JP7287903B2 - 車両のステアリングホイール用の加熱および容量検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両（例えば自動車両）のステアリングホイール用の装置（特に電気的装置）に関する。

近年、安全性は自動車市場における最重要の様相になった。そしてそれはますます自動運転またはインテリジェント車の概念を対象にしている。

この目的で、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）（すなわち高性能電子駆動支援システム）は、事故を防止するために運転中にしばしば発生するエラーの回避を助けるために開発された。

特に、ＡＤＡＳは、車両のドライバを支援するために、そして、他の車両または歩行者との衝突の危険を制限するように、危険または非常事態が生じた場合その者に警告するために、開発された多数の機能を含む。

ＡＤＡＳ機能の中で特に興味があるのは、自動車両のステアリングホイールに統合される（例えば容量または光学タイプの）検知デバイスによって実行されて、運転中にドライバが自動車両のコントロールを維持することを確実にするのに適しているＨＯＤ（Hands Off Detection）機能である。

現在では、ステアリングホイール・トルクコントロール（トルクセンサ）は、ドライバの手がステアリングホイール上にあるかどうかを検知するために使用される。しかし、ドライバの手がステアリングホイールにない場合であっても、特に車が移動しているときにステアリングホイールの動きのためにそれが誤った読取りを生じることがありえるので、いくらかの臨界を表示する。

したがって、従来技術の不利な点を克服する必要が感じられる。

本発明の目的は、自動車両のステアリングホイール用の加熱および容量検知を可能にする単一デバイスを提供することにある。

本発明の別の目的は、従来技術よりも良好な容量検知を可能にするデバイスを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、従来技術よりも良好なステアリングホイールの加熱を可能にするデバイスを提供することにある。

この種の目的の少なくとも１つは、請求項１に記載の車両のステアリングホイール用の加熱および容量検知装置によって達成される。

別の態様によれば、本発明は、上記記載の通りのデバイスまたは上記記載の通りの可撓性導体要素を含む、車両用のステアリングホイールを提供する。

例えば、本発明は、上記記載の通りの加熱装置および容量検知が関連する、特に固定される、自動車両用のステアリングホイールを提供する。

好ましくは、しかし排他的にでなく、少なくとも１つの第１トラックおよび少なくとも１つの第２トラックは、サポートに組み込まれるか、またはサポートの表面または面（例えば外側の面）に固定される。

都合のよいことに、本発明は、加熱およびセンサ機能に専用の（好ましくは排他的な）それぞれの導電性トラックによって、加熱機能およびセンサ機能の両方を実行するように構成される、単一のコンポーネント（すなわち可撓性導体要素）を提供する。

都合のよいことに、自動車両のステアリングホイール用の加熱および容量検知装置は、いかなるサイズの容量要素でも使用してよい。すなわち、その結果、使用される容量要素のサイズにしたがってマイクロコントローラを取り替えることが必要でない。

都合のよいことに、一態様によれば、少なくとも１つのキャパシタ、特に容量トラック（またはセンサトラック）と直列のキャパシタを提供することによって、マイクロコントローラに入力される、特にマイクロコントローラの容量読取モジュールに入力される容量値は、減少する。このように、同じマイクロコントローラ、特に同じ容量読取モジュールが、可撓性導体要素のサイズおよびジオメトリに関係なく使用されることができる。好ましくは、マイクロコントローラの、特にその容量読取モジュールの飽和レベルは、比較的低くて、例えば最大１０００ｐＦまたはそれに等しい。設けられるときに、好ましくは、最大１０００ｐＦまたはそれに等しいか或いは最大２０００ｐＦまたはそれに等しい容量を有するキャパシタが使用され、そしてそれは、好ましくは、温度が例えば－４０～＋８５℃の範囲で変化するにつれて安定している容量値を有する。

都合のよいことに、一態様によれば、少なくとも１つの第１トラックすなわち加熱トラックを電源およびグラウンドに対して周期的に接続および分離することによって、加熱トラックは、シールドを作るために使用される。特に、容量読取り中に、加熱トラックが電源およびグラウンドから分離されるときに、電子制御ユニットすなわちＥＣＵは、加熱トラックを容量センサのトラック（すなわち少なくとも１つの第２トラック）と同じ電位に置く。このように、環境要因（例えば湿度）がステアリングホイールの「誤ったタッチ」を決定するのを防止することができる。

都合のよいことに、一態様によれば、この種の電流が所定の閾値を上回るときに加熱トラックを通して流れる電流強度を制限する（概して調整する）ＭＯＳＦＥＴが設けられる。

都合のよいことに、一態様によれば、特に熱を放散させるために、電子制御ユニットとステアリングホイールの金属枠間との間の熱ブリッジとして作用する、少なくとも１つの金属要素が設けられる。電子制御ユニットの望ましくない過熱は、このように防止される。

