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CN110758542B - 用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法 - Google Patents

用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法 Download PDF

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CN110758542B CN201911217082.4A CN201911217082A CN110758542B CN 110758542 B CN110758542 B CN 110758542B CN 201911217082 A CN201911217082 A CN 201911217082A CN 110758542 B CN110758542 B CN 110758542B
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Abstract

本文公开屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法。示例性手传感器系统包括传感器垫和设置在所述传感器垫与方向盘的框架之间的加热器垫。电源将加热电流选择性地提供到所述加热器垫以便对所述方向盘提供热量，并且当不需要加热时或当感测优先于加热时将屏蔽电压信号提供到所述加热器垫以便提供对所述传感器垫的电屏蔽。可替代地，所述系统可包括屏蔽垫，所述屏蔽垫与所述加热器垫分开并且设置在所述传感器垫与所述加热器垫之间。另外，为了隔离由各个传感器回线承载的信号，金属或绝缘包皮或导管可设置在所述线或所述线的部分周围。

Description

用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法
本分案申请是2015年05月22日递交的题为“用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法”的中国专利申请NO.201580027253.0的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年5月22日提交的题为“Systems and Methods for Shielding aHand Sensor System in a Steering Wheel”的美国临时专利申请号62/001,968的优先权，所述申请的内容以引用的方式整体并入本文。
背景
目前的方向盘设计可包括设置在方向盘的轮缘周围的传感器垫，所述传感器垫检测方向盘轮缘上的一只或多只手的存在。传感器垫设置在方向盘的外蒙皮与方向盘框架的轮缘之间。方向盘框架通常由金属(诸如镁合金或钢)制成，并且可能是传感器垫中的电信号的干扰源。
因此，本领域存在对于用于屏蔽方向盘中的传感器系统的改进的系统和方法的需要。
发明内容
本文公开屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法。根据各种实现方式，手传感器系统包括传感器垫和设置在所述传感器垫与方向盘的框架之间的屏蔽垫。电源被配置用于将电流提供到屏蔽垫，从而防止方向盘框架与传感器垫之间的干扰。设置在方向盘框架周围的加热器垫可通过选择性地生成加热电流以用于加热器功能或电压信号以用于垫的屏蔽功能来用作屏蔽垫，或可提供单独的加热器垫和屏蔽垫。产生加热电流电平可介于约4安培与约8安培之间。屏蔽电流电平可小于约200微安。在某些实现方式中，单独的电源可被提供来生成用于加热的加热电流和用于屏蔽的电压信号，或一个电源可选择性地提供用于加热的加热电流和用于屏蔽的电压信号。
另外，在传感器垫提供多于一个感测区的实现方式中，如果传感器回线过于接近，那么来自一个感测区的传感器回线可干扰由来自相邻的感测区的传感器回线承载的信号。为了隔离由各个传感器回线承载的信号，金属或绝缘包皮或介电或绝缘导管可设置在所述线或所述线的一部分周围。通过适当地屏蔽传感器垫，防止了嘈杂或“短路”测量。
