JP7628696B2 - 車両インテリア用制御システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に、自動車などの車両インテリア用制御システムに関し、当該制御システムは、車両の１つまたは複数の機能を制御するためにユーザーが相互作用することができる１つまたは複数のプラスチック系のタッチ・センシング制御エレメントおよび／または圧力／力センシング制御エレメントを有している。

自動車および航空機などのような車両インテリアは、ユーザー（ドライバーまたは乗客）が車両のさまざまな機能を制御することを可能にする多くのユーザー・インターフェース制御（制御エレメント）を含む。この機能とは、たとえば自動車では、これらに限定されないが、ウィンドウを動作させること、クライメート・コントロール・システム、ナビゲーション・システム、エンターテインメント・システム、ドアをロック／アンロックすること、シートを調節することなどを含む。従来から、ユーザー・インターフェース制御は、下層の回路基板に装着されている電子部品を機械的に移動および作動させるために一緒に嵌合される複数の射出成形されたプラスチック製の副部品から構成される、電気機械的なプッシュ・ボタン、スイッチ、および回転ノブの形態であった。これらの従来技術に伴う主な問題は、比較的単純な機能的エレメントの組み立てに多数の副部品を必要とすることと、特定の電子部品および装着構成に依存する標準的な作動メカニズムにある。これにより、制御システムの複雑さおよび車両インテリアの設計自由度が制限される。たとえば、そのような従来の制御エレメントの位置または配置は、人間工学的な考察よりも、使用される材料および／または構成部品のサイズ、形状、および／または剛性と関連付けられる機械的／物理的な制約に左右される場合がある。このような複数の部品からなる制御インターフェースは、粉塵が集まりやすく、また、部品を分離する溝や隙間から水が侵入でき、デバイスの故障につながる可能性がある。

今日、車両に利用可能な益々多くの複雑さを増したデバイスおよび機能は、簡素性、信頼性、および人間工学的な設計に、より重点を置いた異なる技術および材料を利用する新たな制御概念に対する需要を生み出した。とりわけ、自動車部門は、現在の技術動向を受けて、制御インターフェースを内部表面の中にシームレスに組み込む方向に向かうにつれて、スタイリング、人間工学的な設計および機能性がフレキシブルである、シームレスで適合可能な制御インターフェース解決策に対する必要性が高まっている。気を散らすものとして見なすことのできる、車両内に詰め込まれる技術の量の増加に伴い、ユーザーが道路から目を離す必要なく自動車制御インターフェースを直感的に操作できるようにするための自動車制御インターフェースに関するセーフティ・ドライブも存在する。これにより、ユーザーが容易に操作できる、（３Ｄ）プロファイル決めされた制御インターフェース、たとえば、隆起した触覚ボタン、回転ノブ、およびプッシュ・プル型ボタンが、現在、自動車の内部スペースに組み込まれている。

静電容量式タッチ・センサー型制御エレメントおよびパネルは、典型的に再構成可能であり、ボタン、スイッチ、および／またはトラックパッドの機能を提供できることから、現在、従来の電気機械的な制御エレメントに取って代わっている。しかし、従来の静電容量式センサーは、比較的に成熟した技術ではあるが、洗練された製作技法および高価な材料を必要とするため、車両インテリアの全体的なコストが増加してしまう。加えて、このセンシング技術は、３次元（３Ｄ）的にプロファイル決めされた表面と相性が悪いことが多いため、静電容量式タッチ・インターフェースは、典型的に、車両インテリアの平坦面に組み込まれ、ユーザーが行うことができるジェスチャーの相互作用の範囲が制限され、ドライバーの安全性を強化することができる人間工学的な設計考慮事項も制限される。

したがって、機能性を犠牲にすることなく、車両インテリアのどこかにシームレスに組み込むことができ、且つ製造が簡単で安価な人間工学的制御エレメント／インターフェースを利用する、車両インテリア用制御システムが必要とされている。

本発明の態様および実施形態は、上記の事項を念頭に置いて考案されたものである。

本発明の第１の態様によれば、ユーザーが相互作用する制御エレメントを含む、車両インテリア用制御システムが提供される。制御エレメントは、１つまたは複数の電気信号を提供するように構成されるセンシング電極と、センシング電極の上または上方に設けられる非導電性カバー材とを含むことができる。センシング電極は、導電性プラスチックから形成することができ、または、導電性プラスチックを含んでもよい。非導電性カバー材は、非導電性プラスチックから形成することができ、または、非導電性プラスチックを含んでもよい。非導電性カバー材は、制御エレメントの外層、オーバーレイヤー、またはスキンである、もしくはそれを含むことができる。非導電性カバー材は、制御エレメントの１つまたは複数のタッチ・インタラクティブ表面を提供することが可能である。センシング電極は、１つまたは複数の電気信号を測定するために、機械的な係合および／または摩擦係合によって接続回路基板に接続可能および／または電気的に接続可能であるように構成され得る。機械的な係合および／または摩擦係合は、機械的な接触または機械的な電気接続であり得る。１つまたは複数の電気信号は、センシング電極の上／上方に設けられる非導電材の上／上方における導電性物体の接触および／または移動によって生じる（たとえば、センシング電極の）静電容量の変化に応答して提供され得る。追加的にまたは代替的に、静電容量の変化は、非導電材にかかる圧力もしくは力によって生じ得る。制御システムは、制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して１つまたは複数のユーザーが制御可能な車両機能を制御するための車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続可能である。

この文脈において、「機械的接触」という用語は、物理的に接触し、両者間に非永久的な、即ち、はんだ接合または他の形態のワイヤボンディングではない電気的な接続を提供することを意味している。

制御エレメントは、自動車用プラスチック系静電容量式タッチ・センサーおよび／または機械的な変形／圧力センサーである。制御システムにより、自動車用の人間工学的および３次元（３Ｄ）的にプロファイル決めされたタッチ・センサー式ユーザー・インターフェースおよび／または感圧ユーザー・インターフェースに関する、容易に製造可能であり且つ低コストで組み立て可能な解決策が提供される。センシング電極に導電性プラスチックを使用することは、金属電極を使用する従来のタッチ・センシング技術および／または電気機械的な圧力センシング技術を上回る複数の利点を有している。第１に、材料コストおよび重量が、従来の金属電極材料（たとえば、金、銀、またはアルミニウムなど）のものよりも著しく低い。第２に、プラスチックは成形可能であるので、センシング電極および非導電材は、成形プロセスの性質に起因して、ほとんど任意のサイズ、形状、または３Ｄ形態に形成および／または成形することができ、プラスチック系制御エレメントを車両の内部表面にシームレスに組み込むことができる。さらに、プラスチック部品の形状／サイズは、具体的には、たとえば、タッチ・ボタン、タッチ・スライダー、タッチ・トラックパッド、および静的回転ノブ、ならびに、プッシュ・プル型スイッチ／トリガー、トグル・スイッチ、プッシュ・ボタン、および捩じりハンドルなど、異なるユーザー・インタラクティブ機能を提供するように選択または設計することができる。

制御エレメントは、指などの導電性物体によって制御エレメント（すなわち、センシング電極の上方のカバー材）をタッチすることによって作動させることができ、および／または、センシング電極の少なくとも一部分と接続回路基板上のセンシングポイントとの間の距離を変化させるために、接続回路基板に対してセンシング電極を移動および／または変形させるように、制御エレメントに圧力または力（たとえば、プッシュおよび／またはプル）を印加することによって作動させることができる。制御エレメントにタッチすることで、接続回路基板上のセンシングポイントにおいて測定されるセンシング電極の自己静電容量を変化させることが可能であり、一方、センシング電極を移動／変形させることで、センシング電極とセンシングポイントとの間の静電容量を変化させることが可能であり、結果、両者とも、センシングポイントにおいて測定される電気信号に変化が生じる。後者のケースにおいて、制御エレメントは、移動可能なおよび／または変形可能な導電性プラスチック部品を含んでもよい。この導電性プラスチック部品は、下層の接続回路基板と直接相互作用するため、最小限の部品で従来の電気機械的な車内スイッチの機能性を提供できる。

導電プラスチック製センシング電極は、機械的な係合および／または摩擦係合によって接続回路基板に電気的に接続され得るので、配線やはんだ付けを用いることなく接続回路基板に装着および接続することができることから、制御エレメントの製造および組み立てが大いに単純化し、製造コストを低減できる。プラスチック製センシング電極は、下層の接続回路基板と直接的に相互作用する移動可能なまたは変形可能な単一部品であることが可能であり、制御エレメントの部品数を低減させることができる。さらに、導電プラスチック製センシング電極は、機械的な係合および／または摩擦係合によって接続回路基板に固定され得るので、制御システムの組み立ては大いに簡素化され、組み立て時間も大いに低減し、さらには従来の金属系センサー技術と比較して、関連の製造／組み立てコストも低下する。制御システムを組み立てるために、センシング電極を、接続回路基板上の適切な場所へ簡単に押したり、スライドさせたり、および／またはクリップしたりして、機械的に電気接続させることができ、接続回路基板との摩擦係合により、センシング電極を適切な場所に固定して保持させることで、残りの組み立て工程にわたって、また、車両内に据え付けられたときには、制御システムの使用の間、機械的な電気接続を維持させる。

静電容量式タッチ・センサー用導電性プラスチック電極の使用のさらなる実践的かつ機能的利点は、以下を含む。
・ センシング電極は、車両部品の外部形状の複雑さにかかわらず、その外部形状に一致するように形成／成形され得る。これにより、電極配置の複雑さ、ワイヤリング、摩耗する可能性の増加、組み立てコストの増加を伴う、フレキシブル・プリント回路の必要性がなくなる。
・ センシング電極は、より大きいエリアをカバーすることが可能であり、それにより、静電容量変化に対してはるかに感度が高くなるため、典型的により小さい金属電極の対応物と比較して、所与のユーザー・インタラクション（たとえば、タッチまたはプッシュ・プル）に対しより大きい信号変化を生成する。
・ センシング電極のサイズおよび形状は、生成される電気信号を調整するように選択され、たとえば、最小信号値と最大信号値との間で平滑な電気信号変化を生成することが可能である。これにより、センシング電極が、異なる指移動のインタラクションのカスタマイズされた検出を含む、幅広いユーザー・インタラクションをセンシングすることができる。
・ 全体的に、制御エレメント、電極配置、およびタッチ・センシング制御エレメント自体に関する設計自由度が著しく増す。

センシング電極およびカバー材は、射出成形プロセスによって形成され得る。任意選択でまたは好ましくは、カバー材は、実質的に可撓性／変形可能でかつ弾性である。制御システムは、１つまたは複数の電気信号を測定するための１つまたは複数のセンシングポイントを含む接続回路基板を含むことが可能である。接続回路基板は、機械的係合および／または摩擦係合によって１つまたは複数のセンシングポイントのうちの少なくとも１つにおいてセンシング電極に電気的に接続するように構成され得る。センシング電極は、接続回路基板上の１つまたは複数のセンシングポイントのうちの少なくとも１つに機械的に接触し、電気的に接続するように構成され得る。

センシング電極は、接続回路基板上の第１のセンシングポイントに面し、機械的に接触し、および／または係合して電気的に接続するように構成される第１の部分を含み得る。第１の部分は、突起であるかまたはそれを含むことができる。第１の部分と第１のセンシングポイントとの間の機械的な接触または係合は、第１の部分と第１のセンシングポイントとの間の相対的な移動を実質的に防止することが可能である。

第１のセンシングポイントは、電気コネクタであるかまたはそれを含むことができる。電気コネクタは、センシング電極の第１の部分に機械的に接触し、変形させ、および／または嵌め込まれて電気的に接続するように構成される、実質的に剛性の嵌め合い部分を有することができる。これにより、第１のセンシングポイントにおいて、機械的な係合による、センシング電極と接続回路基板との電気的接続が可能になる。

さらに、電気コネクタは、センシング電極の第１の部分と摩擦係合して、センシング電極を接続回路基板に固定するように構成され得る。代替的にまたは追加的に、接続回路基板は、センシング電極の対応する固定部分と摩擦係合し、センシング電極を接続回路基板に固定するように構成される固定エレメントを含むことができる。摩擦係合は、第１の部分と第１のセンシングポイントとの間の機械的な接触（機械的な電気接続）を維持することが可能である。

電気コネクタおよび／または固定エレメントは、接続回路基板から突き出ている突起であるかまたはそれを含むことができ、センシング電極の第１の部分および／または固定部分は、それぞれの突起と摩擦係合するように構成されている凹部であるかまたはそれを含むことができる。代替的に、電気コネクタおよび／または固定エレメントは、接続回路基板の中の凹部、開口部、もしくは貫通孔であるかまたはそれを含むことができ、センシング電極の第１の部分および／または固定部分は、それぞれの凹部と摩擦係合するように構成されている突起であるかまたはそれを含むことができる。

制御エレメントは、複数の前記導電プラスチック製センシング電極を含むことが可能であり、非導電性のプラスチック製カバー材は、それぞれのセンシング電極の上または上方に設けることができる。それぞれのセンシング電極は、非導電性プラスチック材上の導電 性物体／非導電性プラスチック材を横切る導電性物体の移動に応じて、１つまたは複数の電気信号の特徴的なまたは事前定義された変化をもたらすように構成され得る。２つ以上の隣接するセンシング電極は、隣接するセンシング電極の上方の非導電性プラスチック材上の前記導電性物体／非導電性プラスチック材を横切る前記導電性物体の移動に応じて、１つまたは複数の電気信号に実質的に平滑な変化をもたらすように、１つまたは複数の方向に互いに噛み合うよう構成され得る。

第１の部分と第１のセンシングポイントとの間の機械的な接触または係合により、第１のセンシングポイントとの一定の電気的接触を維持しながら、第１の部分は、第１のセンシングポイントに対し移動することが可能である。第１の部分は、第１のセンシングポイントとの一定の電気的接触を維持しながら、センシング電極が第１の部分の周りを枢動／回転できるように構成され得る。

センシング電極は、接続回路基板上の第２のセンシングポイントに面するように構成される第２の部分を含むことができる。第２のセンシングポイントは、接続回路基板の、第１のセンシングポイントと同じ面にあるか、または、第１のセンシングポイントの反対面にあり得る。第２の部分は、第２の部分と第２のセンシングポイントとの間の距離を変化させるように、センシング電極に印加される圧力／力に応答して、レスト位置から第１の作動位置へ移動可能および／または変形可能であり得る。センシング電極は、レスト位置から第１の作動位置へ第１の部分の周りを枢動／回転するように構成され得る。任意選択で、第２の部分は、第２の部分に印加される圧力または力に応答して、第１の部分に対して移動するかまたは少なくとも部分的に変形／屈曲するように構成され得る。

センシング電極は、接続回路基板の一部分を受け入れるためのスロットを含むことができる。センシング電極は、スロットの対向する壁部の間に接続回路基板を把持および／または摩擦係合するように構成され得る。把持作用および／または摩擦係合により、第１の部分と第１のセンシングポイントとの間の機械的な接触（機械的な電気接続）を維持することができる。