都合のよいことに、一態様によれば、ステアリングホイールに固定するのに適した２つ以上の温度センサ（例えば２つ、３つまたは４つの温度センサ）が設けられる。適切に配列される（例えば等間隔に離れて設置される）温度センサによって、加熱トラックによるステアリングホイールの加熱は、ステアリングホイールの複数のゾーンの実際の温度にしたがって制御されることができる。

都合のよいことに、少なくとも１つの第１導電性トラックは、少なくとも１つの第２導電性トラックとは別個（すなわち別）である。

好ましくは、しかし、排他的にでなく、１つだけの第１導電性トラックおよび１つだけの第２導電性トラックが設けられる。

好ましくは、しかし、排他的にでなく、少なくとも１つの第１導電性トラックおよび少なくとも１つの第２導電性トラックは、平らであり、したがってワイヤとは異なる。特に、少なくとも１つの第１導電性トラックおよび少なくとも１つの第２導電性トラックは、その他の２つの次元よりも非常に小さい１つの次元を有するフォイルである。

好ましくは、タッチまたは近接検知は、容量の変化を測定することによって排他的に実行される。これは、容量の変化の測定がドライバの手の接触または近接を検知するために用いる唯一の物理的パラメータであることを意味する。

典型的に、しかし排他的にでなく、「可撓性導体要素」という表現は、電気絶縁材料でできている１つ以上のパーツおよび導電性材料でできている１つ以上のパーツを有するコンポーネントを意味する。
可撓性導体要素すなわち「フレックスフォイル（Flex Foil）」は、可撓性エレクトロニクスの分野に属していて、英語でフレキシブル回路と呼ばれてもよい。

従属クレームは、本発明の具体的な実施形態を記載する。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を参照して非限定的な例として提供されるいくらかの実施形態の以下の説明からより明らかである。

図１は、本発明による装置の概略的断面図を示す。 図２は、図１の装置のコンポーネントの概略的正面断面図を示す。 図３は、図１のデバイスの一実施形態の斜視図を示す。 図４は、図１のデバイスのモジュールの回路図の例を示す。 図５は、本発明のデバイスの１つの構成による加熱トラックを流れる電流の、時間の関数としての変化の線図を示す。 図６は、本発明のデバイスの別の１つの構成による加熱トラックを流れる電流の、時間の関数としての変化の線図を示す。 図７は、図１のデバイスが関連する自動車両のステアリングホイールを概略的に示す。 図８は、特定の環境条件における、図１の装置のコンポーネントの概略的正面断面図を示す。 図９ａは、本発明の装置の１つの構成による電子制御ユニットの入力容量の変化のグラフを示す。 図９ｂは、本発明の装置の別の１つの構成による電子制御ユニットの入力容量の変化のグラフを示す。 図１０は、一実施形態による本発明の装置のコンポーネントの構成を概略的に示す。 図１１は、一実施形態による本発明の装置の動作サイクルの一部を表わすグラフを概略的に示す。

図の同じ参照は、同じ部材を識別する。

図１および図２は、本発明による自動車両のステアリングホイールＶ（図７に概略的に示される）用の加熱および容量検知装置を、特に概略的に例示する。概して参照番号１００によって示される本発明による加熱および容量検知装置は、可撓性導体要素１０、すなわち可撓性回路、および電子制御ユニットすなわちＥＣＵ２０を含む。ＥＣＵ２０は、可撓性導体要素１０に電気的に接続されて、電源に（例えば自動車両の電力供給に）接続されるのに適している。

可撓性導体要素１０は、電気絶縁可撓性サポートである絶縁材層１１、および、絶縁層１１に固定された複数の導電性トラック１２、１４を含む。より詳細には、導電性トラック１２、１４は、加熱手段として使われるように構成されて、以後、加熱トラックとしても称される少なくとも１つのトラック１２、および、容量センサ手段として使われるように構成されて、以後、容量センサトラックまたは容量トラックとしても称される少なくとも１つのトラック１４を含む。図に示される非限定的な例では、１つだけの加熱トラック１２および１つだけの容量トラック１４がある。他の非限定的な例（図示せず）によれば、単一の加熱トラックおよび２つの容量トラック（好ましくは２つのそれぞれの端子に接続されている２つの容量トラック）が設けられる。

非限定的な例としてだけ、絶縁層に固定される金属的フォイルをエッチングすることによって、または、カッティングによって（例えばレーザカッティングによって）形成される導電性トラックがその上に配置されるシリコーンサポートをクロスリンクすることによって、可撓性導体要素１０は、製造されることができる。

