die eine Seitenfläche und eine Rückfläche eines Montageteils 240 gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt. Genauer ist Teil (a) von 3 eine Seitenansicht des Montageteils 240, und Teil (b) von 3 ist eine Rückansicht jedes der beiden Montageteile 240.
Wie in Teil (a) von 3 dargestellt, weist jedes der beiden Montageteile 240 einen im Wesentlichen plattenförmigen Bauteil-Hauptteil 242 und zwei Vorsprünge 241 auf, die von einer Rückfläche 242B des Bauteil-Hauptteils 242 weg ragen. Weiter ist ein leitfähiges Element 113 auf der Rückfläche 242B des Bauteil-Hauptteils 242 ausgebildet. Zu bemerken ist, dass das Montageteil 240 gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform zwei Vorsprünge 241 aufweist. Jedoch ist eine Anzahl von Vorsprüngen 241 nicht auf zwei beschränkt und kann eins oder drei betragen.
Wie in Teil (b) von 3 dargestellt, weist das auf der Rückfläche 242B des Bauteil-Hauptteils 242 ausgebildete leitfähige Element 113 einen gitterförmigen Hauptteil 113c und zwei verbundene Teile 113a und 113b auf. Jeder dieser beiden verbundenen Teile 113a und 113b ist ein Teil zum elektrischen Verbinden des leitfähigen Elements 113 mit einem Sensordraht, der nachstehend beschrieben ist, und weist im Wesentlichen dasselbe Muster auf wie ein Teil des Sensordrahtes.
Ein solches leitfähiges Element 113 gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform ist eine gedruckte Schicht, eine lackierte Schicht oder eine plattierte Schicht, die auf einer Rückfläche 242B unter den Flächen des Montageteils 240 ausgebildet ist. Mit anderen Worten, das leitfähige Element 113 ist durch Drucken, Lackieren oder Plattieren auf der Rückfläche 242B des Montageteils 240 ausgebildet. Weiter ist das leitfähige Element 113 beispielsweise aus Metall oder Karbon ausgebildet. Zu bemerken ist, dass ein Oberflächenschutz durch ein Kunststoffmaterial auf die gedruckte Schicht, die lackierte Schicht oder die plattierte Schicht aufgebracht sein kann.
4 ist eine Skizze, die ein Anordnungsbeispiel des Insasseninformations-Erfassungssensors 100 für das Lenkrad gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
Der Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für das Lenkrad enthält eine Sensorgruppe 110f, eine Steuerschaltung 120 und einen Kabelbaum 130. In der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform ist die Sensorgruppe 110f aus einem ersten Sensor 110a und einem zweiten Sensor 110b gebildet. Jeder aus dem ersten Sensor 110a und dem zweiten Sensor 110b enthält ein Grundmaterial 111, einen Sensordraht 112, der als Sensorelektrode dient, und ein auf dem oben beschriebenen Montageteil 240 ausgebildetes leitfähiges Element 113. Zu bemerken ist, dass in der vorliegenden ersten beispielhafte Ausführungsform der erste Sensor 110a und der zweite Sensor 110b axialsymmetrisch zu einer entlang einer Y-Achsenrichtung (siehe nachstehend beschriebene Definitionen einer X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung) als Symmetrieachse vorgesehenen Geraden ausgebildet sind und praktisch dieselbe Anordnung aufweisen.
Das Grundmaterial 111 besteht beispielsweise aus Faservlies, ist lang ausgebildet und hält den Sensordraht 112. Dieses Grundmaterial 111 ist am Kranz 210 des Lenkrads 200 montiert. Zu bemerken ist, dass in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform eine Längsrichtung des Grundmaterials 111 als eine X-Achsenrichtung bezeichnet ist und eine Richtung senkrecht zur X-Achsenrichtung auf einer Fläche parallel zum Grundmaterial 111 als eine Y-Achsenrichtung bezeichnet ist. Weiter ist eine Endseite (eine untere Endseite in 4) des Grundmaterials 111 in der Y-Achsenrichtung als eine negative Seite bezeichnet, und eine weitere Endseite (eine obere Endseite in 4) des Grundmaterials 111 in der Y-Achsenrichtung ist als eine positive Seite bezeichnet. Ähnlich ist eine Endseite (eine linke Endseite in 4) des Grundmaterials 111 in der X-Achsenrichtung als eine negative Seite bezeichnet, und eine weitere Endseite (eine rechte Endseite in 4) des Grundmaterials 111 in der X-Achsenrichtung ist als eine positive Seite bezeichnet.
Der Sensordraht 112 ist eine Elektrode zum Erfassen einer Änderung der elektrostatischen Kapazität dieses Sensordrahtes 112. Weiter besteht der Sensordraht 112 aus einem leitfähigen Draht, und ein Ende (das heißt, Ende a) und ein anderes Ende (das heißt, Ende b) des Sensordrahtes 112 sind mit der Steuerschaltung 120 über den Kabelbaum 130 verbunden. Der Sensordraht 112 ist hier in einer Zickzackform im Grundmaterial 111 angeordnet. Genauer ist der Sensordraht 112 ein Metalldraht (beispielsweise ein Kupferdraht) und ist so auf eine Oberfläche des Grundmaterials 111 mit einem Garn (nicht dargestellt) genäht, dass er ein Zickzackmuster bildet.
Der Sensordraht 112 gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform ist mit dem Garn (nicht dargestellt) auf die Oberfläche des Grundmaterials 111 genäht. Jedoch kann der Sensordraht 112 am Grundmaterial 111 durch ein Thermokompressionsbonden oder dergleichen befestigt sein. Weiter kann der Sensordraht 112 einen planaren Aufbau aufweisen, der mit einem Leiter oder einem Widerstand ausgebildet ist. Weiter besteht in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform der Sensordraht 112 aus einem leitfähigen Draht. Jedoch kann eine beliebige Form benutzt sein, solange ein Element eine Leitfähigkeit aufweist.
Mit anderen Worten, der Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für das Lenkrad gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform enthält den Sensordraht 112 als die Sensorelektrode. Jedoch braucht die Sensorelektrode nicht in einer linearen Form wie beim Sensordraht 112 ausgebildet zu sein.
Hier weist der Sensordraht 112 gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform verbindende Teile 112a und 112b zum kapazitiven Koppeln mit zwei verbundenen Teilen 113a bzw. 113b des im Montageteil 240 ausgebildeten leitfähigen Elements 113 auf. Genauer ist der verbundene Teil 113a des leitfähigen Elements 113 mit dem verbindenden Teil 112a des Sensordrahtes 112 kapazitiv gekoppelt, und der verbundene Teil 113b des leitfähigen Elements 113 ist mit dem verbindenden Teil 112b des Sensordrahtes 112 kapazitiv gekoppelt. Daher ist das leitfähige Element 113 eine Elektrode zum Erfassen einer Änderung der elektrostatischen Kapazität dieses leitfähigen Elements 113.
Auf diese Weise enthält der Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für das Lenkrad gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform den im Kranz-Hauptteil angeordneten und als die Sensorelektrode dienenden Sensordraht 112 und das auf mindestens einer Flächenseite des Montageteils 240 befindliche und mit einem Teil des Sensordrahtes 112 kapazitiv gekoppelte Montageteil 240.
Zu bemerken ist, dass Einzelheiten einer Anordnungsbeziehung zwischen dem Sensordraht 112 und dem leitfähigen Element 113 nachstehend beschrieben sind.
Die Steuerschaltung 120 enthält eine Energiequelle 121 und eine Sensorschaltung 122. Zu bemerken ist, dass das Ende a, das als das eine Ende des Sensordrahtes 112 dient, mit der Sensorschaltung 122 verbunden ist, und das Ende b, das als das andere Ende des Sensordrahtes 112 dient, mit der Energiequelle 121 verbunden ist.
Die Energiequelle 121 ist mit den Enden b von Sensordrähten 112 des ersten Sensors 110a und des zweiten Sensors 110b über den Kabelbaum 130 galvanisch verbunden. Weiter erwärmt die Energiequelle 121 den Sensordraht 112, indem sie einen Strom im Sensordraht 112 fließen lässt. Mit dieser Anordnung kann der Kranz 210 des Lenkrads 200 geheizt werden. Um den Strom von der Energiequelle 121 zum Sensordraht 112 fließen zu lassen, ist in der Steuerschaltung 120 eine Mitte einer Verdrahtungsleitung vom Ende a des Sensordrahtes 112 zur Sensorschaltung 122 über eine Induktivität (nicht dargestellt) mit Masse verbunden.
Die Sensorschaltung 122 erfasst einen Kontaktzustand des Lenkrads 200 bei jedem aus dem ersten Sensor 110a und dem zweiten Sensor 110b unter Verwendung des Sensordrahtes 112 und des leitfähigen Elements 113. Mit anderen Worten, die Sensorschaltung 122 lässt einen Wechselstrom im Sensordraht 112 über den Kabelbaum 130 fließen. Dann erfasst die Sensorschaltung 122 eine Änderung der elektrostatischen Kapazität des Sensordrahtes 112 und des leitfähigen Elements 113 auf Grundlage eines Stromwerts des im Sensordraht 112 fließenden Stroms.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts des Kranzes 210 und ein Beispiel eines Zustands darstellt, in dem das Montageteil 240 an einem Kernmaterial des Kranzes 210 montiert ist. Zu bemerken ist, dass in dem in 5 dargestellten Beispiel die Oberflächenschicht 212 weggelassen ist, um das Grundmaterial 111 und den Sensordraht 112 leicht sichtbar zu machen.
Der Kranz 210 weist ein Kernmaterial auf. Das Kernmaterial ist mit einer metallenen Kernstange 210b, die ein ringförmiger Kern ist, und einer Kunststoffschicht 210a ausgebildet, die die Kernstange 210b bedeckt und aus Polyurethan oder dergleichen besteht. In der Kunststoffschicht 210a ist eine Vertiefung 211 ausgebildet, in die das Montageteil 240 eingepasst ist. Weiter sind zwei Montagelöcher 213 zum Befestigen des Montageteils 240 auf einer Bodenfläche dieser Vertiefung 211 ausgebildet.
Das Grundmaterial 111 mit dem Sensordraht 112 ist um die Kunststoffschicht 210a gewickelt. Dabei ist nur ein Teil des Grundmaterials 111, auf den die verbindenden Teile 112a und 112b des Sensordrahtes 112 genäht sind, in der Vertiefung 211 der Kunststoffschicht 210a angeordnet. Darüber hinaus wird ein verbleibender Teil des Grundmaterials 111 auf einen ganzen Umfang außer der Vertiefung 211 einer Fläche der Kunststoffschicht 210a gewickelt.
Genauer ist, wie in 5 dargestellt, das Grundmaterial 111, auf das der Sensordraht 112 genäht ist, so um die Kunststoffschicht 210a gewickelt, dass eine Fläche auf einer Seite gegenüber dem Sensordraht 112 zu einer Seite der Kunststoffschicht 210a weist. Zu bemerken ist, dass eine Fläche auf einer Seite des Sensordrahtes 112 des auf diese Weise gewickelten Grundmaterials 111 mit einer Oberflächenschicht 212 aus Leder, Holz, Kunststoff oder dergleichen bedeckt ist. Weiter ist in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform das Grundmaterial 111 so um die Kunststoffschicht 210a gewickelt, dass die Fläche auf der Seite gegenüber dem Sensordraht 112 zur Seite der Kunststoffschicht 210a weist. Jedoch kann das Grundmaterial 111 so um die Kunststoffschicht 210a gewickelt sein, dass die Fläche auf der Seite des Sensordrahtes 112 zur Seite der Kunststoffschicht 210a weist.
Eine elektrostatische Kapazität ist zwischen dem im Kranz 210 angeordneten Sensordraht 112 und der Kernstange 210b gebildet. Hier wird, wenn ein Teil des Kranzes 210, in dem der Sensordraht 112 angeordnet ist, durch eine Hand eines Fahrers ergriffen wird, eine elektrostatische Kapazität auch zwischen dem Sensordraht 112 und der Hand gebildet. Daher kann die Sensorschaltung 122 der Steuerschaltung 120 ein durch die Hand verursachtes Ergreifen des Kranzes 210 gemäß einem Absolutwert oder einem Änderungsbetrag der elektrostatischen Kapazität erfassen. Zu bemerken ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Anordnung beschränkt ist, in der die elektrostatische Kapazität zwischen dem Sensordraht 112 und der Kernstange 210b gebildet ist. Zum Beispiel ist es möglich, eine Anordnung zu haben, in der eine aus einem leitfähigen Blech oder dergleichen bestehende Masseschicht zwischen dem Sensordraht 112 und der Kernstange 210b vorgesehen ist und eine elektrostatische Kapazität zwischen dem Sensordraht 112 und der Masseschicht gebildet ist.
