Title:
Lenkradgrifferfassungsvorrichtung
Kind Code:
T5


Abstract:

Eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung umfasst einen positiven Elektrodenanschluss, der mit einer positiven Elektrode einer Stromquelle verbunden ist, und einen negativen Elektrodenanschluss, der mit einer negativen Elektrode der Stromquelle verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung umfasst ferner einen Thermostaten, eine Heizung und ein Induktanzelement, die miteinander in Serienverdrahtung in dieser Reihenfolge von dem positiven Elektrodenanschluss zu dem negativen Elektrodenanschluss verbunden sind, ebenso wie einen Kondensator, durch den ein Leitungspfad von dem Thermostaten zu der Heizung elektrisch mit dem negativen Elektrodenanschluss verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung weist eine elektrostatische Sensorschaltung auf, die elektrisch mit einem Leitungspfad von dem Induktanzelement zu der Heizung verbunden ist und einen Griff an einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung erfasst.




Inventors:
Okazaki, Yuta (Osaka, JP)
Fujikawa, Shinji (Osaka, JP)
Naitou, Hiroshi (Osaka, JP)
Nishio, Tsuyoshi (Osaka, JP)
Application Number:
DE112016002301T
Publication Date:
03/08/2018
Filing Date:
03/16/2016
Assignee:
Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. (Osaka, JP)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Eisenführ Speiser Patentanwälte Rechtsanwälte PartGmbB, 28217, Bremen, DE
Claims:
1. Lenkradgrifferfassungsvorrichtung, mit:
einer Serienschaltung, die von einer Heizung und einem Induktanzelement gebildet wird,
einer Leitung, die elektrisch mit einem Verbindungspunkt an der Serienschaltung verbunden ist,
einem Thermostat, der in Serie mit der Serienschaltung verbunden ist, einem kapazitiven Element, das elektrisch parallel mit der Serienschaltung und/oder dem Thermostaten verbunden ist, und
einer elektrostatischen Sensorschaltung, die elektrisch mit der Leitung verbunden ist und die einen Kontakt mit einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung erfasst.

2. Lenkradgrifferfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit:
mehreren der parallel-verbundenen Serienschaltungen und
mehreren elektrostatischen Sensorschaltungen, die elektrisch mit mehreren jeweiligen Leitungen verbunden sind.

3. Lenkradgrifferfassungsvorrichtung, mit:
einer Heizung,
einer Leitung, die elektrisch mit einem mittleren Punkt an einem Leitungspfad verbunden ist, der die Heizung bildet,
einem Thermostat, der in Serie mit der Heizung verbunden ist, einem kapazitiven Element, das elektrisch parallel mit der Heizung und/oder dem Thermostaten verbunden ist, und
einer elektrostatischen Sensorschaltung, die elektrisch mit der Leitung verbunden ist und die einen Kontakt mit einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung erfasst.

4. Lenkradgrifferfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, mit:
mehreren der parallel-verbundenen Heizungen, und
mehreren der elektrostatischen Sensorschaltungen, die elektrisch mit mehreren jeweiligen Leitungen verbunden sind.

5. Lenkradgrifferfassungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, wobei mehrere der Heizungen symmetrisch zueinander hinsichtlich einer Mittellinie des Lenkrads in einer neutralen Position angeordnet sind.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung, die einen Handgriff an einem Lenkrad durch eine Änderung in dem Kapazitätswert einer Heizung im Inneren des Lenkrads erfasst.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Eine herkömmliche Vorrichtung zum Erfassen eines Kontakts zwischen einer Hand und einem Lenkrad wird beispielsweise in PTL 1 vorgeschlagen. 17 zeigt ein Blockschaltungsdiagramm der Erfassungsvorrichtung.

In 17 erzeugt ein erster Oszillator 103, der einen ersten Kondensator (Kapazität) 101 aufweist, ein erstes Signal mit einer Frequenz f1. Der erste Kondensator 101 ist in einem Lenkrad (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen. Der erste Kondensator 101 kann beispielsweise ein Teil einer Heizung sein, die in dem Lenkrad existiert.

Ein zweiter Oszillator 109, der einen zweiten Kondensator (Kapazität) 105 und einen dritten justierbaren Kondensator (Kapazität) 107 aufweist, erzeugt ein zweites Signal mit einer Frequenz f2. Während keine Hand eines Fahrers an das Lenkrad gelegt ist, sind die ersten und zweiten Frequenzen f1 und f2 gleich zueinander. Ein Mixer 111 gibt einen Absolutwert einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz f1 und f2 zurück. Ein Frequenzspannungsumsetzer 113 setzt den absoluten Wert der Differenz in eine Ausgabespannung U um.

Wenn eine Hand des Fahrers dem Lenkrad nahe kommt und schließlich das Lenkrad ergreift, gerät der Kondensator 101 unter den Einfluss dieser Aktion und als ein Ergebnis davon ändert sich die erste Frequenz f1. Die Spannung U nimmt kontinuierlich mit einer Entfernungsabnahme von der Hand zu dem Lenkrad zu. Sobald die Spannung U einen ersten Schwellenwert S1 überschreitet, erfasst die Erfassungsvorrichtung den Kontakt zwischen der Hand und dem Lenkrad.

ZitierlistePatentliteratur

  • PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-340712

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung bereitzustellen, die dazu ausgelegt ist, zusätzlich als eine Lenkradheizung zu fungieren und den Einfluss eines Öffnens oder Schließens eines Thermostats hinsichtlich einer Grifferfassung zu reduzieren.

Eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Serienschaltung, die von einer Heizung und einem Induktanzelement gebildet wird, ebenso wie eine Leitung, die elektrisch mit einem Verbindungspunkt an der Serienschaltung verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung umfasst einen Thermostaten, der in Serie mit der Serienschaltung verbunden ist, und ein kapazitives Element, das elektrisch parallel mit der Serienschaltung und/oder dem Thermostaten verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung weist ferner eine elektrostatische Sensorschaltung auf, die elektrisch mit der Leitung verbunden ist. Die elektrostatische Sensorschaltung erfasst einen Griff an einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung.

Eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Heizung und eine Leitung, die elektrisch mit einem mittleren Punkt an einem Leitungspfad verbunden ist, der die Heizung bildet. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung besitzt einen Thermostaten, der in Serie mit der Heizung verbunden ist, und ein kapazitives Element, das elektrisch parallel mit der Heizung und/oder dem Thermostaten verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung umfasst ferner eine elektrostatische Sensorschaltung, die elektrisch mit der Leitung verbunden ist. Die elektrostatische Sensorschaltung erfasst einen Griff an einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung.

Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt den Effekt des Reduzierens des Einflusses eines Öffnens oder Schließens des Thermostats auf Ausgabesignale der elektrostatischen Sensorschaltung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Fahrzeugkabine mit einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.

2 ist ein Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3A illustriert ein Profil einer elektrostatischen Sensorausgabe über die Zeit der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung, die keinen verbundenen Kondensator aufweist, gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3B illustriert ein Profil der elektrostatischen Sensorausgabe über die Zeit der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung mit einem verbundenen Kondensator gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

4 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

5 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

6 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

7 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

8 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

9 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

10 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

11 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

12 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

13 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

14 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

15 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

16 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.

17 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer herkömmlichen Vorrichtung zum Erfassen eines Kontakts zwischen einer Hand und einem Lenkrad.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Vor einem Beschreiben von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Probleme hinsichtlich der oben genannten Erfassungsvorrichtung kurz beschrieben. Die oben beschriebene Erfassungsvorrichtung erfasst einen Kontakt zwischen einer Hand eines Fahrers und einem Lenkrad, wenn der Fahrer das Lenkrad mit der Hand hält. Die Erfassungsvorrichtung erfasst einen Kontakt zwischen einer Hand und dem Lenkrad durch Verwendung einer Heizung im Inneren des Lenkrads und umfasst einen Thermostaten an einem Leitungspfad für die Heizung, um die Heizung davon abzuhalten, übermäßig zu heizen, und die Heizungstemperatur zu regeln. In dem Fall dieser allgemeinen Konfiguration wird der erste Kondensator 101 nicht nur durch das Annähern einer Hand, sondern auch durch ein Öffnen oder Schließen des Thermostats beeinflusst. Infolge der autonomen Aktion des Thermostats kann die Erfassungsvorrichtung das Öffnen oder Schließen des Thermostats nicht direkt erkennen. Als ein Ergebnis ändert sich ein Einfluss auf den ersten Kondensator 101 abrupt in Antwort auf das Öffnen oder Schließen des Thermostats. Dies kann nachteiligerweise einen Fehler bei der Handkontakt(Griff-)erfassung verursachen.

Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

ERSTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Fahrzeugkabine mit einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. 2 ist ein Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3A und 3B illustrieren beide ein Profil einer elektrostatischen Sensorausgabe über die Zeit der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3A zeigt dies für die Vorrichtung, die keinen verbundenen Kondensator aufweist, während 3B dies für die Vorrichtung mit einem verbundenen Kondensator zeigt. 4 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Mit Bezug auf 2 umfasst die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 eine Serienschaltung, die von einer Heizung 21 und einem Induktanzelement 23 gebildet wird, ebenso wie eine Leitung 34, die elektrisch mit dem Verbindungspunkt 33 an der Serienschaltung verbunden ist. Die Erfassungsvorrichtung besitzt einen Thermostaten 19, der in Serie mit der Serienschaltung verbunden ist, und ein kapazitives Element 25, das parallel mit der Serienschaltung und/oder dem Thermostaten 19 verbunden ist. Die Erfassungsvorrichtung umfasst ferner eine elektrostatische Sensorschaltung 27, die elektrisch mit der Leitung 34 verbunden ist und einen Griff an einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung 21 erfasst.

Diese Konfiguration kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf Ausgangssignale der elektrostatischen Sensorschaltung 27 (elektrostatische Sensorausgabe) reduzieren.

Die erste beispielhafte Ausführungsform wird nun genauer hinsichtlich von Konfiguration und Betrieb beschrieben werden.

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Fahrzeugkabine mit der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 illustriert. Ein Lenkrad 3 ist in der Nähe einer Windschutzscheibe 2 angeordnet. Ein Fahrersitz 6 ist in der Nähe des Lenkrads 3 angeordnet. Ein Beifahrersitz 8 ist neben dem Fahrersitz 6 über einen Schalthebel 7 angeordnet.

In 1 ist die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 in einen Kranz des Lenkrads 3 eingebaut. Diese Konfiguration erlaubt der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 zu erfassen, ob eine Hand den Kranz des Lenkrads 3 umfasst, und ein Erfassungsergebnis auszugeben. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 wird nun im Detail beschrieben.

In 2 ist eine Stromquelle 13 ausgelegt, die Heizung 21 zu betreiben, die später beschrieben wird. Eine positive Elektrode der Stromquelle 13 ist elektrisch mit dem positiven Elektrodenanschluss 15 an der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 verbunden.

Ein Ende des Thermostats 19 ist mit dem positiven Elektrodenanschluss 15 verbunden. Der Thermostat 19 übt eine Steuerung aus, um die Heizung 21 davon abzuhalten, übermäßig zu heizen. Insbesondere ist der Thermostat 19 in der Nähe der Heizung 21 angeordnet, sodass eine Temperatur der Heizung 21 in einfacherer Weise übertragen wird.

Daher ist ein Ende der Heizung 21 elektrisch mit dem anderen Ende des Thermostats 19 verbunden. Die Art der Heizung 21 ist nicht besonders beschränkt. In der ersten beispielhaften Ausführungsform ist die Heizung 21 ein Heizungsdraht, der in ein Vliesgewebe eingewebt ist. Die Heizung 21 ist folglich in das Lenkrad 3 eingebaut.

Ein Ende des Induktanzelements 23 ist elektrisch mit dem anderen Ende der Heizung 21 verbunden. Beispiele des Induktanzelements 23 umfassen Induktoren und Halbleiterschaltelemente. In der ersten beispielhaften Ausführungsform ist das Induktanzelement 23 ein Induktor.

Das andere Ende des Induktanzelements 23 ist mit einem negativen Elektrodenanschluss 17 elektrisch verbunden. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 ist mit einer negativen Elektrode (Masse 29) der Stromquelle 13 über den negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden. Da die erste beispielhafte Ausführungsform mit dem Induktanzelement 23 ausgestattet ist, erreichen Signale zur Erfassung eines Handgriffs, beispielsweise Wechselstromsignale, die Masse 29 nicht direkt.

Ein erster Verbindungspunkt 31, der zwischen dem Thermostaten 19 und der Heizung 21 angeordnet ist, ist über einen Kondensator 25 im kapazitiven Element, mit dem negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden. Eine Funktion des Kondensators 25 wird später beschrieben. In der ersten beispielhaften Ausführungsform ist der Kondensator 25 eine handelsübliche diskrete elektronische Komponente. Der Kondensator 25 kann jedoch beispielsweise außer der diskreten elektronischen Komponente ein bordseitiger Kondensator sein. In dieser Beschreibung werden diese verschiedenen Kondensatoren gemeinsam kapazitive Elemente genannt.

