KR20200088414A - 구성 요소 및 구성 요소의 점유 접촉을 식별하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점유 식별 및 가열 기능이 통합된 구성 요소(100)에 관한 것으로서, 적어도 하나의 평가- 및 제어 유닛(4) 및 서로 독립적으로 급전될 수 있고 구성 요소의 다양한 영역(31-35)에 할당된 적어도 2개의 전기 도체(11, 12)를 포함하고, 상기 평가- 및 제어 유닛(4)은, 전기 도체(11, 12)의 정전 용량 변화를 평가함으로써 공간 분해 방식으로 구성 요소의 점유를 검출하도록 설계되고, 상기 평가- 및 제어 유닛(4)은, 검출된 점유에 따라서 할당된 전기 도체(11, 12) 내의 전기 에너지를 증가시키도록 형성된다. 본 발명은 또한, 구성 요소(100)의 점유를 식별하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

구성 요소 및 구성 요소의 점유 접촉을 식별하기 위한 방법
본 발명은 점유 식별 및 가열 기능이 통합된 구성 요소 및 구성 요소의 점유를 식별하기 위한 방법에 관한 것이다.
점유 식별을 갖는 다양한 구성 요소가 공개되어 있다. 예를 들어, 시트 점유 센서를 포함하는 차량 시트가 공개되어 있다. 또한, 자동차 운전자의 손이 스티어링 휠에 있는지 여부와 같은, 소위 핸즈 오프 감지 기능이 있는 스티어링 휠이 공개되어 있다. 이것은 또한 점유 식별, 즉 스티어링 휠이 손에 의해 점유되어 있는지 여부를 나타낸다.
DE 203 09 603 U1호에 스티어링 장치를 작동하기 위한 적어도 하나의 작동 섹션과 스티어링 장치의 작동을 검출하기 위한 센서 장치를 구비한, 자동차용 스티어링 장치 형태의 일반적인 구성 요소가 공개되어 있고, 상기 센서 장치는 적어도 하나의 용량성 센서 소자에 의해 형성된다. 또한, 센서 장치는 스티어링 장치의 작동 섹션 상에 제공된 적어도 하나의 전기 도체 장치에 의해 형성되는 것이 제공된다. 이 경우에, 적어도 2개의 별도의 센서 소자가 제공될 수도 있으며, 상기 센서 소자들은 각각 스티어링 장치의 작동 섹션의 다양한 영역에 할당되어, 공간 분해 방식의 점유가 검출될 수 있다. 또한, 센서 소자들이 동시에 가열 부재로써 이용되는 것도 제안된다.
본 발명의 과제는 점유 식별 및 가열 기능이 통합된 구성 요소를 추가로 개선하고, 구성 요소의 점유를 식별하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 유닛 및 청구항 제 8 항의 특징들을 갖는 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예들은 종속 청구항에 제시된다.
이를 위해, 점유 식별 및 가열 기능이 통합된 구성 요소는 적어도 하나의 평가- 및 제어 유닛 및 서로 독립적으로 급전될 수 있고 구성 요소의 다양한 영역에 할당된 적어도 2개의 전기 도체를 포함한다. 평가- 및 제어 유닛은, 전기 도체의 정전 용량 변화를 평가함으로써 공간 분해 방식으로 구성 요소의 점유를 검출하도록 설계되고, 검출된 점유에 따라서 할당된 도체 내의 전기 에너지는 증가한다. 결과적으로, 점유가 검출된 영역만이 의도대로 가열될 수 있어서, 편의성 손실 없이 전기 에너지 소비가 현저하게 감소할 수 있다. 따라서 점유가 감지되는 제 1 작동 모드와 가열이 수행되는 제 2 작동 모드가 있다. 2개의 작동 모드는 동시에 수행될 수도 있다. 에너지의 증가는, 시간 평균 전력이 증가함을 의미한다. 전기 에너지는 예를 들어 전압 또는 전류의 증가에 의해 이루어질 수 있다. 그러나 바람직하게는 전기 도체 상의 신호는 PWM-신호이며, 평가- 및 제어 유닛은, 전기 에너지를 증가시키기 위해 펄스 온(Pulse on) 대 펄스 오프(Pulse off) 비를 조정하도록 설계된다.
실시예에서, PWM-신호는 구성 요소의 점유를 검출하기 위한 적어도 하나의 측정 신호 및 가열 기능을 수행하기 위한 신호로 교대로 구성되는 것이 제공된다. 이 경우 특히, 점유를 검출하기 위한 복수의 측정 신호 이후에 점유가 최초로 검출되었으면, 후속해서 가열 기능을 수행하기 위한 신호와 점유를 검출하기 위한 측정 신호가 교대로 발생되는 것이 제공될 수도 있다.