Hier ist das Montageteil 240 in die Vertiefung 211 der Kunststoffschicht 210a eingepasst. Wie oben beschrieben, sind zwei Vorsprünge 241, die von der Rückfläche 242B weg ragen, auf der Rückfläche 242B des Montageteils 240 ausgebildet. Das Montageteil 240 ist in die Vertiefung 211 der Kunststoffschicht 210a eingepasst, indem diese Rückfläche 242B zur Kunststoffschicht 210a weist. Dabei ist jeder der beiden Vorsprünge 241 des Montageteils 240 in ein Befestigungsloch 213 der Vertiefung 211 eingesetzt. Zum Beispiel ist ein Innendurchmesser des Befestigungslochs 213 kleiner als ein Außendurchmesser des Vorsprungs 241. Wenn demgemäß der Vorsprung 241 in das Befestigungsloch 213 eingesetzt wird, wird der Vorsprung 241 in das Befestigungsloch 213 eingesetzt, während ein Umfang des Befestigungslochs 213 der Kunststoffschicht 210a verzerrt und das Befestigungsloch 213 ausgedehnt wird. Daher wird der Vorsprung 241 durch eine elastische Kraft der Kunststoffschicht 210a befestigt. Als Ergebnis ist das Montageteil 240 in einem Zustand befestigt, in dem das Montageteil 240 in die Vertiefung 211 eingepasst ist.
Wenn das Montageteil 240 in die Vertiefung 211 eingepasst ist, stehen die verbundenen Teile 113a und 113b des im Montageteil 240 ausgebildeten leitfähigen Elements 113 jeweils den verbindenden Teilen 112a und 112b des auf das Grundmaterial 111 genähten Sensordrahtes 112 in einem genäherten Zustand gegenüber. Mit dieser Anordnung ist in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform das leitfähige Element 113 mit den verbindenden Teilen 112a und 112b des Sensordrahtes 112 kapazitiv gekoppelt.
6 ist eine Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem verbindenden Teil 112a eines Sensordrahtes 112 und einem verbundenen Teil 113a eines leitfähigen Elements 113 darstellt.
Wie in 6 dargestellt, stehen der verbindende Teil 112a des Sensordrahtes 112 und der verbundene Teil 113a des leitfähigen Elements 113 einander gegenüber und weisen im Wesentlichen dieselbe Form auf. Mit dieser Anordnung kann eine für eine kapazitive Kopplung wirksame Fläche im verbindenden Teil 112a des Sensordrahtes 112 und im verbundene Teil 113a des leitfähigen Elements 113 vergrößert sein, und die elektrostatische Kapazität zwischen dem Sensordraht 112 und dem leitfähigen Element 113 kann erhöht sein. Als Ergebnis kann die Erfassungsempfindlichkeit verbessert sein.
Zum Beispiel stehen der verbindende Teil 112a des Sensordrahtes 112 und der verbundene Teil 113a des leitfähigen Elements 113 einander im Abstand d₀ gegenüber. Ähnlich stehen der verbindende Teil 112b des Sensordrahtes 112 und der verbundene Teil 113b des leitfähigen Elements 113 einander auch im Abstand d₀ gegenüber. Daher ist die elektrostatische Kapazität zwischen dem leitfähigen Element 113 und dem Sensordraht 112 ausgedrückt als C₀ = ε × 2S/d₀. ε ist eine Dielektrizitätskonstante eines Materials, das einen Zwischenraum zwischen dem verbundenen Teil 113a und dem verbindenden Teil 112a ausfüllt. Weiter ist 2S eine Summe der Fläche S, wo der verbundene Teil 113a und der verbindende Teil 112a einander gegenüberstehen, und der Fläche S, wo der verbundene Teil 113b und der verbindende Teil 112b einander gegenüberstehen.
Auf diese Weise sind das Montageteil 240 und der Sensordraht 112 durch eine elektrostatische Kopplung oder kapazitive Kopplung elektrisch verbunden. Darüber hinaus kann, da die verbindenden Teile 112a und 112b des Sensordrahtes 112 und die verbundenen Teile 113a und 113b des leitfähigen Elements 113 im Wesentlichen dieselbe Form aufweisen, die oben beschriebene Fläche S vergrößert sein. Als Ergebnis kann die elektrostatische Kapazität C₀ zwischen dem leitfähigen Element 113 und dem Sensordraht 112 erhöht sein.
7 ist eine Ansicht, die eine elektrostatische Kapazität C in dem Montageteil 240 des Kranzes 210 darstellt.
Zum Beispiel wird, wie in 7 dargestellt, eine elektrostatische Kapazität C₀ zwischen dem Sensordraht 112 und dem leitfähigen Element 113 durch eine kapazitive Kopplung erzeugt. Weiter wird, wenn eine Hand die obere Fläche 242F des Montageteils 240 berührt, eine elektrostatische Kapazität C₁ zwischen der Hand und dem leitfähigen Element 113 durch eine kapazitive Kopplung erzeugt. Daher ist die elektrostatische Kapazität C zwischen der Hand, die das Montageteil 240 berührt hat, und dem Sensordraht 112 ausgedrückt als C = C₀ • C₁/(C₀ + C₁). Wenn die elektrostatische Kapazität C₁ konstant ist, nähert sich diese elektrostatische Kapazität C der elektrostatischen Kapazität C₁, wenn die elektrostatische Kapazität C₀ erhöht wird. Wenn beispielsweise C₀ ≥ 5 × C₁, beträgt die elektrostatische Kapazität C zwischen der Hand, die das Montageteil 240 berührt hat, und dem Sensordraht 112 ungefähr 80 % oder mehr der elektrostatischen Kapazität C₁.
Die elektrostatische Kapazität C₁ kann durch eine Dielektrizitätskonstante und eine Dicke d₁ des Montageteils 240 übereinstimmend mit der elektrostatischen Kapazität eines Teils des Kranzes 210 gemacht werden, wo das Montageteil 240 nicht angeordnet ist. Daher kann, wenn C₀ ≥ 5 × C₁ erfüllt ist, die Erfassungsempfindlichkeit einer ganzen Peripherie des Kranzes 210 gleichmäßig gemacht sein.
Weiter ist es wünschenswert, um C₀ ≥ 5 × C₁ zu erfüllen, dass der Abstand d₀ in einer Gegenüberstellungsrichtung zwischen den verbindenden Teilen 112a und 112b des Sensordrahtes 112 und den verbundenen Teilen 113a und 113b des leitfähigen Elements 113 zumindest kürzer ist als eine Dicke d₁ in der Gegenüberstellungsrichtung des Montageteils 240.
8 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des Kranzes 210 in einem Zustand darstellt, in dem das Montageteil 240 in die Vertiefung 211 eingepasst ist.
Wie in 8 dargestellt, wird der Vorsprung 241 des Montageteils 240 in ein Befestigungsloch 213 der Kunststoffschicht 210a eingesetzt. Dabei nähert sich eine Spitzenseite des Vorsprungs 241 der Kernstange 210b. Jedoch ist das leitfähige Element 113 auf der Rückfläche 242B des Bauteil-Hauptteils 242 des Montageteils 240 ausgebildet und ist nicht auf dem Vorsprung 241 ausgebildet. Daher liegt, sogar, wenn sich der Vorsprung 241 der Kernstange 210b nähert, das leitfähige Element 113 nicht zu nahe an der Kernstange 210b. Hier entspricht die Kernstange 210b elektrisch der Masse. Wenn das leitfähige Element 113 zu nahe an der Kernstange 210b liegt, kann die Erfassungsempfindlichkeit des Kontakts durch die Hand verschlechtert sein. Jedoch kann in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform, da das leitfähige Element 113 nicht zu nahe an der Kernstange 210b liegt, wie oben beschrieben, eine Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit vermieden sein.
Weiter ist, wie in 8 dargestellt, der ganze Kranz 210 mit dem Sensordraht 112 des Grundmaterials 111 und dem leitfähigen Element 113 des Montageteils 240 bedeckt. Daher kann, sogar wenn ein Insasse, wie etwa ein Fahrer, in Kontakt mit einer beliebigen Position des Kranzes 210 kommt, der Kontakt akkurat erfasst werden.
(Ergebnis)
Wie oben beschrieben, enthält der Insasseninformations-Erfassungssensor 100 für das Lenkrad gemäß der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform den in einem Kranz-Hauptteil angeordneten Sensordraht 112 und das auf mindestens einer Flächenseite des Montageteils 240 angeordnete und mit einem Teil des Sensordrahtes 112 elektrisch verbundene Montageteil 240.
Mit dieser Anordnung befindet sich, wenn ein Montageteil 240, wie etwa eine Zierblende oder Abdeckblende, am Kranz-Hauptteil montiert ist, das mit dem Teil des Sensordrahtes 112 elektrisch verbundene leitfähige Element 113 auf zumindest einer Flächenseite des Montageteils 240. Daher kann, sogar wenn ein Insasse im Fahrzeug 1, der das Lenkrad 200 innehat, mit der Hand in Kontakt mit dem Montageteil 240 des Kranzes 210 kommt, der Kontakt mit der Hand über das leitfähige Element 113 und den Sensordraht 112 elektrisch erfasst werden. Als Ergebnis kann eine Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit des Kontakts mit dem Lenkrad 200 durch den Insassen vermieden sein.
(Modifikation)
In der oben beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform enthält die Steuerschaltung 120 des Insasseninformations-Erfassungssensors 100 für das Lenkrad eine Energiequelle 121. Jedoch braucht die Steuerschaltung 120 die Energiequelle 121 nicht zu enthalten. Weiter sind die verbindenden Teile 112a und 112b des Sensordrahtes 112 und die verbundenen Teile 113a und 113b des leitfähigen Elements 113 jeweils linear und weisen das Zickzackmuster auf. Jedoch können die verbindenden Teile 112a und 112b und die verbundenen Teile 113a und 113b massiv sein.
9 ist eine Skizze, die ein Anordnungsbeispiel eines Insasseninformations-Erfassungssensors für ein Lenkrad gemäß einer Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
Der Insasseninformations-Erfassungssensor 100a für ein Lenkrad gemäß der Modifikation der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform enthält die Steuerschaltung 120a anstelle der Steuerschaltung 120. Die Steuerschaltung 120a enthält die Energiequelle 121 nicht.
In diesem Fall weist der Insasseninformations-Erfassungssensor 100a für das Lenkrad keine Funktion als eine Heizung auf, die den Sensordraht 112 aufheizt, um den Kranz 210 des Lenkrads 200 zu erwärmen. Jedoch kann ein solcher Insasseninformations-Erfassungssensor 100a für das Lenkrad eine ähnliche Wirkung aufweisen wie derjenige der oben beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform.
Weiter stehen der verbindende Teil 112a des Sensordrahtes 112 und der verbundene Teil 113a des leitfähigen Elements 113 einander gegenüber und sind massiv. Ähnlich stehen auch der verbindende Teil 112b des Sensordrahtes 112 und der verbundene Teil 113b des leitfähigen Elements 113 einander gegenüber und sind massiv. Daher kann eine für eine kapazitive Kopplung wirksame Fläche in einem Teil des Sensordrahtes 112 und einem Teil des leitfähigen Elements 113 vergrößert sein, und die elektrostatische Kapazität zwischen dem Sensordraht 112 und dem leitfähigen Element 113 kann erhöht sein. Als Ergebnis kann die Erfassungsempfindlichkeit verbessert sein.
Weiter ist in der oben beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform das leitfähige Element 113 eine gedruckte Schicht, eine lackierte Schicht oder eine plattierte Schicht, die auf der Fläche des Montageteils 240 ausgebildet ist. Jedoch kann das Montageteil 240 zum Teil oder als Ganzes als das leitfähige Element 113 gestaltet sein. Mit anderen Worten, das leitfähige Element 113 kann mit zumindest einem Teil auf einer Flächenseite des Montageteils 240 gestaltet sein. Zum Beispiel besteht das Montageteil 240 aus Metall, Karbon oder leitfähigem Kunststoff. In diesem Fall kann, da es nicht notwendig ist, das leitfähige Element 113 auf dem Montageteil 240 durch ein Drucken, Lackieren, Plattieren oder dergleichen auszubilden, eine Gestaltung des Lenkrads 200 vereinfacht sein. Weiter kann ein Fertigungsvorgang des Lenkrads 200 vereinfacht sein.
Weiter ist in der oben beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform das leitfähige Element 113 mit dem Sensordraht 112 kapazitiv gekoppelt. Jedoch kann das leitfähige Element 113 mit dem Sensordraht 112 in Kontakt stehen. Mit anderen Worten, das leitfähige Element 113 kann mit den verbindenden Teilen 112a und 112b des Sensordrahtes 112 galvanisch verbunden sein, indem es in Kontakt mit den verbindenden Teilen 112a und 112b des Sensordrahtes 112 kommt. In diesem Fall kann, da das leitfähige Element 113 als ein Teil des Sensordrahtes 112 behandelt ist, sogar wenn ein Insasse in Kontakt mit dem Montageteil 240 kommt, der Insasseninformations-Erfassungssensor 100a für das Lenkrad den Kontakt mit dem Montageteil 240 akkurat erkennen.