Ein zweiter Verbindungspunkt 33, der sich zwischen der Heizung 21 und dem Induktanzelement 23 befindet, ist elektrisch über die Leitung 34 mit der elektrostatischen Sensorschaltung 27 verbunden. Die elektrostatische Sensorschaltung 27 ist ausgestaltet, eine Änderung im Kapazitätswert infolge eines Kontakts einer Hand eines Fahrers mit dem Lenkrad 3, in das die Heizung 21 eingebaut ist, zu erfassen und ein Erfassungssignal an eine fahrzeugseitige Steuerschaltung 35 zu senden. Die elektrostatische Sensorschaltung 27 sendet Wechselströme an die Heizung 21, um diese Änderung zu erfassen.

Die fahrzeugseitige Steuerschaltung 35 steuert ein Fahrzeug umfassend. Die fahrzeugseitige Steuerschaltung 35 bestimmt nicht nur den Kontakt der Hand des Fahrers mit dem Lenkrad 3 in Antwort auf das Signal, das von der elektrostatischen Sensorschaltung 27 gesendet wird, sondern steuert auch die Heizung 21 und verschiedene andere elektrische Teile. In 2 ist eine Illustration dieser Teile ausgelassen. Die Konfiguration ermöglicht der fahrzeugseitigen Steuerschaltung 35, das Fahrzeug in Antwort auf den Status eines Greifens der Hand an dem Lenkrad 3 zu steuern. Das Signal, das von der elektrostatischen Sensorschaltung 27 gesendet wird, kann beispielsweise in eine Steuerschaltung um das Lenkrad eintreten oder in jede Steuerschaltung außer der fahrzeugseitigen Steuerschaltung 35.

In der Konfiguration von 2 umfasst die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung Komponenten außer der Stromquelle 13 und der fahrzeugseitigen Steuerschaltung 35. Mit Bezug auf 1 ist die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 in das Lenkrad 3 eingebaut. Die Konfiguration dieser Elemente ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Insbesondere können wenigstens die Heizung 21 und der Thermostat 19 in das Lenkrad 3 eingebaut sein, und alle oder einige der anderen Komponenten der Erfassungsvorrichtung können außerhalb des Lenkrads 3 vorgesehen sein.

Der Betrieb der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 wird nun mit Bezug auf 3A und 3B beschrieben. In den beiden 3A und 3B zeigt die horizontale Achse die Zeit, und die vertikale Achse zeigt die oben beschriebene elektrostatische Sensorausgabe.

Zunächst wird eine herkömmliche Vorrichtung ohne den Kondensator 25 von 2 im Detail beschrieben. Die Vorrichtung ohne den Kondensator 25 weist einen Kapazitätswert auf, wie er unten beschrieben ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Während der Thermostat 19 geöffnet ist, ist nichts mit dem ersten Verbindungspunkt 31 für die Heizung 21 verbunden, und daher ist die Heizung elektrisch unterbrochen. Als ein Ergebnis hängt der Kapazitätswert der Vorrichtung mit der elektrostatischen Sensorschaltung 27, die als Referenz verwendet wird, lediglich von dem Kapazitätswert des Induktanzelements 23 ab. Während der Thermostat 19 geschlossen ist, ist die Stromquelle 13 im Wesentlichen mit der Masse 29 aus der Perspektive von Wechselstromleitung verbunden. Als ein Ergebnis hängt der Kapazitätswert der Vorrichtung mit der elektrostatischen Sensorschaltung 27, die als eine Referenz verwendet wird, von einer Kombination der Kapazitätswert der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 ab. Entsprechend, wie es in 3A gezeigt ist, beginnt, wenn der Thermostat 19, der bis zur Zeit t1 geöffnet war, zur Zeit t1 schließt, der kombinierte Kapazitätswert, der lediglich der Kapazitätswert des Induktanzelements 23 war, den Kapazitätswert beispielsweise der Heizung 21 zu umfassen. Entsprechend steigt die elektrostatische Sensorausgabe rapide von dem Wert A zu dem Wert B. Diese Änderung kann einen nicht vernachlässigbaren Fehler in der Kapazitätswertänderung verursachen, die von einem Kontakt einer Hand herrührt. In den 3A und 3B fluktuiert die elektrostatische Sensorausgabe hinsichtlich eines jeden Mittelwerts (gestrichelte Linie) in einem kurzen Zyklus infolge von Rauschen. Im Fall von 3A, wenn der Thermostat 19 sich vom offenen zum geschlossenen Zustand ändert, nimmt die elektrostatische Sensorausgabe rapide zu. Die elektrostatische Sensorausgabe kann sich jedoch auch umgekehrt verhalten, das heißt rapide abnehmen, in Abhängigkeit von der Gesamtkonfiguration einschließlich der Heizung 21. Die hier vorgenommene Beschreibung illustriert den Fall einer rapiden Zunahme.

Als nächstes wird mit Bezug auf 3B das Verhalten einer Vorrichtung beschrieben, die den verbundenen Kondensator aufweist, wie es in 2 gezeigt ist. Das Verhalten der Vorrichtung mit dem Thermostaten 19 in geschlossenem Zustand wird nun beschrieben. Die elektrostatische Sensorschaltung 27 sendet Wechselstrom an die Heizung 21 zum Erfassen und Bestimmen einer Änderung in dem Kapazitätswert der Heizung 21. Daher ist der Kondensator 25 im Wesentlichen in Leitung mit der elektrostatischen Sensorschaltung 27 gebracht, die als Referenz verwendet wird. Da der Kondensator 25 im Wesentlichen während des Schließens des Thermostats 19 leitend ist, besitzt die Vorrichtung einen Kapazitätswert, der lediglich eine Kombination des Kapazitätswerts der Heizung 21 und des Kapazitätswerts des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird.

Wenn der Thermostat 19 geöffnet ist, ist der erste Verbindungspunkt 31 über den Kondensator 25 mit der Masse 29 verbunden. Daher weist die Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der lediglich eine Kombination des Kapazitätswerts der Heizung 21 und des Kapazitätswerts des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Somit bleibt, mit Bezug auf 3B, auch wenn der Thermostat, der bis zur Zeit t1 geöffnet war, zur Zeit t1 schließt, beispielsweise die elektrostatische Sensorausgabe bei Wert A, da das Öffnen oder Schließen des Thermostats 19 kaum die kombinierte Impedanz beeinflusst. Diese Konfiguration kann den Einfluss eines Fehlers reduzieren, der von dem Öffnen oder Schließen des Thermostats 19 herrührt, hinsichtlich einer Änderung, die an dem Kapazitätswert 21 infolge des Kontakts einer Hand vorgenommen wird.

Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11, die die Konfiguration und den Betrieb wie oben beschrieben implementiert, kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf Signalen der elektrostatischen Sensorschaltung 27 (elektrostatische Sensorausgabe) reduzieren.

In der ersten beispielhaften Ausführungsform sind der Thermostat 19, die Heizung 21 und das Induktanzelement 23 in dieser Reihenfolge in Serie elektrisch miteinander verbunden, von dem positiven Elektrodenanschluss 15 zu dem negativen Elektrodenanschluss 17. In dieser Serienverbindung können die Plätze von Induktanzelement 23 und Heizung 21 ausgetauscht werden. 4 zeigt eine Konfiguration dieser Art. Bei der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 von 4 sind der Thermostat 19, das Induktanzelement 23 und die Heizung 21 miteinander elektrisch in Serie in dieser Reihenfolge ausgehend von dem positiven Elektrodenanschluss 15 zum negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden. Der Rest der Konfiguration ist identisch zu der in 2. Diese Konfiguration weist die identische Anordnung des Thermostats 19 und des Kondensators 25 in der Schaltung auf und kann daher den Einfluss des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe infolge der gleichen Logik verringern, wie sie mit 3A und 3B beschrieben wurde.

Bei der ersten beispielhaften Ausführungsform wird ein Leitungspfad (erster Verbindungspunkt 31 in 2) von dem Thermostaten 19 zu der Heizung 21 mit dem negativen Elektrodenanschluss 17 über den Kondensator 25 verbunden. Der Kondensator 25 kann jedoch parallel zum Thermostaten 19 verbunden sein. 5 zeigt eine Vorrichtung dieses Beispiels. In 5 weist die Vorrichtung eine Konfiguration ähnlich zu der von 2 auf, mit Ausnahme des oben beschriebenen Punktes. Daher kann eine detaillierte Beschreibung dieser Konfiguration ausgelassen werden. Der Betrieb der Vorrichtung wird hier beschrieben.

In 5 ist, während der Thermostat 19 geöffnet ist, der Kondensator 25 aus Perspektive einer Wechselstromleitung im Wesentlichen leitend. Daher weist die Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination der Kapazitätswerte der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Während der Thermostat 19 geschlossen ist, sind die beiden Enden des Kondensators 25 kurz geschlossen. Daher, wie in dem Fall des geöffneten Thermostats 19, weist die Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination der Kapazitätswerte der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Folglich bleibt der kombinierte Kapazitätswert, bei dem die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird, beinahe der gleiche, unabhängig davon, ob der Thermostat 19 geöffnet oder geschlossen ist. Diese Konfiguration reduziert den Einfluss des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe.

In einer Weise ähnlich zu der Konfiguration von 5 kann der Kondensator 25 in der Konfiguration von 4 parallel zum Thermostaten 19 verbunden sein, obgleich keine Illustration gegeben wird. Eine Vorrichtung dieses Beispiels kann jedoch ebenso Effekte produzieren, die identisch zu denen hinsichtlich 4 und 5 sind, die oben beschrieben sind.

In der ersten beispielhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine einzelne Gruppe von Heizung 21 und Induktanzelement 23. Die Vorrichtung kann mehrere Gruppen dieser Elemente aufweisen. Mit anderen Worten umfasst die Vorrichtung mehrere parallel-verbundene Serienschaltungen (von denen jede durch eine Heizung und ein Induktanzelement gebildet wird), ebenso wie mehrere elektrostatische Sensorschaltungen, die elektrisch mit den jeweiligen Serienschaltungen verbunden sind. 6 zeigt eine Konfiguration in diesem Beispiel.

In 6 sind zwei Gruppen von Heizungen und Induktanzelementen parallel miteinander verbunden. In 6 werden die Komponenten in der linken Gruppe erste Heizung 37 und erstes Induktanzelement 39 genannt. In ähnlicher Weise werden die Komponenten in der rechten Gruppe zweite Heizung 41 und zweites Induktanzelement 43 genannt. Da diese Vorrichtung zwei Gruppen von Heizungen und Induktanzelementen aufweist, benötigt die Vorrichtung zwei elektrostatische Sensorschaltungen zum Erfassen eines Handgriffes über den jeweiligen Heizungen. Daher ist ein Verbindungspunkt (dritter Verbindungspunkt 45) zwischen der ersten Heizung 37 und dem ersten Induktanzelement 39 in der linken Gruppe von 6 elektrisch mit der ersten elektrostatischen Sensorschaltung 47 über die erste Leitung 46 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein Verbindungspunkt (vierter Verbindungspunkt 49) zwischen der zweiten Heizung 41 und dem zweiten Induktanzelement 43 in der rechten Gruppe von 6 elektrisch mit der zweiten elektrostatischen Sensorschaltung 51 über die zweite Leitung 50 verbunden. Signale, die individuell von der ersten und der zweiten elektrostatischen Sensorschaltung 47 und 51 gesendet werden, erreichen die fahrzeugseitige Steuerschaltung 35.

Infolge der gleichen Logik, die hinsichtlich von 2 beschrieben ist, reduziert diese Konfiguration den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe. Dies wiederum reduziert den Einfluss des Thermostats 19 auf Ausgabesignale der ersten und zweiten elektrostatischen Sensorschaltungen 47 und 51. Infolge der elektrischen Verbindung von zwei Gruppen von Heizungen und Induktanzelementen weist die Vorrichtung Kapazitätswerte auf, die eine Kombination der Kapazitätswerte der ersten Heizung und des ersten Induktanzelements 39 ebenso wie eine Kombination der Kapazitätswerte der zweiten Heizung 41 und des zweiten Induktanzelements 43 sind, wobei die ersten und zweiten elektrostatischen Sensorschaltungen 47 und 49 als jeweilige Referenzen verwendet werden.

Diese Konfiguration sieht zwei getrennte Heizungen vor. Daher kann die Vorrichtung bestimmen, ob eine rechte Hand, eine linke Hand oder beide Hände das Lenkrad berühren.

In 6 umfasst die Vorrichtung zwei Gruppen der Heizungen und der Induktanzelemente. Die Vorrichtung kann drei oder mehr Gruppen dieser Elemente aufweisen. In diesem Fall weist die Vorrichtung eine parallele Verbindung von Serienschaltungen auf, die jeweils aus einer Heizung und einem Induktanzelement gebildet sind, wie es in 6 gezeigt ist. Diese Konfiguration weist fragmentierte Grifferfassungsabschnitte an dem Lenkrad 3 auf und verbessert daher eine Genauigkeit in einer Handpositionserfassung.