好ましくは、しかし排他的にではなく、可撓性導電要素１０は、実質的に矩形のバンドとして形づくられる。任意には、可撓性導体要素１０は、伸長可能であり、可塑的におよび／または弾性的に変形可能である。特に、少なくとも１つの絶縁層１１は、伸長可能であり、可塑的におよび／または弾性的に変形可能であり、例えば、残りの構成または初期構成に関して約１０～２０％まで可塑的に変形可能である。

好ましくは、可撓性導体要素１０の厚さは０．１～１ｍｍ、または０．１～０．６ｍｍ、または０．３～１ｍｍ、または０．３～０．６ｍｍに含まれる。例えば、厚さは約０．３ｍｍに等しいかまたは約０．６ｍｍに等しい。可撓性導体要素１０のこの種の厚さは、少なくとも１つの絶縁層１１の（例えば１つまたは２つの絶縁層のおよび少なくとも１つの導電性トラック１２の）全体の厚さに、または、少なくとも１つの絶縁層１１のおよび少なくとも１つの導電性トラック１４の全体の厚さの同等に、実質的に対応する。

好ましくは、可撓性導体要素１０は、その長さおよび幅よりも非常に薄くて、その長さおよび幅は、少なくとも１つの絶縁層１１の長さおよび幅に実質的に対応する。例えば、長さは９００～１２００ｍｍでありえて、幅は８０～１６０ｍｍ、または８０～１００ｍｍでありえる。可撓性導体要素のサイズは、可撓性導体要素が適用される任意のステアリングホイールのサイズにしたがって選択されることができる。

図に示す実施形態では、可撓性導体要素１０は、それぞれの導電性トラック１２、１４がその上に固定される１つの絶縁材層１１だけを含む。しかしながら、代わりに、可撓性導電要素１０は、各々がそれぞれの導電性トラック１２、１４を備えてもよくまたは備えなくてもよい、２つ以上の絶縁材層１１の重ね合わせによって形成されることができる。この場合には、例えば、導電性トラックは２つの絶縁材層の間に配置される。特に、本発明による装置の例は、その間に少なくとも１つの第１トラック１２および少なくとも１つの第２トラック１４が配置されて、実質的にサンドイッチを形成する、２つの絶縁層を含む。好ましくは、２つの絶縁層はＰＶＣで作られる。そして、好ましくは２つの絶縁層の各々は、約０．２ｍｍの厚さを有する。２つの層のうちの１つは、ステアリングホイールＶのボディ上（例えばステアリングホイールの金属枠上）に配置されてよく、他の絶縁層は、ライニング層（例えば革）で裏打ちされてよい。好都合にも、このように、ライニング層は、導電性トラックに起因する突起を有しない。

絶縁層１１の層の材料は、またはより一般には絶縁可撓性サポートは、概してポリマー材料である。非限定的な例としてだけ、絶縁材料は、ＰＶＣ、ＰＴＦＥ、ＰＳ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＵ（また、拡張された）、ＰＵＲ、ＮＢＲ、シリコーン、ＥＰＤＭなど（任意に添加物をもつ）である。一般に、十分な伸張特性を有する熱可塑性プラスチックおよびエラストマーが使われてよい。

導電性トラック（すなわち加熱トラック１２および容量トラック１４）は、複雑な幾何学形状を有することができる。例えば、それらは実質的に蛇のそして任意に横分岐が存在する形状を有することができる。導電性トラックの相互の配置は、例としてだけ、トラック１４の１つ以上の部分がトラック１２の２つの伸びの間に配置されるようなものでもよい。導電性トラック１２、１４は、それぞれの接点、または接触部分、または終端（１３ａ、１３ｂおよび１５ａ、１５ｂ）を通して電子制御ユニット２０に接続される。これらの接触部分は、概して「パッド」と称される。通常、しかし排他的にではなく、１つのパッドは各トラックのために提供される。任意には、２つ以上のパッドは、一緒に集められてコネクタに入れられる。好ましくは、パッド１５ａ、１５ｂは、相互接触である。

別の例（図示せず）によれば、２つの容量トラックが設けられ、各容量トラックは１つのパッドだけを有し、２つの容量トラックのパッドは、電気短絡回路であるように互いに電気的に接続される。

概して閉回路である加熱トラック１２は、接点１３ａ、１３ｂによって、電子制御ユニット２０の接続領域または接続インターフェース２３のそれぞれのパッドに接続される。加熱トラック１２は、供給されるときに、ジュール効果により熱を発生させることによって、自動車両のステアリングホイールＶの加熱機能を果たす。閉回路または開回路でもよい容量トラック１４は、コネクタ１５ａ、１５ｂを通して、電子制御ユニット２０の接続領域であるパッド２５に接続される。好ましくはＡＤＡＳシステムに接続するためのコネクタ２７も設けられる。さらに、電力源（例えば自動車のバッテリ）に接続するのに適した領域または供給インタフェース８１も設けられる。供給インタフェースは、電力モジュール８０に電気的に接続され、電力モジュール８０は、それらを電気的に供給するために、マイクロコントローラ３０に、加熱のための出力電力５０に、そして温度監視モジュール６０に接続される。

