JP2019524534A - ステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

ステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための装置は、導電材料から製作されるステアリングホイールアーマチュア（１０）とステアリングホイールアーマチュア（１０）の外側に配置される電気加温導体（１２）とを備える。装置は、ステアリングホイールアーマチュア（１０）および電気加温導体（１０）に接続される制御および評価装置（１８）であって、電気加温導体（１２）が、ステアリングホイールを加温するための加温要素として一時的に加温動作の間およびステアリングホイール接触を検出するためのセンサ素子として一時的に測定動作の間、繰り返し動作されるように用いる制御および評価装置を更に備える。制御および評価装置（１８）は、少なくとも各測定動作の間ステアリングホイールアーマチュア（１０）を所定の、特に一定の電位に維持するように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための装置に関する。更に、本発明は、ステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための方法に関する。

運転者の手または任意の他の身体部分がステアリングホイールと接触しているか否かを検出することが可能であるセンサを備えて、接触同定システムが利用可能である。更には、必要に応じてステアリングホイールリムを加温することができるステアリングホイールリム加温システムが提供される。しかしながら、両システムが相互に電気的影響を有することがあるので、それらの組合せは困難である。

米国特許出願公開第２０１５／０３３６６０１号から、ステアリングホイールリムに内蔵される手接触センサシステムが、遮蔽マットに電圧を印加することによって金属性ステアリングホイールアーマチュアから遮蔽されるステアリングホイールが知られている。ステアリングホイール加温もステアリングホイールに内蔵される。ステアリングホイールリムの構造は（内側から外側へ）、アーマチュア−発泡被覆−加温マット−遮蔽マット−センサマット−外装、の層の配列を提供する。センサマット、遮蔽マットおよび加温マットは、対応する走査領域、および、各導体領域を画定する１つまたは複数の走査ループまたは導体ループを含む。領域の分割により、加温は、手接触が確立されたステアリングホイールリムの範囲に限定されることができる。別個の遮蔽マットが不要とされることができるように、加温マットを同時に遮蔽マットとして使用することも提案される。加温動作および手接触検出の各々が、各々約１０〜５０ミリ秒の持続期間を有する非常に短い時間間隔で交互に実施される。加温マットの加温電流が約４〜８アンペアでもよい一方で、遮蔽のためには２００マイクロアンペア未満の電流が提供される。加温電流および遮蔽電流は同じ電源によってまたは異なる電源によって提供されることができる。互いの近くに位置付けられる手接触センサシステムの電線が絶縁され、加えて、伝送信号が互いに相互干渉しないように遮蔽体によって囲まれる。

本発明の目的は、ステアリングホイールが加温されることもステアリングホイール接触が確実に検出されることもできる、最も簡単に設計され、したがって費用効率的な装置を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を備える装置によっての他、請求項８の特徴を備える方法によって達成される。本発明に係る装置のおよび本発明に係る方法の有利かつ有用な構成が関連の下位請求項に述べられる。

本発明に係る装置は、ステアリングホイールを加温するためにもステアリングホイール接触を検出するためにも役立ち、そして導電材料から製作されるステアリングホイールアーマチュアとステアリングホイールアーマチュアの外側に配置される電気加温導体とを備える。本発明に係る装置は、ステアリングホイールアーマチュアにおよび電気加温導体に接続される制御および評価装置であって、電気加温導体が、ステアリングホイールを加温するための加温要素として一時的に加温動作で、およびステアリングホイール接触を検出するためのセンサ素子として一時的に測定動作で、繰り返し動作されるように用いる制御および評価装置を更に備える。本発明によれば、制御および評価装置は、少なくとも各測定動作の間ステアリングホイールアーマチュアを所定の、特に一定の電位に維持するように構成される。

本発明は、電気的に「安定された」ステアリングホイールアーマチュアが、ステアリングホイール接触を検出するための測定動作に干渉しないという知見に基づく。ステアリングホイールアーマチュアが測定動作区間の間、所定の電位に維持されるという事実によって、測定へのステアリングホイールアーマチュアの電気的影響の変化が排除される。ステアリングホイールアーマチュアの影響は時間の点で一定であり、それに応じて、測定の間、規定の変数として考えられる（「除外される」）ことができる。先行技術から知られている解決策と比較して本発明に係るこの手段の相当な利点は、加温および測定動作のために必要とされる導電体の他にそのステアリングホイールアーマチュアからの給電線を遮蔽することがもはや必要でないという事実にある。

ステアリングホイールアーマチュアは、特にＲＣＬ素子を介して所定の電位に維持されることができ、ここではＲＣＬ素子が３つの成分（誘導性、コンデンサおよび抵抗）を含むことは必須でない。

ステアリングホイール接触を検出するときに特にロバストな測定結果を得るために、有利な実施形態において、制御および評価装置に接続される導電性遮蔽体が電気加温導体の外側に配置される。本発明に係る遮蔽体は、接地されるが、古典的な意味での受動遮蔽体でない。むしろ、制御および評価装置は、それが各測定動作の間、遮蔽体に時間とともに変化する電圧を印加するように配置される。能動的に動作した遮蔽体によって発生される変化する場が規定の基準変数として測定に組み込まれ、そしてこのようにして、より良好かつより信頼できる結果を確保する。