(Andere Modifikationen und dergleichen)
Die Insasseninformations-Erfassungssensoren für das Lenkrad gemäß einem oder mehreren Aspekten sind oben auf Grundlage der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese erste beispielhafte Ausführungsform und ihre Modifikation beschränkt. Anordnungen, in denen verschiedene durch Fachleute ersonnene Abwandlungen an der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation angewendet sind, und Anordnungen, die durch ein Kombinieren von Bestandteilen in unterschiedlichen Modifikationen erstellt sind, können auch in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen, ohne vom Erfindungsgeist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel ist in der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation nach der obigen Beschreibung der Sensordraht 112 aus einem Metalldraht ausgebildet. Jedoch kann der Sensordraht 112 aus einer Metallfolie, einem leitfähigen Blech oder dergleichen mit einer im Wesentlichen konstanten Breite ausgebildet sein. Weiter kann der Sensordraht 112 aus einem Material mit Leitfähigkeit ausgebildet sein, und das Material ist nicht auf Metall beschränkt. Wie beim Sensordraht 112 kann auch das leitfähige Element 113 aus einer Metallfolie, einem leitfähigen Blech oder dergleichen ausgebildet sein, und das Material ist nicht auf Metall beschränkt. Weiter kann das leitfähige Element 113 eine flexible Leiterplatte sein, die auf die Rückfläche 242B des Montageteils 240 geklebt ist.
In der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation nach der obigen Beschreibung ist der Sensordraht 112 in der Zickzackform ausgebildet. Jedoch ist eine Form des Sensordrahtes 112 nicht auf diese Form beschränkt, und der Sensordraht 112 kann in einer beliebigen Form ausgebildet sein. Weiter weist das leitfähige Element 113 den gitterförmigen Hauptteil 113c auf. Weiter ist eine Form des Hauptteils 113c nicht auf die Gitterform beschränkt, und der Hauptteil 113c kann eine beliebige Form aufweisen. Weiter weisen in der oben beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform die verbundenen Teile 113a und 113b des leitfähigen Elements 113 die zickzackförmigen Muster auf. Jedoch können die verbundenen Teile 113a und 113b Gitterformen aufweisen, wie beim Hauptteil 113c. In diesem Fall können die verbundenen Teile 113a und 113b Gitterformen aufweisen, deren Dichte höher ist als die des Hauptteils 113c.
Weiter ist in der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation nach der obigen Beschreibung die Sensorgruppe 110f aus zwei getrennten Einheiten gebildet, dem ersten Sensor 110a und dem zweiten Sensor 110b. Jedoch kann die Sensorgruppe 110f einstückig ausgebildet sein. Weiter weisen in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation nach der obigen Beschreibung der erste Sensor 110a und der zweite Sensor 110b praktisch dieselbe Gestaltung auf. Jedoch können der erste Sensor 110a und der zweite Sensor 110b voneinander verschiedene Gestaltungen aufweisen.
Weiter ist in der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation nach der obigen Beschreibung das leitfähige Element 113 auf jedem der beiden Montageteile 240 ausgebildet. Wenn jedoch der Kranz 210 nur ein Montageteil 240 aufweist, kann das leitfähige Element 113 auf nur einem Montageteil 240 ausgebildet sein. Weiter kann, wenn der Kranz 210 drei oder mehr Montageteile 240 aufweist, das leitfähige Element auf jedem dieser Montageteile 240 ausgebildet sein. Zu bemerken ist, dass sich in der vorliegenden ersten beispielhaften Ausführungsform das Montageteil 240 auf der vertikal unteren Seite des Kranzes 210 in einem neutralen Zustand befindet, in dem ein Lenkwinkel des Lenkrads 200 0 Grad beträgt, das heißt, einem Zustand, in dem das Fahrzeug 1 geradeaus fährt. Jedoch kann sich das Montageteil 240 an einer beliebigen Position des Kranzes 210 befinden.
Weiter sind in der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation nach der obigen Beschreibung der Kabelbaum 130 und die Steuerschaltung 120 in eine untere Seite der Speiche 202 in 1 eingebettet. Jedoch ist eine Anordnung des Kabelbaums 130 und der Steuerschaltung 120 nicht auf diese Anordnung beschränkt. Der Kabelbaum 130 und die Steuerschaltung 120 können in eine rechte Seite oder eine linke Seite der Speiche 202 eingebettet sein. Weiter ist eine Anordnung des Kabelbaums 130 nicht auf die Anordnung beschränkt, in der der Kabelbaum 130 in eine einzige Stelle der Speiche 202 eingebettet ist. Zum Beispiel können die Kabelbäume 130 des ersten Sensors 110a und des zweiten Sensors 110b in verschiedene Stellen der Speiche 202 eingebettet sein.
Weiter ist in der ersten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikation nach der obigen Beschreibung der Sensordraht 112, der als die Sensorelektrode dient, eine Elektrode zum Erfassen einer Änderung der elektrostatischen Kapazität des Sensordrahtes 112. Jedoch kann der Sensordraht 112 eine Elektrode sein, die für einen druckempfindlichen Sensor benutzt ist.
Ein Problem bei einem herkömmlichen Griffsensor ist vor einer Beschreibung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kurz beschrieben. Der Griffsensor weist beispielsweise ein Grundmaterial und einen auf dem Grundmaterial vorgesehenen Sensordraht auf. Darüber hinaus ist das Grundmaterial um ein Kernmaterial eines Lenkrads gewickelt und mit einem Polstermaterial oder dergleichen bedeckt. In diesem Griffsensor wird eine elektrostatische Kapazität zwischen einem Fahrzeug und einem Sensordraht erzeugt. Wenn eine Hand einer Person in Kontakt mit dem Lenkrad kommt, wird eine elektrostatische Kapazität auch zwischen der Hand und dem Sensordraht erzeugt. Daher kann ein Ergreifen des Lenkrads durch die Hand der Person erkannt werden, indem eine Änderung der in dem Sensordraht erzeugten elektrostatischen Kapazität beobachtet wird.
Jedoch gibt es ein Problem, dass in diesem Griffsensor eine irrtümliche Erfassung auftreten kann, wie nachstehend beschrieben.
(Der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Wissen)
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung stellten fest, dass sich das folgende Problem bei dem in dem Abschnitt „Technischer Hintergrund“ beschriebenen Griffsensor ergibt.
Zum Beispiel weist der Griffsensor eine Vielzahl von Sensoren auf, und jeder Sensor weist ein Grundmaterial und einen auf dem Grundmaterial vorgesehenen Sensordraht auf. Die Vielzahl von Sensoren ist beispielsweise um ein Lenkrad gewickelt.
Hier ist die Vielzahl von Sensoren so um das Lenkrad gewickelt, dass die Sensoren einander benachbart sind. Weiter ist der Sensordraht des Sensors nicht auf einer ganzen Fläche des Grundmaterials angeordnet und ist nur in einem Bereich angeordnet, der eine periphere Kante des Grundmaterials ausschließt. Daher wird ein Bereich, der eine Grenze zwischen einem Sensor und einem weiteren, dem einen Sensor benachbarten Sensor aus der Vielzahl von Sensoren enthält, zu einem elektrodenlosen Bereich, wo der Sensordraht nicht angeordnet ist.
Wenn beispielsweise ein Fahrer in einem Fahrzeug einen Bereich ergreift, der den elektrodenlosen Bereich des Lenkrads ausschließt, das heißt, wenn der Fahrer einen Elektrodenbereich ergreift, der als ein Bereich dient, in dem der Sensordraht des Sensors angeordnet ist, ist ein Ausgang des Sensors groß. Als Ergebnis kann der Griffsensor das Ergreifen akkurat erkennen. Wenn der Fahrer jedoch einen Bereich ergreift, der mindestens den elektrodenlosen Bereich des Lenkrads enthält, ist ein Ausgang des Sensors in dem Elektrodenbereich nahe dem elektrodenlosen Bereich klein. Als Ergebnis besteht eine Möglichkeit, dass der Griffsensor das Ergreifen nicht akkurat erkennen kann. Daher ist in diesem Griffsensor die Erfassungsempfindlichkeit je nach einer Position des Lenkrads verschieden, und eine irrtümliche Erkennung kann auftreten.
Um dieses Problem zu lösen, enthält ein elektrostatischer Sensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: eine erste Sensorelektrode und eine zweite Sensorelektrode, einander benachbart angeordnet und mit einem Abdeckelement bedeckt; und ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante, um eine Dielektrizitätskonstante eines in dem Abdeckelement enthaltenen ersten Abdeckungsteils höher zu machen als eine Dielektrizitätskonstante eines zweiten, anderen Abdeckungsteils als des ersten Abdeckungsteils. Der erste Abdeckungsteil bedeckt einen ersten peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante der ersten Sensorelektrode enthält, die sich an einer Position nahe der zweiten Sensorelektrode befindet, und einen zweiten peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante der zweiten Sensorelektrode enthält, die sich an einer Position nahe der ersten Sensorelektrode befindet. Der zweite Abdeckungsteil bedeckt einen anderen Bereich als den ersten peripheren Kantenbereich der ersten Sensorelektrode und einen anderen Bereich als den zweiten peripheren Kantenbereich der zweiten Sensorelektrode. Zu bemerken ist, dass die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode beispielsweise Elektroden sein können, die in linearen Formen ausgebildet sind, das heißt, Sensordrähte. Weiter kann das Abdeckelement beispielsweise eine Oberflächenschicht aus Leder oder Kunststoff sein und ein Kernmaterial eines Kranzes eines Lenkrads bedecken.
Mit dieser Anordnung sind der erste periphere Kantenbereich der ersten Sensorelektrode und der zweite periphere Kantenbereich der zweiten Sensorelektrode mit dem ersten Abdeckungsteil bedeckt, der die höhere Dielektrizitätskonstante aufweist als die Dielektrizitätskonstante des zweiten Abdeckungsteils, der den anderen Bereich außer diesem peripheren Kantenbereichen bedeckt. Daher kann die Erfassungsempfindlichkeit des ersten Abdeckungsteils stärker erhöht sein als die Erfassungsempfindlichkeit des zweiten Abdeckungsteils. Als Ergebnis kann, sogar wenn es einen elektrodenlosen Bereich zwischen der ersten Sensorelektrode und der zweiten Sensorelektrode gibt, das heißt, zwischen dem ersten peripheren Kantenbereich und dem zweiten peripheren Kantenbereich, ein Verringern der Erfassungsempfindlichkeit durch den elektrodenlosen Bereich vermieden sein, und die Erfassungsempfindlichkeit auf einer Außenfläche des Abdeckelements kann gleichmäßig gemacht sein. Daher kann das Auftreten einer irrtümlichen Erfassung verhindert sein. Zu bemerken ist, dass die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode einstückig ausgebildet sein können.
Weiter kann zumindest ein Teil des Materials mit hoher Dielektrizitätskonstante (a) im ersten Abdeckungsteil imprägniert und angeordnet sein, (b) auf einer Oberfläche des ersten Abdeckungsteils angebracht und angeordnet sein oder (c) aus einer Vielzahl von Partikeln ausgebildet sein, wobei die Vielzahl von Partikeln dispergiert und abgesetzt sein kann auf mindestens einem aus der Oberfläche und einem Inneren des ersten Abdeckungsteils.
Mit dieser Anordnung können der erste Abdeckungsteil mit der hohen Dielektrizitätskonstante und der zweite Abdeckungsteil mit der niedrigen Dielektrizitätskonstante leicht bezüglich des Abdeckelements ausgebildet werden.
Weiter ist das Abdeckelement ein folienförmiges Grundmaterial, und die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode können auf einer selben Fläche des Grundmaterials montiert sein.
Wenn beispielsweise das Grundmaterial in dem Kranz des Lenkrads angeordnet ist, sind, falls die Fläche des Grundmaterials, auf der die Elektroden montiert sind, zu einer Kernmaterialseite des Kranzes weist, die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode mit dem Grundmaterial bedeckt. Mit anderen Worten, das Grundmaterial ist als das Abdeckelement benutzt. Mit dieser Anordnung können der erste Abdeckungsteil mit der hohen Dielektrizitätskonstante und der zweite Abdeckungsteil mit der niedrigen Dielektrizitätskonstante auf dem Grundmaterial ausgebildet sein, und ein Freiheitsgrad bei der Gestaltung des elektrostatischen Sensors kann erhöht sein.