根据各种实现方式，一种用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统包括传感器垫、屏蔽垫和电子控制单元。传感器垫包括一个或多个感测回路，并且所述感测回路中的每一个限定感测区。屏蔽垫设置在方向盘框架与屏蔽垫之间并且包括一个或多个导电回路。导电回路中的每一个限定导电区。电子控制单元(ECU)与屏蔽垫通信并且包括电源，所述电源被配置用于生成电压信号，所述电压信号被配置用于使传感器垫的一个或多个感测区与来自方向盘框架的干扰屏蔽。
系统还可包括设置在屏蔽垫与方向盘框架之间的加热器垫。在一个实现方式中，加热器垫与ECU通信，并且电源被配置用于选择性地生成用于对方向盘进行加热的加热器垫的加热电流以及用于屏蔽一个或多个感测区的屏蔽垫的电压信号。在其他实现方式中，可提供单独的第一电源和第二电源，其中第一电源被配置用于生成用于加热器垫的加热电流并且第二电源被配置用于生成用于屏蔽垫的电压信号。第一电源和第二电源可提供在一个ECU或单独的ECU中。
根据各种其他实现方式，一种用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统包括传感器垫、加热器垫和电子控制单元。传感器垫包括一个或多个感测回路，并且所述感测回路中的每一个限定感测区。加热器垫设置在方向盘框架与传感器垫之间并且包括一个或多个导电回路。导电回路中的每一个限定导电区。电子控制单元与加热器垫通信并且包括电源，所述电源被配置用于选择性地生成加热电流和电压信号，所述加热电流被配置用于对方向盘的至少一部分进行加热，所述电压信号被配置用于使传感器垫与来自方向盘框架的干扰屏蔽。加热电流大于屏蔽电流。
在某些实现方式中，一个或多个感测回路可包括第一感测回路和第二感测回路。第一感测回路与第二感测回路间隔开。屏蔽垫或组合屏蔽/加热器垫的一个或多个导电回路可包括邻近第一感测回路的第一导电回路和邻近第二感测回路的第二导电回路，以便每一次选择性地屏蔽一个或多个区域或对其进行加热。
根据某些实现方式，响应于从第一感测回路接收到指示邻近第一感测回路的手或其他身体部位的存在的第一存在信号，电源被配置用于生成用于加热器垫的第一导电回路的加热电流，或者响应于从第二感测回路接收到指示邻近第二感测回路的手或其他身体部位的存在的第二存在信号，生成用于加热器垫的第二导电回路的加热电流。可替代地，响应于接收到针对加热器垫的接通信号，电源可被配置用于生成用于加热器垫的至少一个或多个导电回路的加热电流。
另外，电源还被配置用于响应于接收到指示在第一感测区或第二感测区中感测分别优先于加热的信号(例如，超控信号)，生成用于第一导电区或第二导电区的屏蔽电压信号。响应于相应的感测区的温度达到设定温度，电子控制单元还被配置用于停止生成用于加热器垫的一个或多个导电回路的加热电流。另外，电子控制单元可被配置用于周期性地交替生成加热电流和屏蔽电压信号，诸如每约10毫秒至约50毫秒一次。以上所描述的实现方式还可包括设置在连接到传感器垫的一条或多条线的至少一部分周围的金属屏蔽件。金属屏蔽件被配置用于使由屏蔽线承载的电信号与邻近屏蔽线的另一条线基本上隔离。金属屏蔽件可围绕从每个感测回路延伸的线的基本上全部延伸。可替代地，金属屏蔽件可围绕从一个感测回路延伸的线的与另一个感测回路交叉的部分延伸。
另外，系统还可包括导管，所述导管包括介电材料。从传感器垫延伸的线的至少一部分设置在导管内。例如，导管可包括用于第一线的至少一部分的第一导管和用于第二线的至少一部分的第二导管。
其他各种实现方式可包括屏蔽方向盘中的手传感器系统的方法。根据某些实现方式，手传感器系统包括设置在方向盘框架与传感器垫之间的屏蔽垫。传感器垫包括一个或多个感测回路，并且每个感测回路限定感测区并且被配置用于检测来自与感测区相邻的驾驶员的手的输入。屏蔽垫包括一个或多个导电回路，并且导电回路中的每一个限定导电区。所述方法包括将电压信号提供到屏蔽垫的一个或多个导电回路中的至少一个，以便使传感器垫的邻近导电区的一部分与方向盘框架屏蔽。屏蔽电流可小于约200微安。在某些实现方式中，手传感器系统还包括加热器垫，并且加热器垫设置在框架与屏蔽垫之间。所述方法还包括将加热电流提供到加热器垫，所述加热电流诸如介于约4安培与约8安培之间。