例えば、明細書によれば、遮蔽体は、制御および評価装置が適切に構成されて、複数の異なる前もって決定された規定の電位に置かれることができる。代替的に、遮蔽体は、測定の間、より明瞭な信号を得るように、特定の現在同定された影響を能動的に補償してもよい。

特に好まれるのは、ステアリングホイールアーマチュアおよび電気加温導体は別として、また、ステアリングホイールアーマチュア、電気加温導体および場合により本遮蔽体はそれぞれ別として、ステアリングホイールに、加温または測定動作のために必要とされない更なる電気制御層が存在しない、本発明に係る装置の実施形態である。これらの実施形態において、少しでも可能である限り、測定結果に影響しかねず、かつ追加的に考慮されるべきである潜在的な電気的干渉因子は設けられない。他方では、本発明に係る概念のおかげで、ステアリングホイールに導入される同じ導電体を用いて所望の機能性−交互の加温および測定を提供するために更なる電気機能層は必要とされない。

本発明の展開に従って、制御および評価装置は、それが、制御および評価装置に繰り返し供給される現在のパラメータを考慮して、電気加温導体が測定動作でおよび加温動作で動作されるそれぞれの時間間隔を動的に適合させるように構成される。上記パラメータは、現在到達されたステアリングホイール温度または特定の交通状況などといった現在の状況を反映する。一定の状況下で、例えば、加温動作と測定動作との間でより急速にまたはより緩徐に切り替えること、または２つの動作モードのいずれかの区間を他方の動作モードのそれらに対して長くもしくは短くすることが妥当でもよい。

電気加温導体は、マットの形態でステアリングホイールに挿入されてもよい。代替的に、加温導体は、それ自体は本発明の主題でない特定の作業工程を用いて単一の導線として同様にステアリングホイールに導入されてもよい。

本発明は、ステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための方法も提供し、ステアリングホイールは、両方とも制御および評価装置に接続される、導電材料から製作されるステアリングホイールアーマチュアおよびステアリングホイールアーマチュアの外側に配置される電気加温導体を含む。本発明に係る方法は、電気加温導体を、ステアリングホイールを加温するための加温要素として加温動作の間およびステアリングホイール接触を検出するためのセンサ素子として測定動作の間、交互に動作させるステップを含み、ここではステアリングホイールアーマチュアは、少なくとも各測定動作の間、所定の特に一定の電位に維持される。

本発明に係る方法の利点に関しては、本発明に係る装置に関するそれぞれの所見が参照される。
以上に記載された有利な実施形態に従って、本発明に係る方法において、各測定動作の間、電気加温導体の外側に配置され制御および評価装置に接続される導電性遮蔽体に、時間とともに変化する電圧が印加されることが規定されてもよい。前述の通り、明細書によれば、遮蔽体は、複数の異なる前もって決定された規定の電位に置かれることができる、または遮蔽体は、測定の間、より明瞭な信号を得るように、特定の現在同定された影響を能動的に補償することができる。

同様に、本発明の展開に従う本発明の方法によって、制御および評価装置は、制御および評価装置に繰り返し供給される現在のパラメータを考慮して、電気加温導体が測定動作でおよび加温動作で動作される時間間隔の各々を動的に適合させることができる。

本発明の更なる特徴および利点は、以下の説明におよび参照される同封の図面に由来している。

本発明に係るステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための装置を備えるステアリングホイールの横断面図を概略的に例示する。

ステアリングホイールリムは、内部に導電材料から製作されるステアリングホイールアーマチュア１０を含む。ステアリングホイールアーマチュア１０の外側に、電気加温導体１２が配置される。電気加温導体１２は、例えばマットの形態でステアリングホイールリムに挿入されるが、しかしそれは、特別な作業技法を用いて単一の導線として同様にステアリングホイールリムに導入されてもよい。

加温導体１２の外側に、任意選択の導電性遮蔽体１４が配置される。ステアリングホイールリムの最外層は外装１６である。当然のこととして、ステアリングホイールリムは更なる層を備えてもよい。この場合、要素１０および１２の他に１４だけが必要であり、対象となる。

ステアリングホイールアーマチュア１０、加温導体１２および、必要に応じ、遮蔽体１４は、中央ユニットとしてまたは複数の個々のユニットの形態に設計されてもよい制御および評価装置１８に接続される。

一方で、ステアリングホイールは、図に概略的に図示される装置によって加温されることができる。他方では、装置は、ステアリングホイール接触を検出するためにも役立つ。したがって、電気加温導体１２は、加温要素としておよびセンサ素子として二重機能を有する。適切に設計された制御および評価装置１８を用いて、電気加温導体１２は、ステアリングホイールを加温するための加温要素として一時的に加温動作でおよびステアリングホイール接触を検出するためのセンサ素子として一時的に測定動作で、繰り返し動作される。