In der Konfiguration von 6 können die Plätze der Heizung und des Induktanzelements in jeder Schaltung in einer ähnlichen Weise zu der Konfiguration von 4 ausgetauscht werden. Eine Vorrichtung dieses Beispiels kann ebenso den Einfluss des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, wie es mit Bezug auf 4 beschrieben ist. In 6 können beispielsweise lediglich die Plätze der zweiten Heizung 41 und des zweiten Induktanzelements 43 in der rechten Gruppe ausgetauscht werden. Eine Konfiguration dieser Art gilt ebenso, wenn mehrere Induktanzelemente in beschränktem Raum in dem Lenkrad 3 angeordnet sind und ein Austausch der Plätze einiger dieser Elemente zur besseren Anordnung wünschenswert ist.

In der Konfiguration von 6 kann der Kondensator 25 elektrisch parallel mit dem Thermostaten 19 verbunden sein, in einer Weise ähnlich zu der Konfiguration von 5. 7 zeigt eine derartige Konfiguration. Die Konfiguration mit einer großen Zahl von Gruppen, die jeweils durch eine Heizung und ein Induktanzelement gebildet werden, kann ebenso den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, infolge der gleichen Logik, wie mit 5 beschrieben. Diese Vorrichtung weist jedoch einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination der Kapazitätswerte der zwei Heizungen und zwei Induktanzelemente ist, wie es mit 6 beschrieben ist. In der Konfiguration von 7 ist der Kondensator 25 parallel zu dem Thermostaten 19 verbunden, und daher können die zwei Bauteile nahe zueinander in der Schaltung angeordnet werden. Diese Konfiguration ist vorteilhaft für die Anordnung von Komponenten in dem beschränkten Raum in dem Lenkrad 3.

In der Konfiguration von 7 können die Plätze der Heizung und des Induktanzelements in jeder Schaltung ausgetauscht werden, wie es in 4 gezeigt ist, obgleich keine Illustration gegeben ist. Eine Vorrichtung dieses Beispiels kann ebenso den Einfluss des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, wie es mit 4 beschrieben ist.

ZWEITE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM

8 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind Komponenten, die identisch zu Komponenten der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, durch die gleichen Nummern oder Symbole bezeichnet, und eine Beschreibung davon wird ausgelassen.

Mit Bezug auf 8 umfasst die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 eine Heizung 21 und eine Leitung 52, die elektrisch mit einem mittleren Punkt auf einem Leitungspfad verbunden ist, die die Heizung 21 bildet. Die Erfassungsvorrichtung hat einen Thermostaten 19, der in Serie mit der Heizung 21 verbunden ist, und ein kapazitives Element 25, das elektrisch parallel mit der Heizung 21 und/oder dem Thermostaten 19 verbunden ist. Die Erfassungsvorrichtung umfasst ferner eine elektrostatische Sensorschaltung 27, die elektrisch mit der Leitung 52 verbunden ist und einen Griff an einem Lenkrad durch den Kapazitätswert der Heizung 21 erfasst.

Die Vorrichtung weist eine Schaltungsanordnung des Thermostats 19 und des Kondensators 25 ähnlich zu der der ersten beispielhaften Ausführungsform auf und kann daher den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, obgleich diese Konfiguration das Induktanzelement 23 auslässt, indem die elektrostatische Sensorschaltung 27 mit dem mittleren Punkt auf dem Leitungspfad verbunden ist, der die Heizung 21 bildet.

Die zweite beispielhafte Ausführungsform wird nun im Detail beschrieben. Die folgende Beschreibung wird vornehmlich hinsichtlich einer Diskrepanz zwischen den ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen gegeben.

In 8 umfasst die Vorrichtung eine Heizung 21 und einen negativen Elektrodenanschluss 17, die direkt miteinander ohne Induktanzelement 23 verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung keinen zweiten Verbindungspunkt 33 aufweist, das heißt kein Verbindungsziel für die elektrostatische Sensorschaltung 27. Folglich ist in der zweiten beispielhaften Ausführungsform die elektrostatische Sensorschaltung 27 mit einem mittleren Punkt (Mittelpunkt) an dem Leitungspfad, der die Heizung 21 bildet, über die Leitung 52 verbunden. Dieser Verbindungspunkt wird im Folgenden als fünfter Verbindungspunkt 53 bezeichnet. Diese Konfiguration bedeutet aus der Perspektive von Wechselstromleitung, dass eine obere Hälfte und eine untere Hälfte der Heizung 21 in 8 im Wesentlichen mit jeweiligen Induktanzelementen verbunden sind. Diese Konfiguration kann daher einen Handgriff an dem Lenkrad 3 durch eine Änderung in dem Kapazitätswert der Heizung 21 erfassen.

Die untere Hälfte der Heizung 21 in der Konfiguration von 8 entspricht dem Induktanzelement 23 in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Daher reduziert diese Vorrichtung den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe entsprechend der Vorrichtung der ersten beispielhaften Ausführungsform.

Der fünfte Verbindungspunkt 53 kann an jeder Stelle in der Heizung 21 mit Ausnahme der beiden Enden der Heizung 21 angeordnet sein. Wenn jedoch der fünfte Verbindungspunkt 53 nahe an einem Ende der Heizung 21 liegt, gerät das Ende nahe zu einem Leitungszustand aus Sicht der Perspektive einer Wechselstromleitung. Wenn der fünfte Verbindungspunkt 53 nahe an dem ersten Verbindungspunkt 31 ist, erreichen Wechselstromsignale, die von der elektrostatischen Sensorschaltung 27 zur Messung gesendet werden, die Masse 29 über die Stromquelle 13, wenn der Thermostat 19 geschlossen ist. Wenn der fünfte Verbindungspunkt 53 nahe am negativen Elektrodenanschluss 17 ist, erreichen Wechselstromsignale zur Messung direkt die Masse 29. Daher reduziert die Konfiguration in jedem dieser Fälle die Möglichkeit des korrekten Erfassens eines Handgriffs an dem Lenkrad 3. Folglich ist es vorzuziehen, dass der fünfte Verbindungspunkt 53 in der Nähe der Mitte der Heizung 21 angeordnet ist.

Die zweite beispielhafte Ausführungsform eliminiert den Bedarf nach einem Induktanzelement 23. Dies führt zu einer Verringerung im Ressourcenbedarf und macht die Vorrichtung nützlich zur Anordnung der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 in den beschränkten Raum in dem Lenkrad 3.

Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11, die die Konfiguration und Operation implementiert, die oben beschrieben ist, kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, auch wenn die elektrostatische Sensorschaltung 27 mit einem mittleren Punkt an dem Leitungspfad der Heizung 21 verbunden ist.

In ähnlicher Weise zu der Konfiguration der ersten beispielhaften Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, kann die Vorrichtung in der zweiten beispielhaften Ausführungsform mehrere parallel verbundene Heizungen und mehrere elektrostatische Sensorschaltungen aufweisen, die elektrisch mit Leitungen für die jeweiligen Heizungen verbunden sind. 9 zeigt eine derartige Konfiguration. Die Konfiguration von 9 besitzt, im Vergleich zu der Konfiguration von 8, eine zweite Heizung 41, die parallel mit beiden Enden der ersten Heizung 37 (beiden Enden der Heizung 21 in 8) verbunden ist, einen siebten Verbindungspunkt 54, der an einem mittleren Punkt (Mittelpunkt) an einem Leitungspfad der zweiten Heizung 41 angeordnet ist, und eine zweite elektrostatische Sensorschaltung 51, die über eine Leitung 56 elektrisch mit dem siebten Verbindungspunkt 54 verbunden ist. Die Heizung 21 und die elektrostatische Sensorschaltung 27 in 8 werden jeweils in 9 erste Heizung 37 und die erste elektrostatische Sensorschaltung 47 genannt, folgend der Notation in 6.

Die Konfiguration kann ebenso den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 reduzieren und einen Handgriff an einem Lenkrad erfassen, infolge der gleichen Logik, die in der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben ist. Die mehreren Heizungen in 9 bringen die gleichen Vorteile wie die, die mit 6 beschrieben sind.

Der Kondensator 25 in den beiden Konfigurationen von 8 und 9 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform kann parallel mit dem Thermostaten 19 verbunden sein, wie es in 5 in der ersten beispielhaften Ausführungsform illustriert ist. Diese modifizierten Konfigurationen können den Einfluss des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, wie es in der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben ist.

DRITTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM

10 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der dritten beispielhaften Ausführungsform werden Komponenten identisch zu Komponenten der ersten beispielhaften Ausführungsform mit den gleichen Nummern oder Symbolen bezeichnet, und detaillierte Beschreibungen davon sind ausgelassen.

Mit Bezug auf 10 besitzt eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 einen positiven Elektrodenanschluss 15, der mit einer positiven Elektrode einer Stromquelle 13 verbunden ist, und einen negativen Elektrodenanschluss 17, der elektrisch mit einer negativen Elektrode der Stromquelle 13 verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 besitzt ferner eine Heizung 21, ein Induktanzelement 23 und einen Thermostaten 19, die elektrisch miteinander in dieser Reihenfolge in Serienverdrahtung von dem positiven Elektrodenanschluss 15 zu dem negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden sind, ebenso wie ein kapazitives Element (Kondensator 25), das elektrisch parallel zu dem Thermostaten 19 verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 besitzt eine elektrostatische Sensorschaltung 27, die elektrisch über eine Leitung 34 mit einem Leitungspfad von dem Induktanzelement 23 zu der Heizung 21 verbunden ist und die einen Griff an einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung 21 erfasst.

Da diese Konfiguration eine Parallelverbindung des Thermostats 19 und des Kondensators 25 aufweist, ist der Kondensator 25 aus der Perspektive einer Wechselstromleitung leitend. Daher ist der sechste Verbindungspunkt 55, unabhängig davon, ob der Thermostat, der mit der Masse 29 verbunden ist, geöffnet oder geschlossen ist, mit der Masse 29 aus der Perspektive einer Wechselstromleitung verbunden. Diese Konfiguration kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren.

Die dritte beispielhafte Ausführungsform wird nun im Detail beschrieben. Die folgende Beschreibung wird primär hinsichtlich von Diskrepanzen zwischen den ersten und dritten beispielhaften Ausführungsformen gegeben.

In 10 ist die Vorrichtung zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 15 und der Heizung 21 leitend, da kein Thermostat 19 zwischen den zwei Elementen vorgesehen ist. Der Thermostat 19 ist mit einem Leitungspfad von dem Induktanzelement 23 zum negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden. Ein sechster Verbindungspunkt 55 zwischen dem Induktanzelement 23 und dem Thermostaten 19 ist mit dem negativen Elektrodenanschluss 17 über den Kondensator 25 verbunden, während in der ersten beispielhaften Ausführungsform der Kondensator 25 mit einem Leitungspfad von dem ersten Verbindungspunkt 31 zum negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden ist. Daher sind, wie dies in 10 gezeigt ist, der Thermostat 19 und der Kondensator 25 parallel zueinander verbunden.

Eine Konfiguration der Komponenten mit Ausnahme der oben beschriebenen ist identisch zu der in der ersten beispielhaften Ausführungsform.

Der Betrieb der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 zum Zeitpunkt des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 wird nun beschrieben werden.

Während der Thermostat 19 geöffnet ist, ist der Kondensator 25 im Wesentlichen aus der Perspektive der Wechselstromleitung leitend, und daher ist der sechste Verbindungspunkt 55 auf der Seite des Induktanzelements 23 elektrisch mit der Masse 29 verbunden, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Entsprechend weist die Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination der Kapazitätswerte der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Wenn der Thermostat 19 geschlossen ist, ist der sechste Verbindungspunkt 55 direkt mit der Masse 29 verbunden, und daher weist die Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination der Kapazitätswerte der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Folglich stellt die Vorrichtung, unabhängig davon, ob der Thermostat 19 geöffnet oder geschlossen ist, eine beständige elektrostatische Sensorausgabe bereit, wie dies in 3B gezeigt ist. Diese Konfiguration umfasst den Kondensator 25, der parallel zum Thermostaten 19 verbunden ist, und kann daher den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, auch wenn der Thermostat 19 mit dem Leitungspfad in der Nähe des negativen Elektrodenanschlusses 17 verbunden ist.

Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11, die die Konfiguration und den Betrieb, die oben beschrieben sind, implementiert, kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf eine elektrostatische Sensorausgabe reduzieren.