根据其他实现方式，手传感器系统包括在方向盘框架与传感器垫之间的加热器垫。传感器垫包括一个或多个感测回路，并且每个感测回路限定感测区并且被配置用于检测来自与感测区相邻的驾驶员的手的输入。加热器垫包括一个或多个导电回路，并且导电回路中的每一个限定导电区。所述方法包括：(1)将加热电流选择性地提供到加热器垫的一个或多个导电回路中的至少一个以便对方向盘的一个或多个导电区中的至少一个进行加热；以及(2)将电压信号选择性地提供到加热器垫的一个或多个导电回路中的至少一个以便使传感器垫的邻近导电区的一部分与方向盘框架屏蔽。加热电流大于屏蔽电流。
附图说明
附图中的部件相对于彼此不一定按比例绘制。贯穿若干视图，相同的参考标号指定对应的零件。
图1A示出根据一个实现方式的方向盘中的层的截面图。
图1B示出根据图1A中的实现方式的传感器垫层、屏蔽垫层和加热器垫层的透视图。
图1C示出图1A和图1B的方向盘系统的示意图。
图1D示出根据替代实现方式的图1A和图1B的方向盘系统的示意图。
图1E示出根据另一个实现方式的图1A和图1B的方向盘系统的示意图。
图2示出根据一个实现方式的方向盘轮缘中的层的截面图。
图3A示出图2所示的加热器垫层的顶视图。
图3B示出图2所示的传感器垫层的顶视图。
图4示出图2的方向盘系统的示意图。
图5示出图3B的传感器垫的顶视图，其示出每个区的示意区域以及来自与每个区相关联的每个回路的传感器回线。
图6A示出根据一个实现方式的围绕一个传感器回路的传感器馈线和回线的导管屏蔽件的透视图。
图6B示出根据一个实现方式的围绕传感器回路1至n的传感器馈线和传感器回线的导管屏蔽件的透视图。
图7示出根据一个实现方式的围绕传感器回线的金属屏蔽件的透视图。
图8示出图7所示的金属屏蔽件，所述金属屏蔽件附接到传感器垫。
图9示出根据一个实现方式的围绕传感器回线的金属屏蔽件的透视图，其中屏蔽件回线连接到所述金属屏蔽件。
图10示出图9所示的金属屏蔽件，其中屏蔽件回线焊接到金属屏蔽件。
图11示出图3A所示的加热器垫的透视图。
图12示出根据一个实现方式的网状屏蔽垫层的透视图。
图13示出根据另一个实现方式的网状屏蔽垫层的透视图。
具体实施方式
本文公开屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法。根据各种实现方式，手传感器系统包括传感器垫和设置在所述传感器垫与方向盘的框架之间的屏蔽垫。电源向屏蔽垫提供电压信号，从而为传感器垫提供电屏蔽。由于传感器垫接近方向盘框架(所述框架通常是金属的)，所以对传感器所承载的电信号的干扰可能发生，并且向屏蔽垫提供屏蔽电压信号可防止这种干扰。另外，系统还可包括加热器垫。加热器垫可与屏蔽垫分开或所述加热器垫可用作组合加热器和屏蔽垫。为了使用加热器垫作为屏蔽垫，电源产生加热电流以便对方向盘进行加热或产生屏蔽电压信号以便使用加热器垫作为屏蔽垫。加热电流大于屏蔽电流。
图1A示出方向盘轮缘的截面图，所述方向盘轮缘包括框架12、围绕框架12的包覆模制层14、围绕包覆模制层14的加热器垫层6、围绕加热器垫层6的屏蔽垫层7、围绕屏蔽垫层7的传感器垫层8以及围绕传感器垫8的蒙皮20。框架12通常是镁合金、铝合金、钢或它们的组合，但所述框架可由另一种合适的刚性材料制成。包覆模制层14由例如聚氨酯泡沫或热塑性弹性体泡沫形成。外蒙皮20通常由皮革或乙烯树脂(vinyl)制成，但还可包括木材、碳纤维、塑料、聚氨酯泡沫、织物或任何其他合适的材料。通过使屏蔽垫层7直接与传感器垫层8相邻，使两层之间的由于热膨胀和收缩而引起的距离波动最小化。另外，通过外蒙皮20的张力将层挤压在一起使这些层之间的距离进一步最小化。
图1B示出图1A所示的传感器垫8、屏蔽垫7和加热器垫6的透视图。传感器垫8可包括一个或多个感测区，例如像指定为区1-3的感测区24a、24b、24c，所述感测区是不同的并且彼此间隔开，所述传感器垫诸如2014年2月12日提交的题为“Steering Wheel HandDetection Systems”的美国专利申请号14/178,578中所描述的传感器垫，所述申请以引用的方式整体并入本文。另外，屏蔽垫7和加热器垫6可分别包括一个或多个导电区，诸如导电区54a、54b、54c和52a、52b、52c，所述导电区对应于传感器垫上的感测区并且允许进行选择性区屏蔽和加热。
图1C所示的电子控制单元(ECU)30与加热器垫6、传感器垫8、屏蔽垫7以及一个或多个其他车辆系统(未示出)进行电子通信。具体来说，传感器回线34a-34c分别在ECU 30与每个感测回路24a-24c之间延伸，并且导电馈线56a-56c和58a-58c分别在ECU 30与加热器垫6和屏蔽垫7的每个导电回路52a-52c和54a-54c之间延伸。ECU 30包括处理器31和电源32。