Weiter enthält ein elektrostatischer Sensor gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine erste Sensorelektrode und eine zweite Sensorelektrode, einander benachbart angeordnet und mit einem Abdeckelement bedeckt. Die erste Sensorelektrode weist einen ersten peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante enthält, die sich an einer Position nahe der zweiten Sensorelektrode befindet, und einen ersten Mittelbereich außer dem ersten peripheren Kantenbereich auf. Die zweite Sensorelektrode weist einen zweiten peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante enthält, die sich an einer Position nahe der ersten Sensorelektrode befindet, und einen zweiten Mittelbereich außer dem zweiten peripheren Kantenbereich auf. Der erste periphere Kantenbereich und der zweite periphere Kantenbereich liegen näher an einer freiliegenden Außenfläche des Abdeckelements als der erste Mittelbereich und der zweite Mittelbereich. Zum Beispiel weist das Abdeckelement einen ersten Abdeckungsteil, um den ersten peripheren Kantenbereich und den zweiten peripheren Kantenbereich zu bedecken, und einen zweiten Abdeckungsteil auf, um den ersten Mittelbereich und den zweiten Mittelbereich zu bedecken. Der erste Abdeckungsteil ist dünner als der zweite Abdeckungsteil.
Mit dieser Anordnung kann, da der erste periphere Kantenbereich der ersten Sensorelektrode und der zweite periphere Kantenbereich der zweiten Sensorelektrode näher an der Außenfläche des Abdeckelements liegen als die anderen Bereiche, die Erfassungsempfindlichkeit an dem Teil, der den ersten peripheren Kantenbereich und den zweiten peripheren Kantenbereich des Abdeckelements bedeckt, höher gemacht sein als die Erfassungsempfindlichkeit an dem Teil, der die anderen Bereiche bedeckt. Als Ergebnis kann, sogar wenn es einen elektrodenlosen Bereich zwischen der ersten Sensorelektrode und der zweiten Sensorelektrode gibt, das heißt, zwischen dem ersten peripheren Kantenbereich und dem zweiten peripheren Kantenbereich, ein Verringern der Erfassungsempfindlichkeit durch den elektrodenlosen Bereich vermieden sein, und die Erfassungsempfindlichkeit auf der Außenfläche des Abdeckelements kann gleichmäßig gemacht sein. Daher kann das Auftreten einer irrtümlichen Erfassung verhindert sein. Zu bemerken ist, dass die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode einstückig ausgebildet sein können.
Weiter kann eine Breite eines Bereichs, der den ersten peripheren Kantenbereich und den zweiten peripheren Kantenbereich enthält, in einer Richtung, in der die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode einander benachbart angeordnet sind, kleiner sein als eine Breite eines Erfassungsobjekts des elektrostatischen Sensors.
Mit dieser Anordnung ist, sogar wenn es einen elektrodenlosen Bereich zwischen der ersten Sensorelektrode und der zweiten Sensorelektrode gibt, das heißt, zwischen dem ersten peripheren Kantenbereich und dem zweiten peripheren Kantenbereich, die Breite des Erfassungsobjekts größer als die Breite des Bereichs, der den ersten peripheren Kantenbereich und den zweiten peripheren Kantenbereich enthält. Wenn daher das Erfassungsobjekt eine Position auf der Außenfläche des Abdeckelements berührt, die dem elektrodenlosen Bereich entspricht, berührt das Erfassungsobjekt nicht nur die Position, die dem elektrodenlosen Bereich entspricht, sondern auch eine Position, die dem ersten peripheren Kantenbereich oder dem zweiten peripheren Kantenbereich entspricht. Mit anderen Worten, das Erfassungsobjekt berührt nicht nur die Position, die dem elektrodenlosen Bereich entspricht und die niedrige Erfassungsempfindlichkeit aufweist, sondern auch die Position, die dem ersten peripheren Kantenbereich oder dem zweiten peripheren Kantenbereich entspricht und die hohe Erfassungsempfindlichkeit aufweist. Daher kann, sogar wenn die Erfassungsempfindlichkeit an der Position, die dem elektrodenlosen Bereich entspricht, niedriger ist als die Erfassungsempfindlichkeit an Positionen, die den Mittelbereichen der ersten Sensorelektrode und der zweiten Sensorelektrode entsprechen, die niedrige Erfassungsempfindlichkeit durch die hohe Erfassungsempfindhchkeit an der Position kompensiert werden, die dem ersten peripheren Kantenbereich oder dem zweiten peripheren Kantenbereich entspricht. Mit anderen Worten, die niedrige Erfassungsempfindlichkeit und die hohe Erfassungsempfindlichkeit können einander aufheben. Mit dieser Anordnung kann die Erfassungsempfindlichkeit auf der Außenfläche des Abdeckelements gleichmäßiger gemacht sein.
Weiter kann der elektrostatische Sensor ein Griffsensor sein, um ein Ergreifen eines Montageobjekts zu erfassen, an dem der elektrostatische Sensor montiert ist.
Mit dieser Anordnung kann ein Auftreten einer irrtümlichen Erfassung bezüglich des Ergreifens des Montageobjekts, beispielsweise eines Kranzes eines Lenkrads, verhindert sein.
Nachstehend ist eine zweite beispielhafte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben.
Zu bemerken ist, dass die folgende zweite beispielhafte Ausführungsform ein umfassendes oder spezielles Beispiel der vorliegenden Offenbarung vorsieht. Zahlenwerte, Formen, Materialien, Bestandteile, Anordnungspositionen und Verbindungsarten der Bestandteile, Schritte und Reihenfolge der Schritte, die in der folgenden zweiten beispielhaften Ausführungsform dargestellt sind, sind Beispiele und sollen daher die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Weiter sind unter den Bestandteilen in der folgenden zweiten beispielhaften Ausführungsform Bestandteile, die in dem das breiteste Konzept angebenden unabhängigen Anspruch nicht erwähnt sind, als optionale Bestandteile beschrieben.
Es ist anzumerken, dass jede der Figuren schematisch und nicht unbedingt streng akkurat ist. Weiter sind in jeder Figur dieselben Bestandteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
(Zweite beispielhafte Ausführungsform)
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Inneren eines Fahrzeugs darstellt, in dem ein Insasseninformations-Erfassungssensor gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist.
Das Fahrzeug 1 enthält ein Lenkrad 200, einen Lautsprecher 301 und eine Anzeigevorrichtung 302, wie etwa eine Flüssigkristallanzeige. Zum Beispiel sind der Lautsprecher 301 und die Anzeigevorrichtung 302 als aufmerksam machende Vorrichtungen gestaltet.
Das Lenkrad 200 ist eine Einheit zum Lenken des Fahrzeugs 1. Das Lenkrad 200 weist einen Kranz 210 mit einer Ringform, eine im Wesentlichen T-förmige Speiche 202, die einstückig an einer inneren peripheren Fläche des Kranzes 210 ausgebildet ist, und eine Hupenschalterabdeckung 203 auf, um einen Hupenschalter (nicht dargestellt) abzudecken, der in einer Mitte der Speiche 202 angeordnet ist.
Der elektrostatische Sensor 100 ist ein Näherungssensor vom elektrostatischen Kapazitätstyp und ist ein Sensor, der eine Information über einen Insassen in dem Fahrzeug 1 erfasst, der das Lenkrad 200 innehat. In der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform erfasst der elektrostatische Sensor 100 einen Kontakt oder ein Ergreifen am Kranz 210 des Lenkrads 200 durch eine Hand eines Fahrers, der ein Insasse ist, als eine Information über den Insassen. Wie in 1 dargestellt, ist dieser elektrostatische Sensor 100 im Lenkrad 200 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Genauer enthält der elektrostatische Sensor 100 eine aus einer Vielzahl von Sensoren gebildete Sensorgruppe 110g, eine Steuerschaltung 120 und einen Kabelbaum 130.
Die Sensorgruppe 110g ist in den Kranz 210 des Lenkrads 200 eingebettet. In jedem in der Sensorgruppe 110g enthaltenen Sensor ändert sich eine zu messende elektrostatische Kapazität, je nachdem, ob der Fahrer im Fahrzeug 1 den Kranz 210 des Lenkrads 200 ergreift oder nicht, oder je nachdem, ob der Fahrer den Kranz 210 berührt oder nicht.
Der Kabelbaum 130 verbindet jeden Sensor der Sensorgruppe 110g und die Steuerschaltung 120 elektrisch.
Die Steuerschaltung 120 ist beispielsweise in die Speiche 202 eingebettet und erfasst einen Kontakt oder ein Ergreifen auf Grundlage eines Ausgangssignals von jedem Sensor der Sensorgruppe 110g. Genauer misst die Steuerschaltung 120 bezüglich jedes Sensors die elektrostatische Kapazität des Sensors oder einen Wert gemäß der elektrostatischen Kapazität (einen Änderungsbetrag) und erfasst ein Ergreifen oder dergleichen des Kranzes 210 durch eine Hand des Fahrers auf Grundlage des Wertes. Darüber hinaus, wenn das Ergreifen nicht erfasst wird, sogar obwohl das Fahrzeug 1 gefahren wird, veranlasst die Steuerschaltung 120 die Aufmerksamkeit erregenden Vorrichtungen, den Fahrer aufmerksam zu machen. Zum Beispiel macht der Lautsprecher 301, der als die Aufmerksamkeit erregende Vorrichtungen dient, den Fahrer durch einen Warnton oder eine Sprachwarnung aufmerksam. Die Anzeigevorrichtung 302 zeigt eine Aufmerksamkeit erregende Meldung an, die den Fahrer veranlasst, das Lenkrad 200 fest zu halten. Mit dieser Anordnung können Verkehrsunfälle verringert werden.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Anordnungsbeispiel des elektrostatischen Sensors 100 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
Der elektrostatische Sensor 100 enthält eine aus fünf Sensoren 110 gebildete Sensorgruppe 110g, eine Steuerschaltung 120 und einen Kabelbaum 130. Zu bemerken ist, dass die Sensorgruppe 110g in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform aus fünf Sensoren 110 gebildet ist. Jedoch ist eine Anzahl von Sensoren 110 nicht auf fünf beschränkt und kann vier oder weniger betragen oder sechs oder mehr betragen.
11 ist eine Skizze, die ein genaues Anordnungsbeispiel eines Teils des elektrostatischen Sensors 100 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
Jeder der fünf Sensoren 110 enthält das Grundmaterial 111 und den Sensordraht 112, der als Sensorelektrode dient. Zu bemerken ist, dass in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform fünf Sensoren 110 praktisch dieselbe Anordnung aufweisen.
Das Grundmaterial 111 besteht beispielsweise aus Faservlies, ist lang ausgebildet und hält den Sensordraht 112. Dieses Grundmaterial 111 ist am Kranz 210 des Lenkrads 200 montiert. Zu bemerken ist, dass in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform eine Längsrichtung des Grundmaterials 111 als eine X-Achsenrichtung bezeichnet ist und eine Richtung senkrecht zur X-Achsenrichtung auf einer Fläche parallel zum Grundmaterial 111 als eine Y-Achsenrichtung bezeichnet ist. Weiter ist eine Endseite (eine untere Endseite in 11) des Grundmaterials 111 in der Y-Achsenrichtung als eine negative Seite bezeichnet, und eine weitere Endseite (eine obere Endseite in 11) des Grundmaterials 111 in der Y-Achsenrichtung ist als eine positive Seite bezeichnet. Ähnlich ist eine Endseite (eine linke Endseite in 11) des Grundmaterials 111 in der X-Achsenrichtung als eine negative Seite bezeichnet, und eine weitere Endseite (eine rechte Endseite in 11) des Grundmaterials 111 in der X-Achsenrichtung ist als eine positive Seite bezeichnet.
Der Sensordraht 112 besteht aus einem leitfähigen Draht, und ein Ende (das heißt, Ende a) und ein anderes Ende (das heißt, Ende b) des Sensordrahtes 112 sind mit der Steuerschaltung 120 über den Kabelbaum 130 verbunden. Der Sensordraht 112 ist hier in einer Zickzackform im Grundmaterial 111 angeordnet. Genauer ist der Sensordraht 112 ein Metalldraht (beispielsweise ein Kupferdraht) und ist so auf eine Oberfläche des Grundmaterials 111 mit einem Garn (nicht dargestellt) genäht, dass er ein zickzackförmiges Muster bildet.
Der Sensordraht 112 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform ist mit dem Garn (nicht dargestellt) auf die Oberfläche des Grundmaterials 111 genäht. Jedoch kann der Sensordraht 112 am Grundmaterial 111 durch ein Thermokompressionsbonden oder dergleichen befestigt sein. Weiter kann der Sensordraht 112 einen planaren Aufbau aufweisen, der mit einem Leiter oder einem Widerstand ausgebildet ist. Weiter besteht in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform der Sensordraht 112 aus dem leitfähigen Draht. Jedoch kann eine beliebige Form benutzt sein, solange ein Element eine Leitfähigkeit aufweist. Mit anderen Worten, der elektrostatische Sensor 100 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform enthält den Sensordraht 112 als die Sensorelektrode. Jedoch braucht die Sensorelektrode nicht in einer linearen Form wie der Sensordraht 112 ausgebildet zu sein.