センシング電極は、接続回路基板上の第３の電極に面するように構成される第３の部分を含むことができる。第３のセンシングポイントは、接続回路基板の、第２のセンシングポイントと同じ面に位置付けされるか、または、第２のセンシングポイントとは反対面に位置付けされ得る。第３の部分は、第３の部分と第３のセンシングポイントとの間の距離を変化させるように、センシング電極に印加される圧力／力に応答して、レスト位置から第２の作動位置へ移動可能および／または変形可能であり得る。センシング電極は、レスト位置から第２の作動位置へ第１の部分の周りを枢動／回転するように構成され得る。任意選択で、第３の部分は、第３の部分に印加される圧力／力に応答して、第１の部分に対して移動するかまたは少なくとも部分的に変形／屈曲するように構成され得る。

１つまたは複数の電気信号は、センシング電極の１つまたは複数の部分（たとえば、第２および／または第３の部分）と接続回路基板上のそれぞれのセンシングポイントとの間の距離を変化させる、センシング電極に印加される力または圧力によって生じる、センシング電極と接続回路基板上の１つまたは複数のセンシングポイント（たとえば、第２および／または第３のセンシングポイント）との間の静電容量の変化に応じて提供され得る。それぞれのセンシングポイントは、センシング電極の異なる部分と関連付けることができる。

センシング電極の第１、第２、および第３の部分は、導電性プラスチックの単一部品の一部であってもよい。代替的に、センシング電極の第１、第２、および第３の部分は、導電性プラスチックの別個のピースであるかまたはそれを含んでもよい。

本発明の第２の態様によれば、ユーザーが相互作用するための制御エレメントを含む、車両インテリア用制御システムが提供される。制御エレメントは、１つまたは複数の電気信号を提供するように構成されるセンシング電極と、センシング電極の上または上方に設けられる非導電材とを含むことができる。センシング電極は、導電性プラスチックから形成することができ、または、導電性プラスチックを含んでもよい。非導電材は、非導電性プラスチックから形成することができ、または、非導電性プラスチックを含んでもよい。１つまたは複数の電気信号は、非導電材に近接または接触している導電性物体（たとえば、ユーザーの指または親指など）によって生じるセンシング電極の静電容量の変化に応答して提供され得る。非導電材は、制御エレメントの外層、オーバーレイヤー、またはスキンであるかもしくはそれを含むことができる。非導電材は、制御エレメントの１つまたは複数のタッチ・インタラクティブ表面を提供することが可能である。静電容量は、センシング電極の自己静電容量であり得る。センシング電極は、１つまたは複数のセンシングポイントにおいて１つまたは複数の電気信号を測定するために、摩擦係合により接続回路基板に接続可能に構成され得る。この文脈において、センシングポイントは、センシング電極と接続回路基板との間の電気的な接続のポイントを画定している。したがって、１つまたは複数のセンシングポイントは、センシング電極上または接続回路基板上にあると考えられる。制御システムは、制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して１つまたは複数のユーザーが制御可能な車両機能を制御するための車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続可能である。制御システムは、センシング電極を装着するための接続回路基板をさらに含むことができる。接続回路基板は、１つまたは複数の電気信号を測定するために１つまたは複数のセンシングポイントにおいてセンシング電極に電気接続するように構成され得る。接続回路基板は、さらに、締まり嵌めなどの摩擦係合によって接続回路基板上にまたは接続回路基板にセンシング電極を固定するように構成され得る。

第２の態様の制御エレメントは、自動車用プラスチック系静電容量式タッチ・センサーである。制御システムにより、自動車用の人間工学的および３次元（３Ｄ）的にプロファイル決めされたタッチ・センサー式ユーザー・インターフェースに関する、容易に製造可能で且つ低コストで組み立て可能な解決策が提供される。

センシング電極は、センシング電極と関連付けられる１つまたは複数のセンシングポイントにおいて、接続回路基板に電気接続され得る。センシング電極が２つ以上のセンシングポイントと関連付けられる場合、それぞれのセンシングポイントは、センシング電極の異なる部分と関連付けられ得る。センシング電極のそれぞれのセンシングポイントは、接続回路基板上の異なる導電性トラックに電気的に接続され得る。複数のセンシングポイントが存在する場合、センシング電極と関連付けられるそれぞれのセンシングポイントは、制御エレメントと相互作用するオペレーターに応答して、別個の電気信号を（測定モジュールに）提供することが可能である。それぞれのセンシングポイントは、各センシングポイントに近接する非導電性プラスチック材の表面上またはその付近にあるオペレーターの指／親指／手などの導電性物体に応じて、別個の電気信号を提供することが可能である。

接続回路基板は、１つまたは複数のセンシングポイントにおいてセンシング電極に機械的に接触するように構成されている１つまたは複数の電気コネクタを含むことができる。有利には、機械的接続は、組み立て中センシング電極を適切な場所に嵌め込む際、ワイヤ、はんだ付け、導電性接着剤、または、他の永久的な電気的接続手段の必要性なしに、センシング電極が接続回路基板に直接電気的に接続され得るということを意味している。また、センシング電極を適切な場所に固定する摩擦係合により、機械的な電気接続が維持される。

上記電気コネクタまたは各電気コネクタは、（それぞれのセンシングポイントにおいて）センシング電極の対応する接触部分に機械的に接触し、変形させ、および／または嵌め 込まれるように構成される実質的に剛性の嵌め合い部分であるか、またはそれを含むことができる。嵌め合い部分は、１つまたは複数の金属突起、ピン、キャステレーテッド・パッド（ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ ｐａｄ）、クリップ・ピン、および／または、センシング電極への強固な機械的接続を可能にする金属コネクタの他の任意形態であるかまたはそれを含むことができる。嵌め合い部分および接触部分は、オス・メス接続を形成することが可能である。たとえば、嵌め合い部分は接続回路基板から突き出ている突起であるかまたはそれを含むことができ、接触部分は、嵌め合い部分の突起を受け入れて（または、その逆もまた同様である）電気的接続を行うように構成される開口部もしくは凹部であるかまたはそれを含むことができる。

任意選択でまたは好ましくは、嵌め合い部分を、それぞれのセンシング電極の接触部分に向けて付勢させることができ、または、その逆もまた同様である。たとえば、嵌め合い部分を、スプリング荷重式とすることができる。追加的にまたは代替的に、センシング電極の導電性プラスチック材は、実質的に弾性でもよく、嵌め合い部分による変形（圧縮または屈曲）に応じて嵌め合い部分に対する反力を印加することが可能である。

１つまたは複数の電気コネクタは、さらに、センシング電極と接続回路基板との間に摩擦係合および／または締まり嵌めを提供するように構成することができ、すなわち、１つまたは複数の電気コネクタは、それらの間に機械的な電気接続を行うことに加えて、摩擦係合によって、接続回路基板上にまたは接続回路基板にセンシング電極を固定するように構成され得る。追加的にまたは代替的に、接続回路基板は、摩擦係合によって接続回路基板上にまたは接続回路基板にセンシング電極を固定するように構成される、１つまたは複数の別個の接続エレメント／部分を含むことができる。

上記電気コネクタおよび／または接続エレメントもしくはそれぞれの電気コネクタおよび／または接続エレメントは、接続回路基板から突き出ている突起であるかまたはそれを含むことができ、センシング電極は、それぞれの突起と摩擦係合するように構成される１つまたは複数の凹部を含むことができる。電気コネクタがセンシング電極を固定するように構成される場合、凹部のうちの少なくとも１つが、センシング電極の接触部分であるかまたはそれを含むことができる。代替的に、上記電気コネクタおよび／もしくは接続エレメントまたはそれぞれの電気コネクタおよび／もしくは接続エレメントは、接続回路基板の凹部、開口部、または貫通孔であるかもしくはそれを含むことができ、センシング電極は、それぞれの凹部、開口部、または貫通孔と摩擦係合するように構成される１つまたは複数の突起を含むことができる。

制御エレメントは、複数の導電プラスチック製センシング電極を含むことができる。それぞれのセンシング電極は、互いに隣接して位置決めまたは配置され得る。非導電材は、それぞれのセンシング電極の上または上方に設けることができる。ゆえに、１つまたは複数のタッチ・センサー式の表面は、複数のセンシング電極の上方に延在することが可能である。それぞれのセンシング電極は、１つまたは複数のセンシングポイントにおいて接続回路基板に接続され得る。それぞれのセンシング電極は、それぞれのセンシング電極の上または上方の非導電材に近接しているかまたは接触している導電性物体によって生じるそれぞれのセンシング電極の静電容量の変化に応答して、１つまたは複数の電気信号を提供するように構成され得る。

複数のセンシング電極が互いに隣接している場合、少なくとも２つの隣接するセンシング電極は、１つまたは複数の方向に互いに噛み合うようにおよび／または互いに連動するように形成および／または構成され得る。このように、少なくとも２つのセンシング電極の上または上方の非導電性プラスチック材上の／非導電性プラスチック材を横切る導電性物体の移動により、１つまたは複数の電気信号の特徴的な信号プロファイル変化がもたらされ、その変化は実質的に平滑な変化であり得る。少なくとも２つの隣接するセンシング電極により、第１のタッチ・インタラクティブ表面をもたらすことが可能である。

制御エレメントは、上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極の１つまたは複数のセンシングポイントに対する、非導電性プラスチック材上の／非導電性プラスチック材を横切る導電性物体の接触および／または移動に応じて、１つまたは複数の電気信号が変化するように構成され得る。１つまたは複数の電気信号の変化は、導電性物体とセンシング電極間の重なる部分の面積の変化および／または距離の変化により生じ得る。任意選択でまたは好ましくは、センシング電極は、非導電性プラスチック材を横切る導電性物体の線形および／または円形の移動に応じて、１つまたは複数の電気信号を提供するように形成することができる。

制御エレメントは、１つまたは複数の電気信号に基づいて、ユーザーからの接触／タッチ、接触位置／タッチ位置、１つまたは複数のセンシングポイントに対する非導電性プラスチック材の表面上の／その表面を横切る前記導電性物体の移動の速度および／または方向のうちの１つまたは複数を検出するように構成され得る。制御エレメントは、タッチ・ボタン機能、スライダー機能、トラックパッド機能、および／または静的回転ノブ機能を提供するように形成および構成され得る。

電気信号の変化が、導電性物体とセンシングポイント間の距離の変化により生じる場合、その変化は、表面上の導電性物体の位置／場所に応じて、センシングポイントによって記録される静電容量の変化に関係付けられ得る。上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極は、実質的に１ｘ１０^２Ｏｈｍ．ｃｍから１ｘ１０^６Ｏｈｍ．ｃｍの範囲にある電気抵抗率を有することが可能である。大きい抵抗率を有するということは、測定される静電容量の大きさが、導電性物体の場所と個々のセンシングポイントとの間の距離とともにより強力に変化するということを意味している。上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極の抵抗率および／または抵抗は、導電性プラスチックの固有の材料特性（すなわち、固有の抵抗率）を介してチューニングされ得る。代替的にまたは追加的に、センシング電極の抵抗率および／または抵抗は、その代わりに１つまたは複数の孔、中空部、凹部、厚さの変動を導入することによって、および／または、幾何学的なパターン／トラックをセンシング電極の中へ繰り返すことによって、固有の材料特性を変化させることなくチューニングすることができる。たとえば、センシング電極は、任意の２つのポイント間に所定の抵抗をもたらすために、複雑な形状および／または繰り返しの幾何学的なパターンであるかまたはそれを含むことが可能である。規則的な配列を形成する複数の中空部および／または凹部が存在してもよい。１つまたは複数の孔、中空部、および／または凹部は、２つのポイント間に非線形の導電経路を画定することが可能である。代替的にまたは追加的に、１つまたは複数の中空部および／または凹部は、２つのポイント間に複数の線形のおよび／または非線形の導電経路を画定することが可能である。

制御エレメントが複数のセンシング電極を含む場合、複数の隣接するセンシング電極は、互いに組み合わされ、噛み合い、および／または連動して３Ｄ構造体を形成するように形状決めおよび／または構成され得る。非導電材は、３Ｄ構造体の上方に提供され得るか、または、３Ｄ構造体をカバーすることが可能であり、１つまたは複数のタッチ・インタラクティブ表面を提供する。上記タッチ・インタラクティブ表面またはそれぞれのタッチ・インタラクティブ表面は、複数のセンシング電極を横切ってまたは複数のセンシング電極の上方に延在することが可能である。それぞれのセンシング電極は、１つまたは複数のセンシングポイントを含むことができる。制御エレメントは、第１および第２のタッチ・センサー式表面を含むことができる。第１および第２のタッチ・インタラクティブ表面の上または上方の非導電性プラスチック材上の／非導電性プラスチック材を横切る導電性物体のタッチおよび／または移動により、１つまたは複数の電気信号の異なる／区別可能な変化が生じ得る。

タッチ・ボタン制御エレメントは、第１のタッチ・インタラクティブ表面を含むことができる。タッチ・ボタン制御は、導電性物体が上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極の上方の非導電材の第１のタッチ・インタラクティブ表面に接触しているかまたは極めて近接しているときに検出するように構成され得る。複数のセンシング電極が存在する場合、それぞれのセンシング電極は、第１のタッチ・インタラクティブ表面のサブ領域を画定することが可能であり、それぞれの異なるサブ領域内／サブ領域上の接触またはタッチが検出され得るようになっている。このような方法で、制御エレメントは、マルチ・ボタンおよび／またはキー・パッド機能を提供することが可能である。

スライダー制御エレメントは、第１のタッチ・インタラクティブ表面を含むことができる。スライダー制御エレメントは、導電性物体が上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極の上方の非導電材の第１のタッチ・インタラクティブ表面に接触しているかまたは極めて近接しているときに検出するように構成され得る。加えて、スライダー制御エレメントは、導電性物体とセンシングポイントとの間の距離の変化に基づいて、単一の経路（線形の経路または湾曲した経路でもよい）に沿った第１のタッチ・インタラクティブ表面上の／第１のタッチ・インタラクティブ表面を横切る導電性物体の移動の位置、方向、および／または量を検出するように構成され得る。

トラックパッド制御エレメントは、第１のタッチ・インタラクティブ表面を含むことができる。トラックパッド・パッドは、連動する複数のセンシング電極を含むことができる。トラックパッド制御エレメントは、導電性物体が上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極の上方の非導電材のタッチ・インタラクティブ表面に接触しているかまたは極めて近接しているときに検出するように構成され得る。加えて、トラックパッド制御エレメントは、導電性物体とセンシングポイントとの間の距離の変化に基づいて、および／または、導電性物体と上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極との間の重なる部分の変化に基づいて、複数の経路（線形の経路または湾曲した経路でもよい）に沿ったタッチ・インタラクティブ表面上の／タッチ・インタラクティブ表面を横切る導電性物体の移動の位置を検出するように、ならびに／または、方向および／もしくは量を検出するように構成され得る。

