本发明专利技术涉及一种具有用于对加热接触面(110)进行占用识别的传感器结构(100)的方向盘(10)、一种方向盘系统和一种用于对加热接触面进行占用识别的方法。所述方向盘包括：1)接触面(110)，所述接触面构成方向盘(10)外层的至少一部分；2)方向盘骨架(120)；3)传感器加热层(140)，在所述传感器加热层中设置有至少一个用于占用识别的传感器电极(142)和至少一个加热丝(144)；和4)电位层(150)，所述电位层设置在传感器加热层(140)和方向盘骨架(120)之间，其中，在所述电位层(150)上能够施加确定的电位。此外还公开了一种方向盘系统和一种用于占用识别的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在此公开的技术涉及一种具有用于对加热接触面进行占用识别的传感器结构的方向盘、一种方向盘系统以及一种用于对加热接触面进行占用识别的方法。由现有技术已知具有用于占用识别或者说用于脱手检测(HOD)的电容式传感器元件的方向盘。还已知，带有HOD识别的方向盘附加地设有电加热元件。此时可能出现如下情况：在电容式传感器元件和加热元件的加热丝之间的寄生电容依据加热丝的温度而发生变化并且因此无法控制。
技术介绍
DE102011084903A1公开了一种用于机动车方向盘的传感器系统，其具有面状构成的屏蔽元件，该屏蔽元件可以用一个电位加载。所述屏蔽元件设置在具有加热元件的层与更外部安设的传感器导体之间。在本文献中公开的结构包括多个层。为了将这多个层固定在方向盘上所期望的位置，需要相对复杂的和高成本的加工过程。这许多个单独的层分别具有公差，所述公差既涉及其层厚又涉及其长度尺寸和宽度尺寸。各个单层的这些公差相加得到相对大的总公差，由此可用的传感器面和可加热面便过度收缩。此外，加热层设置在相对很远地靠里的内部。因此可实现的加热功效相对较低。此外，直到方向盘的外层温热起来，也要持续相对较长的时间。
技术实现思路
在此公开的技术的主要目的在于，减少或者消除先前已知方案的缺点。该目的通过独立权利要求的内容得以实现。从属权利要求提供了在此公开的技术的一些优选实施方式。在此公开的技术涉及一种具有用于对加热接触面进行占用识别的传感器结构的方向盘。所述方向盘例如可以是皮革方向盘。所述传感器结构尤其可以是一种电容式传感器结构，借其可以识别出：机动车驾驶员是否将他的手放在方向盘上。这种传感器也称为HOD传感器或者说用于脱手检测的传感器。方向盘包括至少一个接触面或者说接触层(后文将简化地使用概念“接触面”)，所述接触面或者说接触层构成方向盘外层的至少一部分。换言之，所述外层或者说所述接触面就是这样的面，即驾驶员的手与该面接触。方向盘此外包括方向盘骨架，该方向盘骨架优选至少局部被泡沫塑料材料包覆。所述方向盘骨架构成方向盘结构上的核心。方向盘骨架通常由金属材料制成。在方向盘骨架上存在有至少一个电位，该电位是不明确的并且该电位由于不确定的电阻之故还可以发生变化。方向盘此外包括传感器加热层，在该传感器加热层中设置有至少一个用于占用识别的传感器电极和至少一个加热丝。优选，所述传感器加热层设计为直接与接触面相邻。换言之，在一种优选的实施方式中，接触面直接贴靠在传感器加热层上。所述至少一个传感器电极是用于占用识别的电容式传感器的电极。这种传感器是已知的。当驾驶员触摸方向盘的表面时，则电容发生变化并且传感器电极能够检测该电容变化。所述至少一个加热丝例如可以是电阻加热的一部分。所述传感器加热层尤其如此构成，使得所述至少一个传感器电极和至少一个加热丝基本上在一个平面中或者说在一个层中延伸。优选，所述至少一个传感器电极和至少一个加热丝在传感器加热层中设置为至少局部并排的。优选，所述至少一个传感器电极和至少一个加热丝如此延伸，使得它们不会碰到。方向盘此外包括电位层或者说屏蔽层(后文将简化地使用概念“电位层”)，所述电位层或者说屏蔽层设置在传感器加热层和方向盘骨架之间。在电位层上可以施加一个确定的电位。所述电位层例如可以贴靠在方向盘骨架的泡沫塑料材料上。优选，所述电位层包围方向盘骨架。确定的电位在此方面表示：该电位是固定的或者已知的或者由控制部预先给定的。所述确定的电位因此不是例如在方向盘骨架上存在的不确定地变化的电位。所述确定的电位优选是一种变化的信号，该信号跟踪传感器电极的变化的信号。由此，在方向盘的内部中，从传感器垫层朝方向盘骨架那边并不建立起电场或者仅建立起非常小的电场。因此，电场被“强行”从传感器电极到周围的车辆接地搭铁(Fahrzeugmasse)、车身等建立。优选，所述确定的电位是与机动车的参考接地不同的电位。机动车的参考接地由于未知的电阻之故而不适合针对传感器考虑用作参考电位。所述参考接地自身对此是过于不确定的。机动车的参考电位从外部优选仅经由驾驶员作用到测量系统上并使电容改变。而屏蔽部的电位则将测量系统相对于参考电位/参考接地加以屏蔽并且通常是与车辆接地搭铁不同的。优选，电位层的电位在大约0V到14V之间，更优选在大约0V与大约12V之间，并且尤其优选在大约0V与大约5V之间。优选，在电位层上存在具有正弦形曲线的电位。