Die Steuerschaltung 120 enthält eine Energiequellenschaltung 121 und eine Sensorschaltung 122. Zu bemerken ist, dass das Ende a, das als das eine Ende des Sensordrahtes 112 dient, mit der Sensorschaltung 122 verbunden ist, und das Ende b, das als das andere Ende des Sensordrahtes 112 dient, mit der Energiequellenschaltung 121 verbunden ist.
Die Energiequellenschaltung 121 ist mit dem Ende b des Sensordrahtes 112 jedes der fünf Sensoren 110 über den Kabelbaum 130 elektrisch verbunden. Weiter erwärmt die Energiequellenschaltung 121 den Sensordraht 112, indem sie einen Strom im Sensordraht 112 fließen lässt. Mit dieser Anordnung kann der Kranz 210 des Lenkrads 200 erwärmt werden. Um den Strom von der Energiequellenschaltung 121 zum Sensordraht 112 fließen zu lassen, ist in der Steuerschaltung 120 eine Mitte einer Verdrahtungsleitung vom Ende a des Sensordrahtes 112 zur Sensorschaltung 122 über eine Induktivität (nicht dargestellt) mit Masse verbunden.
Die Sensorschaltung 122 erfasst einen Kontakt oder ein Ergreifen des Lenkrads 200 unter Verwendung des Sensordrahtes 112 jedes der fünf Sensoren 110. Mit anderen Worten, die Sensorschaltung 122 lässt einen Wechselstrom im Sensordraht 112 über den Kabelbaum 130 fließen. Dann erfasst die Sensorschaltung 122 eine Änderung der elektrostatischen Kapazität des Sensordrahtes 112 auf Grundlage eines Stromwerts des im Sensordraht 112 fließenden Stroms.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Querschnitts eines Kranzes 210 darstellt, an dem eine Sensorgruppe 110g montiert ist. Zu bemerken ist, dass eine auf einer äußersten Seite des Kranzes 210 angeordnete Oberflächenschicht in dem in 12 dargestellten Querschnitt weggelassen ist.
Der Kranz 210 weist ein Kernmaterial auf. Das Kernmaterial des Kranzes 210 ist mit einer metallenen Kernstange 210b, die ein ringförmiger Kern ist, und einer Kunststoffschicht 210a ausgebildet, die die Kernstange 210b bedeckt und aus Polyurethan oder dergleichen besteht.
Wie in 11 dargestellt, ist das Grundmaterial 111, auf das der Sensordraht 112 genäht ist, so um die Kunststoffschicht 210a gewickelt, dass eine Fläche auf einer Seite gegenüber dem Sensordraht 112 zu einer Seite der Kunststoffschicht 210a weist. Zu bemerken ist, dass eine Fläche des auf diese Weise gewickelten Grundmaterials 111 auf einer Seite des Sensordrahtes 112 mit einer Oberflächenschicht (nicht dargestellt) aus Leder, Holz, Kunststoff oder dergleichen bedeckt ist. Weiter sind in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform fünf Sensoren 110 in einer Reihe entlang einer Umfangsrichtung des Kranzes 210 angeordnet. Zu bemerken ist, dass in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform das Grundmaterial 111 so um die Kunststoffschicht 210a gewickelt ist, dass die Fläche auf der Seite gegenüber dem Sensordraht 112 zur Seite der Kunststoffschicht 210a weist. Jedoch kann das Grundmaterial 111 so um die Kunststoffschicht 210a gewickelt sein, dass die Fläche auf der Seite des Sensordrahtes 112 zur Seite der Kunststoffschicht 210a weist.
Eine elektrostatische Kapazität ist zwischen dem im Kranz 210 angeordneten Sensordraht 112 und der Kernstange 210b gebildet. Hier wird, wenn ein Teil des Kranzes 210, in dem der Sensordraht 112 angeordnet ist, durch eine Hand eines Fahrers ergriffen wird, eine elektrostatische Kapazität auch zwischen dem Sensordraht 112 und der Hand gebildet. Daher kann die Sensorschaltung 122 der Steuerschaltung 120 ein durch die Hand verursachtes Ergreifen des Kranzes 210 gemäß einem Absolutwert oder einem Änderungsbetrag der elektrostatischen Kapazität erfassen. Zu bemerken ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Anordnung beschränkt ist, in der die elektrostatische Kapazität zwischen dem Sensordraht 112 und der Kernstange 210b gebildet ist. Zum Beispiel ist es möglich, eine Anordnung zu erhalten, in der eine aus einem leitfähigen Blech oder dergleichen bestehende Masseschicht zwischen dem Sensordraht 112 und der Kernstange 210b vorgesehen ist und eine elektrostatische Kapazität zwischen dem Sensordraht 112 und der Masseschicht gebildet ist.
13 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Seitenfläche einer Kunststoffschicht 210a darstellt, an der die Sensorgruppe 110g montiert ist, gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Zu bemerken ist, dass, wie bei 12, eine Oberflächenschicht auf der in 13 dargestellten Seitenfläche weggelassen ist.
Die in der Sensorgruppe 110g enthaltenen Sensoren 110 sind auf der Kunststoffschicht 210a so angeordnet, dass sie einander benachbart sind. Dabei können Enden von Grundmaterialien 111 von zwei einander benachbarter Sensoren 110 aneinanderstoßen. Hier ist in jedem Sensor 110 der Sensordraht 112 nicht an eine periphere Kante des Grundmaterials 111 genäht. Mit anderen Worten, ein Elektrodenbereich, der als ein Bereich dient, an den der Sensordraht 112 genäht ist, ist nicht an der peripheren Kante des Grundmaterials vorgesehen. Als Ergebnis sind, sogar wenn die Sensoren 110 so auf der Kunststoffschicht 210a angeordnet sind, dass die Enden des Grundmaterials 111 aneinanderstoßen, wie oben beschrieben, die Elektrodenbereiche diskontinuierlich angeordnet, wie in 13 dargestellt. Mit anderen Worten, ein Bereich, wo der Elektrodenbereich nicht existiert, ist im Kranz 210 ausgebildet. Wenn beispielsweise eine Oberflächenschicht einen elektrodenlosen Bereich bedeckt, der als der Bereich dient, wo der Elektrodenbereich nicht auf dieselbe Weise wie die Elektrodenschicht existiert, kann eine Erfassungsempfindlichkeit je nach der Position des Kranzes 210 schwierig werden.
Demgemäß ist in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform die Kunststoffschicht 210a, an der die Sensorgruppe 110g montiert ist, mit einer Oberflächenschicht mit einem ersten Oberflächenschichtteil und einem zweiten Oberflächenschichtteil bedeckt, deren Dielektrizitätskonstanten sich voneinander unterscheiden.
14 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
In der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform ist die Kunststoffschicht 210a, an der die Sensorgruppe 110g montiert ist, mit einer Oberflächenschicht 212 aus Leder, Kunststoff oder dergleichen bedeckt. Die Oberflächenschicht 212 weist einen ersten Oberflächenschichtteil 212a und einen zweiten Oberflächenschichtteil 212b auf, und eine Dielektrizitätskonstante des ersten Oberflächenschichtteils 212a ist höher als eine Dielektrizitätskonstante des zweiten Oberflächenschichtteils 212b.
Dieser erste Oberflächenschichtteil 212a bedeckt periphere Kantenbereiche von zwei einander benachbarten Sensordrähten 112. Weiter bedeckt der zweite Oberflächenschichtteil 212b einen anderen Bereich als die peripheren Kantenbereiche der Sensordrähte 112. Zu bemerken ist, dass der periphere Kantenbereich jedes der beiden einander benachbarten Sensordrähte 112 ein Bereich ist, der eine periphere Kante auf einer Seite zu benachbarten anderen Sensordrähten 112 des Elektrodenbereichs ist, der als der Bereich des Grundmaterials 111 dient, auf den der Sensordraht 112 genäht ist. Die peripheren Kantenbereiche dieser beiden Sensordrähte 112 sind so angeordnet, dass der oben beschriebene elektrodenlose Bereich dazwischen liegt.
Zu bemerken ist, dass die Oberflächenschicht 212 mit dem ersten Oberflächenschichtteil 212a und dem zweiten Oberflächenschichtteil 212b gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel eines Abdeckelements mit einem ersten Abdeckungsteil und einem zweiten Abdeckungsteil ist.
Mit anderen Worten, der elektrostatische Sensor 100 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform enthält: mindestens zwei einander benachbart angeordnete und mit der Oberflächenschicht 212 bedeckte Sensordrähte 112; und ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante, um die Dielektrizitätskonstante des in der Oberflächenschicht 212 enthaltenen ersten Oberflächenschichtteils 212a höher zu machen als die Dielektrizitätskonstante des zweiten Oberflächenschichtteils 212b außer dem ersten Oberflächenschichtteil 212a. Dieses Material mit hoher Dielektrizitätskonstante ist beispielsweise Polysulfidgummi. Die Dielektrizitätskonstante des ersten Oberflächenschichtteils 212a ist durch dieses Material mit hoher Dielektrizitätskonstante höher gemacht als die Dielektrizitätskonstante des zweiten Oberflächenschichtteils 212b. Zu bemerken ist, dass eine relative Dielektrizitätskonstante des als ein Beispiel des Materials mit hoher Dielektrizitätskonstante dienenden Polysulfidgummis ungefähr sechs beträgt und eine relative Dielektrizitätskonstante des als ein Beispiel des zweiten Oberflächenschichtteils 212b dienenden Leders ungefähr zwei beträgt. In diesem Fall beträgt die Dielektrizitätskonstante des ersten Oberflächenschichtteils 212a ungefähr das Dreifache der Dielektrizitätskonstante des zweiten Oberflächenschichtteils 212b.
Dieser erste Oberflächenschichtteil 212a bedeckt den peripheren Kantenbereich, der die periphere Kante des einen Sensordrahtes 112 der oben beschriebenen beiden Sensordrähte 112 auf einer Seite zu dem anderen Sensordraht 112 enthält, und den peripheren Kantenbereich, der die periphere Kante des anderen Sensordrahtes 112 auf einer Seite zu dem einen Sensordraht 112 enthält. Der zweite Oberflächenschichtteil 212b bedeckt den anderen Bereich als den peripheren Kantenbereich des einen Sensordrahtes 112 und den anderen Bereich als den peripheren Kantenbereich des anderen Sensordrahtes 112.
Weiter ist eine Breite eines Bereichs, der den peripheren Kantenbereich des einen Sensordrahtes 112 und den peripheren Kantenbereich des anderen Sensordrahtes 112 in einer Richtung enthält, in der der eine Sensordraht 112 und der andere Sensordraht 112 einander benachbart angeordnet sind, kleiner als eine Breite eines Erfassungsobjekts des elektrostatischen Sensors 100. Zu bemerken ist, dass die oben beschriebene Richtung, in der der eine Sensordraht 112 und der andere Sensordraht 112 einander benachbart angeordnet sind, die umlaufende Richtung des Kranzes 210 ist, und dass die oben beschriebene Breite des Bereichs einer Breite des ersten Oberflächenschichtteils 212a entspricht.
Weiter ist zumindest ein Teil des Materials mit hoher Dielektrizitätskonstante (a) in den ersten Oberflächenschichtteil 212a imprägniert und darin angeordnet, (b) auf einer Oberfläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a dispergiert und abgesetzt oder (c) aus einer Vielzahl von Partikeln ausgebildet, und die Vielzahl von Partikeln kann auf mindestens einem aus der Oberfläche und einem Inneren des Oberflächenschichtteils 212a dispergiert und angeordnet sein. Zu bemerken ist, dass die Fläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a eine freiliegende Außenfläche oder eine nicht freiliegende Innenfläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a sein kann. Weiter kann ein Teil des Materials mit hoher Dielektrizitätskonstante in den ersten Oberflächenschichtteil 212a imprägniert sein, ein weiterer Teil kann auf der Oberfläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a angebracht sein, und noch ein weiterer Teil kann aus einer Vielzahl von Partikeln ausgebildet sein, und die Vielzahl von Partikeln kann auf mindestens einem aus der Oberfläche und dem Inneren des Oberflächenschichtteils 212a dispergiert und abgesetzt sein. Zum Beispiel kann die Vielzahl der dispergierten und abgesetzten Partikel Bariumtitanatpulver mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 1200 sein.
Mit dieser Anordnung können der erste Oberflächenschichtteil 212a mit der hohen Dielektrizitätskonstante und der zweite Oberflächenschichtteil 212b mit der niedrigen Dielektrizitätskonstante leicht bezüglich der Oberflächenschicht 212 ausgebildet werden, die als das Abdeckelement dient.