处理器31被配置用于检测来自驾驶员的输入，诸如邻近每个感测回路24a-24c的手的存在。在一个实现方式中，来自一个或多个感测回路24a-24c的电信号被传递到处理器31，并且处理器31确定所述信号是否指示来自驾驶员的输入。例如，可通过电容型感测生成信号，并且处理器31可将所生成的信号与指示驾驶员的手或驾驶员的身体的其他部位的存在的信号范围进行比较。
除了被配置来检测驾驶员的手或驾驶员的身体的其他部位的存在之外，感测回路24a、24b、24c和处理器31还可被配置来由从传感器垫接收到的信号检测每个相应的感测区中的各种类型的用户输入，诸如握持、猛击运动、轻拍运动等。例如，通过使用其中感测回路设置在特定区域中的多区传感器垫，传感器垫可被配置用于检测零只手、一只手或两只手何时处于方向盘上和/或膝盖何时触碰到方向盘。
电源32被配置用于选择性地生成通过加热器垫6的一个或多个导电回路52a-52c的电流，以便对外蒙皮20的至少一部分进行加热，以及通过屏蔽垫7的一个或多个导电回路54a-54c的电压信号以便使传感器垫8的至少一部分与来自方向盘框架12的干扰屏蔽。加热电流大于屏蔽电流。例如，根据一些实现方式，加热电流为约4安培至约8安培，所述加热电流足以产生热量以便对方向盘的蒙皮20进行加热，并且屏蔽电流小于约200微安，所述屏蔽电流足以使传感器垫8与方向盘框架12屏蔽。在某些实现方式中，例如，屏蔽电流可介于约9微安至约11微安之间。在一个具体实现方式中，加热电流可以是约7安培并且屏蔽电流可以是约10微安。根据某些实现方式，这些电流值可以是每个区或每个通道的并且被输入ECU30中。
在一个实现方式(未示出)中，ECU 30在电源32与导电回路52a-52c和54a-54c之间可分别包括至少第一电路和第二电路。第一电路接收加热电流，所述加热电流是简单的电阻电压电流，以便对邻近导电回路52a-52c的区域进行加热。第二电路接收屏蔽电流，所述屏蔽电流(例如)可以是频率特定的信号，以便屏蔽邻近导电回路54a-54c的区域。第二电路的频率特定的信号被配置用于(尽可能接近地)匹配针对感测垫生成的电容电压信号。
根据一个实现方式，将要由电源32生成的加热电流或屏蔽电压信号的电平以及何时生成改变加热电流或屏蔽电压信号由处理器31进行控制。例如，在各种实现方式中，处理器31可被配置来响应于从设置在方向盘或车辆别处的按钮、开关或其他合适的输入机构接收到输入，命令电源32在一个或多个导电回路52a-52c中生成加热电流。在另一个实现方式中，处理器31可被配置用于响应于从一个或多个感测回路24a-24c接收到输入，生成加热电流。例如，在具体实现方式中，处理器31可还被配置来命令电源32生成用于具体导电回路52a-52c的加热电流，所述具体导电回路52a-52c邻近感测驾驶员的手的存在的具体感测回路24a-24c。这种配置允许系统通过仅对方向盘轮缘的、驾驶员的手的存在被感测到的那些部分进行加热来节省能量。例如，如果处理器31感测到邻近感测回路24a的驾驶员的手的存在，那么处理器31可生成通过邻近感测回路24a的导电回路52a的加热电流，以便使方向盘的处于驾驶员的手下方的部分变暖。
在另一个实现方式中，或除了以上所描述的实现方式之外，处理器31可被配置用于命令电源32生成加热电流，直到以下项中较早的一个为止：方向盘达到预设温度或从另一个车辆系统接收到超控信号，所述超控信号指示在一个或多个区中进行感测优先于进行加热。具体来说，处理器31可从方向盘中的一个或多个温度传感器接收温度信号，并且根据所述温度信号确定是否已经达到预设温度。例如，典型的加热器调节范围可以是从约30℃至约42℃的任意范围。根据某些实现方式，通常使用一个或多个热敏电阻器(诸如负温度系数(NTC)型热敏电阻器)来检测温度。热敏电阻器将反馈提供给处理器31，并且处理器31使用温度反馈来调节方向盘上的目标温度。
另外，超控信号可向处理器31指示，另一个系统应当接收将会另外分配给加热器垫6以实现加热器功能的电资源，或来自传感器垫8的输入优先于进行加热。
在另一个实现方式中，或除了以上所描述的实现方式之外，处理器31可被配置用于命令电源32周期性地交替加热电流和屏蔽电压信号的生成，诸如每约10毫秒至约50毫秒交替一次。在其他实现方式中，周期可介于约10毫秒至约100毫秒之间。例如，可基于处理器31的速度、外部或内部温度或驾驶员的偏好来设定交替周期。另外，车载温度监测可影响定时，诸如防止控制器本身过热。或者，如果检测到特定故障状态并且ECU 30需要优先管理所述故障状态，那么定时可能受影响。
