JP2021502927A - モジュールおよびモジュールの占有状態を識別する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、集積された占有状態識別部および加熱機能部を有するモジュール（１００）であって、少なくとも１つの評価制御ユニット（４）と、相互に独立に通電可能でありかつモジュールの異なる領域（３１〜３５）に対応づけられた少なくとも２つの電気導体（１１，１２）とを含み、評価制御ユニット（４）が、電気導体（１１，１２）の容量変化を評価することにより、モジュールの占有状態を位置分解した上で識別するように構成されている、モジュール（１００）において、評価制御ユニット（４）が、識別された占有状態に基づいて、対応づけられた電気導体（１１，１２）における電気エネルギを増大するように構成されている、モジュール（１００）に関する。本発明はさらに、モジュール（１００）の占有状態を識別する方法にも関する。

Description

本発明は、集積された占有状態識別部および加熱機能部を有するモジュールならびにモジュールの占有状態を識別する方法に関する。

占有状態識別部を有する種々のモジュールが公知である。例えば、座席占有状態センサを備えた車両座席が公知である。さらに、いわゆるハンズオフ識別部、すなわち自動車の運転者が両手でステアリングホイールを把持しているか否かの識別部を有するステアリングホイールも公知である。またこれは、占有状態識別部、すなわちステアリングホイールが両手で占有されているか否かの識別部ともなっている。

独国実用新案第２０３０９６０３号明細書からは、操舵装置の操作のための少なくとも１つの操作装置と操舵装置の操作を検出するセンサ装置とを有する自動車用操舵装置の形態の上記のカテゴリのモジュールが公知であり、ここで、センサ装置は、少なくとも１つの容量性センサエレメントによって形成される。さらに、ここでは、センサ装置が操舵装置の操作部に設けられている少なくとも１つの電気導体装置によって形成されるように構成されている。またこの場合、操舵装置の操作部のそれぞれ異なる領域に対応づけられた少なくとも２つの別個のセンサエレメントを設けることができ、これにより、占有状態が位置分解された上で識別可能となる。最後にまた、センサエレメントが加熱エレメントとしても用いられることも提案されている。

本発明の基礎とする技術的課題は、集積された占有状態識別部および加熱機能部を有するモジュールをいっそう向上させ、さらにモジュールの占有状態を識別する方法を利用可能にすることにある。

こうした技術的課題の解決手段は、請求項１記載の特徴を有するモジュール、ならびに請求項８記載の特徴を有する方法によって得られる。さらに有利な本発明の構成は各従属請求項から得られる。

このために、集積された占有状態識別部および加熱機能部を有するモジュールは、少なくとも１つの評価制御ユニットと、相互に独立に通電可能でありかつモジュールの異なる領域に対応づけられた少なくとも２つの電気導体とを含む。ここで、評価制御ユニットは、電気導体の容量変化を評価することにより、モジュールの占有状態を位置分解した上で識別し、識別された占有状態に基づいて、対応づけられた導体における電気エネルギを増大するように構成されている。これにより、所期に応じて、占有状態が識別された領域のみを加熱することができるので、快適性を損なうことなく電気エネルギ消費量を有意に低減することができる。したがって、占有状態の識別が行われる第１の動作モードと、加熱が行われる第２の動作モードとが存在する。２つの動作モードは並行して行うこともできる。エネルギの増大は、時間平均された電力の増大と同義である。電気エネルギの増大は、例えば、電圧または電流の増大によって行うことができる。なお、好適には、電気導体での信号はＰＷＭ信号であり、評価制御ユニットは、電気エネルギの増大のためにパルスオンオフ比を適応化するように構成される。

一実施形態では、ＰＷＭ信号が、交互に、モジュールの占有状態を識別するための少なくとも１つの測定信号と、加熱機能部を動作させるための信号とから成るように構成される。ここで特には、占有状態を識別するための複数の測定信号が形成された後にはじめて占有状態が識別された場合に、続いて、加熱機能を行うための信号と占有状態を識別するための測定信号とが交互に形成されるように構成することもできる。