15 ist eine Ansicht, die eine Vorderfläche und Querschnitte des Kranzes 210 des Lenkrads 200 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.
Wie in 15 dargestellt, sind am Kranz 210 des Lenkrads 200 fünf Teile, A bis E, ausgebildet, an denen jeweils ein Sensor 110 montiert ist. Beim Lenkrad 200 ist in einem neutralen Zustand, in dem ein Lenkwinkel 0 Grad beträgt, Teil A auf einer oberen Seite, Teil B auf einer oberen linken Seite, Teil C auf einer unteren linken Seite, Teil D auf einer unteren rechten Seite und Teil E auf einer oberen rechten Seite. Zu bemerken ist, dass, wenn der Lenkwinkel des Lenkrads 200 0 Grad beträgt, das Fahrzeug 1 geradeaus fährt. Weiter weisen die Teile A bis E dieselbe Anordnung auf.
In der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform ist der erste Oberflächenschichtteil 212a mit der hohen Dielektrizitätskonstante der Oberflächenschicht 212 des Kranzes 210 so angeordnet, dass er sich über Grenzen der Teile A bis E erstreckt, und der zweite Oberflächenschichtteil 212b mit der niedrigen Dielektrizitätskonstante ist in anderen Bereichen als den beiden Enden der Teile A bis E angeordnet.
Zum Beispiel bedeckt, wie in 15 dargestellt, in einer Mitte des Teils C der zweite Oberflüchenschichtteil 212b mit der niedrigen Dielektrizitätskonstante der Oberflächenschicht 212 einen Teil des im Teil C angeordneten Sensors 110. Genauer bedeckt der zweite Oberflächenschichtteil 212b einen anderen Bereich als den peripheren Kantenbereich des Sensordrahtes 112 des Sensors 110. Weiter bedeckt an der Grenze zwischen Teil D und Teil E der erste Oberflächenschichtteil 212a mit hoher Dielektrizitätskonstante der Oberflächenschicht 212 einen Teil auf einer Seite zu Teil E des in Teil D angeordneten Sensors 110 und einen Teil auf einer Seite zu Teil D des in Teil E angeordneten Sensors 110. Genauer bedeckt der erste Oberflächenschichtteil 212a den peripheren Kantenbereich auf der Seite zu Teil E des Sensordrahtes 112 in Teil D und den peripheren Kantenbereich auf der Seite zu Teil D des Sensordrahtes 112 in Teil E. Zu bemerken ist, dass, wie in 14 dargestellt, der erste Oberflächenschichtteil 212a nicht nur die peripheren Kantenbereiche in zwei Sensordrähten 112 bedeckt, sondern auch den zwischen diesen peripheren Kantenbereichen liegenden elektrodenlosen Bereich.
16 ist eine Grafik, die eine Empfindlichkeitsverteilung und eine Verteilung relativer Dielektrizitätskonstanten auf dem Kranz 210 des Lenkrads 200 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt. Zu bemerken ist, dass Teil (a) von 16 ein Vergleichsbeispiel zum Vergleichen mit der Empfindlichkeitsverteilung des elektrostatischen Sensors 100 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt und eine Empfindlichkeitsverteilung eines elektrostatischen Sensors darstellt, der eine Oberflächenschicht mit einer gleichmäßigen Dielektrizitätskonstante benutzt. Teil (b) von 16 stellt eine Empfindlichkeitsverteilung des elektrostatischen Sensors 100 gemäß der vorhegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform dar. Teil (c) von 16 stellt eine Verteilung relativer Dielektrizitätskonstanten der Oberflächenschicht 212 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform dar.
Wie in Teil (a) von 16 dargestellt, verringert sich, wenn die Oberflächenschicht mit der gleichmäßigen Dielektrizitätskonstante (oder relativen Dielektrizitätskonstante) benutzt ist, die Empfindlichkeit an den Grenzen der Teile A bis E des Kranzes 210. Zum Beispiel ist die Empfindlichkeit an der Grenze zwischen Teil A und Teil B niedriger als die Empfindlichkeit in einer Mitte von Teil A. Andererseits sind in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform, wie in Teil (c) von 16 dargestellt, die Dielektrizitätskonstanten von Teilen, die der Nähe von Grenzen der Teile A bis E (das heißt, der Oberflächenschichtteile 212a) der Oberflächenschicht 212 entsprechen, höher als Dielektrizitätskonstanten der anderen Teile (das heißt, der Oberflächenschichtteile 212b). Daher kann, wie in Teil (b) von 16 dargestellt, die Erfassungsempfindlichkeit an den Positionen f1 bis f10 nahe den Grenzen der Teile A bis E des Kranzes 210 (das heißt, Positionen an beiden Endseiten der ersten Oberflächenschichtteile 212a) mehr verbessert sein als die Erfassungsempfindlichkeit nahe den Mitten der Teile A bis E. Zu bemerken ist, dass die Positionen f1 bis f10 Positionen sind, die den Elektrodenbereichen, das heißt, den peripheren Kantenbereichen der Sensordrähte 112, und ersten Oberflächenschichtteilen 212a mit den hohen Dielektrizitätskonstanten der Oberflächenschicht 212 entsprechen. Daher kann ein durch die elektrodenlosen Bereiche an den Grenzen der Teile A bis E des Kranzes 210 verursachtes Verringern der Erfassungsempfindlichkeit vermieden sein.
Auf diese Weise sind in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform der periphere Kantenbereich des einen Sensordrahtes 112 und der periphere Kantenbereich des anderen Sensordrahtes 112 mit dem ersten Oberflächenschichtteil 212a mit der höheren Dielektrizitätskonstante als der Dielektrizitätskonstante des zweiten Oberflächenschichtteils 212b bedeckt, der die anderen Bereiche bedeckt. Daher kann die Erfassungsempfindlichkeit des ersten Oberflächenschichtteils 212a mehr erhöht sein als die Erfassungsempfindlichkeit des zweiten Oberflächenschichtteils 212b. Als Ergebnis kann sogar, wenn es einen elektrodenlosen Bereich zwischen dem peripheren Kantenbereich des einen Sensordrahtes 112 und dem peripheren Kantenbereich des anderen Sensordrahtes 112 gibt, ein durch den elektrodenlosen Bereich verursachtes Verringern der Erfassungsempfindlichkeit vermieden sein, und die Erfassungsempfindlichkeit an der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 kann gleichmäßig gemacht sein. Daher kann das Auftreten einer irrtümlichen Erfassung verhindert sein.
Weiter ist in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform eine Breite des ersten Oberflächenschichtteils 212a kleiner als ein Erfassungsobjekt, wie etwa eine Hand oder ein Finger. Mit anderen Worten, sogar wenn es einen elektrodenlosen Bereich zwischen zwei einander benachbarten Sensordrähten 112 gibt, ist die Breite des Erfassungsobjekts größer als eine Breite eines Bereichs, der den elektrodenlosen Bereich und die peripheren Kantenbereiche von zwei Sensordrähten 112 enthält. Wenn daher das Erfassungsobjekt eine Position auf der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 berührt, die dem elektrodenlosen Bereich entspricht, berührt das Erfassungsobjekt nicht nur die Position auf dieser Fläche, die dem elektrodenlosen Bereich entspricht, sondern auch Positionen, die den peripheren Kantenbereichen dieser Sensordrähte 112 entsprechen. Mit anderen Worten, das Erfassungsobjekt berührt nicht nur die Position, die dem elektrodenlosen Bereich entspricht, die niedrige Erfassungsempfindlichkeit aufweist und die sich an der Grenze jedes der Teile A bis E des Kranzes 210 befindet, sondern auch die Positionen, die den peripheren Kantenbereichen der Sensordrähte 112 entsprechen und die hohe Erfassungsempfindlichkeit aufweisen. Daher kann, sogar wenn die Erfassungsempfindlichkeit an der Grenze jedes der Teile A bis E (einer in 16 dargestellten gestrichelten Linie) niedriger ist als die Erfassungsempfindlichkeit nahe der Mitte jedes der Teile A bis E, kann die niedrige Erfassungsempfindlichkeit durch die hohe Erfassungsempfindlichkeit an den Positionen kompensiert sein, die den peripheren Kantenbereichen der Sensordrähte 112 entsprechen. Mit anderen Worten, die niedrige Erfassungsempfindlichkeit und die hohe Erfassungsempfindhchkeit können einander aufheben. Mit dieser Anordnung kann die Erfassungsempfindhchkeit auf der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 gleichmäßiger gemacht sein.
Daher kann in dem elektrostatischen Sensor 100 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform ein Auftreten einer irrtümlichen Erfassung eines Ergreifens des Kranzes 210 des Lenkrads 200, der als ein Montageobjekt dient, verhindert sein.
17 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem das Lenkrad 200 ergriffen ist. Zu bemerken ist, dass in 17 das Lenkrad 200 vereinfacht ist und nur ein äußeres Erscheinungsbild des Kranzes 210 dargestellt ist.
Zum Beispiel ergreift, wie in Teil (a) von 17 dargestellt, eine linke Hand des Fahrers den Teil B des Kranzes 210, und die rechte Hand des Fahrers ergreift den Teil E des Kranzes 210. Dabei gibt der am Teil B montierte Sensordraht 112 ein Signal gemäß dem Ergreifen durch die linke Hand des Fahrers aus, und der am Teil E montierte Sensordraht 112 gibt ein Signal gemäß dem Ergreifen durch die rechte Hand des Fahrers aus.
Hier ergreift, wie in Teil (b) von 17 dargestellt, die linke Hand des Fahrers die Grenze zwischen Teil B und Teil C des Kranzes 210, und die rechte Hand des Fahrers ergreift die Grenze zwischen Teil D und Teil E des Kranzes 210. Mit anderen Worten, die linke Hand erstreckt sich über Teil B und Teil C, und die rechte Hand erstreckt sich über Teil D und Teil E. Dabei ist in der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform, wie in Teil (b) von 16 dargestellt, die durchschnittliche Erfassungsempfindlichkeit um die Grenze zwischen Teil B und Teil C nicht kleiner als und praktisch dieselbe wie die Erfassungsempfindlichkeit nahe der Mitte von Teil B. Ähnlich ist die durchschnittliche Erfassungsempfindlichkeit um die Grenze zwischen Teil D und Teil E nicht kleiner als und praktisch dieselbe wie die Erfassungsempfindlichkeit nahe der Mitte von Teil E. Daher kann, sogar wenn der Fahrer die Griffteile des Kranzes 210 des Lenkrads 200 von den in Teil (a) von 17 dargestellten Teilen zu den in Teil (b) von 17 dargestellten Teilen wechselt, der elektrostatische Sensor 100 gemäß der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform das Ergreifen angemessen erfassen.
18 ist eine Ansicht zum Erläutern einer relativen Dielektrizitätskonstante und einer Fläche eines ersten Oberflächenschichtteils 212a der Oberflächenschicht 212. Zu bemerken ist, dass 18 eine teilweise Schnittansicht des Kranzes 210 in einer Ebene entlang einer umlaufenden Richtung und einer radialen Richtung des Kranzes 210 ist.
Wenn beispielsweise eine Hand des Fahrers einen Teil berührt, der dem elektrodenlosen Bereich der Fläche des Kranzes 210 entspricht, wird angenommen, dass die Erfassungsempfindlichkeit niedrig wird. Weiter wird angenommen, dass, wenn die Hand des Fahrers einen Bereich von einem Ende zu einem anderen Ende dieses Teils in der umlaufenden Richtung des Kranzes 210 berührt, die Erfassungsempfindlichkeit am niedrigsten wird.
Sogar wenn, wie in 18 dargestellt, die Hand des Fahrers den Bereich Pb nahe der Mitte von Teil B berührt, der sich auf der Fläche des Kranzes 210 befindet, oder sogar wenn die Hand des Fahrers den Bereich Pbc berührt, der die Grenze zwischen Teil B und Teil C enthält, ist es daher wünschenswert, dass die Erfassungsempfindlichkeit durch ein Einstellen der relativen Dielektrizitätskonstante oder dergleichen im Wesentlichen angeglichen ist. Alternativ ist es wünschenswert, dass die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pbc höher ist als die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pb.
Hier ist der Bereich Pb ein durch eine Hand berührter Bereich im zweiten Oberflächenschichtteil 212b der Oberflächenschicht 212. Der Bereich Pbc ist ein durch eine Hand berührter Bereich über dem ersten Oberflächenschichtteil 212a und dem zweiten Oberflächenschichtteil 212b der Oberflächenschicht 212. Weiter bedeckt ein Teil, der dem Bereich Pbc des ersten Oberflächenschichtteil 212a entspricht, einen Teil des elektrodenlosen Bereichs und einen Teil eines Elektrodenbereichs des Sensors 110 in Teil B. Zu bemerken ist, dass dieser Teil des Elektrodenbereichs des Sensors 110 ein peripherer Kantenbereich des Sensordrahtes 112 ist.