In der dritten beispielhaften Ausführungsform sind die Heizung 21, das Induktanzelement 23 und der Thermostat 19 miteinander in dieser Reihenfolge in einer Serienverdrahtung von dem positiven Elektrodenanschluss 15 zu dem negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden. In dieser Serienverbindung können die Plätze des Induktanzelements 23 und der Heizung 21 untereinander ausgetauscht werden. 11 zeigt eine Konfiguration dieser Art. 11 ist identisch zu 10, mit Ausnahme der untereinander ausgetauschten Plätze des Induktanzelements 23 und der Heizung 21. Die Konfiguration von 11 weist die gleiche Anordnung des Thermostats 19 und des Kondensators 25 wie die in 10 auf und kann daher den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf die elektrostatische Sensorausgabe durch Durchführen des Betriebs reduzieren, der mit Bezug auf 10 beschrieben ist. In der dritten beispielhaften Ausführungsform ist der Kondensator 25 parallel zu dem Thermostaten 19 verbunden. Mit Bezug auf 12 kann der Kondensator 25 jedoch parallel mit beiden Enden einer Serienschaltung von Heizung 21 und Induktanzelement 23 verbunden sein, das heißt über einen Leitungspfad von dem ersten Verbindungspunkt 31 zu dem sechsten Verbindungspunkt 55. Ein Betrieb in diesem Fall dieser Konfiguration wird nun beschrieben werden.

Während der Thermostat 19 geschlossen ist, ist der sechste Verbindungspunkt 55 direkt mit der Masse 29 verbunden, und die Heizung 21 ist mit der Masse 29 über die Stromquelle 13 verbunden. Entsprechend weist diese Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination der Kapazitätswerte der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Wenn der Thermostat 19 geöffnet ist, ist der Kondensator 25 aus Perspektive der Wechselstromleitung im Wesentlichen leitend, und daher ist der sechste Verbindungspunkt 55 elektrisch mit der Masse 29 über den Kondensator 25 und die Stromquelle 13 verbunden. Daher weist die Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination der Kapazitätswerte der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Folglich stellt die Konfiguration von 12 eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 bereit, die eine stabile elektrostatische Sensorausgabe erzeugen kann, unabhängig davon, ob der Thermostat 19 geöffnet oder geschlossen ist.

In der Konfiguration von 12 können die Plätze der Heizung 21 und des Induktanzelements 23 umgekehrt werden. Diese modifizierte Konfiguration stellt ebenso eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 bereit, die eine stabile elektrostatische Sensorausgabe erzeugen kann, unabhängig davon, ob der Thermostat 19 geöffnet oder geschlossen ist, folgend der gleichen Logik, die mit der Konfiguration von 12 oben beschrieben wurde.

Die Vorrichtungen, die in den 10 bis 12 gezeigt sind und die jeweils den Thermostaten 19 in der Nähe der Masse 29 entsprechend der dritten beispielhaften Ausführungsform aufweisen, können mehrere parallel-verbundene Serienschaltungen aufweisen, die jeweils durch eine Heizung 21 und ein Induktanzelement 23 gebildet sind. Jede dieser Konfigurationen kann den Einfluss eines geöffneten oder geschlossenen Thermostats 19 infolge der gleichen Logik wie oben beschrieben reduzieren. Wenn eine dieser Vorrichtungen mehrere der parallel-verbundenen Serienschaltungen aufweist, kann der Kondensator 25 parallel zu beiden Enden der Serienschaltungen oder zu beiden Enden des Thermostats 19 verbunden werden.

VIERTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM

13 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 15 ist ein weiteres Blockschaltungsdiagramm der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Bei der vierten beispielhaften Ausführungsform sind Bauteile, die identisch zu Bauteilen der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsformen sind, mit den gleichen Nummern oder Symbolen bezeichnet, und detaillierte Beschreibungen davon sind ausgelassen.

Mit Bezug auf 13 umfasst Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 einen positiven Elektrodenanschluss 15, der mit einer positiven Elektrode einer Stromquelle 13 elektrisch verbunden ist, und einen negativen Elektrodenanschluss 17, der elektrisch mit einer negativen Elektrode der Stromquelle 13 verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 umfasst ferner eine Heizung 21 und einen Thermostaten 19, die elektrisch miteinander in dieser Reihenfolge in Serienverdrahtung von dem positiven Elektrodenanschluss 15 zu dem negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden sind, ebenso wie ein kapazitives Element (Kondensator 25), das elektrisch parallel mit dem Thermostaten 19 verbunden ist. Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 weist eine elektrostatische Sensorschaltung 27 auf, die über eine Leitung 52 zu einem mittleren Punkt an einem Leitungspfad elektrisch verbunden ist, der die Heizung 21 bildet, und erfasst einen Griff an einem Lenkrad durch einen Kapazitätswert der Heizung 21.

Da die Konfiguration eine parallele Verbindung des Thermostats 19 und des Kondensators 25 aufweist, ist der Kondensator 25 aus der Perspektive einer Wechselstromleitung leitend. Diese Konfiguration kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf eine elektrostatische Sensorausgabe in einer ähnlichen Weise zu der dritten beispielhaften Ausführungsform reduzieren.

Die dritte beispielhafte Ausführungsform wird nun im Detail beschrieben. Die folgende Beschreibung wird vornehmlich hinsichtlich Diskrepanzen zwischen der zweiten beispielhaften Ausführungsform (8) und der vierten beispielhaften Ausführungsform gegeben.

In 13 ist die Vorrichtung zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 15 und der Heizung 21 leitend, da kein Thermostat 19 zwischen diesen zwei Elementen vorliegt. Der Thermostat 19 ist mit einem Leitungspfad von der Heizung 21 zu dem negativen Elektrodenanschluss 17 verbunden. Ein sechster Verbindungspunkt 15 ist mit dem negativen Elektrodenanschluss 17 über den Kondensator 15 in einer ähnlichen Weise zu der dritten beispielhaften Ausführungsform verbunden. Daher sind, wie in 13 gezeigt, der Thermostat 19 und der Kondensator 25 parallel zueinander verbunden.

Eine Konfiguration der Komponenten mit Ausnahme der oben beschriebenen ist identisch zu der in der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Eine Position eines fünften Verbindungspunktes 53 ist bestimmt, wie es in der zweiten beispielhaften Ausführungsform beschrieben ist.

Der Betrieb der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 zum Zeitpunkt des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 wird nun beschrieben. Die Vorrichtung weist eine Schaltungsanordnung des Thermostats 19 und des Kondensators 25 ähnlich zu der in 10 und 11 auf und kann daher den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf eine elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, wie es in der dritten beispielhaften Ausführungsform beschrieben ist. Die Vorrichtung umfasst den fünften Verbindungspunkt 53, der an einem mittleren Punkt auf dem Leitungspfad angeordnet ist, der die Heizung 21 bildet, und eine elektrostatische Sensorschaltung, die über eine Leitung 52 mit dem fünften Verbindungspunkt 53 verbunden ist, ebenso wie einen Thermostaten 19, der in der Nähe des negativen Elektrodenanschlusses 17 angeordnet ist. Diese Konfiguration kann ebenso den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf eine elektrostatische Sensorausgabe reduzieren, da der Kondensator 25 parallel zu dem Thermostaten 19 verbunden ist.