別の実施形態では、評価制御ユニットは、加熱機能部を不活性化できるように、かつ／またはモジュール全体に対する加熱機能を設定できるように、構成される。例えば、不活性化またはモジュール全体に対する加熱機能は、ユーザ入力によって行うことができる。代替的にもしくは補完的に、温度センサのデータに基づいて設定を自動で行い、例えば温度が第１の限界値を上回った際に加熱機能部が不活性化され、温度が第２の限界値を下回った際にモジュール全体が加熱されるようにすることもできる。また、加熱のための電気エネルギは温度に基づいて設定可能であり、これにより、例えば低温時にはより大きなエネルギで加熱が行われる。この場合、温度は外気温または自動車の室内温度のいずれであってもよい。

代替的にもしくは補完的に、例えば所定の温度に到達した場合に加熱機能部を抑制もしくは遮断するため、加熱時の到達温度を検出する少なくとも１つの温度センサまたは温度推定手段をモジュールに組み込むことができる。この場合、好適には、電気導体を有する各領域に固有の温度センサが対応づけられる。

別の実施形態では、モジュールは、容量変化の測定区間を給電部から信号技術的に分離する分離回路を有する。当該分離回路は、例えばフィルタ回路として構成され、障害的な容量性影響を防止する。

別の実施形態では、評価制御ユニットは、電気導体に対して定められた対抗場を供給する基準電極に接続される。当該基準電極は、例えば銅薄板であり、すなわち電気導体と基準電極との間の容量変化が求められる。

別の実施形態では、モジュールは、ステアリングホイールまたは車両座席またはアームレストまたはフットマットとして構成される。

方法の構成に関しても、上述したことがらの全てが該当する。

本発明を、以下に、好ましい実施例に即して詳細に説明する。

占有状態識別および加熱機能のための回路装置を概略的に示す図である。 ステアリングホイールを示す図である。 輪部を示す断面図である。 ステアリングホイールを示す別の図である。 ＰＷＭ信号を示す図である。

図１には、モジュールの占有状態を識別する回路装置１が示されており、ここではエレメントの大部分が基板２上に配置されている。回路装置１は、図示していないバッテリに接続された２つの電圧端子ＫＬ３０，ＫＬ３１を有する。回路装置１はさらに、バッテリ電圧を評価制御ユニット４用の動作電圧に変換可能なＤＣ／ＤＣ変換器３を有する。図示の実施例では、評価制御ユニット４は、マイクロプロセッサ５および測定チップ６を有する。測定チップ６は、基準電極７と少なくとも１つの電気線路８とに接続されている。さらに、電圧端子ＫＬ３０，ＫＬ３１と線路８との間には分離回路９が配置されている。線路８は、スイッチングエレメント１０を介して、それぞれ図示の抵抗Ｒ１，Ｒ２によって表されたオーム抵抗を有する第１の電気導体１１または第２の電気導体１２に選択的に接続可能である。第１の電気導体１１および第２の電気導体１２は、モジュールの異なる領域に敷設されており、このことは後に詳述する。ここで、電気導体１１，１２の数はより多くてもよいことに注意されたい。また、スイッチングエレメント１０に代えて、電気導体１１，１２を同時に並行して駆動されるように構成してもよいことにも注意されたい。

評価制御ユニット４によりＰＷＭ駆動信号が形成され、当該ＰＷＭ駆動信号が例えば２つのトランジスタＴ１，Ｔ２によりＰＷＭ信号へ変換される。次いで、例えば第１の電気導体１１が線路８に接続されて、評価制御ユニット４により容量または容量変化が測定されるように、評価制御ユニット４がスイッチングエレメント１０を駆動制御する。モジュールが例えばステアリングホイールである場合、第１の電気導体１１の領域上に手が載置された際に容量が変化する。こうした占有状態が識別されると、パルスオン時間の延長により、加熱機能が行われる。次いで、当該方法が第２の電気導体１２によって反復される。したがって、モジュールが占有されているかどうか、ならびにモジュールのどの箇所が占有されているかを所期に応じてまず測定し、次いで、所期に応じて、占有されている領域のみを加熱することができる。その後、占有状態の変化を検出すべく、当該測定が周期的に反復される。

この場合、評価制御ユニット４は、例えばユーザが当該機能の利用を望まない場合、または外部条件が反対する（外気温が第１の限界値もしくは第１の閾値よりも高い）場合に、加熱機能を不活性化できるように構成可能である。