非限定的な例としてだけ、各導電性トラックが作られることができる材料は、アルミニウム、コンスタンタン、銅、洋銀、鋼、インコネル、真鍮などである。好ましくは、導電性トラック１２、１４は、アルミニウムでできている。好ましくは、導電性トラック１２、１４の厚さは、１０～２００μｍ（例えば１５～１５０μｍ）に含まれる。

使用中、装置１００の可撓性導体要素１０は、自動車両のまたは一般に車両のステアリングホイールＶの表面上に固定され（好ましくは接着され）て、その後、それは層３６（概して革でできている）によって線をひかれる。

電子制御ユニット２０は、ハウジング２２（図３）内部に含まれるＰＣボード（ＰＣＢ－プリント回路基板）２１を含む。好ましくは、ＰＣＢ２１のハウジング２２は、自動車両のステアリングホイールＶの構造内部に挿入されることが可能であるために、そのように寸法取りされる。

好ましくは、ハウジング２２は、実質的に箱形状である。図３に示す例では、ハウジング２２は実質的に平行六面体形であるが、当業者が別の種類の形状を選んでもよいことは明らかである。概して、ハウジング２２は、上壁２６ａ、底壁２６ｂ、および相互に反対側の側壁２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂを含む。コネクタ２３および２５は、以前に記載されているように、導体要素１０の加熱トラック（またはトラック）１２のコネクタ１３ａ、１３ｂと、および容量トラック（またはトラック）１４のコネクタ１５ａ、１５ｂと、それぞれ接続されるのに適した側壁２８ａに設けられる。

好ましくは、ハウジング２２は開放可能である。この目的のために、側壁２７ａに閉鎖手段３１（例えばクリップ）が設けられる。好ましくは、ハウジング２２の壁の開口に、コネクタ３３（好ましくは６本または８本のピンを有するタイプのコネクタ）が設けられる。この場合、ＡＤＡＳシステム向けのリン・バスおよびデジタル出力、ステアリングホイール温度センサ入力、ＰＣとの接続のためのシリアルポート、のピンが設けられる。例えば、それぞれ、ピン１および３はＡＤＡＳシステム向けのリン・バス＋デジタル出力、ピン２および６は接地線への接続のため、ピン４および５は１つ以上のステアリングホイール温度センサ用の入力、ピン７および８（オプション）はＰＣとのコミュニケーションのためのシリアルポートの送信および受信チャネル、である。

好ましくは金属（例えばアルミニウム）の翼２９が、側壁２７ａの反対側の側壁２７ｂから立ち上がる。翼２９は、自動車両のステアリングホイールＶの金属枠に接続するための孔２９ａを備える。特に、本説明において後で詳しく述べるように、この金属翼２９は、放熱器として金属枠自体を使用するために、ＰＣボード２１とステアリングホイールＶの金属枠との間の熱ブリッジとして作用する。

電子制御ユニット２０は、導体要素１０の容量トラック１４と電気的に接続されて、容量、定義済みの全体の容量、Ｃｔｏｔを測定する。より詳細に後述するように、容量Ｃｔｏｔは、可撓性導体要素１０が固定されたステアリングホイールにドライバがタッチするかしないかにしたがって異なる値を有する。実際、ＥＣＵ２０は、ドライバが彼または彼女の手をステアリングホイールＶに近づけるかまたはそれと接触するときに発生する、Ｃｈａｎｄ（図２）で示される容量の増加を測定することができる。容量の増加は、ベースライン容量値Ｃｂａｓｅｌｉｎｅと関連している。

概してデジタル信号の形の総容量値Ｃｔｏｔは、電子制御ユニット２０によって、別の電子制御ユニットに（例えば自動車両のＡＤＡＳに）送信される。送信は、適切なインターフェースバスまたはデジタル出力タイプを通して、例えば電子制御ユニット（特にＡＤＡＳ）に接続されることができる接続インターフェース２７（図１）を通して、起こる。

さらに詳細には、電子制御ユニット２０は、入力の容量Ｃｔｏｔと関連した容量信号を受信するのに適したコントローラ３０またはマイクロコントローラを含む。コントローラ３０は、容量読取モジュール４０を含む。例としてだけ、容量読取モジュール４０は、ＣａｐＳｅｎｓｅ技術を用いる。容量読取りモジュール４０は、容量トラック１４とグラウンドとの間の容量の差に概して等しい、ベースライン容量値Ｃｂａｓｅｌｉｎｅを読み取るように構成される。導体要素１０が固定されたステアリングホイールをユーザの手がタッチしないときに、コントローラ３０は、容量読取モジュール４０を通して全容量Ｃｔｏｔ＝Ｃｂａｓｅｌｉｎｅを読み取る。導体要素１０が固定されたステアリングホイールをユーザが片手もしくは両手がまたは彼もしくは彼女の指がタッチするときに、コントローラ３０は、容量読取モジュール４０を通して全容量Ｃｔｏｔ＝Ｃｂａｓｅｌｉｎｅ＋Ｃｈａｎｄを読み取る。したがって、容量値Ｃｈａｎｄは、特に追加されて、値Ｃｂａｓｅｌｉｎｅに合計される。