In ähnlicher Weise zu der zweiten beispielhaften Ausführungsform eliminiert die vierte beispielhafte Ausführungsform die Notwendigkeit nach einem Induktanzelement 23. Dies führt zu einer Verringerung im Bauteilbedarf und macht die Vorrichtung nützlich zur Anordnung der Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 in einem beschränkten Raum in dem Lenkrad 3.

Die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11, die die Konfiguration und den Betrieb implementiert, die oben beschrieben sind, kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf eine elektrostatische Sensorausgabe reduzieren.

In der vierten beispielhaften Ausführungsform ist der Kondensator 25 parallel mit beiden Enden des Thermostats 19 verbunden. Die Anordnung des Kondensators 25 ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Kondensator 25 kann mit beiden Enden der Heizung 21 verbunden sein. 14 zeigt ein Blockschaltungsdiagramm dieses Beispiels. Während der Thermostat 19 geschlossen ist, ist der sechste Verbindungspunkt 55 direkt mit der Masse 29 verbunden. Wenn der Thermostat 19 geöffnet ist, ist der Kondensator 25 aus der Perspektive einer Wechselstromleitung im Wesentlichen leitend, und daher ist der sechste Verbindungspunkt 55 über den Kondensator 25 und die Stromquelle 13 elektrisch mit der Masse 29 verbunden. Entsprechend weist diese Vorrichtung einen Kapazitätswert auf, der eine Kombination des Kapazitätswerts einer oberen Hälfte der Heizung 21 und des Kapazitätswerts einer unteren Hälfte der Heizung 21 in 14 ist, unabhängig davon, ob der Thermostat 19 geöffnet oder geschlossen ist, wobei die elektrostatische Sensorschaltung 27 als eine Referenz verwendet wird. Folglich kann die Konfiguration von 14 den Einfluss des Thermostats 19 auf eine elektrostatische Sensorausgabe reduzieren.

Die Vorrichtung von 14 kann eine parallele Verbindung mehrerer Heizungen aufweisen. 15 zeigt ein Blockschaltungsdiagramm in diesem Beispiel. Eine Vorrichtung in 15 weist eine Konfiguration ähnlich zu der in 14 auf, mit Ausnahme einer zweiten Heizung 41, die parallel zu der ersten Heizung 37 (Heizung 21) verbunden ist, und einer zweiten elektrostatischen Sensorschaltung 51, die mit der zweiten Heizung 41 über eine Leitung 56 verbunden ist. Da die Vorrichtungen eine gemeinsame Anordnung des Kondensators 25 aufweisen, kann die Konfiguration von 15 den Einfluss des Öffnens oder Schließens des Thermostats 19 auf eine elektrostatische Sensorausgabe infolge der Logik reduzieren, die mit 14 beschrieben wurde.

In ähnlicher Weise kann die Vorrichtung von 13 eine parallele Verbindung von mehreren Heizungen aufweisen, obgleich keine Illustration gegeben wird.

16 ist eine schematische Ansicht, die eine Beispielkonfiguration einer Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 illustriert, die zwei Heizungen (erste Heizung 37 und zweite Heizung 41) aufweist, wie es in 15 gezeigt ist und die tatsächlich in ein Lenkrad 3 eingebaut ist. Mit Bezug auf 16 sind die zwei (die mehreren) Heizungen (erste und zweite Heizungen 37 und 41) symmetrisch zueinander hinsichtlich einer Mittellinie 60 des Lenkrads 3 in einer neutralen Position angeordnet. Mit anderen Worten sind in 16 die ersten und zweiten Heizungen 37 und 41 an Plätzen angeordnet, die bilateral symmetrisch hinsichtlich der Mittellinie 60 sind. Diese Konfiguration ermöglicht den zwei Heizungen, die rechte und linke Hand eines Fahrers in verlässlicherer Weise zu wärmen. Eine fahrzeugseitige Steuerschaltung 35 kann mit hoher Genauigkeit bestimmen, ob der Fahrer das Lenkrad 3 mit beiden Händen oder mit lediglich einer Hand hält, da die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung 11 das kapazitive Element 25 aufweist und daher den Einfluss des Thermostats 19 reduziert. Als ein Ergebnis kann die fahrzeugseitige Steuerschaltung 35 den Fahrer hinsichtlich eines Greifens an dem Lenkrad 3 warnen, während die Möglichkeit des Gebens eines falschen Alarms reduziert wird.

Die neutrale Position ist eine Position des Lenkrads 3, bei der sich das Fahrzeug in einer geraden Linie bewegt. Die Konfiguration von 16 kann auf die Vorrichtungen der 6, 7 und 9 angewandt werden. Die Vorrichtung kann vier oder mehr Heizungen in gerader Anzahl aufweisen, unter der Maßgabe, dass die entsprechenden Heizungen symmetrisch zueinander hinsichtlich der Mittellinie 60 des Lenkrads 3 in einer neutralen Position angeordnet sind.

Obgleich keine Illustration hiervon gegeben ist, kann das Lenkrad 3 mehrere Heizungen aufweisen, die umfänglich eingebaut sind. Diese Konfiguration ermöglicht der fahrzeugseitigen Steuerschaltung 35, in größerer Detailgenauigkeit zu bestimmen, welche Regionen des Lenkrads 3 durch den Fahrer gehalten werden.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Einfluss des Öffnens oder Schließens eines Thermostats auf eine Grifferfassung reduzieren. Daher ist die Lenkradgrifferfassungsvorrichtung insbesondere als eine Lenkradgrifferfassungsvorrichtung oder eine andere Vorrichtung nützlich, die einen Handgriff an einem Lenkrad durch eine Heizung im Inneren des Lenkrads erfasst.

Bezugszeichenliste

2
Windschutzscheibe
3
Lenkrad
6
Fahrersitz
7
Schalthebel
8
Beifahrersitz
11
Lenkradgrifferfassungsvorrichtung
13
Stromquelle
15
positiver Elektrodenanschluss
17
negativer Elektrodenanschluss
19
Thermostat
21, 37, 41
Heizung
23, 39, 43
Induktanzelement
25, 101
Kondensator (kapazitives Element)
27, 47, 51
elektrostatische Sensorschaltung
29
Masse
31, 33
Verbindungspunkt
34, 46, 50, 52, 56
Leitung
35
fahrzeugseitige Steuerschaltung
53, 54, 55
Verbindungspunkt
60
Mittellinie
103, 109
Oszillator
111
Mixer
113
Frequenzspannungsumsetzer