Nachstehend sind die relative Dielektrizitätskonstante und die Fläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a so erläutert, dass die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pbc höher als die oder gleich der Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pb ist. Es ist hier angenommen, dass ein paralleler Plattenkondensator zwischen der Hand des Fahrers und dem Sensordraht 112 des Sensors 110 gebildet ist. Weiter ist angenommen, dass der elektrodenlose Bereich nicht zur elektrostatischen Kapazität des Kondensators beiträgt.
Wenn die Hand den Bereich Pb berührt, kann die elektrostatische Kapazität Cb zwischen der Hand und dem Sensor 110 in Teil B durch die folgende (Formel 1) ausgedrückt werden. $Cb = ε_{0} x ε_{2} \times S / d$
Zu bemerken ist, dass ε₀ eine Dielektrizitätskonstante in einem Vakuum ist und ε₂ eine relative Dielektrizitätskonstante des zweiten Oberflächenschichtteils 212b ist. Weiter ist S eine durch die Hand des Fahrers berührte Fläche des Kranzes 210 und ist jede Fläche des Bereichs Pb und des Bereichs Pbc. d ist eine Dicke der Oberflächenschicht 212.
Wenn andererseits die Hand den Bereich Pbc berührt, kann die elektrostatische Kapazität Cbc zwischen der Hand und dem Sensor 110 in Teil B durch die folgende (Formel 2) ausgedrückt werden. $\begin{matrix} Cbc= & ε_{0} \times ε_{1} \times S_{2} / d \\ + ε_{0} \times ε_{2} \times (S - S_{0} - S_{2}) / d \end{matrix}$
Zu bemerken ist, dass ε₁ eine relative Dielektrizitätskonstante des ersten Oberflächenschichtteils 212a ist. So ist eine Fläche des Bereichs, der dem elektrodenlosen Bereich des Bereichs Pbc entspricht. S₂ ist eine Fläche eines Bereichs, der sich im ersten Oberflächenschichtteil 212a befindet und dem Elektrodenbereich des Bereichs Pbc entspricht.
In der vorliegenden zweiten beispielhaften Ausführungsform ist es wünschenswert, dass die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pbc höher ist als die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pb, wie oben beschrieben. Mit anderen Worten, vorzugsweise ist Cbc ≥ Cb erfüllt. Als Ergebnis ist eine Beziehung in (Formel 4) durch die folgende (Formel 3) abgeleitet. $\begin{array}{l} {ε_{0} \times ε_{1} \times S_{2} / d + ε_{0} \times ε_{2} \times (S - S_{0} - S_{2}) / d} \\ \geq {ε_{0} \times ε_{1} \times S / d} \end{array}$
$S_{0} \leq S_{2} \times (ε_{1} / ε_{2} - 1)$
Mit anderen Worten, wenn die relative Dielektrizitätskonstante ε₂ und die Fläche So bestimmt sind, können die relative Dielektrizitätskonstante ε₁ und die Fläche S₂ auf Grundlage der oben beschriebenen (Formel 4) bestimmt werden. Weiter können die Fläche und die Breite, das heißt, eine umlaufende Breite des Kranzes 210, des ersten Oberflächenschichtteils 212a aus den bestimmten Flächen S₂ und S₀ abgeleitet werden.
(Erste Modifikation)
In der oben beschriebenen zweiten beispielhaften Ausführungsform sind, um die Erfassungsempfindlichkeit an jeder Position im Kranz 210 anzugleichen, die Dielektrizitätskonstanten des ersten Oberflächenschichtteils 212a und des zweiten Oberflächenschichtteils 212b der Oberflächenschicht 212 verschieden gemacht. Im elektrostatischen Sensor 100 gemäß der vorliegenden Modifikation sind, um die Erfassungsempfindlichkeit anzugleichen, ein Abstand vom Sensordraht 112 zu einer Außenfläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a und ein Abstand vom Sensordraht 112 zu einer Außenfläche des zweiten Oberflächenschichtteils 212b verschieden gemacht.
19 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Sensordraht 112 mit einer Oberflächenschicht 212 bedeckt ist, gemäß der vorliegenden Modifikation. Zu bemerken ist, dass 19, wie 18, eine teilweise Schnittansicht des Kranzes 210 in einer Ebene entlang einer umlaufenden Richtung und einer radialen Richtung des Kranzes 210 ist.
In der vorliegenden Modifikation ist jeder der in der Sensorgruppe 110g enthaltenen fünf Sensoren 110 im Kranz 210 so angeordnet, dass ein peripherer Kantenbereich des Sensordrahtes 112 näher zur Außenfläche der Oberflächenschicht 212 liegt als ein Bereich außer dem peripheren Kantenbereich. Mit anderen Worten, der periphere Kantenbereich jedes der fünf Sensoren 110 befindet sich oberflächennäher als der andere Bereich.
Genauer bedeckt der erste Oberflächenschichtteil 212a der Oberflächenschicht 212 einen peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante auf einer Seite zu Teil C des Sensordrahtes in Teil B enthält, und einen peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante auf einer Seite zu Teil B des Sensordrahtes in Teil C enthält. Weiter bedeckt der zweite Oberflächenschichtteil 212b der Oberflächenschicht 212 einen anderen Bereich als den peripheren Kantenbereich des Sensordrahtes 112 in Teil B und einen anderen Bereich als den peripheren Kantenbereich des Sensordrahtes 112 in Teil C. Darüber hinaus ist ein Abstand d1 vom Sensordraht 112 in jedem der Teile B und C zur Außenfläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a kürzer als ein Abstand d2 vom Sensordraht 112 zur Außenfläche des zweiten Oberflächenschichtteils 212b.
Auf diese Weise enthält der elektrostatische Sensor 100 gemäß der vorliegenden Modifikation zwei Sensordrähte 112, die einander benachbart angeordnet und mit einer Oberflächenschicht 212 bedeckt sind, die als ein Beispiel eines Abdeckelements dient. Ein Sensordraht 112 der beiden Sensordrähte 112 weist den peripheren Kantenbereich, der die periphere Kante auf einer Seite zum anderen Sensordraht 112 enthält, und einen Mittelbereich außer dem peripheren Kantenbereich auf. Ähnlich weist auch der andere Sensordraht 112 den peripheren Kantenbereich, der die periphere Kante auf einer Seite zu dem einen Sensordraht 112 enthält, und einen Mittelbereich außer dem peripheren Kantenbereich auf. Darüber hinaus liegen die peripheren Kantenbereiche dieser beiden Sensordrähte 112 näher an der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 als die Mittelbereiche. Mit anderen Worten, in der vorliegenden Modifikation weist die Oberflächenschicht 212 den ersten Oberflächenschichtteil 212a, der die peripheren Kantenbereiche von zwei Sensordrähten 112 bedeckt, und den zweiten Oberflächenschichtteil 212b auf, der den Mittelbereich jedes der beiden Sensordrähte 112 bedeckt. Der erste Oberflächenschichtteil 212a ist dünner als der zweite Oberflächenschichtteil 212b.
Mit dieser Anordnung kann, da die peripheren Kantenbereiche von zwei Sensordrähten 112 näher an der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 liegen als die anderen Bereiche, die Erfassungsempfindlichkeit an dem Teil, der die peripheren Kantenbereiche der Oberflächenschicht 212 bedeckt, höher gemacht sein als die Erfassungsempfindlichkeit an dem Teil, der die anderen Bereiche bedeckt. Als Ergebnis kann sogar, wenn es einen elektrodenlosen Bereich zwischen dem einen Sensordraht 112 und dem anderen Sensordraht 112 gibt, das heißt, zwischen dem peripheren Kantenbereich des einen Sensordrahtes 112 und dem peripheren Kantenbereich des anderen Sensordrahtes 112, ein durch den elektrodenlosen Bereich verursachtes Verringern der Erfassungsempfindlichkeit vermieden sein. Mit dieser Anordnung kann die Erfassungsempfindlichkeit auf der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 gleichmäßig gemacht sein. Daher kann das Auftreten einer irrtümlichen Erfassung auf dieselbe Weise verhindert sein wie in der oben beschriebenen zweiten beispielhaften Ausführungsform.
20 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Dicke d1 und einer Fläche eines ersten Oberflächenschichtteils 212a der Oberflächenschicht 212 gemäß der vorliegenden Modifikation. Zu bemerken ist, dass 20, wie 18 und 19, eine teilweise Schnittansicht des Kranzes 210 in einer Ebene entlang einer umlaufenden Richtung und einer radialen Richtung des Kranzes 210 ist. Weiter sind der erste Oberflächenschichtteil 212a und der zweite Oberflächenschichtteil 212b in 20 nicht dargestellt. Der erste Oberflächenschichtteil 212a ist ein Teil mit einer dünnen Dicke d1 der Oberflächenschicht 212, und der zweite Oberflächenschichtteil 212b ist ein Teil mit einer dicken Dicke d2 (> d1) der Oberflächenschicht 212.
Wie bei dem in 18 dargestellten Beispiel wird angenommen, dass, wenn eine Hand des Fahrers einen Teil berührt, der einem elektrodenlosen Bereich der Fläche des Kranzes 210 entspricht, die Erfassungsempfindlichkeit niedrig wird. Weiter wird angenommen, dass, wenn die Hand des Fahrers einen Bereich von einem Ende zu einem anderen Ende (den elektrodenlosen Bereich) dieses Teils in der umlaufenden Richtung des Kranzes 210 berührt, die Erfassungsempfindlichkeit am niedrigsten wird.
Sogar wenn, wie in 20 dargestellt, die Hand des Fahrers den Bereich Pb nahe einer Mitte von Teil B berührt, der sich auf der Fläche des Kranzes 210 befindet, oder sogar wenn die Hand des Fahrers den Bereich Pbc berührt, der eine Grenze zwischen Teil B und Teil C enthält, ist es daher wünschenswert, dass die Erfassungsempfindlichkeit durch ein Einstellen einer Dicke der Oberflächenschicht 212 oder dergleichen im Wesentlichen angeglichen ist. Alternativ ist es wünschenswert, dass die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pbc höher ist als die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pb.
Nachstehend sind die Dicke d1 und die Fläche des ersten Oberflächenschichtteils 212a so erläutert, dass die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pbc höher als die oder gleich der Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pb ist. Wie bei dem in 18 dargestellten Beispiel ist hier angenommen, dass ein paralleler Plattenkondensator zwischen der Hand des Fahrers und dem Sensordraht 112 des Sensors 110 gebildet ist. Weiter ist angenommen, dass der elektrodenlose Bereich nicht zur elektrostatischen Kapazität des Kondensators beiträgt.
Wenn die Hand den Bereich Pb berührt, kann die elektrostatische Kapazität Cb zwischen der Hand und dem Sensor 110 in Teil B durch die folgende (Formel 5) ausgedrückt werden. $Cb= ε_{0} \times ε \times S / d_{2}$
Zu bemerken ist, dass ε eine relative Dielektrizitätskonstante der Oberflächenschicht 212 und eine gemeinsame Dielektrizitätskonstante des ersten Oberflächenschichtteils 212a und des zweiten Oberflächenschichtteils 212b ist. Weiter ist d₂ eine Dicke des zweiten Oberflächenschichtteils 212b.
Wenn andererseits die Hand den Bereich Pbc berührt, kann die elektrostatische Kapazität Cbc zwischen der Hand und dem Sensor 110 in Teil B durch die folgende (Formel 6) ausgedrückt sein. $\begin{matrix} Cbc= & ε_{0} \times ε \times S_{2} / d_{1} \\ + ε_{0} \times ε \times (S - S_{0} - S_{2}) / d_{2} \end{matrix}$
Zu bemerken ist, dass d₁ eine Dicke des ersten Oberflächenschichtteils 212a ist.
In der vorliegenden Modifikation ist es ebenfalls wünschenswert, dass die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pbc höher ist als die Erfassungsempfindlichkeit im Bereich Pb, wie oben beschrieben. Mit anderen Worten, vorzugsweise ist Cbc ≥ Cb erfüllt. Als Ergebnis ist eine Beziehung in (Formel 8) durch die folgende (Formel 7) abgeleitet. $\begin{matrix} {ε_{0} \times ε \times S_{2} / d_{1} + ε_{0} \times ε \times (S - S_{0} - S_{2}) / d_{2}} \\ {ε_{0} \times ε \times S / d_{2}} \end{matrix}$
$S_{0} \leq S_{2} \times (d_{2} / d_{1} - 1)$
Mit anderen Worten, wenn die Dicke d₂ und die Fläche S₀ bestimmt sind, können die Dicke d₁ und die Fläche S₂ auf Grundlage der oben beschriebenen (Formel 8) bestimmt werden. Weiter können die Fläche und die Breite, das heißt, eine umlaufende Breite des Kranzes 210, des ersten Oberflächenschichtteils 212a aus diesen bestimmten Flächen S₂ und S₀ abgeleitet werden.