都合のよいことに、電子制御ユニット２０はまた、少なくとも１つのキャパシタ（好ましくは容量入力信号Ｃｔｏｔのコネクタ２５とコントローラ３０の容量読取モジュール４０との間に直列に接続されるキャパシタ３２）を含む。複数のキャパシタが設けられるときに、キャパシタは直列に接続される。

好ましくは、キャパシタ３２は、容量トラック１４が接続される接続領域２５とコントローラ３０との間に、すなわちコントローラ３０の外側で、接続される。キャパシタ３２は、導電性トラック１４によって送信される容量性信号Ｃｔｏｔと容量読取モジュール４０との間に直列に接続されて、容量性信号Ｃｔｏｔを部分的に減衰させることを可能にする。事実、これは、それ自身の飽和レベルに関してより広いマージンを有して都合よく機能することができる容量読取りモジュール４０の能力を増加させることを可能にする。

したがって、キャパシタ３２の存在は、同じ電子制御ユニット２０を、ステアリングホイールＶのタイプから独立して、そして特に、可撓性導体要素１０のおよびそれぞれの導電性トラック１２、１４のサイズおよびジオメトリから独立して、使用することを都合よくできるようにする。

好ましくは、キャパシタ３２は、容量トラックによる容量読取りの、そして容量読取モジュール４０による容量読取り飽和値の関数として、最適サイズである。

電子制御ユニット２０は、導体要素１０の加熱トラック１２にさらに電気的に接続されて、自動車両のステアリングホイールＶの表面を暖めるように、この種の加熱トラック１２を供給する。

上述の通り、電子制御ユニット２０は、電力出力５０によって加熱トラック１２に電気的に接続されて、マイクロコントローラ３０にも接続される、電源モジュール８０（例えば線形電源（ＬＤＯ））を含む。

電力出力またはヒーター電力出力５０の回路図の例は、図４に示される。特に、電力出力５０は、端子のうちの１つ（特に加熱トラック１２の端子１３ｂ）をグラウンドに接続するスイッチ５２（好ましくはパワーＭＯＳＦＥＴ５２）、および、概してモジュール８０によって加熱トラック１２の他の端子１３ａを車両の電力供給源に接続する別のスイッチ５４（好ましくはＭＯＳＦＥＴ５４）を含む。さらに、好ましくは、ＥＣＵ２０は、後述するように、シールド機能と関連する電気的接続７１によって、加熱トラック１２に電気的に接続される。

加熱トラック１２は、好ましくは、正の抵抗温度係数、すなわちＰＴＣ効果を有する。そしてそれは、温度上昇につれて加熱トラック１２の抵抗値の増加を決定する。

図５は、加熱トラック１２により吸い込まれる電流（破線）の時間にともなう変化を例示するグラフを示す。示すように、トラック１２の給電の間、ジュール効果による温度の増加およびそれに伴う加熱トラック１２の抵抗値の増加に起因して、吸い込まれる電流は、時間とともに減少する。

時間間隔Ｔ１に対応する加熱の初期ステップにおいて、図５に実線で示される加熱トラック１２を流れる電流Ｉは、７～１０Ａの間、または８～９Ａの間、例えば８Ａに等しいかほぼ等しい、に好ましくは含まれる所定の上の電流閾値Ｉｌｉｍを超えてもよい。

この欠点を解決するために、パワーＭＯＳＦＥＴ５２は、電流源として管理される。特に、ＭＯＳＦＥＴ５２は、入力電流Ｉを制限して、それを値Ｉｌｉｍにするように構成される。仮にそして加熱ステップの最初の時間間隔Ｔ１の間、加熱トラック１２を流れる電流がＩｌｉｍを超えるときは、この限定は特に実行される。例としてだけ、最初の時間間隔は、５秒～２０分の間、例えば１０秒～１０分の間にある。好ましくは、加熱機能が有効にされるときに、すなわち電力が加熱トラックに供給されるときに、時間間隔Ｔ１は開始する。加熱トラック１２を流れる電流Ｉが所定の電流閾値Ｉｌｉｍよりも低いときに制限が終わるように、ＭＯＳＦＥＴ５２は構成される。