静的回転ノブ制御エレメントは、上面および側面を伴う隆起した３Ｄ構造体を有することが可能である。隆起した３Ｄ構造体は、上部および側部を有することが可能である。静的回転ノブ制御エレメントは、第１のタッチ・インタラクティブ表面を含むことができる。第１のタッチ・インタラクティブ表面は、側面の少なくとも一部であるかまたはそれを含むことが可能であり、および／または、３Ｄ構造体の側部の周りに少なくとも部分的に延在することが可能である。側面は、実質的に湾曲してもよく、スライダー機能、たとえば、導電性物体が上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極の上方の非導電材の側面に接触しているかまたは極めて近接しているときに検出することが可能であり、加えて、導電性物体とセンシングポイントとの間の距離の変化に基づいて、および／または、導電性物体と上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極との間の重なる部分の変化に基づいて、単一の経路に沿った側面の周りの導電性物体の位置、ならびに／または、移動の方向および／または量を検出する、第１のタッチ・インタラクティブ表面を提供するように構成され得る。このように、静的回転ノブは、制御エレメントが回転することなく、機械的な回転ノブの機能を再現することが可能である。任意選択で、静的回転ノブ制御エレメントは、第２のタッチ・インタラクティブ表面を含むことができる。第２のタッチ・インタラクティブ表面は、上面の少なくとも一部であるかまたはそれを含むことができる。上面は、実質的に平坦でもまたは湾曲してもよい。第２のタッチ・インタラクティブ表面は、上記に説明されているように、タッチ・ボタンおよび／またはトラックパッド機能を提供するように構成され得る。

本発明の第３の態様によれば、ユーザーが相互作用するための制御エレメントを含む、車両インテリア用制御システムが提供される。制御エレメントは、１つまたは複数の電気信号を提供するように構成されるセンシング電極と、センシング電極の上または上方に設けられる非導電材とを含むことができる。センシング電極は、導電性プラスチックから形成することができ、または、導電性プラスチックを含んでもよい。非導電材は、非導電性プラスチックから形成することができ、または、非導電性プラスチックを含んでもよい。非導電材は、制御エレメントの外層、オーバーレイヤー、またはスキンであるかもしくはそれを含むことができる。センシング電極または制御エレメントは、１つまたは複数の電気信号を測定するための１つまたは複数のセンシングポイントを含む接続回路基板に接続可能であるように構成され得る。１つまたは複数の電気信号は、センシング電極と接続回路基板上の１つまたは複数のセンシングポイントのうちの少なくとも１つとの間の距離を変化させるセンシング電極に加わる圧力または力により生じる、センシング電極と接続回路基板の１つまたは複数のセンシングポイントのうちの少なくとも１つとの間の静電容量の変化に応じて提供され得る。制御システムは、制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して１つまたは複数のユーザーが制御可能な車両機能を制御するための車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続可能である。制御システムは、センシング電極を装着するための接続回路基板を含むことができる。接続回路基板は、１つまたは複数の電気信号を測定するための１つまたは複数のセンシングポイントを含むことができる。

第３の態様の制御エレメントは、自動車用のプラスチック系の機械的な変形または圧力センサーである。第１の態様に関して説明されているように、制御システムにより、自動車用の人間工学的なおよび３次元（３Ｄ）的にプロファイル決めされた感圧ユーザー・インターフェースに関する、容易に製造可能で且つ低コストで組み立て可能な解決策が提供される。

接続回路基板上の上記センシングポイントまたはそれぞれのセンシングポイントは、電極であるかまたはそれを含むことができる。上記電極またはそれぞれの電極は、金属もしくは金属合金パッド、または、導電性プラスチックもしくはポリマーのパッドであるかまたはそれを含むことができる。接続回路基板上のそれぞれの電極は、センシング電極の異なる部分に面することが可能である。センシング電極のそれぞれの部分は、接続回路基板上のそれぞれの電極と静電容量的に相互作用することが可能であり、または、その逆もまた同様である。

１つまたは複数のセンシングポイントは、センシング電極の第１の部分に面する第１の電極または第１のセンシングポイントを含むことができる。第１の電極／センシングポイントは、接続回路基板の第１の面にあり得る。センシング電極は、接続回路基板に接触するように構成されている第１の部分を含むことができる。センシング電極の第１の部分は、接続回路基板の第１の電極／センシングポイントに接してもよい。任意選択でまたは好ましくは、接続回路基板の第１の電極／センシングポイントは、接地ポイントまたは参照ポイントであり得る。

第２の電極／センシングポイントにおいて測定される静電容量は、第１の電極／センシングポイントに電気的に接続されている第２の部分を介して、第１の電極／センシングポイントとの可変の相互作用によって変更され得る。第１の部分は、レスト位置において、接続回路基板上の第２の電極／センシングポイントから第２の部分を第１の距離だけ離れるように構成され得る。第２の部分は、接続回路基板に向けて延在する１つまたは複数の突起であるかまたはそれを含むことができる。

１つまたは複数のセンシングポイントは、センシング電極の第２の部分に面する第２の電極／センシングポイントを含むことができる。第２の電極／センシングポイントは、接続回路基板の第１の面にあり得る。センシング電極は、センシング電極に印加される圧力または力に応じて、センシング電極の第２の部分が接続回路基板の第２の電極／センシングポイントから第１の距離に位置決めされているレスト位置から、センシング電極の第２の部分が接続回路基板の第２の電極／センシングポイントから第２の距離に位置決めされている第１の作動位置へ移動可能および／または変形可能であり得る。第２の距離は、第１の距離とは異なる。

第２の部分は、レスト位置において、第２の電極／センシングポイントから第１の距離だけ離れ得る。センシング電極は、印加される圧力または力に応じて、第２の部分が第２の電極／センシングポイントに向かってまたは第２の電極／センシングポイントから離れて移動および／または変形するように構成され得る。第２の距離は、第１の距離よりも短く、ゼロ以上であり得る。したがって、力または圧力により、第２の電極／センシングポイントと接触させて第２の部分を移動または変形させることが可能である。

センシング電極は、印加される圧力または力に応じて枢動および／または変形することによって、レスト位置と第１の作動位置との間を移動するように構成され得る。

第２の部分は、第２の部分に印加される圧力または力に応じて、第２の電極／センシングポイントまたは第１の作動位置に向かって、第１の部分に対して変形するように構成され得る。このように、レスト位置と第１の作動位置間の移動は、第２の部分の変形によって生じ得る。

センシング電極は、センシング電極に印加される圧力または力に応じて、レスト位置と第１の作動位置との間で第１の部分の周りに枢動／回転するように構成され得る。任意選択でまたは好ましくは、第２の部分は、第１の部分に印加される圧力または力に応じて、たとえば第１の作動位置に向かって、第１の部分に対して少なくとも部分的に変形／屈曲／移動するように構成され得る。このように、レスト位置と第１の作動位置との間の移動は、枢動および選択的に部分的な変形によって生じ得る。

センシング電極は、第３の部分を含むことができる。１つまたは複数のセンシングポイントは、第３の部分に面する第３の電極／センシングポイントを含むことができる。センシング電極は、センシング電極に印加される圧力または力に応じて、センシング電極の第３の部分が接続回路基板の第３の電極／センシングポイントから第３の距離に位置決めされているレスト位置から、センシング電極の第３の部分が接続回路基板の第３の電極／センシングポイントから第４の距離に位置決めされている第２の作動位置へ移動可能および／または変形可能であり得る。第４の距離は、第３の距離とは異なる。

第３の部分は、レスト位置において、第３の電極／センシングポイントから第３の距離だけ離れ得る。センシング電極は、印加される圧力または力に応じて、第３の部分が第３の電極／センシングポイントに向かってまたは第３の電極／センシングポイントから離れて移動および／または変形するように構成され得る。第４の距離は、第３の距離よりも短く、ゼロ以上であり得る。したがって、力または圧力により、第３の電極と接触させて第３の部分を移動または変形させることが可能である。第１の部分は、レスト位置において、第３の電極／センシングポイントから第３の部分を第３の距離だけ離れるように構成され得る。

センシング電極は、印加される圧力または力に応じて枢動および／または変形することによって、レスト位置と第２の作動位置との間で移動するように構成され得る。センシング電極は、レスト位置と第２の作動位置との間で第１の部分の周りに枢動／回転するように構成され得る。任意選択でまたは好ましくは、第３の部分は、第３の部分に印加される圧力または力に応じて、たとえば第２の作動位置に向かって、第１の部分に対して少なくとも部分的に変形／屈曲／移動するように構成され得る。このように、レスト位置と第２の作動位置との間の移動は、枢動および選択的に部分的な変形により生じ得る。

制御エレメントは、センシング電極を移動／変形させるために力／圧力を印加するために、ユーザーがハンドリングし、把持し、および／または操作するためのハンドル部分を含むことができる。ハンドル部分は、センシング電極を移動および／または変形させるために、ユーザーが把持し、押し、引き、および／もしくは持ち上げるための突起もしくはエクステンションであるかまたはそれを含むことができる。ハンドル部分は、センシング電極および／または接続回路基板から離れるように延在することが可能である。センシング電極は、ハンドル部分の中へ延在する力伝達部を含むことが可能である。力伝達部は、センシング電極の第１および／または第３の部分に力または圧力を伝達することが可能である。たとえば、力伝達部は、突起もしくはエクステンションであるかまたはそれを含むことができる。突起またはエクステンションは、たとえばエクステンションに印加される力または圧力に応じて、センシング電極を第２の部分の周りに枢動および／または変形させるレバー作用をもたらす。

センシング電極は、単一の平面または複数の異なる平面内で、第１の部分の周りに枢動または回転するように構成され得る。上記枢動平面またはそれぞれの枢動平面は、接続回路基板の平面に対して実質的に直交するかまたは垂直であることが可能である。センシング電極は、接続回路基板の平面に対して実質的に直交する第１の平面内で、レスト位置と第１の作動位置との間で枢動／回転するように構成され、また、第１の平面と実質的に同じ平面内で、レスト位置と第２の作動位置との間で枢動／回転するように構成され得る。代替的に、センシング電極は、接続回路基板の平面に対して実質的に直交する第２の平面内で、レスト位置と第２の作動位置との間で枢動／回転するように構成され、第２の平面は、第１の平面とは異なっている。たとえば、第２の平面は、０度から１８０度の間の第１の平面に対する（接続回路基板に直交する軸線に対する）方位角にあることが可能である。

第３の電極／センシングポイントは、接続回路基板の、第２の電極／センシングポイントと同じ側（第１の面）にあることが可能である。このケースでは、第２および第３の部分は、接続回路基板の同じ側に配置され得る。加えて、センシング電極が同じ平面の中でレスト位置と第１の／第２の作動位置との間で枢動する場合、第２および第３の部分が、第１の部分のいずれかの側に配置され得る。たとえば、第２および第３の部分は、第１の部分の反対側に配置され、および／または、第１の部分の位置に関して対称的に配置され得る。

代替的に、第３の電極／センシングポイントは、第１および／または第２の電極／センシングポイントに対して接続回路基板の反対側（第２の面）にあることが可能である。このケースでは、第２および第３の部分は、接続回路基板のいずれかの側に配置され得る。加えて、センシング電極が同じ平面の中でレスト位置と第１の／第２の作動位置との間で枢動する場合、第２および第３の部分は、第１の部分の同じ側に配置され得る。

センシング電極は、第４の部分または押出部を含むことができ、第４の部分または押出部は、第１の部分に対して接続回路基板の反対側（第２の面）において、接続回路基板に接触するように構成されている。このように、センシング電極は、第１の部分と第４の部分との間に接続回路基板を把持および／または摩擦係合するように構成され得る。たとえば、センシング電極は、接続回路基板の一部分を受け入れるためのスロットを含むことができ、第１および第４の部分は、スロットの対向する壁部／面に位置付けされ、組み立てられたときに、接続回路基板の両面に接触および摩擦係合するようになっている。第２および第３の部分は、スロットの同じ壁部または対向する壁部上に位置付けされ得る。

第４の部分は、回路基板に向かって延在する１つもしくは複数の突起であるかまたはそれを含むことができ、センシング電極がレスト位置と第１の／第２の作動位置との間で第１の部分および第４の部分の周りに枢動／回転することができるようになっている。

非導電性プラスチック材は、実質的に可撓性／変形可能および弾性であることが可能である。任意選択で、導電性プラスチック材は、また、実質的に可撓性／変形可能および弾性であることが可能である。センシング電極は、非導電性プラスチック材および／または導電性プラスチック材の弾性を介して、圧力または力がかからなくなるとレスト位置に戻るように構成され得る。

制御エレメントは、１つまたは複数の電気信号に基づいて、接続回路基板（接続回路基板上の上記センシングポイントまたはそれぞれのセンシングポイント）に対するセンシング電極の移動／変形、移動／変形の方向、および／または移動／変形の量のうちの１つまたは複数を検出するように構成され得る。制御エレメントは、プッシュ・ボタン機能、プッシュ・プル型トリガーもしくはスイッチ機能、またはトグル・スイッチを提供するように形成および構成され得る。

以下の特徴は、第１の、第２および／または第３の本発明の態様のいずれかの制御システムに当てはまる。

制御システムは、１つまたは複数のセンシングポイントにおいて１つまたは複数の電気信号を測定するように構成されている測定モジュールをさらに含むことが可能である。測定モジュールは、１つまたは複数の電気信号に基づいて、制御エレメントとのユーザー・インタラクションを検出するようにさらに構成され得る。第１または第２の態様において、測定モジュールは、１つまたは複数の電気信号に基づいて、ユーザー／オペレーターからの接触またはタッチ、接触／タッチ位置、１つまたは複数のセンシングポイントに対する非導電性プラスチック材の表面上の／表面を横切る前記導電性物体の移動の速度および／または方向および／または量のうちの１つまたは複数を検出するように構成され得る。第１または第３の態様において、測定モジュールは、１つまたは複数の電気信号に基づいて、接続回路基板上の上記センシングポイントまたはそれぞれのセンシングポイントに対するセンシング電極の移動／変形、移動／変形の方向、および／または移動／変形の量のうちの１つまたは複数を検出するように構成され得る。

１つまたは複数のセンシングポイントは、接続回路基板上の１つまたは複数の導電性トラックまたはトレースを介して、測定モジュールに接続され得るかまたは接続可能であり得る。導電性トラックは、金属もしくは金属合金、または、導電性プラスチックもしくはポリマーであるかまたはそれを含むことができる。導電性トラックは、当技術分野で知られているように、接続回路基板内または接続回路基板上にプリントおよび／または堆積され得る。測定モジュールは、たとえば、個別に、シーケンシャルに、および／または、すべてのセンシングポイントにおいて同時に、上記センシングポイントまたはそれぞれのセンシングポイントにおける静電容量の変化を測定するように構成され得る。

測定モジュールは、静電容量の変化を測定するための１つまたは複数のセンシング・チャネルまたは入力チャネルを備えた静電容量式センシング・チップ、たとえば、静電容量式センシング・マイクロプロセッサーまたはマイクロコントローラーなどを含むことができる。静電容量式センシング・チップは、たとえば、１つまたは複数の電気信号に基づいて、その入力ピンに接続されているそれぞれのセンシングポイントにおける静電容量の変化を測定するように構成され得る。静電容量測定は、任意選択で、周波数ベースの測定であることが可能である。第１または第２の態様において、静電容量測定は、センシング電極の自己静電容量に基づくことが可能である。第１または第３の態様において、静電容量測定は、接続回路基板上のセンシングポイントの、センシング電極との相互作用によって引き起こされる静電容量の変化に基づくことが可能であり、たとえば、センシング電極は、センシングポイント（たとえば、第１のセンシングポイント）および導電性トラックのうちの１つまたは複数を介して参照ポイントまたは接地ポイントに接続され、また、接続回路基板の上の別のセンシングポイント（たとえば、第２のセンシングポイント）と静電容量的に相互作用することが可能であり、または、その逆もまた同様である。