在图1D所示的替代实现方式中，第一电源62A被提供用于生成用于加热器垫6的加热电流，并且第二电源62B被提供用于生成用于屏蔽垫7的屏蔽电压信号。第一电源62A和第二电源62B在图1D中被示出为分别处于两个单独的ECU 60A、60B内，而替代地，这些电源可包括在一个ECU 60中，如图1E所示。这些实现方式允许系统例如在需要时提供持续的屏蔽和加热。另外，ECU 60A或60可包括用于从电源62A接收加热电流(其是简单的电阻电压电流)的第一电路，以便对邻近加热器垫6的导电回路的区域进行加热。而且，ECU 60B或60可包括用于从电源62B接收屏蔽电压信号(其可以是例如频率特定的信号)的第二电路，以便屏蔽邻近屏蔽垫7的导电回路的区域。
此外，在具有多个区的传感器垫中，由与每个感测区相关联的传感器回线承载的信号在线过于接近彼此时可在与邻近区相关联的感测回路或传感器回线中生成噪声。这一噪声降低了传感器垫检测邻近一个或多个感测区的手的存在的能力。另外，来自与另一个区交叉的一个区的传感器回线的串扰可导致来自另一个区的不期望的检测。因此，本文所描述的各种实现方式，诸如关于图5-10所描述的实现方式围绕可邻近另一个感测区或传感器回线设置的传感器回线的至少一部分提供屏蔽，以便隔离由传感器回线承载的信号。
如以上所提及，根据各种实现方式，加热器垫可被配置用于充当加热器垫和屏蔽垫。图2示出根据一个这样的实现方式的方向盘轮缘的截面图。方向盘轮缘包括方向盘框架12、设置在方向盘框架12周围的包覆模制层14、设置在包覆模制层14周围的加热器垫16、设置在加热器垫16周围的传感器垫18以及设置在传感器垫18上方的外蒙皮20。
图3A示出根据一个实现方式的加热器垫16。加热器垫16包括一个或多个导电回路，诸如导电回路22a、22b、22c，并且每个回路22a、22b、22c限定导电区。导电回路22a、22b、22c在加热器垫16的表面上间隔开。
图3B示出根据一个实现方式的传感器垫18。传感器垫18包括一个或多个感测回路，诸如感测回路24a、24b、24c，并且每个感测回路24a、24b、24c限定感测区，诸如图1B和图5所示的区1、2和3。感测回路24a、24b、24c在传感器垫18的表面上彼此间隔开。如图3B所示，感测回路24a-24c可以是电容型传感器。另外，在其他实现方式中，传感器垫18可包括一个或多个生物计量传感器(例如，感测温度、心率等)或其他合适类型的传感器。
此外，生物计量型传感器可设置在车辆中，以便与使用非生物计量型传感器通过方向盘进行的手感测协同工作。这些生物计量传感器可设置在方向盘上或车辆中的别处。这些生物计量型传感器的实例包括视网膜检测、心率监测、唤醒状态监测以及驾驶员检测(例如，位于车辆座位上)。
如图4所示，ECU 30与加热器垫16、传感器垫18以及一个或多个其他车辆系统(未示出)进行电子通信。具体来说，传感器回线34a-34c在ECU 30与每个感测回路24a-24c之间延伸，并且来自加热器垫16的导电馈线36a-36c在ECU 30与每个导电回路22a-22c之间延伸。
电源32被配置用于选择性地生成通过一个或多个导电回路22a-22c的加热电流，以便对外蒙皮20的至少一部分进行加热，以及通过一个或多个导电回路22a-22c的屏蔽电压信号以便使传感器垫18的至少一部分与来自方向盘框架12的干扰屏蔽。加热电流大于屏蔽电流。例如，加热电流为约4安培至约8安培，所述加热电流足以产生热量以便对方向盘轮缘的蒙皮20进行加热，并且屏蔽电流小于约200微安，所述屏蔽电流足以使传感器垫18与方向盘框架12屏蔽。在具体实现方式中，加热电流可以是约7安培并且屏蔽电流可介于约9微安与约11微安之间。而且，在特定实现方式中，屏蔽电流可以是约10微安。根据某些实现方式，这些电流值可以是每个区或每个通道的并且被输入ECU 30中。以上关于图1C描述处理器31如何确定将哪个电流电平供应给导电回路22a-22c的各种实现方式。另外，在替代实现方式(未示出)中，ECU 30可包括单独的第一电源和第二电源，其中第一电源被配置用于生成屏蔽电压信号并且第二电源被配置用于生成加热电流。此外，ECU 30可包括用于从电源32接收加热电流(其是简单的电阻电压电流)的第一电路，以便对邻近导电回路22a-22c的区域进行加热。而且，ECU 30可包括用于从电源32接收屏蔽电压信号(其可以是例如频率特定的信号)的第二电路，以便屏蔽邻近导电回路22a-22c的区域。