例えば、上述した電流調整は、カスケードに接続される第１ＲＣフィルタ５１（図４）および第２ＲＣフィルタ５３を通してパワーＭＯＳＦＥＴ５２のゲート電圧Ｖｇｓを調整することによって達成される。第１ＲＣフィルタ５１は抵抗器Ｒ６およびキャパシタＣ１３を含む一方、第２ＲＣフィルタは抵抗器Ｒ７およびキャパシタＣ１４を含む。

カスケードのこれらのＲＣフィルタ５１、５３の存在によって、電流調整の間、パワーＭＯＳＦＥＴ５２はリニアゾーンで働き、それにより、加熱トラック１２と直列に接続された可変等価抵抗として実質的にふるまう。

上記の電流調整の間、電力は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ５２のドレインとソースとの間の電圧降下およびＭＯＳＦＥＴ５２のドレイン－ソース電流の製品に等しいパワーＭＯＳＦＥＴ５２上に放散される。

重大な状態において、この種の電力は、非常に高い値（例えば約３０Ｗに等しい）に達することができる。そしてそれは、例えば、約１２ｃｍ^２の表面積を有する電子制御ユニット２０のＰＣボード２１を通して放散されることができない。

この種の電力を放散させるために、電子制御ユニット２０のＰＣボード２１と関連した（特に繋がれた）金属フェンダ２９が、都合よく用いられる。この種の翼２９は、電力モジュール５０のパワーＭＯＳＦＥＴ５２の近くのＰＣボード２１と関連していて、そして上記の通りに、金属枠を放熱器として使用するように、ＰＣボードとステアリングホイールＶの金属枠との間の熱ブリッジを提供する。

ステアリングホイールＶの加熱に関して、装置１００の電子制御ユニット２０は、加熱トラック１２上の電力を調整するように構成されて、そのため、ステアリングホイールＶの温度は、所定の温度値範囲（例えば３５～４０℃）に含まれる。

この目的のために、図７を参照して、本発明による装置１００は、ステアリングホイールＶの周長に沿って適切に配分される複数の温度センサ１６（好ましくはサーミスタ）を含む。好ましくは、用いられるサーミスタ１６の数Ｎは、３以上（例えば４）である。サーミスタ１６は、装置１００の可撓性導体要素１０上に、好ましくは、加熱トラック１２の近くの、ステアリングホイールＶの革のライニングの下に配置される。サーミスタ１６は互いに直列に接続されて、電子制御ユニット２０と（特に、好ましくは電子制御ユニット２０の一部であるステアリングホイール温度監視モジュール６０と）電気的に連絡する。

サーミスタ１６は、全抵抗Ｒｔｏｔを測定して、信号Ｓｔｅｍｐを電子制御ユニット２０への入力で送信する。

この種の全抵抗Ｒｔｏｔは、以下の公式から得られる。

式中、Ｒ_ＮはＮ番目の抵抗器に対応する抵抗であり、Ｒｔｏｔは電子制御ユニット２０の入力で読み取る等価抵抗であり、ＲｍｅａｎはＮ個のサーミスタ１６の読み取りの算術平均である。

ただし、ステアリングホイールＶの周長に沿って適切に配分されるサーミスタ１６の数Ｎは、因子１／ＮによりステアリングホイールＶの局所的な過熱によって誘導されるエラーを都合よく減らす。好ましくは、サーミスタは、相互に均等に離れている。例によれば、装置１００がステアリングホイールＶに固定されるときに、４つの温度センサ１６が互いに約９０°で配置されて提供される。

外部因子の関数として、例えば太陽の放射により発生する熱の、より暖かいゾーン（すなわち光に包まれたゾーン）、および陰になったゾーン（したがって、より冷たいゾーン）がステアリングホイール上に存在してもよいことが観察された。複数のサーミスタの代わりに、単一のサーミスタが提供される場合、この種のサーミスタにより検知される温度は、ステアリングホイールＶ上のその位置によって大きく影響を受ける。実験的に、インクリメントは、単一のサーミスタにより検知される温度値の値の１５℃まで、したがって、日光に対するステアリングホイールの露出モードの精度に悪影響を与えるまで、観察することができる。