測定モジュールは、処理ユニットまたはチップをさらに含むことが可能であり、処理ユニットまたはチップは、測定データに基づいて制御エレメントとのユーザー・インタラクションを検出または決定するために静電容量式センシング・チップから測定データを受信するように構成されている。処理ユニットまたはチップは、静電容量式センシング・チップとデータ通信することが可能である。処理ユニットは、測定データを記憶し、処理し、および／または分析するように構成され得る。処理ユニットは、１つまたは複数のプロセッサー、ならびに、ソフトウェアおよび／またはプログラム・インストラクションを記憶する１つもしくは複数のメモリーであるかまたはそれを含むことができ、ソフトウェアおよび／またはプログラム・インストラクションは、１つもしくは複数のプロセッサー上で遂行または実行する際、処理ユニットに測定データを処理および／または分析させ、ユーザー・インタラクションを検出または決定させる。代替的にまたは追加的に、処理ユニットは、処理ユニットから測定データを受信し、処理し、記憶し、および／または分析するように構成される、ソフトウェアを実行するリモート・コンピューティング・デバイスと通信状態にあることが可能である。処理ユニットは、マイクロコントローラーもしくはマイクロプロセッサー・チップであるかまたはそれを含むことができる。

測定モジュールは、車両のＥＣＵに接続可能である。測定モジュールは、たとえば、自動車ＥＣＵによって使用される特定のタイプのプロトコルを使用して、ＥＣＵとデータ通信していることが可能である。測定モジュールは、さらに、検出されたユーザー・インタラクションと関連付けられる１つまたは複数の制御信号をＥＣＵに提供するように構成され得る。次いで、ＥＣＵは、制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して発生させられる制御信号に基づいて、車両の１つまたは複数の機能を制御することが可能である。

接続回路基板は、実質的に平坦で剛性であってもよく、代替的に、実質的に湾曲している、および／または可撓性であってもよい。測定モジュールは、接続回路基板の上にまたは接続回路基板に直接装着されるかまたは装着可能であってもよい。代替的に、測定モジュールは、接続回路基板から離れて、１つまたは複数のフレキシブル・インターコネクトを介して接続回路基板上の１つまたは複数の導電性トラックに電気的に接続され得る。任意選択でまたは好ましくは、フレキシブル・インターコネクトは、１つまたは複数のプリント回路基板、フレキシブル・プリント回路基板、ワイヤ、および／もしくはケーブルであるかまたはそれを含むことができる。

上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極および非導電性プラスチック材は、成形プロセスによって、任意選択でまたは好ましくは、射出成形プロセスによって形成され得る。非導電性プラスチック材は、上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極上にオーバーモールドされ得る。導電性プラスチックは、導電性の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、導電性の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、もしくは導電性のアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）のうちのいずれか１つであるかまたはそれを含むことができる。非導電材は、非導電性のＴＰＵ、非導電性のＴＰＥ、もしくは非導電性のＡＢＳのうちのいずれか１つであるかまたはそれを含むことができる。非導電性プラスチック材は、実質的に可撓性であり、弾性であり、および／または変形可能であり得る。センシング電極の導電性プラスチックは、実質的に剛性または可撓性／変形可能であり得る。

接続回路基板は、１つまたは複数の発光デバイスをさらに含むことができ、制御エレメントは、センシング電極の少なくとも一部分を通って延在し、１つまたは複数の発光デバイスからセンシング電極を通して放出される光をガイドする、１つまたは複数の実質的に透明な（または、少なくとも部分的に透明な）プラスチック製光ガイド部分をさらに含むことができる。複数のセンシング電極が存在する場合、任意の数のセンシング電極が、それを通って延在し、１つまたは複数の発光デバイスからの光をガイドする光ガイド部分を含むことができる。上記発光デバイスまたはそれぞれの発光デバイスは、測定モジュールに接続され、測定モジュールによって作動し得る。発光デバイスは、検出されたユーザー・インタラクションに応答して、および／または、ＥＣＵから受信される１つまたは複数の信号（たとえば、車両始動時にまたは車両ヘッドライトが作動したときに受信されるターン・オン信号）に応答して作動し得る。上記発光デバイスまたはそれぞれの発光デバイスは、発光ダイオードであるかまたはそれを含むことができる。１つまたは複数の光ガイド部分は、成形プロセスによって、任意選択でまたは好ましくは、射出成形プロセスによって形成され得る。非導電性プラスチック材は、センシング電極および１つまたは複数の光ガイド部分を覆うように設けることができる。

制御システムは、測定モジュールと通信する触覚フィードバック・モジュールをさらに含むことが可能である。測定モジュールは、触覚フィードバック・モジュールを制御して、たとえばユーザー・インタラクションの検出に応答して作動するように構成され得る。触覚フィードバック・モジュールは、接続回路基板の上にもしくは接続回路基板に装着された振動モーターであるかまたはそれを含むことができる。

制御システムは、複数の前記制御エレメントを含むことが可能である。それぞれの制御エレメントは、同じ接続回路基板の上にまたは同じ接続回路基板に装着可能であり、また、同じ測定モジュールに接続可能であり得る。

第１の態様から第３の態様のいずれかの制御システムは、これらに限定されないが、ドア・ハンドル、ドア・トリム・パネル、ダッシュボード・エレメント、センター・コンソール、アームレスト、ヘッドレスト、ステアリング・ホイール、またはシート・エレメントを含む、車両インテリアのほとんど全てのパーツに組み込むことができる。

第１または第２の態様の制御エレメントが車両のステアリング・ホイールに組み込まれる場合、上記センシング電極またはそれぞれのセンシング電極は、ドライバーがステアリング・ホイールを把持または保持する領域において、ステアリング・ホイール・ハンドルの周りに巻き付き、指位置トラッキング機能をもたらし、把握圧力または把持圧力を検出し、手の位置決め、および、手がステアリング・ホイールから離れているかまたは接しているかを検出するように構成され得る。センシング電極は、ステアリング・ホイール・ハンドルの周りに空間的に分配されている複数のセンシング電極部分を含むことが可能である。それぞれのセンシング電極部分は、オペレーターによるタッチ（たとえば、異なる指または指の一部分によるタッチ）に応答して電気信号を提供するように構成される別個のセンシングポイントを有することができる。電極部分は、予期される指位置に対応するパターンまたはセットで分配され得る。指の一部分は、指の近位指骨、中間指骨、もしくは遠位指骨であるかまたはそれを含み得る。このように、タッチおよび／または指移動の位置もしくは近接程度は、それぞれのセンシング電極部分によって提供される電気信号から決定され、これにより、接触／タッチ・エリアと、指または手がステアリング・ホイールにかける圧力の両方を示すことできる。

制御システムは、制御ゾーン内の前記制御エレメントのうちの１つまたは複数を支持するための非導電性プラスチック本体部またはシェルを含むことができる。本体部またはシェルは、車両インテリアの一部を画定することが可能である。上記制御エレメントまたはそれぞれの制御エレメントの非導電性プラスチック材は、たとえば、外層として、制御ゾーンの上方／周りに提供され得る。上記制御エレメントまたはそれぞれの制御エレメントの非導電性プラスチック材は、制御ゾーンの上方／周りに設けられる単一部品であり、外層として本体部の少なくとも一部であり得る。プラスチック本体部またはシェルは、車両インテリアの以下のパーツ：ドア・ハンドル、ドア・トリム・パネル、ダッシュボード・エレメント、センター・コンソール、アームレスト、ヘッドレスト、ステアリング・ホイール、もしくはシート・エレメントのうちの１つの少なくとも一部であるかまたはそれを含むことができる。

本発明の第４の態様によれば、第１および／または第２の態様による１つまたは複数の制御システムを含む車両が提供される。車両は、自動車であり得る。車両は、１つまたは複数のユーザー制御可能な車両機能を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含むことができる。車両は、電気ウィンドウ、電動シート、セントラル・ロッキング、オーディオ・システム、エンターテインメント・システム、ナビゲーション・システム、クライメート・コントロール・システム、クルーズ・コントロール・システム、および照明システムのうちの１つまたは複数を含む１つまたは複数のユーザー制御可能なサブ・システムをさらに含むことができる。第１の、第２のおよび／または第３の態様による１つまたは複数の制御システムは、ＥＣＵに接続され、上記制御エレメントまたはそれぞれの制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して、１つまたは複数の車両機能を制御し得る。

本発明の第５の態様によれば、第１または第２の態様による制御システムを製造する方法が提供される。この方法は、導電プラスチック製センシング電極を成形するステップを含むことができ、センシング電極の上または上方に非導電性プラスチック材を成形するステップをさらに含むことができる。当該方法は、接続回路基板を提供するステップをさらに含むことができ、接続回路基板は、１つまたは複数の電気信号を測定するために１つまたは複数のセンシングポイントにおいてセンシング電極に電気的に接続するように構成されており、摩擦係合によって接続回路基板上にまたは接続回路基板にセンシング電極を固定するように構成される。当該方法は、接続回路基板上の装着位置にセンシング電極を位置決めするステップを含むことができ、センシング電極が１つまたは複数のセンシングポイントにおいて接続回路基板に摩擦係合によって固定されて電気的に接続される。

センシング電極を位置決めするステップは、センシング電極の１つまたは複数の固定部分を、接続回路基板のまたは接続回路基板上の１つまたは複数の対応する固定エレメントと係合または摩擦係合させ、摩擦係合によってセンシング電極を接続回路基板に固定するステップを含むことが可能である。位置決めするステップは、接続回路基板のまたは接続回路基板上の１つまたは複数の電気コネクタをセンシング電極の１つまたは複数の対応する接触部分と係合させ、１つまたは複数のセンシングポイントにおいてセンシング電極を接続回路基板に電気的に接続するステップを含むことが可能である。１つまたは複数の電気コネクタは、センシング電極の１つまたは複数の接触部分に機械的に接触するように構成され得る。係合させるステップは、接続回路基板のまたは接続回路基板上の１つまたは複数の電気コネクタをセンシング電極の１つまたは複数の対応する接触部分と機械的に係合させるステップを含むことが可能である。１つまたは複数の電気コネクタは、１つまたは複数の固定エレメントのうちの少なくともいくつかであるかまたはそれらを含むことができる。センシング電極を位置決めするステップは、接続回路基板の／接続回路基板上の１つまたは複数の電気コネクタをセンシング電極の１つまたは複数の対応する接触部分と摩擦係合させ、１つまたは複数のセンシングポイントにおいてセンシング電極を接続回路基板に電気的に接続して固定するステップを含むことができる。

本発明の第６の態様によれば、第１または第３の態様による制御システムを製造する方法が提供される。当該方法は、導電プラスチック製センシング電極を成形するステップを含むことができ、センシング電極の上または上方に非導電性プラスチック材を成形するステップをさらに含むことができる。当該方法は、１つまたは複数の電気信号を測定するために１つまたは複数のセンシングポイントを含む接続回路基板を提供するステップをさらに含むことができる。当該方法は、センシング電極を接続回路基板上の装着位置に位置決めするステップを含むことができ、センシング電極が１つまたは複数のセンシングポイントにおいて接続回路基板に電気的に接続される。

センシング電極を位置決めするステップは、接続回路基板を把持および／または摩擦係合させるために、接続回路基板の縁部の周りにセンシング電極を位置決めするステップを含むことが可能である。センシング電極を位置決めするステップは、接続回路基板の一部分をセンシング電極のスロットの中へ挿入するステップを含むことができ、センシング電極がスロットの対向する壁部の間に接続回路基板を把持および／または摩擦係合させる。センシング電極は、接続回路基板の両側を把持および／または摩擦係合させることが可能である。

本発明の別個の態様および実施形態の文脈において説明されている特徴は、一緒に使用することができる、および／または、相互交換可能であり得る。同様に、簡素化のために、特徴が単一の実施形態の文脈において説明されている場合、これらは、また、別個にまたは任意の適切なサブコンビネーションで提供され得る。システムに関連して説明されている特徴は、方法に関して定義可能な対応する特徴を有することが可能であり、また、その逆もまた同様であり、これらの実施形態が具体的に想定される。

本発明が十分に理解されるよう、添付の図面を参照し、ほんの一例として、以下に実施形態を述べる。

（ａ）は本発明の実施形態による複数の制御エレメントを含む例示的な制御システムを示す図で、（ｂ）はセンシング電極を見ることができる状態の（ａ）の制御システムを示す図である。 図１（ａ）の制御システムの分解図を示す図である。 （ａ）から（ｉ）は本発明の実施形態による制御エレメントとのユーザー・インタラクションの例を示す図である。 本発明の実施形態による、タッチ・センシング制御エレメントのセンシング電極を接続回路基板に接続する手段を示す図である。 （ａ）から（ｃ）は本発明の実施形態による例示的な機械的な圧力／力センシング制御エレメントの断面図である。 （ａ）から（ｃ）は本発明の実施形態による別の例示的な機械的な圧力／力センシング制御エレメントを示す図である。 本発明の実施形態による別の例示的な機械的な圧力／力センシング制御エレメントを示す図である。 本発明の実施形態による別の例示的な機械的な圧力／力センシング制御エレメントを示す図である。 本発明による制御システムが一体化され得る車両インテリアの例示的なエリアを示す図である。 車両シートの中へ一体化された図８の制御エレメントを含む制御システムを示す図である。 （ａ）は本発明の実施形態による複数の制御エレメントを含む別の例示的な制御システムを示す図で、（ｂ）は（ａ）の制御システムの分解図である。 本発明の実施形態による複数の制御エレメントを含むドア・ハンドル・エリアのための例示的な制御システムの分解図である。 本発明の実施形態によるタッチ・センシング制御エレメントを含むステアリング・ホイールのための例示的な制御システムを示す図である。 発光デバイスを含む例示的な制御エレメントを示す図である。 本発明の制御システムを使用する車両機能を制御する例示的な方法を示す図である。

図は、概略的なものであり、正しい縮尺で描かれていない可能性があるということが留意されるべきである。これらの図のパーツの相対的な寸法および割合は、図面の中の明確化および便宜のために、サイズが誇張されるかまたは低減されて示されている可能性がある。同じ参照記号は、一般的に、変更されたおよび／または異なる実施形態において、対応するまたは同様の特徴を参照するために使用されている。

本発明の態様および実施形態は、従来の静電容量式タッチ作動技術および電気機械的な作動技術の機能性を提供しつつ、製造および組み立てを大いに簡素化し且つそのコストを大幅に低下させる有意に簡略化した構造を有し、ボタン、スイッチ、およびトラックパッドなどのプラスチック系制御エレメント（すなわち、ユーザー・インターフェース・デバイス）を備えた車両インテリア用制御システムに関する。