图5示出传感器垫18的示意性顶视图，其示出三个传感器回线34a、34b、34c中的每一个从其相应的感测回路24a、24b、24c延伸的路径。如图所示，传感器回线34a在感测回路24b的一部分上方延伸，所述传感器回线可以是感测回路24b的干扰源。为了使由传感器回线承载的信号彼此隔离同时允许线沿传感器垫18的有效路由，在ECU 30与感测回路24a-24c之间延伸的传感器回线34a-34c中的一个或多个可包括围绕传感器回线34a-34c的至少一部分的屏蔽。图6A-10示出线屏蔽的各种实现方式。参考标号34用于这些附图中，大体指代从传感器垫18延伸的任何传感器回线。
具体来说，图6A和图6B示出包括介电材料的导管38。例如，所述材料可包括尼龙、PVC、聚丙烯或金属材料。至少一个传感器回线34的至少一部分设置在导管38内。例如，导管38可设置在具体传感器回线34与相邻的感测回路的传感器回线34可能导致干扰的一部分之间，诸如在图5所示的可能干扰区域中。可替代地，导管38可设置在传感器回线34的靠近连接到传感器垫18的线的部分的周围，设置在传感器回线34的靠近连接到ECU 30的线的部分的周围，或设置在传感器回线34的全部或大部分的周围。一个导管可包括与每个区相关联的一组线或与多个区相关联的多组线。图6A示出具有与单个区相关联的延伸穿过导管的两条线的导管38—承载来自单个区的信号的传感器回线34和承载至所述区的信号的第二传感器馈线。图6B示出具有延伸穿过导管的多于一组线的导管38，其中每组两条线与区1至n相关联并且包括传感器馈线和传感器回线。
图7和图8示出围绕传感器回线34的一部分的金属屏蔽件37。金属屏蔽件37被配置用于基本上隔离由屏蔽线承载的电信号。例如，金属屏蔽件37可以是金属编织的导管。例如，所述材料可包括尼龙、PVC、聚丙烯或金属材料。如图7所示，绝缘层环绕传感器回线34，并且金属屏蔽件37环绕绝缘层。保护套可设置在金属屏蔽件37周围。保护套可包括介电材料的薄层，诸如聚酰胺、硅橡胶和聚酯。在其他实现方式中，可使用另一个导电层代替图7和图8所示的金属编织带。保护套可包括介电材料的薄层，诸如聚酰胺、硅橡胶和聚酯。
图9和图10示出另一个实现方式，其中屏蔽件回线40连接到金属屏蔽件37以使传感器回线34与干扰进一步屏蔽。图10所示的屏蔽件回线40焊接到金属屏蔽件37，但可使用将屏蔽件回线40附接到金属屏蔽件37的其他合适的方法，例如像压接。屏蔽件回线40连接到ECU 30，并且电源32生成通过屏蔽件线40的电流，所述电流提供用于防止干扰的期望基准。
另外，图7或图9所示的金属屏蔽件37和图6A或图6B所示的导管38可单独或组合使用，以便为在每个感测回路24与ECU 30之间延伸的传感器回线34提供足够的屏蔽。
在图5所示的实现方式中，金属屏蔽件37可设置在从传感器回路24a延伸的传感器回线34a的在感测回路24b上方延伸的部分的周围，以便使两个感测区彼此隔离。然而，在图8所示的实现方式中，金属屏蔽件37基本上设置在传感器回线34的全部的周围。
以上关于图1B和图3B所描述的屏蔽垫层7可包括缝合到背衬层上的一条或多条导电线。然而，在替代实现方式中，屏蔽垫层上的导电线可按照不同的方式布置和/或紧固到背衬层。例如，屏蔽垫层的替代实现方式可包括形成网状屏蔽垫层的针织金属网。例如，图12示出针织金属网层的一个实现方式，其中金属纱线71以纬纱针织图案针织在一起并且设置在背衬层76上以形成网状屏蔽垫层70。例如，图13示出针织金属网层的另一个实现方式，其中金属纱线81以经纱针织图案针织在一起并且设置在背衬层86上以形成网状屏蔽垫层80。图12和图13所示的针织图案允许网状屏蔽垫层70、80在拉伸时维持接触，从而在层70、80紧固到方向盘轮缘之后维持通过网状层70、80的导电性。这些针织图案是示例性的，并且可在其他实现方式中使用其他合适的针织图案。
在图12和图13所示的示例性层70、80中，相邻纬圈与经圈之间的间距介于约1密耳与约4密耳之间。在某些实现方式中，相邻纬圈与经圈之间的间距为约2密耳。例如，网每英寸长度可包括25至29纬圈并且每英寸宽度具有14至15个开口。另外，纱线可包括任何合适的导电材料，例如像蒙乃尔合金或铜。在一个实现方式中，纱线是蒙乃尔合金400线。