図８を参照すると、なんらかの環境因子（例えば水分および温度）は概して容量の増加を導き、そのため、ドライバがステアリングホイールにタッチしないときでも、ＣｔｏｔはＣｈａｎｄに実質的に等しい値まで増加する。したがって、ステアリングホイールの誤ったタッチは、検知される。例えば、高湿度の場合、水の液滴は、容量Ｃｄｒｏｐｌｅｔを導くステアリングホイールＶ上に形成されてもよい。水の液滴により発生する寄生容量Ｃｄｒｏｐｌｅｔは、ドライバの手がステアリングホイールＶにタッチするときに発生する容量Ｃｈａｎｄの値に場合によっては相当する（すなわち同様の）値を有してもよい。ステアリングホイール上に水の液滴がある場合に電子制御ユニット２０に伝えられる寄生容量Ｃｄｒｏｐｌｅｔは、ステアリングホイールのワンタッチとしてコントローラ３０により誤って解釈されることになる。状況は、図９ａに示される。下でコメントされる図９ｂと同様に、図９ａは、ＥＣＵ２０により検知される容量の時間上の変化を示す。接触検知閾値レベルおよびタッチに起因する容量の増加は「指タッチ」によって示され、そして水の液滴に起因する容量の増加は「液滴」によって示される点に注意されることができる。それは、閾値レベル値は、２つの図９ａおよび図９ｂに示され、要求にしたがってセットされてもよい点に注意するに値する。この「誤ったタッチ」問題を回避するために、ＥＣＵ２０は、加熱トラック１２を用いてシールドを作動するように構成される。この場合、ＥＣＵ２０は、容量を読み取る間、容量センサトラック１４と同じ電位で、加熱トラック１２をセットする。したがって、各液滴の２つの端は、相互に非常に似た値の電位で保持される。したがって、水の液滴に起因する寄生容量の効果は、図９ｂに示すように、大幅に減少する。

より特に、図１０を参照すると、期間は、容量がかかる期間の１つの部分（すなわちＤｒｅａｄｉｎｇによって示される所与の時間の間）で読み取られて、加熱が１つの第２の部分（すなわちＤｈｅａｔｉｎｇによって示される所与の時間の間）に起こる、と考慮される。好ましくは、Ｄｒｅａｄｉｎｇ時間は、Ｄｈｅａｔｉｎｇ時間よりも短い。より好ましくは、Ｄｒｅａｄｉｎｇ時間は、期間の５～９０％（例えば約１０％）の間に含まれて、期間の残りの部分は、Ｄｈｅａｔｉｎｇ時間である。全体の期間の時間は、好ましくは１０～１００ｍｓ（例えば約１０ｍｓ）の間に含まれる。

図１１は、動作サイクルの一部を概略的に示す。特に、２つの期間が順番に示される。各期間は、加熱（Ｄｈｅａｔｉｎｇ）のステップが続く読み取り（Ｄｒｅａｄｉｎｇ）のステップから成る。

例によれば、ＥＣＵ２０は、接続部７１またはシールドピンを通して加熱トラック１２に接続している。スイッチ５２は加熱トラック１２をグラウンドに接続して、スイッチ５４は加熱トラックをバッテリ（＋Ｂａｔｔｅｒｙ）に接続する。ＥＣＵ２０は、スイッチ５２および５４の開閉を制御する。スイッチ５２、５４が開いているときに、加熱トラック１２がバッテリからおよびグラウンドから分離されるように、マイクロコントローラ３０は、加熱トラック１２を容量トラック１４と同じ電位に置いて、容量の読み取りはこの状態において実行される。

図１０は、時間系列で起こる２つの異なる構成の同じＥＣＵ２０を示す。図１０の左に示されるように、読み取り時間（Ｄｒｅａｄｉｎｇ）の間、ＥＣＵ２０は、開放スイッチＳＷ１およびＳＷ２により加熱機能を無効にして、加熱トラック１２は、電源に（すなわちバッテリに）およびグラウンドに接続していない。このように、読み取る間、加熱トラック１２は、容量センサ１４のトラックと同じ電位にそれを置くＥＣＵ２０のピン７１に接続しているだけである。

説明は、非限定的な例としてのみなされる。

Claims (18)