制御エレメントは、非導電性プラスチック材／層によってカバーされた導電プラスチック製センシング電極を含み、ユーザーは、非導電性プラスチック材／層にタッチすることによって、または、その下のセンシング電極を移動および／もしくは変形させるために力もしくは圧力を印加することによって、非導電性プラスチック材／層と相互作用することが可能である。センシング電極は、完全なシームレス・アッセンブリを形成するために非導電性プラスチック・オーバーレイヤーによって結合され、支持され、および電気的に隔離されている個別のセンシング電極のネットワークを形成することが可能である。プラスチック製センシング電極および非導電性プラスチック材は、特定の３次元（３Ｄ）形状（たとえば、断面、プロファイル、および／または表面輪郭）によって成形および／もしくは形成され、ならびに／または、幅広いユーザー・インタラクティブ機能性を備えた制御エレメントを提供するように配置され得る。とりわけ、導電プラスチック製センシング電極は、特定の３Ｄ形状に設計および形成できる。特定の３Ｄ形状により、タッチ・センシング用途に関して、それ以外では従来の金属電極の対応物において実現不可能であり得るやり方で、任意の２つのポイント間の抵抗が区別可能になって調整可能となり、また、圧力センシング用途に関して、制御エレメントが、たとえば制御インターフェース技術の機能性を拡張するために印加される力または圧力に応答して、移動可能であり、可撓性であり、および／または変形可能であるという特定の意図された機械的特性を示すことが可能となる。

図１ａは、１つまたは複数の車両機能を制御するためにドライバーもしくは乗客などのユーザーまたはオペレーターが相互作用するのに適切な第１のタイプ１００および第２のタイプ２００の複数の制御エレメントを含む車両インテリアのための例示的な制御システム１０００を示している。制御エレメント１００、２００は、制御エレメント１００、２００とのユーザー・インタラクションに応答して１つまたは複数の電気信号を提供するように構成されている１つまたは複数の導電プラスチック製センシング電極１０と、上記導電プラスチック製センシング電極１０またはそれぞれの導電プラスチック製センシング電極１０の上または上方に設けられる非導電性プラスチック材２０とを含む。非導電性プラスチック材２０は、ユーザーまたはオペレーターが相互作用する制御エレメント１００、２００の外層、オーバーレイヤー、またはスキンとして提供される（しかし、非導電材の１つまたは複数の追加的な層、たとえば、ファブリック、コーティング、ペイント、着色プラスチックなどが、それらが制御エレメント１００、２００の機能性に影響を与えないという条件で、プラスチック・オーバーレイヤー２０の上または上方に提供され得る）。図１ａは、制御エレメント１００、２００がプラスチック・オーバーレイヤー２０によってカバーされた状態の制御システム１０００を示しており、図１ｂは、オーバーレイヤー２０がない状態の制御システム１０００を示しており、制御エレメント１００、２００の下層のセンシング電極１０を示している。

図２は、制御システム１０００の分解図を示している。また、制御システム１０００は、それぞれの制御エレメント１００、２００のセンシング電極１０によって提供される１つまたは複数の電気信号を測定するための測定モジュール３００と、センシング電極１０を測定モジュール３００に装着して接続するための接続回路基板４００とを含む。測定モジュール３００は、接続回路基板４００上の導電性トラックまたはトレース４１０によって、センシング電極１０に接続される。測定モジュール３００は、接続回路基板４００の上に装着することができ、または、接続回路基板４００から離れて、図２に示されているようなＵＳＢ型ケーブルなどのようなフレキシブル・インターコネクト３１０を介してそれに接続され得る。

測定モジュール３００は、車両（図示せず）の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続可能であり、測定された電気信号に基づいて制御エレメント１００、２００との１つまたは複数のユーザー・インタラクションを決定するように構成されており、検出されたユーザー・インタラクションと関連付けられるＥＣＵのための１つまたは複数の制御信号を発生／提供するように構成されている。次いで、ＥＣＵは、制御エレメント１００、２００とのユーザー・インタラクションに応答して生成される制御信号に基づいて、車両の１つまたは複数の機能を制御可能であり得る。

第１のタイプの制御エレメント１００は、下層のセンシング電極１０と静電容量的に相互作用するようにプラスチック・オーバーレイヤー２０の表面と接触または極めて近接した導電性物体５００（たとえば、ユーザーの指または親指）に応じて１つまたは複数の電気信号を提供するように構成される、静電容量式タッチ・センサーであるか、または、静電容量式タッチ・センサーを含む。第２のタイプの制御エレメント２００は、接続回路基板４００に対してセンシング電極１０を移動および／または変形させる制御エレメント２００に印加される圧力または力に応じて、１つまたは複数の電気信号を提供するように構成される、機械的な圧力センサーであるか、または、機械的な圧力センサーを含む。このケースでは、より詳細に下記に説明されるように、センシング電極１０の移動および／または変形により、センシング電極１０とセンシング電極１０の下のまたはセンシング電極１０に隣接する接続回路基板４００との間の静電容量的な相互作用が変化する。したがって、圧力センシング制御エレメント２００と相互作用する物体５００は、導電性であっても、または、非導電性であってもよい（たとえば、ユーザーまたはオペレーターは、グローブを着用しているかどうかに関係なく、制御エレメント２００を動作させることが可能である）。２つのタイプの制御エレメント１００、２００の動作は、図４から図７を参照して、より詳細に下記に説明される。

センシング電極１０および非導電性プラスチック・オーバーレイヤー２０は、射出成形プロセスによって形成される。プラスチック・オーバーレイヤー２０は、センシング電極１０の上にオーバーモールドされ得る。センシング電極１０は、導電性の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、導電性の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、もしくは導電性のアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）のうちのいずれか１つであるかまたはそれを含むことが可能である。プラスチック・オーバーレイヤー２０は、非導電性のＴＰＵ、非導電性のＴＰＥ、もしくは非導電性のＡＢＳのうちのいずれか１つであるかまたはそれを含むことが可能である。センシング電極１０の移動および／または変形を必要としないタッチ・センシング制御エレメント１００に関して、センシング電極１０の導電性プラスチックおよび非導電性プラスチック材２０は、実質的に剛性とすることができる。しかし、非導電性プラスチック材２０は、その代わりに、特定の触覚特性を提供するために、実質的に可撓性であり、弾性であり、および／または変形可能であり得る。機械的な圧力センシング制御エレメント２００に関して、非導電性プラスチック材２０は、下層のセンシング電極１０が移動および／または変形することを可能にするために、実質的に可撓性であり、弾性であり、および／または変形可能である。センシング電極１０の導電性プラスチックは、実質的に剛性とすることができ、および／または、少なくとも部分的に変形可能である。したがって、両方のタイプの制御エレメント１００、２００を含む制御システム１０００において、オーバーレイヤー２０は、実質的に可撓性であり、弾性であり、および／または変形可能である。センシング電極１０は、実質的に剛性の材料によって形成され得るが、その形状に起因する少なくとも部分的に変形可能性／可撓性を示すように構成され得ることが理解されるであろう。いずれの場合でも、センシング電極１０の導電性プラスチックは、プラスチック・オーバーレイヤー２０よりもより剛性であるべきである。

制御エレメント１００、２００は、さまざまな異なるユーザー・インタラクティブ機能性を提供するように構成され得る。たとえば、図１ａ、図１ｂ、および図２に示されている制御システム１０００は、さまざまな静電容量式タッチ・センシング制御エレメント１００および機械的な圧力センシング制御エレメント２００を含み、静電容量式タッチ・センシング制御エレメント１００は、タッチ・ボタン１００ａ、スライダー・バー１００ｂ、および静的回転ノブ１００ｃとして構成されており、機械的な圧力センシング制御エレメント２００は、プッシュ・プル型スイッチまたはトリガー２００ａおよびプッシュ・ボタン２００ｂとして構成されている。これらの制御エレメント１００、２００の動作は、より詳細に下記に説明される。

制御エレメント１００、２００が検出することができる異なるタイプのユーザー・インタラクションまたはジェスチャーの例が、図３ａ～図３ｉに示されており、ここでは、ユーザーの指／親指５００によって印加される力の移動および方向が、矢印によって示されている。図３ａは、タッチ・ボタンとして構成されているタッチ・センシング制御エレメント１００ａ、および、プッシュ・ボタンとして構成されている圧力センシング制御エレメント２００ｂと相互作用しているユーザーを示している。タッチ・ボタン制御エレメント１００ａは、上記センシング電極１０またはそれぞれのセンシング電極１０をカバーしているプラスチック・オーバーレイヤー２０の表面にユーザーの指／親指５００が接触しているかまたは極めて近接しているときに検出するように構成されている。プッシュ・ボタン制御エレメント２００ｂは、センシング電極１０を単一の方向に（このケースでは、印加される力／圧力と同じ方向に）移動および／もしくは変形させる（すなわち、作動させる）力または圧力をユーザーが印加するときに検出するように構成されている。プッシュ・ジェスチャーは、センシング電極１０をレスト位置から作動位置へ移動／変形させる。タッチ・ボタン制御エレメント１００ａまたはプッシュ・ボタン制御エレメント２００ｂは、簡単な「タッチ」ジェスチャーおよび／または「タッチ・アンド・ホールド」ジェスチャーによって、特定の車両機能を制御するために使用され得る。適切な車両機能は、それに限定されないが、インテリア照明制御、ワイパー制御、ギヤ選択、ボンネット・リリース、および制御オン／オフ機能（たとえば、車線逸脱警告、警告ライト、テールゲート開／閉、エンジン始動／停止、加熱機能オン／オフ、音声コントロールおよび電話コントロールの選択、メディア・コントロール、クルーズ・コントロール、速度リミッター、など）を含む。たとえば、特定の車両機能は、「タッチ・オン」および「タッチ・オフ」することによってオン／オフ制御することができ、オフ状態とオン状態との間のさまざまな個別の中間設定を有する特定の車両機能は、繰り返しのタッチによって制御され、それぞれの中間設定を循環することが可能であり、可変のおよび／または連続的な範囲の設定を備えた特定の車両機能は、「タッチ・アンド・ホールド」ジェスチャーを使用して制御され得る。

図３ｂは、スライダー・バーとして構成されるタッチ・センシング制御エレメント１００ｂと相互作用しているユーザーを示している。スライダー・バー制御エレメント１００ｂは、主に（スライダー・バーの形状または幾何学形状によって定義される）単一の経路に沿った、オーバーレイヤー２０の表面上の／その表面を横切るユーザーの指／親指５００の接触／近接、接触位置、移動の方向、および／または移動の量を検出するように構成されている。経路は、示されているように実質的に線形になっていてもよく、または、湾曲していてもよい（図示せず）。このように、スライダー・バー制御エレメント１００ｂは、特定の方向への移動およびスライドする指／親指のジェスチャーを検出することが可能であり、また、「スライド・アップ」ジェスチャーおよび「スライド・ダウン」ジェスチャー（または、左および右など）、ならびに、簡単なタッチ・ジェスチャーおよび／またはタッチ・アンド・ホールド・ジェスチャーによって、可変のおよび／または連続的な範囲の設定を伴う特定の車両機能を制御するために使用され得る。示されている例では、スライダー・バー１００ｂは、実質的に細長いタッチ・インタラクティブ上面２０ｔを有しているが、しかし、たとえば、図８の制御エレメント２００ｈに示されているように、他の形状および構成も可能であることが理解されるであろう。

図３ｃは、静的回転ノブとして構成されるタッチ・センシング制御エレメント１００ｃと相互作用しているユーザーを示している。静的回転ノブ制御エレメント１００ｃは、湾曲した側部または側面２０ｓを備えた隆起した３Ｄ構造体を有しており、それは、スライダー・バー１００ｂと同様の機能を提供する。静的回転ノブ制御エレメント１００ｃは、主に（静的回転ノブの形状または幾何学形状によって定義される）単一の経路に沿った、側面２０ｓの周りのユーザーの指／親指５００の接触／近接、接触位置、移動の方向、および／または移動の量を検出するように構成されている。このように、静的回転ノブは、回転のまたは捩じりのインタラクション／ジェスチャーを検出することが可能であり、制御エレメント１００ｃが回転することなく、機械的な回転ノブの機能性を再現する。スライダー・バー１００ｂおよび静的回転ノブ１００ｃにとって適切な車両機能は、それに限定されないが、オーディオ／メディア・コントロール（たとえば、ボリューム・コントロール、システム・ナビゲーション）、インテリア照明、加熱機能、クライメート・コントロール（たとえば、空気ブロワー速度および温度調節）、インストルメント・パネル・コントロール、インフォテインメント・システム・ナビゲーション（たとえば、車両インテリアの中に表示されたリスト／オプションを通してスクロールすることなど）、ドライビング・モード選択、ワイパー動作などを含む。

図３ｄは、トラックパッドとして構成されるタッチ・センシング制御エレメント１００ｄと相互作用しているユーザーを示している。トラックパッド制御エレメント１００ｄは、拡張されたタッチ・インタラクティブ上面２０ｔを有しており、複数の経路および／または方向（線形の経路、湾曲した経路、または円形の経路であることが可能である）に沿った、オーバーレイヤー２０の表面の上の／その表面を横切るユーザーの指／親指５００の接触／近接、接触位置、移動の方向および／または量を検出するように構成されている。このように、トラックパッド制御エレメント１００ｄは、（上面２０ｔによって定義される）拡張されたエリアを横切る複数の方向への移動およびスライドする指／親指のジェスチャーを検出することが可能であり、また、たとえば、スライド・アップ、スライド・ダウン、スライド・レフト、スライド・ライト、時計回りのスライド、および／または反時計回りのスライド、ならびに、簡単なタッチ・ジェスチャーおよび／またはタッチ・アンド・ホールド・ジェスチャーによって、可変のおよび／または連続的な範囲の設定を伴う特定の車両機能を制御するために使用され得る。適切な車両機能は、それに限定されないが、ミラー調節制御、ドライバーおよび乗客シート位置、機能選択確認、インストルメント・パネル・コントロール、インフォテインメント・システム・ナビゲーション、オーディオ・コントロール、メディア・コントロールなどを含む。また、静的回転ノブ制御エレメント１００ｃは、上面２０ｔの上のトラックパッド機能を伴って構成され得る（図４に関連してより詳細に説明される）。