此外，根据一些实现方式，纱线的直径可被选择来提供介于约0.002英寸与约0.005英寸厚的网的厚度。例如，纱线的直径可以是约0.0035英寸。图12和图13所示的针织网不涂覆有介电材料，但在其他实现方式中，针织网可涂覆有合适的介电材料。
背衬层76、86可包括例如泡沫材料或其他合适的材料。背衬层76、86的厚度可以是介于约1密耳与约4密耳之间的厚度。例如，在某些实现方式中，背衬层76、86约2密耳厚。
在一些实现方式中，针织网可例如使用丙烯酸分散型粘合剂或任何其他合适类型的粘合剂来粘附到背衬层76、86。可替代地(未示出)，针织网可缝合到背衬层76、86上或使用任何合适的固定机构附接。
根据某些实现方式，在不干扰针织网的导电性质的情况下，针织网可沿轴线A-A或轴线B-B拉伸约10％至约15％。对于图12所示的实现方式，轴线A-A平行于背衬层76的长边缘77延伸，并且轴线B-B垂直于轴线A-A并平行于背衬层76的短边缘78延伸。针织金属网设置在背衬层76上，以使得A-A轴线延伸穿过第一纬圈C1和第一经圈W1中的第一回路L1的最高点91和第二纬圈C2和第二经圈W2中的第二回路L2的最高点92，其中第一纬圈C1在第二纬圈C2下方并且与第二纬圈C2相邻并且第一经圈W1在第二经圈W2左边并且与第二经圈W2相邻。轴线B-B延伸穿过第二纬圈C2中的第二回路L2的最高点92和第一经圈W1和第三纬圈C3中的第三回路L3的最高点93，所述第三纬圈C3在第二纬圈C2上方并且与第二纬圈C2相邻。
类似地，在图13所示的实现方式中，网被定向成使得轴线A-A延伸穿过由C1、W1中的重叠纱线形成的右下接触点95和左上接触点96。轴线B-B延伸穿过由重叠纱线C1、W1形成的左下接触点97和右上接触点98。
在将网状屏蔽垫层70、80安装在方向盘轮缘上的期间，屏蔽垫层70、80被沿A-A轴线和B-B轴线拉伸。网状层的这种布置改进了相邻回路之间的接触。
其他实现方式(未示出)可包括网状屏蔽垫层，所述网状屏蔽垫层包括焊接在一起以形成网状材料的金属带。在某些实现方式中，金属带可涂覆有介电材料。根据一些实现方式，焊接网可具有介于约5％与约10％之间的拉伸性。
在某些实现方式中，网状屏蔽垫层70、80可包括提供邻近网状层区域的一个导电区的一个网状层区域。然而，在其他实现方式(未示出)中，网状屏蔽垫层70、80可包括多个单独的网状层区域，所述网状层区域在背衬层76、86上间隔开且彼此分开，但电耦合在一起以提供邻近多个网状层区域中的每一个的一个导电区。这种实现方式向方向盘的特定区域提供目标屏蔽并且减少了用于网状屏蔽垫层70、80的网状层的量。在另一个实现方式(未示出)中，多个单独的网状层区域可不电耦合并且代替地单独耦合到电源以提供可单独激活的单独的导电区。
除非另外定义，否则本文所用的所有技术性和科学性术语具有与本领域中普通技术人员通常所理解的相同意思。与本文所描述的类似或同等的方法和材料可被用于实践或测试本公开。如本说明书中和所附权利要求书中所使用，单数形式“一”、“所述”包括复数指示对象，除非上下文另外清楚地指出。如本文所用的术语“包括(comprising)”及其变体与术语“包括(including)”及其变体同义地使用并且是开放的、非限制性术语。虽然将描述针对方向盘手检测系统的实现方式，但本领域技术人员将显而易见的是，实现方式不限于此。
如本文使用，术语“近似”、“约”、“基本上”及类似术语旨在表达与本公开内容所属主题的本领域普通技术人员共同所知和接受使用的意义相一致的广泛意义。阅读本公开内容的那些本领域技术人员应该理解，这些术语旨在允许对所述的和要求保护的某些特征的描述而不是将这些特征的范围限制到设置的精确数值范围。因此，这些术语应该被解释为表明对所述和要求保护的主题的非实质或不重要的修改或改变被认为是在随附权利要求中记载的本发明的范围内。
应该注意，本文用于描述各个实施方案的术语“示例性”旨在指示所述实施方案是可能的实例、表示、和/或可能实施方案的说明(并且所述术语不用于暗示所述实施方案必须是非同寻常的或最好的例子)。
本文所用的术语“耦接”、“连接”等意味着直接或间接地将两个构件彼此接合。所述接合可以是静态的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种接合可以通过以下各项来实现：这两个构件、或这两个构件和任何附加的中间构件与彼此一体成形为单个整体；或者这两个构件、或这两个构件和任何附加的中间构件附接至彼此。