通过省去多个功能层，能够显著降低带有加热和占用识别的方向盘的开发成本以及加工成本。加热丝现在可以更近地安置于表面上。由此能够提高方向盘加热的加温速度和功效。同时能够提高主观感受的加热功效，因为加热面被置于更加靠近方向盘表面的地方。测量值的准确性此外能够通过如下方式得以提高：在传感器加热层和方向盘骨架之间的电位层上可以施加确定的且已知的电位，该电位不会由于可能的干扰参量而显著变化，例如其对于方向盘骨架的情况那样。尤其优选的是，所述至少一个传感器电极和所述至少一个加热丝在传感器加热层中呈曲回形或呈回环形延伸。在另一实施方式中，所述至少一个传感器电极和所述至少一个加热丝呈螺旋形地卷绕于电位层上，所述电位层至少局部沿着方向盘骨架包箍该方向盘骨架。在电位层和传感器加热层之间还设有隔离层。因此按照本专利技术，用于加热丝的面和用于传感器导线的面被置于一个平面中。为此，例如平行于传感器面的回环错开地布置其他一些用于加热丝的回环。在此，加热及传感器面在外部优选直接贴靠在方向盘套上，并且此外还优选在内部通过泡沫塑料受到保护。所述平面通过电位层相对方向盘骨架得以屏蔽。传感器加热层可以包括至少一个另外的电位电极或者说屏蔽线。在所述至少一个另外的电位电极上可以至少在占用识别阶段期间施加一个电位。因此可以设置另外的导线回环，这些导线回环通过与确定的电位布线连接能够控制电场的传播。所述电位电极尤其同样也能够屏蔽该电场。电位电极的电位优选跟踪传感器的电压曲线，因此具有如屏蔽层一样的电位。所述另外的电位电极的功能类似于所述屏蔽层的功能。所述另外的电位电极在此针对加热丝的电位得到屏蔽保护。在此公开的技术此外还包括带有在此公开的方向盘和控制部的方向盘系统。作为控制部，就此而言应理解为任意适合的控制(开环控制)或者调节(闭环控制)机构。所述方向盘系统可以包括一个或多个控制机构。所述控制部可以如此操控所述至少一个加热丝，使得所述至少一个加热丝仅在加热阶段中(亦即不在占用识别阶段期间)对方向盘进行加温。此外优选的是，所述控制部可以如此操控所述至少一个传感器电极，使得所述至少一个传感器电极仅在占用识别阶段中(亦即不在加热阶段期间)测定电位。因此优选的是，加热丝和传感器电极顺次接通。通过在加热阶段期间和在占用识别阶段期间选择性地接通加热丝和传感器电极，能够进一步提高所获得的测量值的精确度。所述加热阶段是这样的阶段，在该阶段期间所述至少一个加热丝对方向盘进行加温。而所述占用识别阶段则是这样的阶段，在该阶段中所述至少一个传感器电极检测可能发生的电位变化，该电位变化通过车辆驾驶员环握方向盘而触发。此外所述控制部可以设置为，使得在加热阶段期间利用所述至少一个传感器电极检测到的信号在测定占用识别时不被考虑。因此按照在此公开的技术一方面可能的是，如此操控所述至少一个传感器电极，使得所述至本文档来自技高网...
【技术保护点】
方向盘(10)，其具有用于对加热接触面(110)进行占用识别的传感器结构(100)，所述方向盘包括：‑接触面(110)，所述接触面构成方向盘(10)外层的至少一部分；‑方向盘骨架(120)；‑传感器加热层(140)，在所述传感器加热层中设置有至少一个用于占用识别的传感器电极(142)和至少一个加热丝(144)；和‑电位层(150)，所述电位层设置在传感器加热层(140)和方向盘骨架(120)之间，其中，在所述电位层(150)上能够施加确定的电位。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.12 DE 102014223128.01.方向盘(10)，其具有用于对加热接触面(110)进行占用识别的传感器结构(100)，所述方向盘包括：-接触面(110)，所述接触面构成方向盘(10)外层的至少一部分；-方向盘骨架(120)；-传感器加热层(140)，在所述传感器加热层中设置有至少一个用于占用识别的传感器电极(142)和至少一个加热丝(144)；和-电位层(150)，所述电位层设置在传感器加热层(140)和方向盘骨架(120)之间，其中，在所述电位层(150)上能够施加确定的电位。2.如权利要求1所述的方向盘(10)，其特征在于，所述确定的电位是与机动车的参考接地不同的电位。3.如权利要求1或2所述的方向盘(10)，其特征在于，所述至少一个传感器电极(142)和所述至少一个加热丝(144)在传感器加热层(140)中设置为至少局部并排布置并且呈曲回形延伸。4.如上述权利要求之一所述的方向盘(10)，其特征在于，在所述传感器加热层(140)中设有至少一个另外的电位电极，并且至少在占用识别阶段期间能够将一电位施加在所述另外的电位电极上。5.方向盘系统，其具有如上述权利要求之一所述的方向盘(10)并具有控制部，其特征在于，所述控制部如此操控所述至少一个加热丝(144)...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·黑勒，M·施特赖芬格，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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