図３ｅおよび図３ｆは、プッシュ・プル型スイッチまたはトリガーとして構成される機械的な圧力センシング制御エレメント２００ａ、２００ｃと相互作用しているユーザーを示している。プッシュ・プル型制御エレメント２００ａ、２００ｃは、示されているように少なくとも２つの方向にセンシング電極１０を移動および／または変形させる（すなわち、作動させる）、制御エレメント２００ａ、２００ｃに印加される力または圧力を検出するように構成されている。このケースでは、異なるプッシュ・ジェスチャーおよびプル・ジェスチャーが、センシング電極１０をレスト位置から第１および第２の作動位置へ移動／変形させる。プッシュ・プル型制御エレメント２００ａ、２００ｃは、センシング電極の移動／変形、移動／変形の方向、および／または、移動／変形の量を検出するように構成されている。デジタルではなくアナログの両方の制御エレメント２００ａ、２００ｃは、同じ方式で動作するが、印加される力／圧力の異なる方向またはプッシュ・プル型ジェスチャーのタイプに応答するように構成されている。図３ｅの中のプッシュ・プル型制御エレメント２００ａは、実質的に下向きおよび上向きのプッシュ・プル型ジェスチャーまたは力に応じて作動するように構成されており、一方、図３ｆの中の制御エレメント２００ｃは、実質的に横方向のプッシュ・プル型ジェスチャーまたは力に応じて作動するように構成されている。とりわけ、示されている例示的な制御エレメント２００ａ、２００ｃは、センシング電極を移動／変形させるために力／圧力を印加するために、ユーザーがハンドリングし、把持し、および／または操作するためのハンドル部分２１０ａ、２１０ｃを含む。ハンドル部分２１０ａ、２１０ｃは、図示のように、また当技術分野で公知のように、所望のプッシュ・プル型ジェスチャーに従って形成および構成される。適切な車両機能は、それに限定されないが、ウィンドウ・アップ／ダウン・コントロール、ドライバーおよび乗客シート位置調節、ドア・ロック／アンロック、チャイルド・セイフティー・ロック／アンロック、照明制御、テールゲート開／閉、インストルメント・パネル・コントロール、インフォテインメント・システム・ナビゲーション、オーディオ・コントロール、メディア・コントロール、ドライビング・モード選択、ギヤ選択、ボンネット・リリースなどを含む。

図３ｇは、別のプッシュ・ボタン制御エレメント２００ｄと相互作用しているユーザーを示している。図３ｈは、示されているように、ステアリング・ホイール６００を把持しながら（ユーザーの手をステアリング・ホイール６００から離すことなく）さまざまな力／圧力を印加するユーザーに応答して作動するために、ステアリング・ホイール６００の中へ組み込まれている同様のプッシュ・プル型制御エレメント２００ｅと相互作用しているユーザーを示している。

図３ｉは、ステアリング・ホイール６００を把持または保持しながらステアリング・ホイール６００の中へ組み込まれているタッチ・センシング制御エレメント１００ｅおよび機械的な圧力センシング制御エレメント２００ｅと相互作用しているユーザーの例を示している。このケースでは、ステアリング・ホイール６００は、１つまたは複数のタッチ・センシング制御エレメント１００ｅを含み、１つまたは複数のタッチ・センシング制御エレメント１００ｅは、ユーザーがステアリングを保持しているときを検出することが可能であり、すなわち、図１３を参照してより詳細に説明されるように、手のオン／オフ検出、把持強度検出、指トラッキング、および／または手の位置を検出することが可能である。ステアリング・ホイール６００の中／上の制御エレメント１００ｅの特定のエリアの上の把握ジェスチャーおよび／またはタップ・ジェスチャーもしくはダブル・タップ・ジェスチャーは、それに限定されないが、ボリューム・コントロール、メディア・コントロール、ウィンドウ・コントロールなどを含む、基礎的な機能性を提供するために使用され得る。また、ドライバーの把握強度は、改善された安全運転のために疲労および／または眠気のパターンをモニタリングするために使用され得る。

制御システム１０００は、具体的には、容易に製造されかつ低コストで組み立てられるように構成される。導電プラスチック製センシング電極１０および非導電性プラスチック・オーバーレイヤーは、射出成形によって形成され得る。とりわけ、制御エレメント１００、２００のセンシング電極１０は、機械的な接触または係合によって接続回路基板４００に電気的に接続することができるため、はんだ接合、ワイヤボンディング、および／または、永久的な電気接続の他の形態の必要性がなくなる。つまり、制御システム１０００の組み立ての際、センシング電極１０を、接続回路基板４００上の適切な場所に容易に位置決めし、押し込み、および／またはスライドさせて、接続回路基板４００に電気接続させることができる。加えて、接続回路基板４００は、摩擦係合によってタッチ・センシング制御エレメント１００のセンシング電極１０を接続回路基板４００に固定するように構成される。このように、機械的な電気接続を実現するためにタッチ・センシング制御エレメント１００のセンシング電極１０を適切な場所に位置決めすること、押し込むこと、および／またはスライドさせることによって、接続回路基板４００とセンシング電極１０との摩擦係合が生じ、残りの組み立て工程にわたって、また、車両の中へ据え付けられたときには制御システム１０００の使用の間、センシング電極を適切な場所に固定して保つことができる（ゆえに、機械的な電気接続を維持することができる）。

図４は、プラスチック・オーバーレイヤー２０がない状態の静電容量式タッチ・センシング制御エレメント１００ｃを示しており、その動作および組み立てをより詳細に示す。それぞれのセンシング電極１０は、１つまたは複数の電気信号を測定するために、それぞれのセンシング電極１０と関連付けられている１つまたは複数のセンシングポイント４３０において、接続回路基板４００に電気的に接続されている。センシングポイント４３０は、導電性トラック４１０を介して測定モジュール３００に接続されている。センシング電極１０が２つ以上のセンシングポイント４３０と関連付けられている場合、それぞれのセンシングポイント４３０は、センシング電極１０の異なる部分と関連付けることができ、制御エレメント１００と相互作用しているユーザーに応答して、別個の電気信号を測定モジュール３００に提供する。

それぞれのセンシング電極１０は、センシング電極１０に機械的に接触するように構成される電気コネクタ４２０によって、センシングポイント４３０に電気的に接続される。このように、センシングポイント４３０は、電気コネクタ４２０を含むことが可能である。電気コネクタ４２０は、金属ピン／突起など、実質的に剛性の嵌め合い部分４２１を含み、嵌め合い部分４２１は、センシング電極１０の対応する接触部分１１に機械的に接触し、変形させ、および／または、嵌め込まれるように構成されている。任意選択で、嵌め合い部分４２１を接触部分１１に向けて付勢させてもよく、たとえば、電気コネクタ４２０は、スプリング荷重式の嵌め合い部分４２１を備えたポゴ・ピン・コネクタであってもよい。また、電気コネクタ４３０は、センシング電極１０と摩擦係合し、センシング電極１０を接続回路基板４００に固定するように構成される。示されている例では、オス・メス接続によるものである。電気コネクタ４２０は、接続回路基板４００から突き出ている突起であるかまたはそれを含み、接触部分１１は、開口部または凹部を含み、開口部または凹部は、電気コネクタ４２０を受け入れて摩擦係合し、機械的な電気接続を行うように構成される。電気コネクタ４２０を使用して摩擦係合をもたらすことは、センシング電極１０を接続回路４００に固定および接続するのに便利かつ信頼性の高い方法である。しかし、他の嵌め合い／接触構成も使用できることは理解されるであろう。たとえば、嵌め合い部分４２１は、開口部もしくは凹部であるかまたはそれを含むことができ、接触部分１１は、凹部／開口部と機械的に接触して摩擦係合するように構成される突起であるかまたはそれを含むことができる。代替的にまたは追加的に、別個の固定エレメントを、センシング電極１０と摩擦係合するために使用することができ、たとえば、接続回路基板４００は、オス型の固定エレメントを含むことが可能であり、オス型の固定エレメントは、センシング電極１０の対応するメス型の固定部分と摩擦係合しており、または、その逆もまた同様である。

タッチ・センシング制御エレメント１００の動作原理は、以下の通りである。１つまたは複数の電気信号が、センシング電極１０をカバーしている非導電性プラスチック・オーバーレイヤー２０と近接または接触しているユーザーの指または親指などの導電性物体５００によって生じる、センシング電極１０の静電容量の変化に応答して提供される。導電性物体５００は、下層のセンシング電極１０と静電容量的に相互作用する。この相互作用により、センシング電極１０の自己静電容量が変化し、それは、測定モジュール３００によって１つまたは複数のセンシングポイント４３０において測定され得る。センシング電極１０の自己静電容量の測定される変化は、導電性物体とセンシング電極１０間の重なる部分の面積に比例し、両者間の距離に反比例する。加えて、センシング電極１０の導電性プラスチックは、比較的に高い電気抵抗率（典型的に、実質的に１ｘ１０^２～１ｘ１０^６Ｏｈｍ．ｃｍの範囲にある）を有しており、個々のセンシングポイント４３０における静電容量の測定された変化が、導電性物体の場所と個々のセンシングポイント４３０との間の距離とともに変化するようになっている。上記の特性により、１つまたは複数のセンシングポイント４３０に対するプラスチック・オーバーレイヤー２０の表面上の／その表面を横切る導電性物体の接触／近接、接触位置、ならびに、移動の方向および／または量をタッチ・センシング制御エレメント１００が検出可能になる。

図４に示されている例示的な静的回転ノブ制御エレメント１００ｃは、８つのセンシング電極１０を含み、８つのセンシング電極１０は、１つまたは複数の方向に組み合いおよび／または噛み合い、上面２０ｔおよび側面２０ｓを備えた隆起した３Ｄ構造体を形成している。１０ｔとラベル付けされたセンシング電極のうちの４つは、上面２０ｔおよび側面２０ｓの一部を構成するように互いに組み合っており／互いに噛み合っており、一方、１０ｓとラベル付けされた残りの４つのセンシング電極は、側面２０ｓの残りの部分を構成している。側面２０ｓをカバーしているプラスチック・オーバーレイヤー２０（図示せず）の周りに、ユーザーが指／親指を走らせるかまたはスライドさせたときに、指／親指が、シーケンシャルにおよび連続的に可変の量でそれぞれのセンシング電極１０ｔ、１０ｓに重なることによって、固有の電気信号が提供される。固有の電気信号は、センシングポイント４３０において測定モジュール３００によって測定され、側面２０ｓの周りの接触位置、移動の方向および／または量を決定するために使用することができる。図４に示されている制御エレメント１００ｃの上面２０ｔは、トラックパッド機能を提供する。同様に、上面２０ｓをカバーしているプラスチック・オーバーレイヤー２０（図示せず）上を／プラスチック・オーバーレイヤー２０を横切って、ユーザーが指／親指を線形移動もしくは円形移動で走らせるかまたはスライドさせるときに、指／親指が連続的に可変の量でそれぞれの異なるセンシング電極１０ｔと重なることによって、固有の電気信号が提供される。固有の電気信号は、センシングポイント４３０において測定モジュール３００によって測定され、上面２０ｓ上／上方の接触位置、移動の方向および／または量を決定するために使用することができる。

また、上記に説明されている動作原理は、スライダー・バー制御エレメント１００ｂに適用され得る。図２に示されているように、スライダー・バー制御エレメント１００ｂが単一のセンシング電極１０を含む場合、オーバーレイヤー２０の表面上／上方の接触位置、移動の方向および／または量は、個々のセンシングポイント１０において測定された自己静電容量と個々のセンシングポイント１０からの指／親指の距離との依存性を介して、測定モジュール３００によって決定され得る。

図５ａ～図５ｃは、例示的なプッシュ・プル型制御エレメント２００ａを通る断面を示しており、その動作を図示するようになっている。センシング電極１０は、第１の部分１２ａ、第２の部分１２ｂ、および第３の部分１２ｃを含む。それぞれの部分１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、接続回路基板４００上の別個のセンシングポイント４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃと関連付けられている。センシングポイント４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃは、導電性パッドまたは電極を含み、それらは、導電性トラック４１０を介して測定モジュール３００に接続されている。第１のセンシングポイント４３０ａは、第１の部分１２ａに面しており、第２のセンシングポイント４３０ｂは、第２の部分１２ｂに面しており、第３のセンシングポイント４３０ｃは、第３の部分１２ｃに面している。第１の部分１２ａは、センシング電極１０を接地させる役割を果たす第１のセンシングポイント４３０ａに機械的に接触しており、一方、第２および第３の部分１２ｂ、１２ｃは、センシング電極１０に印加される圧力または力に応じて、それぞれの第２および第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃに対して移動可能ならびに／または変形可能になっている。第２および／または第３の部分１２ｂ、１２ｃの移動により、センシング電極１０と第２および／または第３の電極４３０ｂ、４３０ｃとの間の静電容量に変化が生じ、それぞれ、第１のセンシングポイント４３０ａと第２のセンシングポイント４３０ｂとの間で、および／または、第１のセンシングポイント４３０ａと第３のセンシングポイント４３０ｃとの間で、測定モジュール３００によって測定され得る。代替的に、測定される静電容量は、センシング電極１０の自己静電容量であってもよく、それは、第２の／第３の部分１２ｂ、１２ｃの移動／変形に応じて第２の／第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃとの相互作用が変化するときに変化する。この場合、第２および第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃは接地することができ、自己静電容量が、第１のセンシングポイント１２ａにおいて測定される。

センシング電極１０は、センシング電極１０に印加される圧力または力に応じて、図５ｂに示されているレスト位置から、図５ｃに示されている第１の作動位置へ、および、第２の作動位置（図示せず）へ移動可能および／または変形可能である。レスト位置において、第２および第３の部分１２ｂ、１２ｃの両方は、それぞれの第２および第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃから所定の距離だけ分離されており、その所定の距離は、第２および第３の部分１２ｂ、１２ｃに関して同じであってもよく、または、異なっていてもよい。第１の作動位置において、第２の部分１２ｂは、第２のセンシングポイント４３０ｂにより近くに位置決めされているか、または、第２のセンシングポイント４３０ｂと接触して位置決めされている。第２の作動位置において、第３の部分１２ｃは、第３のセンシングポイント４３０ｃのより近くに位置決めされているか、または、第３のセンシングポイント４３０ｃと接触して位置決めされている。センシング電極１０と第２のセンシングポイント４３０ｂとの間の静電容量は、第２の部分１２ｂと第２のセンシングポイント４３０ｂとの間の距離に反比例する（センシング電極１０と第３の電極４３０ｃとの間の静電容量に関しても同様である）。したがって、制御エレメント２００ａにおいて、それぞれの部分１２ｂ、１２ｃとセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃとの間の距離を変化させる、センシング電極１０に印加される任意の力または圧力によって、測定モジュール３００によって測定可能な静電容量に変化をもたらすことができる。第２の／第３の電極４３０ｂ、４３０ｃとの接触は不要である。電気信号の連続的な範囲は、レスト位置と、第２の／第３の部分１２ｂ、１２ｃが第２の／第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃに接触する第１の／第２の作動位置との間の移動に対して提供され得る。