図２には、モジュール１００としてのステアリングホイール２０が示されている。ステアリングホイール２０は、輪部２１、スポーク部２２および中央領域２３を有しており、ここで、電気導体１１，１２（図１を参照）が輪部２１に配置されており、回路装置１が中央領域２３に配置されている。なおここでは図示のために、輪部２１のカバーの一部が除去されているので、電気導体１１，１２が可視となっている。

図３には、輪部２１を切断線Ａ−Ａに沿って切断した断面図が示されている。中央に、骨組み２４が設けられており、その上に第１のフォーム層２５が配置されており、その上に電気導体１１，１２が配置されている。この場合、電気導体１１，１２は、フレキシブル基板上、例えば織物上に配置可能である。電気導体１１を取り巻くように、選択手段としての第２のフォーム層２６とその上のレザー層２７とが配置されている。

図４には、モジュール１００としての別のステアリングホイール２０が示されている。この場合、ステアリングホイール２０は、５つの領域３１〜３５に対応づけられた５つの電気導体を有する。簡単には、領域３１〜３５は、上側、下側、左側、右側および内側であり、領域３５に対する電気導体は好適には全周にわたって設けられている。内側の導体により、特にステアリングホイール２０の把持を検出することができる。

図５には、最後に、周期Ｔを有するＰＷＭ信号４０が例として示されている。ここでは、電圧Ｕが時間ｔに関して示されている。この場合、最初の２つのＰＷＭ信号はモジュール１００の占有状態を識別するための測定信号であり、第３の信号において、占有状態の識別後に加熱機能を行うためにパルスオン時間が延長されている。ここで、ＰＷＭ信号は他の形態を有してもよい。加熱機能にとって重要なのは、パルスオンオフ比が延長されることのみである。

Claims (8)

1. 集積された占有状態識別部および加熱機能部を有するモジュール（１００）であって、
   前記モジュール（１００）は、少なくとも１つの評価制御ユニット（４）と、相互に独立に通電可能でありかつ前記モジュールの異なる領域（３１〜３５）に対応づけられた少なくとも２つの電気導体（１１，１２）と、を含み、
   前記評価制御ユニット（４）は、前記電気導体（１１，１２）の容量変化を評価することにより、前記モジュールの占有状態を位置分解した上で識別するように構成されており、
   前記評価制御ユニット（４）は、識別された占有状態に基づいて、対応づけられた前記電気導体（１１，１２）における電気エネルギを増大するように構成されている、
   ことを特徴とするモジュール（１００）。
2. 前記電気導体（１１，１２）の信号は、ＰＷＭ信号（４０）であり、
   前記評価制御ユニット（４）は、電気エネルギを増大するためにパルスオンオフ比を適応化するように構成されている、
   請求項１記載のモジュール。
3. 前記ＰＷＭ信号（４０）は、交互に、前記モジュール（１００）の占有状態を識別するための少なくとも１つの測定信号と、前記加熱機能部を動作させるための信号と、から成る、
   請求項２記載のモジュール。
4. 前記評価制御ユニット（４）は、前記加熱機能部が不活性化可能であるように、かつ／または、前記モジュール全体に対する加熱機能を設定可能であるように、構成されている、
   請求項１から３までのいずれか１項記載のモジュール。
5. 前記モジュール（１００）は、分離回路（９）を有する、
   請求項１から４までのいずれか１項記載のモジュール。
6. 前記評価制御ユニット（４）は、基準電極に接続されている、
   請求項１から５までのいずれか１項記載のモジュール。
7. 前記モジュール（１００）は、ステアリングホイール（２０）、車両座席、アームレストまたはフットマットとして構成されている、
   請求項１から６までのいずれか１項記載のモジュール。
8. 少なくとも１つの評価制御ユニット（４）と、相互に独立に通電可能でありかつモジュール（１００）の異なる領域（３１〜３５）に対応づけられた少なくとも２つの電気導体（１１，１２）と、を用いた、モジュール（１００）の占有状態を識別する方法であって、
   前記評価制御ユニット（４）が、前記電気導体（１１，１２）の容量変化を評価することにより、前記モジュール（１００）の占有状態を位置分解した上で識別する、方法において、
   前記評価制御ユニット（４）は、識別された占有状態に基づいて、対応づけられた前記電気導体（１１，１２）における電気エネルギを増大する、
   ことを特徴とする方法。

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