다른 실시예에서 평가- 및 제어 유닛은, 가열 기능이 비활성화될 수 있도록 및/또는 전체 구성 요소에 대한 가열 기능이 설정될 수 있도록 설계된다. 예를 들어, 비활성화 또는 전체 구성 요소에 대한 가열 기능은 사용자 입력에 의해 이루어질 수 있다. 대안으로서 또는 추가로 설정은 온도 센서의 데이터에 따라 자동으로도 이루어질 수 있어서, 예를 들어 제 1 한계값 이상의 온도에서 가열 기능이 비활성화되고 및/또는 제 2 한계값 미만의 온도에서 전체 구성 요소가 가열된다. 또한, 온도에 따라서 가열을 위한 에너지를 설정할 수 있으므로, 예를 들어 낮은 온도에서 더 많은 에너지로 가열된다. 온도는 외부 온도 또는 자동차 내부의 온도일 수 있다.
대안으로서 또는 추가로, 특정 온도에 도달한 경우, 예를 들어 가열 기능을 억제하거나 스위치 오프하도록, 가열 시 달성된 온도를 검출하기 위해 적어도 하나의 온도 센서 또는 온도를 평가하기 위한 수단이 구성 요소 내에 설치될 수 있다. 바람직하게는 전기 도체가 있는 각각의 영역에는 자체 온도 센서가 할당된다.
추가 실시예에서 구성 요소는 전압 공급부로부터 정전 용량 변화의 측정 섹션을 신호 기술적으로 분리하는 디커플링 회로를 갖는다. 디커플링 회로는 예를 들어 필터 회로로서 설계되고, 방해가 되는 정전 용량 영향을 방지한다.
다른 실시예에서 평가- 및 제어 유닛은 기준 전극에 연결되며, 상기 기준 전극은 전기 도체에 대해 규정된 대향 필드를 제공한다. 기준 전극은 예를 들어 구리 시트이고, 즉 전기 도체와 기준 전극 사이의 정전 용량 변화가 결정된다.
다른 실시예에서 구성 요소는 스티어링 휠 또는 차량 시트 또는 팔걸이 또는 바닥 매트이다.
방법적인 실시예와 관련하여 전술한 진술이 모든 내용에 있어서 참조된다.
본 발명은 이하에서 바람직한 예시적인 실시예에 기초하여 상세히 설명된다.
도 1은 점유 식별 및 가열 기능을 위한 개략적인 회로 장치를 도시한 도면.
도 2는 스티어링 휠을 도시한 도면.
도 3은 스티어링 림의 단면도를 도시한 도면.
도 4는 스티어링 휠의 다른 도면을 도시한 도면.
도 5는 PWM-신호를 도시한 도면.
도 1은 구성 요소의 점유를 검출하기 위한 회로 장치(1)를 도시하며, 요소의 대부분은 기판(2) 위에 배치된다. 회로 장치(1)는 도시되지 않은 배터리에 연결된 2개의 전압 연결부(KL30, KL31)를 갖는다. 회로 장치(1)는 또한 DC/DC 컨버터(3)를 가지며, 상기 컨버터에 의해 배터리 전압이 평가- 및 제어 유닛(4)을 위한 작동 전압으로 변환될 수 있다. 도시된 실시예에서 평가- 및 제어 유닛(4)은 마이크로프로세서(5)와 측정 칩(6)을 포함한다. 측정 칩(6)은 기준 전극(7) 및 적어도 하나의 전기 라인(8)에 연결된다. 또한, 전압 연결부(KL30, KL31)와 라인(8) 사이에 디커플링 회로(9)가 배치된다. 라인(8)은 스위칭 소자(10)를 통해 선택적으로 제 1 전기 라인(11) 또는 제 2 전기 라인(12)에 연결될 수 있으며, 상기 전기 라인들은 각각 옴 저항을 가지며, 이는 도시된 저항(R1, R2)으로 표시된다. 제 1 라인(11) 및 제 2 라인(12)은 구성 요소의 다양한 영역에 배치되며, 이는 이후에 더 상세하게 설명된다. 전기 라인(11, 12)의 수는 더 많을 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 스위칭 소자(10)에 대한 대안으로서, 전기 라인(11, 12)이 동시에 병렬 작동되는 것이 제공될 수도 있다.
평가- 및 제어 유닛(4)이 PWM-제어 신호를 생성한 다음, 상기 신호는 예를 들어 2개의 트랜지스터(T1, T2)에 의해 PWM-신호로 변환된다. 이어서 평가- 및 제어 유닛(4)은 예를 들어, 제 1 전기 라인(11)이 라인(8)에 연결되는 방식으로, 스위칭 소자(10)를 제어하고, 이 경우 정전 용량 또는 정전 용량의 변화가 평가- 및 제어 유닛(4)에 의해 측정된다. 구성 요소가 예를 들어 스티어링 휠인 경우, 손이 제 1 라인(11)의 영역에 놓이면, 정전 용량이 변한다. 이러한 점유가 검출되면, 펄스 온 시간이 연장됨으로써, 가열 기능이 수행된다. 이러한 방법은 제 2 전기 라인(12)으로도 반복된다. 이로써, 구성 요소가 점유되어 있는지 여부 및 점유된 구성 요소 위치가 의도대로 먼저 감지된 다음, 점유되어 있는 영역만이 의도대로 가열될 수 있다. 점유의 변화를 검출하기 위해, 감지가 주기적으로 반복된다.