第１の部分１２ａは、レスト位置において、第２および第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃから第２および第３の部分１２ｂ、１２ｃを離す、１つまたは複数の突起を含む。第２および第３の部分１２ｂ、１２ｃが、第１の部分１２ａから延在している、または、第１の部分１２ａから所定の距離に配置されているので、センシング電極１０は、図５ｃに示されているように、第１の部分１２ａを中心に枢動することによって、レスト位置と第１の／第２の作動位置との間で移動することが可能である。他の例では、レスト位置と第１の／第２の作動位置との間の移動は、第１の部分１２ａに対するセンシング電極１０の枢動および少なくとも部分的な変形の組合せにより可能である。制御エレメント２００ａは、ハンドル部分２１０ａを含み、ハンドル部分２１０ａは、図５ｃに示されているように、センシング電極１０を移動／変形させるように力／圧力を印加するために、プッシュのインタラクション／ジェスチャー、プルのインタラクション／ジェスチャー、および／またはリフト／低下のインタラクション／ジェスチャーを介して、ユーザーがハンドリングし、把持し、および／または操作するために、接続回路基板４００から離れるように突き出ているかまたは延在している。センシング電極１０は、力伝達部１３を含み、力伝達部１３は、ハンドル部分２１０ａの中へ延在し、センシング電極１０（すなわち、第１および／または第３の部分）に力または圧力を伝達する。見ることができるように、力伝達部１３は、突起またはエクステンションを含み、突起またはエクステンションは、レバー作用を提供し、トルクをセンシング電極１０に印加し、第１の部分１２ａの周りに第２および／または第３の部分１２ｂ、１２ｃを移動させ、枢動させ、および／または変形させるようになっている。示されている例では、ハンドル部分２１０ａおよび力伝達部１３は、実質的に湾曲しており、実質的に上向きの／下向きのインタラクション／ジェスチャーに応答して、制御エレメント２００ａが作動することができるようになっている。しかし、制御エレメント２００ａは、適切な形状のハンドル部分２１０ａおよび力伝達部１３（たとえば、図３ｆに示されている制御エレメント２００ｃのハンドル部分２１０ｃ）を介して、実質的に横方向のインタラクション／ジェスチャーに応答して作動するように構成され得るということが理解されるであろう。図３ｆに示されている制御エレメント２００ｃは、接続回路基板４００に対して垂直の方向に実質的に真っ直ぐ上に延在しているハンドル部分２１０ｃおよび力伝達部１３の形状を除いて、図５ａ～図５ｂに示されている制御エレメント２００ａと同一になっているということに留意されたい。

図５ａ～図５ｃは、２つの作動位置およびハンドル部分２１０ａを有するプッシュ・プル型制御エレメント２００ａを示しているが、第１の部分１２ａから延在するまたは第１の部分１２ａから離れて配置される追加的な部分をセンシング電極１０に追加することによって、さらなる作動位置が可能であるということが理解されるであろう。さらに、ハンドル部分２１０ａは、必須ではなく、たとえば、ユーザーは、その代わりに、第２および／または第３の部分１２ｂ、１２ｃの上方に直接的に力または圧力を印加することが可能である。さらに、第３の部分１２ｃおよび第３のセンシングポイント４３０ｃは必須でないということが理解されるであろう。たとえば、単一の作動位置を伴うプッシュ・ボタン制御エレメント２００ｂ、２００ｄは、単に第１および第２の部分１２ａ、１２ｂならびに第１および第２のセンシングポイント４３０ａ、４３０ｂだけを備えて構成され得る。このケースでは、プッシュ・ボタン制御エレメント２００ｃのセンシング電極１０は、センシング電極１０の変形によって、レスト位置と第１の作動位置との間だけを移動するように構成され得る。プッシュ・ボタンのセンシング電極１０の第１の部分１２ａは、第１のセンシングポイント４３０ａに接触するように構成され、第２の部分１２ｂは、第２の部分１２ｂに／第２の部分１２ｂの上方に印加される力／圧力に応じて、第２のセンシングポイント４３０ｂからの距離を変化させるように変形可能／移動可能に構成され得る。代替的な構成（図示せず）において、プッシュ・ボタン制御エレメント２００ｂのセンシング電極１０は、電気的に浮いていてもよく（すなわち、レスト位置において接地されていない、または、センシングポイントに接続されていない）、それが第１および／または第２のセンシングポイント４３０ａ、４３０ｂと接触した状態に移動／変形したときに、測定される電気信号に変化をもたらすことが可能である。

図５ａ～図５ｃに示されているプッシュ・プル型制御エレメント２００ａは、接続回路基板４００の一方の面（第１の面）に装着されるように構成されている。図６ａ～図６ｃは、接続回路基板４００の縁部に装着されるように構成されているプッシュ・プル型制御エレメント２００ｆの代替的な構成を示している。このケースでは、センシング電極１０は、図６ａおよび図６ｂに示されているように、接続回路基板４００の一部分４０１をスロット１５の第１および第２の対向する壁部１５ａ、１５ｂの間に受け入れて摩擦係合するためのスロット１５を含む。制御エレメント２００ｆは、その他の点では、図５ａ～図５ｃに示されている制御エレメント２００ａと同じ方式で動作する。一部分４０１は、接続回路基板４００の外側縁部に提供され得るか、または、図６ｂに示されているように、接続回路基板４００の中の開口部４０２によって形成された／提供された縁部に提供され得る。上記に説明されているセンシング電極１０の第１の、第２の、および第３の部分１２ａ～１２ｃは、スロット１５の第１の対向する壁部１５ａ上に形成／位置付けされており、第１の、第２の、および第３のセンシングポイント４３０ａ～４３０ｃは、それぞれの第１の、第２の、および第３の部分１２ａ～１２ｃに面する接続回路基板４００の一部分４０１上に位置付けされている。第２の対向する壁部１５ｂは、押出部１２ｄを含み、押出部１２ｄは、第１の部分１２ａに対して接続回路基板４００の反対側（第２の面）に接触するように構成されており、第１の部分１２ａと押出部１２ｄとの間に接続回路基板４００を把持および／または摩擦係合するようになっている。このように、センシング電極１０は、センシング電極１０を適切な場所に押し込むおよび／またはスライドさせることによって、接続回路基板４００に装着および固定することができるため、組み立てが大いに簡素化する。押出部１２ｄは、第１の部分１２ａの実質的に反対側に位置付けされており、また、突起を含み、突起は、接続回路基板４００に向かって延在しており、センシング電極が、レスト位置と第１の／第２の作動位置との間で、第１の部分１２ａおよび押出部１２ｄの周りに枢動／回転することができるようになっている。

第２および第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃは、図６ａ～図６ｃの制御エレメント２００ｆの接続回路基板４００の同じ側（第１の面）に位置付けされているが、代替的な構成では、第２および第３のセンシングポイント４３０ｂ、４３０ｃは、接続回路基板４００の反対側に位置付けされ得る（図示せず）。このケースでは、第２および第３の部分１２ｂ、１２ｃのうちの一方は、スロット１５の第１の対向する壁部１５ａ上に形成／位置付けされることとなり、第２および第３の部分１２ｂ、１２ｃのうちの他方は、スロット１５の第２の対向する壁部１５ａの上に形成／位置付けされることとなる。使用時に、ユーザーは、接続回路基板４００の縁部に覆いかぶさっているプッシュ・プル型制御エレメント２００ｆの端部を把持し、図６ｃに示されているように、レスト位置と第１または第２の作動位置との間でセンシング電極１０を移動させるために、力または圧力を印加する。図５ａ～図５ｃの制御エレメント２００ａを参照して上記に説明されているように、たとえば、プッシュ型またはプル型のボタン／トリガー制御エレメントなどのように、１つだけの作動位置が必要とされる場合、第３の電極４３０ｃおよび第３の部分１２ｃは省くことができる（そして、第１および第２のセンシングポイント４３０ａ、４３０ｂは、接続回路基板４００の同じ側にまたは反対側に位置付けされ得る）。さらに、図６ａ～図６ｃに示されている例は、実質的に上向き／下向きのプッシュ・プル型インタラクション／ジェスチャーに応答するが、制御エレメント２００ｆは、たとえば、図３ｆに示されているものと同様のハンドル部分（図示せず）を組み込むことによって、実質的に横方向のプッシュ・プル型インタラクション／ジェスチャーに応答するように構成され得るということが理解されるであろう。

図７および図８は、機械的な圧力センシング制御エレメント２００のさらなる構成を示している。図７に示されている制御エレメント２００ｇは、単一の作動位置を伴う押圧インタラクション／ジェスチャーを検出するように構成されている。図６（ｃ）と同様に、プレス制御エレメント２００ｇは、センシング電極１０を含み、センシング電極１０は、接続回路基板４００の一部分４０１を受け入れて摩擦係合するためのスロット１５を含む。センシング電極１０は、スロットの対向する側に位置付けされている第１の部分１２ａおよび第２の部分１２ｂを含む。第１および第２の部分１２ａ、１２ｂは、力伝達部１３によって接続されている。接続回路基板４００は、第１および第２のセンシングポイント４３０ａおよび４３０ｂを含み、第１のセンシングポイント４３０ａは、導電性トラックを介して測定モジュール３００に接続されており、第２のセンシングポイント４３０ｂは、好ましくは、接地／参照電極である。第１のセンシングポイント４３０ａは、貫通孔または開口部４０２を含み、第１の部分１２ａは、相補的な突起を含み、相補的な突起は、開口部４０２と摩擦係合し、第１のセンシングポイント４３０ａに機械的に接触するように構成されている。センシング電極１０は、ユーザーが対応位置の非導電材２０を押圧して力伝達部１３を屈曲／変形させることができる程度に、実質的に変形可能および可撓性であるように構成されている。したがって、制御エレメント２００ｇの第２の部分１２ｂは、接続回路基板４００上の第２の電極４３０ｂに接触するために、そのレスト位置からその作動位置へ移動することとなる。この移動により、センシング電極１０と第２のセンシングポイント４３０ｂとの間の静電容量に変化が生じ、第１のセンシングポイント４３０ａと第２のセンシングポイント４３０ｂの間の測定モジュール３００によって測定され得る。

図８に示されている制御エレメント２００ｈは、捩じりのインタラクションまたはジェスチャーおよびプッシュ・プル型ジェスチャーを検出するように構成されている。捩じり制御エレメント２００ｈは、図５ａ～図５ｃに関して上記に説明されているものと同じ方式で動作する１対のプッシュ・プル型制御エレメント２００ｂを含む。接続回路基板４００の第１の、第２の、および第３のセンシングポイント４３０ａ～４３０ｃは、便宜上、１対の制御エレメント２００ｂのうちの一方に関してのみ示されている。１対のプッシュ・プル型制御エレメント２００ｂは、それらの回転軸線または枢動軸線が実質的に整合されている状態で、間隔を離して配置された関係で配置されている。それぞれの電極１０の力伝達部１３は、ユーザーが把持して捩じり力またはプッシュ・プル型の力を印加するために、ハンドル部分２１０ｈの中へ延在している。ユーザーが（時計回りまたは反時計回りのいずれかに）捩じり力をハンドル部分２１０ｈに印加すると、１対の制御エレメント２００ｂのそれぞれのセンシング電極１０が、反対側方向に移動および／または変形する。したがって、制御エレメント２００ｂのうちの一方は、その第１の作動位置へ移動／変形することとなり、一方、他方は、その第２の作動位置へ移動／変形することとなる。また、捩じり制御エレメント２００ｈは、プッシュ・プル型ジェスチャーを検出するために使用することができ、その場合に、１対の制御エレメント２００ｂのそれぞれのセンシング電極１０は、同じ方向に移動および／または変形するということが理解されるであろう。捩じり制御エレメント２００ｈは、車両インテリアの中の座席制御および／または照明制御に適切である可能性がある。捩じり制御エレメント２００ｈは、図示されているように、たとえば、シートおよび／またはライトを選択して制御するための、１つもしくは複数のタッチ・ボタンおよび／またはスライダー・バー制御エレメント１００ｂをさらに含むことが可能である。

圧力センシング制御エレメント２００の上述の構成のそれぞれは、使用事例のバリエーションに対応しているが、しかし、電極部分１２ａ、１２ｂ、および１２ｃの数、ならびに、それらの配置は、与えられた使用事例に限定されないということが理解されるであろう。たとえば、制御エレメント２００ｇにおいて、接続回路基板４００の第１のセンシングポイント４３０ａは、第２のセンシングポイント４３０ｂの代わりに、接地／参照電極になることが可能である。別の例は、接続回路基板４００から第２のセンシングポイント４３０ｂを除去することであり、結果として、制御エレメント２００ｇは、感圧ボタンというよりもむしろ、静電容量式プッシュ・ボタンになることとなる。すなわち、制御エレメント２００ｇは、静電容量式タッチ・ボタン機能を提供することとなるが、正の触覚フィードバックをオペレーターに提供するように移動可能／変形可能である。制御エレメント２００ａ、２００ｆ、２００ｇ、および２００ｈのさらなる例では、センシング電極１０の第１の、第２の、および第３の部分１２ａ～１２ｃは、プラスチック・オーバーレイヤー２０によって境界を定められる導電性プラスチックの別個のピースであり、プラスチック・オーバーレイヤー２０は、実質的に可撓性であり、好ましくは、別個の電極の上にオーバーモールドされる。

図１ａ、図１ｂ、および図２に示されている例示的な制御システム１０００は、車両のセンター・コンソール（図示せず）の中へ組み込むのに適切であり得る。しかし、制御システムのバリエーションは、車両インテリアの中のほとんど場所の中へ組み込むことができる。図９は、本発明による制御システムを中に組み込むことができる車両インテリア５０００の中の例示的な場所を示しており、これらに限定されないが、ドア・ハンドル５１００、ドア・トリム・パネル５２００、ダッシュボード・エレメント５３００、シート・エレメント（たとえば、アームレスト５４００、ヘッドレスト５５００、下側シート部分５７００）、センター・コンソール５８００、およびステアリング・ホイール５６００が含まれる。

図１０は、シート位置およびヘッドレスト位置をそれぞれ制御するための捩じり制御エレメント２００ｈを含む、車両のシート２１００の中へ一体化した制御システム５５００および５７００を示している。図１１ａは、車両のセンター・コンソールまたはアームレストのための制御システム５８００を示している。システム５８００は、１対のプッシュ・プル型制御エレメント２００ｃ、トラックパッド１００ｄ、およびスライダー・バー１００ｂを含む。図１１ｂは、制御システム５８００の分解図を示している。システム５８００は、接続回路基板４００および制御エレメント１００、２００を支持するための制御ゾーンを画定するプラスチック本体部８００を含む。プラスチック・オーバーレイヤー２０は、制御ゾーン全体をカバーしている。図１２は、車両のドア・ハンドルのための制御システム５１００の分解図を示している。システム５１００は、ウィンドウを操作するためのプッシュ・プル型制御エレメント２００ｆと、車両をロックおよびアンロックするためのプッシュ・ボタン制御エレメント２００ｄと、プッシュ・プル型制御エレメント２００ｆで操作するウィンドウを選択するための複数のタッチ・ボタン制御エレメント１００ａと、ミラー制御のための複数のタッチ・ボタン制御エレメント１００ａとを含む。

図１３は、車両のステアリング・ホイール６００のための制御システム５６００を示している。制御システム５６００は、指位置、把持／把握の強度／圧力、手の位置決め、および／または、手がステアリング・ホイール上にあるかもしくは離れているかということを検出するためのタッチ・センシング制御エレメント１００ｅを含む。この例では、センシング電極１０は、ドライバーがステアリング・ホイール６００を把持または保持する領域において、ステアリング・ホイール・ハンドル６００に巻き付くように構成されており、また、ステアリング・ホイール・ハンドルの周りに空間的に分配されている複数のセンシング電極部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを含む。それぞれのセンシング電極部分１０ａ～１０ｄは、機械的な電気コネクタ４２０（この例では、スプリング・クリップ・コネクタ）によって、接続回路基板４００上の別個のセンシングポイントに接続されており、ドライバーによるタッチ（たとえば、異なる指または指の一部分によるタッチなど）に応答して別個の電気信号を提供する。指の一部分は、指の近位指骨、中間指骨、もしくは遠位指骨であるかまたはそれを含み得る。電極部分１０ａ～１０ｄは、予期される指位置に対応するパターンで分配されている。このように、タッチの位置もしくは近接程度、および／または、センシング電極１０に対する指移動は、それぞれのセンシング電極部分１０ａ～１０ｄによって提供される電気信号から決定され得る。