Zu bemerken ist, dass in den Anordnungen in 19 und 20 der Sensordraht 112 in den peripheren Kantenbereichen im Wesentlichen parallel zur Kranzumfangsrichtung liegt. Jedoch kann dieser periphere Kantenbereich schräg im Kranz 210 und so angeordnet sein, dass er näher an der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 liegt als der Bereich außer dem peripheren Kantenbereich. Mit dieser Anordnung kann die Erfassungsempfindlichkeit auf der Außenfläche der Oberflächenschicht 212 ebenfalls gleichmäßig gemacht sein.
(Zweite Modifikation)
In der oben beschriebenen zweiten beispielhaften Ausführungsform enthält die Steuerschaltung 120 des elektrostatischen Sensors 100 die Energiequellenschaltung 121. Jedoch braucht die Steuerschaltung 120 die Energiequellenschaltung 121 nicht zu enthalten.
21 ist eine Skizze, die ein genaues Anordnungsbeispiel eines Teils eines elektrostatischen Sensors gemäß der vorliegenden Modifikation darstellt.
Der elektrostatische Sensor 100a gemäß der vorliegenden Modifikation enthält die Steuerschaltung 120a anstelle der Steuerschaltung 120. Die Steuerschaltung 120a enthält die Energiequellenschaltung 121 nicht.
In diesem Fall weist der elektrostatische Sensor 100a keine Funktion als eine Heizung auf, die den Sensordraht 112 aufheizt, um den Kranz 210 des Lenkrads 200 zu erwärmen. Jedoch kann ein solcher elektrostatischer Sensor 100a eine ähnliche Wirkung aufweisen wie derjenige der oben beschriebenen zweiten beispielhaften Ausführungsform.
(Andere Modifikationen und dergleichen)
Die elektrostatischen Sensoren gemäß einem oder mehreren Aspekten sind oben auf Grundlage der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihrer Modifikationen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese zweite beispielhafte Ausführungsform und ihre Modifikationen beschränkt. Anordnungen, in denen verschiedene, durch Fachleute ersonnene Abwandlungen an der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen angewendet sind, und Anordnungen, die durch ein Kombinieren von Bestandteilen in unterschiedlichen Modifikationen erstellt sind, können auch in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen, ohne vom Erfindungsgeist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel ist in der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen nach der obigen Beschreibung der Sensordraht 112 aus einem Metalldraht ausgebildet. Jedoch kann der Sensordraht 112 aus einer Metallfolie, einem leitfähigen Blech oder dergleichen mit einer im Wesentlichen konstanten Breite ausgebildet sein. Weiter kann der Sensordraht 112 aus einem Material mit Leitfähigkeit ausgebildet sein, und das Material ist nicht auf Metall beschränkt. Ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante, um eine Dielektrizitätskonstante des ersten Oberflächenschichtteils 212a zu erhöhen, kann aus einem beliebigen Material ausgebildet sein, solange das Material mit hoher Dielektrizitätskonstante eine höhere Dielektrizitätskonstante aufweist als eine Dielektrizitätskonstante des Materials der Oberflächenschicht 212.
In der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen nach der obigen Beschreibung ist der Sensordraht 112 in der Zickzackform ausgebildet. Jedoch ist eine Form des Sensordrahtes 112 nicht auf diese Form beschränkt, und der Sensordraht 112 kann in einer beliebigen Form ausgebildet sein.
Weiter bedeckt in der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen nach der obigen Beschreibung der erste Oberflächenschichtteil 212a die peripheren Kantenbereiche der Sensordrähte 112 von zwei Sensoren 110. Jedoch können die beiden Sensoren 110 einstückig ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die beiden mit dem ersten Oberflächenschichtteil 212a bedeckten peripheren Kantenbereiche können periphere Kantenbereiche sein, die sich an beiden Enden eines Sensors 110 oder Sensordrahtes 112 befinden. Sogar wenn die beiden Enden eines Sensordrahtes 112 einander auf der Kunststoffschicht 210a des Kranzes 210 benachbart sind, kann die Erfassungsempfindlichkeit verringert sein, falls es einen elektrodenlosen Bereich zwischen den Enden gibt. Da jedoch, wie bei der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen nach der obigen Beschreibung, der sich über die Enden erstreckende Bereich mit dem ersten Oberflächenschichtteil 212a mit der hohen Dielektrizitätskonstante oder der dünnen Dicke bedeckt ist, kann die Verringerung der Erfassungsempfindlichkeit verhindert sein.
Weiter weisen in der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen nach der obigen Beschreibung in der Sensorgruppe 110g enthaltene fünf Sensoren 110 praktisch dieselbe Gestaltung auf. Jedoch können die Sensoren 110 voneinander verschiedene Gestaltungen aufweisen.
Weiter bedeckt in der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen nach der obigen Beschreibung die als das Beispiel des Abdeckelements dienende Oberflächenschicht 212 eine obere Fläche der Sensorgruppe 110g. Jedoch kann das Abdeckelement eine Gesamtheit der Sensorgruppe 110g abdecken und einhüllen. Mit anderen Worten, die Sensorgruppe 110g kann in das Abdeckelement eingebettet sein.
Weiter ist in der oben beschriebenen zweiten beispielhaften Ausführungsform die Dielektrizitätskonstante des ersten Oberflächenschichtteils 212a hoch, und in der ersten Modifikation ist die Dicke des ersten Oberflächenschichtteils 212a dünn. Jedoch kann der erste Oberflächenschichtteil 212a eine höhere Dielektrizitätskonstante und eine dünnere Dicke aufweisen als der zweite Oberflächenschichtteil 212b. Mit dieser Anordnung kann die Erfassungsempfindlichkeit an jeder Position des Kranzes 210 gleichmäßiger gemacht sein. Mit anderen Worten, die Verteilung der Erfassungsempfindlichkeit im Kranz 210 kann stärker abgeflacht sein.
Weiter sind in der zweiten beispielhaften Ausführungsform und ihren Modifikationen nach der obigen Beschreibung der Kabelbaum 130 und die Steuerschaltung 120 in eine untere Seite der Speiche 202 in 1 eingebettet. Jedoch ist eine Anordnung des Kabelbaums 130 und der Steuerschaltung 120 nicht auf diese Anordnung beschränkt. Der Kabelbaum 130 und die Steuerschaltung 120 können in eine rechte Seite oder eine linke Seite der Speiche 202 eingebettet sein. Weiter ist eine Anordnung des Kabelbaums 130 nicht auf die Anordnung beschränkt, in der der Kabelbaum 130 in eine einzige Stelle der Speiche 202 eingebettet ist. Zum Beispiel können die Kabelbäume 130 von fünf Sensoren 110 in verschiedene Stellen der Speiche 202 eingebettet sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Ein Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Wirkung auf, dass er imstande ist, eine Verschlechterung der Erfassungsempfindlichkeit zu verhindern, und ist beispielsweise anwendbar bei einem Lenkrad eines Fahrzeugs.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002340712 [0003]

Claims

Insasseninformations-Erfassungssensor für ein Lenkrad, wobei der Insasseninformations-Erfassungssensor in einem Lenkrad angeordnet ist, wobei ein Kranz des Lenkrads einen Kranz-Hauptteil und ein so am Kranz-Hauptteil montiertes Montageteil aufweist, dass es von einem Teil des Kranz-Hauptteils frei liegt. wobei der Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad umfasst: eine Sensorelektrode, angeordnet im Kranz-Hauptteil; und ein leitfähiges Element, befindlich auf mindestens einer Oberfläche des Montageteils, wobei das leitfähige Element mit dem Teil der Sensorelektrode galvanisch verbunden oder kapazitiv gekoppelt ist.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Element eine gedruckte, lackierte oder plattierte Schicht ist, die auf der Oberfläche des Montageteils ausgebildet ist.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Element zumindest ein Teilbereich auf der Oberfläche des Montageteils ist.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Element mit dem Teil der Sensorelektrode galvanisch verbunden ist, indem es in Kontakt mit dem Teil der Sensorelektrode steht.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, wobei, wenn das leitfähige Element mit dem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelt ist, der Teil der Sensorelektrode und der Teil des leitfähigen Elements einander gegenüberstehen und im Wesentlichen dieselbe Form aufweisen.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, wobei, wenn das leitfähige Element mit dem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelt ist, der Teil der Sensorelektrode und der Teil des leitfähigen Elements einander gegenüberstehen und ein Abstand in einer Gegenüberstellungsrichtung zwischen dem Teil der Sensorelektrode und dem Teil des leitfähigen Elements kürzer ist als eine Dicke des Montageteils in der Gegenüberstellungsrichtung.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, wobei, wenn das leitfähige Element mit dem Teil der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelt ist, der Teil der Sensorelektrode und der Teil des leitfähigen Elements einander gegenüberstehen und massiv sind.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, wobei die Sensorelektrode und das leitfähige Element Elektroden zum Erfassen einer Änderung der elektrostatischen Kapazität der Sensorelektrode und des leitfähigen Elements sind.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, umfassend: eine erste Sensorelektrode und eine zweite Sensorelektrode, einander benachbart angeordnet und mit einem Abdeckelement bedeckt; und ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante, ausgelegt, eine Dielektrizitätskonstante eines in dem Abdeckelement enthaltenen ersten Abdeckungsteils höher zu machen als eine Dielektrizitätskonstante eines in dem Abdeckelement enthaltenen zweiten Abdeckungsteils, wobei das zweiten Abdeckungsteil anders ist als das erste Abdeckungsteil in dem Abdeckelement, wobei der erste Abdeckungsteil einen ersten peripheren Kantenbereich, der eine an einer Position nahe der zweiten Sensorelektrode befindliche periphere Kante der ersten Sensorelektrode enthält, und einen zweiten peripheren Kantenbereich bedeckt, der eine an einer Position nahe der ersten Sensorelektrode befindliche periphere Kante der zweiten Sensorelektrode enthält, und der zweite Abdeckungsteil einen anderen Bereich bedeckt als den ersten peripheren Kantenbereich der ersten Sensorelektrode und einen anderen Bereich als den zweiten peripheren Kantenbereich der zweiten Sensorelektrode.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 9, wobei zumindest ein Teil des Materials mit hoher Dielektrizitätskonstante (a) im ersten Abdeckungsteil imprägniert und angeordnet ist, (b) auf einer Oberfläche des ersten Abdeckungsteils angebracht und angeordnet ist oder (c) aus einer Vielzahl von Partikeln ausgebildet ist, wobei die Vielzahl von Partikeln dispergiert und abgesetzt ist auf mindestens einem aus der Oberfläche und einem Inneren des ersten Abdeckungsteils.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 9, wobei das Abdeckelement ein folienförmiges Grundmaterial ist, und die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode auf einer selben Fläche des Grundmaterials montiert sind.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 1, umfassend eine erste Sensorelektrode und eine zweite Sensorelektrode, einander benachbart angeordnet und mit einem Abdeckelement bedeckt, wobei die erste Sensorelektrode einen ersten peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante enthält, die sich an einer Position nahe der zweiten Sensorelektrode befindet, und einen ersten Mittelbereich außer dem ersten peripheren Kantenbereich aufweist, die zweite Sensorelektrode einen zweiten peripheren Kantenbereich, der eine periphere Kante enthält, die sich an einer Position nahe der ersten Sensorelektrode befindet, und einen zweiten Mittelbereich aufweist, der in dem Abdeckelement enthalten ist, wobei der zweite Mittelbereich anders als der zweite periphere Kantenbereich in dem Abdeckelement ist, und der erste periphere Kantenbereich und der zweite periphere Kantenbereich näher an einer freiliegenden Außenfläche des Abdeckelements liegen als der erste Mittelbereich und der zweite Mittelbereich.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 12, wobei das Abdeckelement einen ersten Abdeckungsteil, ausgelegt, den ersten peripheren Kantenbereich und den zweiten peripheren Kantenbereich zu bedecken, und einen zweiten Abdeckungsteil aufweist, ausgelegt, den ersten Mittelbereich und den zweiten Mittelbereich zu bedecken, und der erste Abdeckungsteil dünner ist als der zweite Abdeckungsteil.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 9 oder 12, wobei eine Breite eines Bereichs, der den ersten peripheren Kantenbereich und den zweiten peripheren Kantenbereich enthält, in einer Richtung, in der die erste Sensorelektrode und die zweite Sensorelektrode einander benachbart angeordnet sind, kleiner ist als eine Breite eines durch den elektrostatischen Sensor in der Richtung zu erfassenden Objekts.
Insasseninformations-Erfassungssensor für das Lenkrad nach Anspruch 9 oder 12, wobei der elektrostatische Sensor ein Griffsensor ist, ausgelegt, ein Ergreifen eines Montageobjekts zu erfassen, an dem der elektrostatische Sensor montiert ist.