制御および評価装置が、少なくとも各測定動作の間ステアリングホイールアーマチュア１０を所定の、特に一定の電位に維持するように構成されることは１つの特異性である。ステアリングホイールアーマチュア１０は、したがって、それがステアリングホイール接触の検出のための測定動作に干渉しないように電気的に「安定される」。

この目的で、測定動作区間の間、ステアリングホイールアーマチュア１０は、好ましくはＲＣＬ素子（図示せず）によって所定の電位に維持される。このようにして、測定へのステアリングホイールアーマチュア１０の電気的影響が、時間の点で一定であり、測定の間規定の変数として考慮（「除外」）されるので、その影響の変化は排除される。

任意選択の導電性遮蔽体１４により、ステアリングホイール接触を検出するときに、特にロバストな測定結果が得られることができる。遮蔽体１４は、接地されるだけである受動遮蔽体でない。制御および評価装置１８は、各測定動作の間、遮蔽体１４に時間とともに変化する電圧を印加する。能動的に動作した遮蔽体１４によって発生される変化する場が規定の基準変数として測定に組み込まれ、したがって、より良好かつより信頼できる結果が達成されるようにする。

一方で、明細書によれば、遮蔽体１４は、制御および評価装置１８によって複数の異なる前もって決定された電位に置かれることができる。他方では、遮蔽体１４は、測定の間、よりロバストな信号を可能にするように、特定の現在同定された影響を能動的に補償することもできる。

ステアリングホイールアーマチュア１０、電気加温導体１２および、必要に応じ、遮蔽体１４は別として、ステアリングホイールリムは、加温または測定動作のための更なる電気制御層を含まない。

制御および評価装置１８は、電気加温導体１２が測定動作でおよび加温動作で動作される時間間隔の各々が、現在のパラメータを考慮して動的に適合されることを保証する。現在到達されたステアリングホイール温度または特定の交通状況などといった対応するパラメータ値は、現状を評価することを可能にし、制御および評価装置１８に繰り返し供給される。

Claims (11)

1. ステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための装置であって、
   導電材料から製作されるステアリングホイールアーマチュア（１０）と、
   前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）の外側に配置される電気加温導体（１２）と、
   前記電気加温導体（１２）が、前記ステアリングホイールを加温するための加温要素として一時的に加温動作の間およびステアリングホイール接触を検出するためのセンサ素子として一時的に測定動作の間、繰り返し動作されるように用いる、前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）におよび前記電気加温導体（１２）に接続される制御および評価装置（１８）とを備え、
   前記制御および評価装置（１８）が、少なくとも各測定動作の間、前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）を所定の、特に一定の電位に維持するように構成されることを特徴とする、装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）が、ＲＣＬ素子を介して前記所定の電位に維持されることを特徴とする装置。
3. 請求項１または２に記載の装置において、前記電気加温導体（１２）の外側に、前記制御および評価装置（１８）に接続される導電性遮蔽体（１４）が配置され、前記制御および評価装置（１８）が、それが各測定動作の間、前記遮蔽体（１４）に時間とともに変化する電圧を印加するように構成されることを特徴とする装置。
4. 請求項３に記載の装置において、前記制御および評価装置（１８）は、それが前記遮蔽体（１４）を複数の異なる規定の電位に置くように、構成されることを特徴とする装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置において、前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）および前記電気加温導体（１２）は別として、あるいは、前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）、前記電気加温導体（１２）および前記遮蔽体（１４）はそれぞれ別として、前記加温または測定動作のために必要とされない更なる電気制御層が前記ステアリングホイールに存在しないことを特徴とする装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置において、前記制御および評価装置（１８）は、それが、前記制御および評価装置（１８）に繰り返し供給される現在のパラメータを考慮して、前記電気加温導体が前記測定動作でおよび前記加温動作で動作される時間間隔の各々を動的に適合させるように、構成されることを特徴とする装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置において、前記電気加温導体（１２）が、マットの形態で前記ステアリングホイールに挿入されることを特徴とする装置。
8. ステアリングホイールを加温するためのおよびステアリングホイール接触を検出するための方法であって、前記ステアリングホイールが、両方とも制御および評価装置（１８）に接続される、導電材料から製作されるステアリングホイールアーマチュア（１０）および前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）の外側に配置される電気加温導体（１２）を含み、
   − 前記電気加温導体（１２）を、前記ステアリングホイールを加温するための加温要素として加温動作の間およびステアリングホイール接触を検出するためのセンサ素子として測定動作の間、交互に動作させるステップを含み、前記ステアリングホイールアーマチュア（１０）が、少なくとも各測定動作の間、所定の、特に一定の電位に維持される、方法。
9. 請求項８に記載の方法において、各測定動作の間、前記電気加温導体（１２）の外側に配置され前記制御および評価装置（１８）に接続される導電性遮蔽体（１４）に、時間とともに変化する電圧が印加されることを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、前記遮蔽体（１４）が、複数の異なる規定の電位に置かれることを特徴とする方法。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法において、前記制御および評価装置（１８）が、前記制御および評価装置（１８）に繰り返し供給される現在のパラメータを考慮して、前記電気加温導体（１２）が前記測定動作でおよび前記加温動作で動作される時間間隔の各々を動的に適合させることを特徴とする方法。

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