평가- 및 제어 유닛(4)은, 예를 들어 사용자가 기능을 사용하기를 원하지 않기 때문에 또는 외부 조건이 불리하게 작용하기 때문에(제 1 한계- 또는 임계값보다 큰 외부 온도), 가열 기능이 비활성화 될 수 있도록 설계될 수 있다.
도 2에 구성 요소(100)로서 스티어링 휠(20)이 도시된다. 스티어링 휠(20)은 스티어링 림(21), 스티어링 휠 스포크(22) 및 중앙 영역(23)을 가지며, 전기 도체(11, 12; 도 1 참조)는 스티어링 림(21) 내에 배치되고, 회로 장치(1)는 중앙 영역(23) 내에 배치되며, 이 경우 도시를 위해 스티어링 림(21)의 커버의 일부가 제거되었으므로, 전기 도체(11, 12)를 볼 수 있다.
도 3은 단면 라인 A-A를 따른 스티어링 림(21)의 단면도를 도시한다. 중간에는 제 1 발포층(25)이 배치된 골격(24)이 있으며, 상기 발포층 위에 전기 도체(11, 12)가 배치된다. 전기 도체(11, 12)는 예를 들어 직물과 같은 가요성 기판 상에 배치될 수 있다. 전기 도체(11) 주위에 선택적인 제 2 발포층(26) 및 그 위의 가죽층(27)이 배치된다.
도 4에 구성 요소(100)로서 다른 스티어링 휠(20)이 도시된다. 스티어링 휠(20)은 5개의 영역(31-35)에 할당된 5개의 전기 도체를 갖는다. 간단히 말해서, 영역(31-35)은 상부, 하부, 좌측, 우측 및 내부에 있으며, 영역(35)을 위한 전기 도체는 바람직하게는 전체 원주를 따라 연장된다. 특히 스티어링 휠(20)을 파지하는 것이 내부 도체에 의해 검출될 수 있다.
또한, 주기 T를 갖는 PWM-신호(40)가 도 5에 예시적으로 도시되어 있다. 시간 t에 따라 전압 U가 표시된다. 2개의 제 1 PWM-신호는 구성 요소(100)의 점유를 검출하기 위한 측정 신호이며, 점유의 검출 후에 가열 기능을 수행하기 위해, 제 3 신호에서 펄스 온 시간이 연장된다. PWM-신호는 다른 형상을 가질 수도 있다. 가열 기능에 결정적인 것은, 펄스 온 시간 대 펄스 오프 시간의 비율이 확장된다는 것이다.

Claims (8)

  1. 점유 식별 및 가열 기능이 통합된 구성 요소(100)로서, 적어도 하나의 평가- 및 제어 유닛(4) 및 서로 독립적으로 급전될 수 있고 구성 요소의 다양한 영역(31-35)에 할당된 적어도 2개의 전기 도체(11, 12)를 포함하고, 상기 평가- 및 제어 유닛(4)은, 상기 전기 도체(11, 12)의 정전 용량 변화를 평가함으로써 공간 분해 방식으로 구성 요소의 점유를 검출하도록 설계되는 구성 요소에 있어서,
    상기 평가- 및 제어 유닛(4)은, 검출된 점유에 따라서 할당된 전기 도체(11, 12) 내의 전기 에너지를 증가시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는 구성 요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 도체(11, 12) 상의 신호는 PWM-신호(40)이며, 상기 평가- 및 제어 유닛(4)은, 전기 에너지를 증가시키기 위해 펄스 온과 펄스 오프의 비율을 조정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 구성 요소.
  3. 제2항에 있어서, 상기 PWM-신호(40)는 상기 구성 요소(100)의 점유를 검출하기 위한 적어도 하나의 측정 신호 및 가열 기능을 수행하기 위한 신호로 교대로 구성되는 것을 특징으로 하는 구성 요소.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가- 및 제어 유닛(4)은, 가열 기능이 비활성화될 수 있도록 및/또는 전체 구성 요소에 대한 가열 기능이 설정될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 구성 요소.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구성 요소(100)는 디커플링 회로(9)를 갖는 것을 특징으로 하는 구성 요소.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가- 및 제어 유닛(4)은 기준 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 구성 요소.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구성 요소(100)는 스티어링 휠(20), 차량 시트, 팔걸이, 또는 바닥 매트로서 설계되는 것을 특징으로 하는 구성 요소.
  8. 적어도 하나의 평가- 및 제어 유닛(4) 및 서로 독립적으로 급전될 수 있고 구성 요소(100)의 다양한 영역(31-35)에 할당된 적어도 2개의 전기 도체(11, 12)를 이용해서 상기 구성 요소(100)의 점유를 식별하기 위한 방법으로서, 상기 평가- 및 제어 유닛(4)은 상기 전기 도체(11, 12)의 정전 용량 변화를 평가함으로써 공간 분해 방식으로 상기 구성 요소(100)의 점유를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 평가- 및 제어 유닛(4)은 검출된 점유에 따라서 할당된 전기 도체(11, 12) 내의 전기 에너지를 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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