1. 車両のステアリングホイール（Ｖ）用の加熱および容量検知装置（１００）であって、
   装置（１００）は、
   可撓性の電気絶縁材料でできているサポート（１１）であって、
   導電性の少なくとも１つの第１トラック（１２）、および
   前記少なくとも１つの第１トラック（１２）とは別の導電性の少なくとも１つの第２トラック（１４）、
   が固定される、サポート（１１）と、
   前記少なくとも１つの第１トラック（１２）に電気的に接続され、電源に電気的に接続している電子制御ユニット（２０）であって、
   前記少なくとも１つの第２トラック（１４）に電気的に接続される、容量読取モジュール（４０）を含む、
   電子制御ユニット（２０）と、
   を含み、
   前記電子制御ユニット（２０）は、前記少なくとも１つの第１トラック（１２）および前記少なくとも１つの第２トラック（１４）を制御するように構成され、そのため、
   前記少なくとも１つの第１トラック（１２）は、前記ステアリングホイール（Ｖ）を加熱するための熱を発生させ、
   前記少なくとも１つの第２トラック（１４）は、容量値を前記電子制御ユニット（２０）に送る容量検知手段として動作し、
   前記装置（１００）は、
   －前記電子制御ユニット（２０）に接続している少なくとも１つの金属要素（２９）であって、熱を放散させるために前記ステアリングホイール（Ｖ）の金属枠と接触する、少なくとも１つの金属要素（２９）と、
   －前記電子制御ユニット（２０）を前記少なくとも１つの第１トラック（１２）に接続する電気的接続（７１）と、
   －前記少なくとも１つの第１トラック（１２）をグラウンドに接続する少なくとも１つの第１スイッチ（５２）と、
   －前記少なくとも１つの第１トラック（１２）を前記電源に接続する少なくとも１つの第２スイッチ（５４）と、
   をさらに含み、
   前記少なくとも１つの第１スイッチ（５２）は、前記少なくとも１つの第１トラック（１２）を流れる電流強度値（Ｉ）が所定の閾値電流強度値（Ｉｌｉｍ）を超えるときに前記電流強度値（Ｉ）を制限するように、そして前記電流強度値（Ｉ）を前記閾値電流強度値（Ｉｌｉｍ）以下にもたらすように構成されるＭＯＳＦＥＴであり、
   前記電子制御ユニット（２０）は、前記少なくとも１つの第１スイッチ（５２）および前記少なくとも１つの第２スイッチ（５４）を周期的に制御するように構成され、
   読み取りのステップの間、前記少なくとも１つの第１トラック（１２）は、前記電源からおよびグラウンドから電気的に分離され、
   加熱のステップの間、前記少なくとも１つの第１トラック（１２）は、前記電源におよびグラウンドに電気的に接続され、
   前記読み取りのステップおよび前記加熱のステップは交互に実行され、それにより所定のサイクル時間を定め、
   前記読み取りのステップの間、前記電子制御ユニット（２０）は、前記少なくとも１つの第１トラック（１２）を前記電気的接続（７１）によって前記少なくとも１つの第２トラック（１４）と同じ電位にセットするように構成される、
   車両のステアリングホイール（Ｖ）用の加熱および容量検知装置（１００）。
2. 前記金属要素（２９）は、前記電子制御ユニット（２０）のＰＣボード（２１）に接続している、請求項１に記載の装置（１００）。
3. 前記少なくとも１つの第１トラック（１２）および前記少なくとも１つの第２トラック（１４）は、各々１０～２００μｍの厚さを有する、請求項１または２に記載の装置（１００）。
4. 前記電子制御ユニット（２０）は、前記容量読取モジュール（４０）と前記少なくとも１つの第２トラック（１４）との間に直列に接続される少なくとも１つのキャパシタ（３２）を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の装置（１００）。
5. 温度監視モジュール（６０）および、前記温度監視モジュール（６０）に電気的に接続している少なくとも１つの温度センサ（１６）を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の装置（１００）。
6. 少なくとも２つの温度センサを含む、請求項５に記載の装置（１００）。
7. 前記少なくとも１つの第１トラック（１２）および前記少なくとも１つの第２トラック（１４）は、平らである、請求項１～６のいずれか１項に記載の装置（１００）。
8. 前記容量読取モジュール（４０）は、最高１０００ｐＦの飽和値を有する、請求項４～７のいずれか１項に記載の装置（１００）。
9. 前記サポート（１１）は、高分子材料でできている、請求項１～８のいずれか１項に記載の装置（１００）。
10. 前記サポート（１１）の、および、前記少なくとも１つの第１トラック（１２）のまたは前記少なくとも１つの第２トラック（１４）の全体の厚さは、０．１～１ｍｍの間に含まれる、請求項１～９のいずれか１項に記載の装置（１００）。
11. 前記サポート（１１）の長さは、９００～１２００ｍｍの間に含まれ、幅は、８０～１６０ｍｍの間に含まれる、請求項１～１０のいずれか１項に記載の装置（１００）。
12. 前記少なくとも１つの第１トラック（１２）は、正の抵抗変化係数を有する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の装置（１００）。
13. 前記少なくとも１つの第１トラック（１２）および前記少なくとも１つの第２トラック（１４）は各々、アルミニウム、コンスタンタン、銅、洋銀、鋼、インコネルおよび真鍮から選択される材料でできている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の装置（１００）。
14. 前記サポート（１１）は、伸長可能で、可塑的におよび／または弾力的に変形可能である、請求項１～１３のいずれか１項に記載の装置（１００）。
15. 前記サポート（１１）は、前記少なくとも１つの第１トラック（１２）および前記少なくとも１つの第２トラック（１４）が間に配置される２つの絶縁層を含む、請求項１～１４のいずれか１項に記載の装置（１００）。
16. 前記所定の閾値電流強度値（Ｉｌｉｍ）は、７～１０Ａの間に含まれる、請求項１～１５のいずれか１項に記載の装置（１００）。
17. 請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置（１００）を含む、車両用のステアリングホイール（Ｖ）。
18. 少なくとも２つの温度センサ（１６）を含む、請求項１７に記載のステアリングホイール（Ｖ）。

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