本文涉及的元件的位置(例如，“顶”、“底”、“上”、“下”等)仅用于描述图中各个元件的定位。应该注意，各个元件的定位可以根据其他示例性实施方案而变化，而且所述变化旨在包含在本公开内容中。
重要地是要知道，在各个示例性实施方案中示出的方向盘的感测系统的构造和布置仅是示意性的。虽然本公开内容中仅详细描述了一些实施方案，阅读本公开内容的那些本领域技术人员将容易理解许多修改都是可行的(例如，各个元件的尺寸、维度、结构、形状、比例的改变，参数值、安装或分层布置、使用的材料、颜色、方向等的改变)而不会实质上偏离本文所述主题的新颖技术和优点的范围。例如，示出为一体成形的元件可以由多个零件或元件构成，元件的位置可以是相反的或以其他方式不同的，并且分立元件或位置的特性或数量可以改变或变化。根据多个替代实施例，任何过程或方法步骤的次序和顺序都可以被改变或重新排序。在各个示例性实施方案的设计、操作条件、和布置中还可以进行其他替换、修改、改变以及省略，而不偏离本发明的范围。
尽管已经用专用于结构特征和/或方法论行为的语言对主题进行了描述，但应当理解，所附权利要求中定义的主题不一定限制于上文所描述的特定特征或行为。相反，上文所描述的特定特征和行为是作为实现所附权利要求书的示例性形式而公开。

Claims (12)

1.一种用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统，其包括：
传感器垫，其包括一个或多个感测回路，并且所述感测回路中的每个限定感测区；
屏蔽垫，其设置在方向盘框架与所述传感器垫之间，所述屏蔽垫包括一个或多个导电回路，所述导电回路中的每个限定导电区；以及
电子控制单元，所述电子控制单元与所述屏蔽垫通信并且包括电源，所述电源被配置用于生成屏蔽电压信号，所述屏蔽电压信号被配置用于提供电流以使穿过所述传感器垫的信号与来自所述方向盘框架的干扰屏蔽；
来自与每个感测区相关联的每个感测回路的传感器回线，其中传感器回线分别在电子控制单元和每个感测回路之间延伸；
在传感器回线上的绝缘包皮，以隔离穿过传感器垫的信号。
2.如权利要求1所述的系统，其中用于屏蔽的电流小于200微安。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述电流为10微安。
4.如权利要求1所述的系统，其还包括设置在所述屏蔽垫与所述方向盘框架之间的加热器垫，所述加热器垫包括：
第一导电回路和第二导电回路；和
在电子控制单元与第一导电回路和第二导电回路之间延伸的导电馈线。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述加热器垫与所述电子控制单元通信，并且所述电源被配置用于选择性地生成被配置用于对所述方向盘进行加热的加热电流。
6.如权利要求5所述的系统，其中所生成的加热电流介于4安培与8安培之间。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述加热电流为7安培。
8.如权利要求4所述的系统，其中所述电子控制单元是第一电子控制单元，所述电源是第一电力发电机，并且所述加热器垫与第二电子控制单元通信，所述第二电子控制单元包括第二电源，所述第二电源被配置用于生成被配置用于对所述方向盘进行加热的加热电流。
9.如权利要求8所述的系统，其中所生成的加热电流介于4安培与8安培之间。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述加热电流为7安培。
11.如权利要求4所述的系统，其中：
所述电源是第一电源，并且所述电子控制单元还包括被配置用于生成加热电流的第二电源，并且
所述加热器垫与所述电子控制单元通信并且所述加热电流被配置用于对所述方向盘进行加热。
12.如权利要求4所述的系统，其中：
所述电源是第一电源，并且所述电子控制单元是第一电子控制单元，
所述系统还包括第二电子控制单元，所述第二电子控制单元包括第二电源，所述第二电源被配置用于生成加热电流，所述加热器垫与所述第二电子控制单元通信并且所述加热电流被配置用于对所述方向盘进行加热。
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