上記の制御エレメント１００、２００は、たとえば、制御エレメント１００、２００および／または制御エレメント１００、２００の機能を強調する、１つもしくは複数の視覚インジケーター・エレメントまたはアイコンをさらに含むことが可能である。アイコンは、たとえば、図２に示されているように、プラスチック・オーバーレイヤー２０の上にオーバーモールドされた着色プラスチック４０の追加的な層によって形成されたパッシブ・アイコンであるか、または、プリントされたグラフィックスであることが可能である。代替的なまたは追加的に、視覚エレメントは、発光エレメントであるかまたはそれを含むことが可能であり、たとえば、アイコンは点灯することが可能である。

図１４は、発光エレメント３０を含むタッチ・センシング制御エレメント１００ａの例を示している。接続回路基板４００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などのような１つまたは複数の発光デバイス４４０を含み、制御エレメント１００ａは、１つまたは複数の実質的に透明なプラスチック製光ガイド部分３０を含み、光ガイド部分３０は、センシング電極１００の少なくとも一部分を通って延在しており、１つまたは複数のＬＥＤ４４０からセンシング電極１０を通して放出される光をガイドする。上記光ガイド部分３０またはそれぞれの光ガイド部分３０は、ＬＥＤ４４０の上または上方にフィットするように構成され得る。これにより、光ガイド部分３０の中への光のカップリングを改善することが可能であり、また、組み立て中に接続回路基板上に制御エレメント１００ｂを位置決めまたは位置付けすることを助けることが可能である。上記ＬＥＤ４４０またはそれぞれのＬＥＤ４４０は、測定モジュール３００によって作動し、１つまたは複数の導電性トラック４１０を介して測定モジュール３００に接続されている。制御システムの構成に応じて、センシング電極１０は、図１４に示されているように、光ガイド部分３０に少なくとも部分的に巻き付くように構成され、または、図２に示されているように、光ガイド部分がその中にフィットするためのアパーチャーを備えて構成され得る。それぞれの制御エレメント１００ａが、別個のＬＥＤ４４０によって点灯されてもよく、または、複数の制御エレメント１１０ａが、同じＬＥＤ４４０によって点灯されてもよい。光ガイド部分３０のバリエーションが、図１２に示されている。

また、光ガイド部分３０は、好ましくは、射出成形によって形成され、組み立て中にセンシング電極１０と一体化され得る。次いで、プラスチック・オーバーレイヤー２０が、センシング電極１０および光ガイド部分３０の上にオーバーモールドされ、１つまたは複数のＬＥＤ４４０から放出される光を通して放出される光が、プラスチック・オーバーレイヤー２０を通過することが可能であり、ユーザーが見ることができるようになっている。上記光ガイド部分３０またはそれぞれの光ガイド部分３０は、送信される光を拡散させるように構成され、光ガイド部分３０全体が実質的に均一に点灯するようになっている。

制御エレメント１００、２００は、プラスチック・オーバーレイヤー２０および／または光ガイド部分３０の上に適用される装飾エレメント４０をさらに含むことが可能である。装飾エレメント４０は、隆起したエレメントもしくは陥凹部であるかまたはそれを含み、触覚フィードバックをオペレーターに提供することが可能である。装飾エレメント４０は、表面上のスクリーン・プリントされたまたはスプレー・ペイントされたインク／ペイントであることが可能である。代替的に、装飾エレメント４０は、制御エレメント１００、２００のスプレー・ペイントされたまたはスクリーン・プリントされた表面から領域をエッチングして除くことによって形成され得る。

測定モジュール３００は、１つまたは複数のセンシングポイント４３０において１つまたは複数の電気信号を測定するように構成されている。測定モジュールは、同時にまたは個別に電気信号を測定するように構成され得る。たとえば、測定モジュール３００は、シーケンシャルに（すなわち、１つずつ）接続回路基板４００上のそれぞれのセンシングポイント４３０を通してスキャンし、それぞれの電気信号を別個に測定するように構成され得る。たとえば、測定モジュール３００は、マルチプレクサー機能を含むことが可能である。スキャン周波数は、導電性物体５００またはセンシング電極１０の典型的な移動速度と比較して十分に高くなっており、任意の測定遅延を最小化することが可能であり、測定／検出がリアルタイムで行われているとユーザーが知覚するようになっている。たとえば、スキャン・レートは、範囲１００～２００Ｈｚの中にあることが可能である。スキャン・レートは、用途に応じて、より遅くまたはより速くなることが可能である。

測定モジュール３００は、１つまたは複数の電気信号に基づいて制御エレメント１００、２００とのユーザー・インタラクションを検出するようにさらに構成されている。測定モジュール３００は、タッチ・センシング制御エレメント１００によって提供される１つまたは複数の電気信号に基づいて、ユーザー／オペレーターからの接触またはタッチ、接触／タッチ位置、１つまたは複数のセンシングポイント４３０に対するプラスチック・オーバーレイヤー２０の表面上の／その表面を横切る前記導電性物体５００の移動の速度および／または方向および／または量のうちの１つまたは複数を検出するように構成されている。加えて、測定モジュール３００は、タッチ・センシング制御エレメント１００によって提供される１つまたは複数の電気信号に基づいて、接続回路基板４００上の上記センシングポイント４３０またはそれぞれのセンシングポイント４３０に対するセンシング電極１０の移動／変形、移動／変形の方向、および／または移動／変形の量のうちの１つまたは複数を検出するように構成され得る。

測定モジュール３００は、静電容量の変化を測定するための１つまたは複数のセンシング・チャネルまたは入力チャネルを備えた静電容量式センシング・チップ（図示せず）、たとえば、静電容量式センシング・マイクロプロセッサーまたはマイクロコントローラーなどを含む。静電容量式センシング・チップは、タッチ・センシング制御エレメント１００に関して、センシングポイント４３０における自己静電容量の変化を測定することが可能であり、および／または、機械的な圧力センシング制御エレメント２００に関して、１対のセンシングポイント４３０の間の静電容量の変化を測定することが可能である。後者のケースでは、機械的な圧力センシング制御エレメント２００のセンシング電極１０が、接地ポイントまたは参照ポイントとしての役割を果たす、接続回路基板４００の上のセンシングポイント４３０ｂに接続されているので、静電容量は、センシング電極１０とセンシングポイント４３０ａ、４３０ｃとの間で効果的に測定される。静電容量測定は、任意選択で、周波数ベースの測定であることが可能である。

測定モジュール３００は、静電容量式センシング・チップとデータ通信した状態の処理ユニットまたはチップ（図示せず）をさらに含み、そこから測定データを受信することが可能である。処理ユニット／チップは、１つまたは複数のプロセッサーと、ソフトウェア・プログラムを記憶する１つまたは複数のメモリーとを含み、ソフトウェア・プログラムは、１つまたは複数のプロセッサー上で遂行または実行する際、処理ユニット／チップに測定データを処理および／または分析させ、ユーザー・インタラクションまたはジェスチャー情報を決定させる。ユーザー・インタラクションまたはジェスチャー情報は、ユーザー／オペレーターからの接触もしくはタッチ、接触／タッチ位置、タッチ・センシング制御エレメント１００に関して、プラスチック・オーバーレイヤー２０の表面の上の／その表面を横切る前記導電性物体５００の移動の速度および／もしくは方向および／もしくは量、ならびに／または、機械的な圧力センシング制御エレメント２００に関して、接続回路基板４００の上のセンシングポイント４３０に対するセンシング電極１０の移動／変形、移動／変形の方向、および／もしくは移動／変形の量のうちの１つまたは複数を含むことが可能である。測定データを処理および／または分析することは、データをフィルタリングすること、スムージングすること、差別化すること、ピーク発見すること、および／または、データを１つまたは複数の事前定義された閾値と比較することを含むことが可能である。次いで、処理ユニット／チップは、１つまたは複数の制御信号を発生させるように構成され、１つまたは複数の制御信号は、車両ＥＣＵに提供されるときには、ＥＣＵをトリガーし、１つまたは複数の車両機能を制御することとなる。

本発明の制御システム１０００を使用して１つまたは複数の車両機能を制御する例示的な方法６０００が、図１５に示されている。ステップＳ１において、ユーザーは、上記に説明されているジェスチャーのいずれかを介して、制御エレメント１００、２００と相互作用する。これは、制御エレメント１００、２００にタッチすること、および／または、制御エレメント１００、２００に力もしくは圧力を印加することを伴い、提供される１つまたは複数の電気信号に変化をもたらす。ステップＳ２において、１つまたは複数の電気信号が、好ましくは所定の期間にわたって、測定モジュール３００によって測定される。測定データ波形は、静電容量式センシング・チップおよび／または処理ユニット／チップによって、デジタル信号として獲得される。デジタル信号は、１つまたは複数のフィルター（たとえば、ロー・パス・フィルターなど）を通して、処理ユニット／チップを通して処理され、ノイズを低減させ、信号をスムージングする。これにより、信号特質を洗練し、他のアルゴリズムにおけるその使用を簡素化することができる。ステップＳ３において、信号特質は、さらなるアルゴリズムを使用して分析され、情報を分類するための１つまたは複数の信号特徴を抽出する。これにより、信号振幅、ターニング・ポイント（ピーク／谷）、ターニング・ポイント同士の間の間隔、および／または導関数（１次および／または２次）のうちの１つまたは複数を抽出することを伴うことができる。ステップＳ４において、抽出された信号特徴は、クラスター化され、分類モデルに渡され、異なる信号パターンを検出し、ユーザー・インタラクションをイベント（たとえば、ウィンドウを開閉すること、または、ボリューム・レベルを変化させることなど）として分類する。ステップＳ４は、１つまたは複数の制御信号またはイベント信号を発生させることをさらに含むことが可能であり、１つまたは複数の制御信号またはイベント信号は、ユーザー・インタラクション／イベントと関連付けられており、または、ＥＣＵに送るためのユーザー・インタラクション／イベントを識別する。ステップＳ５において、制御／イベント信号は、ＥＣＵに送られ、１つまたは複数の車両機能をトリガーする。

上記に説明されている制御システム１０００のいずれも、測定モジュール３００と通信する触覚フィードバック・モジュール４５０をさらに含むことが可能である。たとえば、触覚フィードバック・モジュール４５０は、接続回路基板４００上にまたは接続回路基板４００に装着された振動モーター４５０を含むことが可能であり、測定モジュール３００は、振動モーター４５０を制御するように構成され得る。振動モーター４５０は、当技術分野において公知の偏心回転質量（ＥＲＭ）またはリニア共振アクチュエーター（ＬＲＡ）のいずれかであることが可能である。変化する振動フィードバック・パターンは、制御エレメント１００、２００の作動／移動および／またはユーザー・インタラクションのさまざまな段階の検出に応答して構成および提供され得る。

本開示を読むことから、他の変形例および変更例が、当業者に明らかになることとなる。そのような変形例および変更例は、均等物および他の特徴を伴うことが可能であり、他の特徴は、当技術分野においてすでに知られており、また、本明細書ですでに説明されている特徴の代わりにまたはそれに加えて使用され得る。

添付の特許請求の範囲は、特徴の特定の組合せに関するものであるが、本発明の開示の範囲は、任意の請求項の中に現在特許請求されているものと同じ発明にそれが関係しているかどうかにかかわらず、および、本発明が緩和するものと同じ技術的問題のいずれかまたはすべてをそれが緩和するかどうかにかかわらず、任意の新規な特徴、または、明示的にもしくは暗示的に本明細書で開示されている特徴の任意の新規な組合せ、または、その任意の一般化も含むということが理解されるべきである。

別個の実施形態の文脈において説明されている特徴は、また、単一の実施形態の中に組み合わせて提供され得る。逆に、簡潔化のために単一の実施形態の文脈において説明されているさまざまな特徴は、また、別個にまたは任意の適切なサブコンビネーションで提供され得る。

完全を期すために、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は他のエレメントまたはステップを除外せず、「ａ」または「ａｎ」という用語は複数を除外せず、特許請求の範囲の中の任意の参照記号は特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

１０ 導電プラスチック製センシング電極
１０ａ～１０ｄ センシング電極部分
１０ｓ センシング電極
１０ｔ センシング電極
１１ 接触部分
１２ａ 第１の部分
１２ｂ 第２の部分
１２ｃ 第３の部分
１２ｄ 押出部
１３ 力伝達部
１５ スロット
１５ａ 第１の対向する壁部
１５ｂ 第２の対向する壁部
２０ 非導電性プラスチック材、非導電材、プラスチック・オーバーレイヤー
２０ｓ 側面
２０ｔ 上面
３０ 光ガイド部分、発光エレメント
４０ 装飾エレメント、着色プラスチック
１００ 制御エレメント
１００ａ タッチ・ボタン制御エレメント
１００ｂ スライダー・バー制御エレメント
１００ｃ 静的回転ノブ制御エレメント
１００ｄ トラックパッド制御エレメント、タッチ・センシング制御エレメント
１００ｅ タッチ・センシング制御エレメント
２００ 制御エレメント
２００ａ プッシュ・プル型制御エレメント、プッシュ・プル型スイッチまたはトリガー
２００ｂ プッシュ・ボタン制御エレメント、圧力センシング制御エレメント
２００ｃ プッシュ・プル型制御エレメント
２００ｄ プッシュ・ボタン制御エレメント
２００ｅ プッシュ・プル型制御エレメント、機械的な圧力センシング制御エレメント
２００ｆ プッシュ・プル型制御エレメント
２００ｇ プレス制御エレメント
２００ｈ 捩じり制御エレメント
２１０ａ ハンドル部分
２１０ｃ ハンドル部分
２１０ｈ ハンドル部分
３００ 測定モジュール
３１０ フレキシブル・インターコネクト
４００ 接続回路基板
４０１ 一部分
４０２ 貫通孔または開口部
４１０ 導電性トラックまたはトレース
４２０ 電気コネクタ
４２１ 嵌め合い部分
４３０ センシングポイント
４３０ａ 第１のセンシングポイント
４３０ｂ 第２のセンシングポイント、第２の電極
４３０ｃ 第３のセンシングポイント、第３の電極
４４０ 発光デバイス、ＬＥＤ
４５０ 触覚フィードバック・モジュール、振動モーター
５００ 導電性物体、指／親指
６００ ステアリング・ホイール・ハンドル
８００ プラスチック本体部
１０００ 制御システム
２１００ 車両のシート
５０００ 車両インテリア
５１００ ドア・ハンドル
５２００ ドア・トリム・パネル
５３００ ダッシュボード・エレメント
５４００ アームレスト
５５００ ヘッドレスト
５６００ ステアリング・ホイール
５７００ 下側シート部分
５８００ センター・コンソール、制御システム
６０００ 方法
Ｓ１～Ｓ５ ステップ

Claims (36)

1. 車両インテリア用車両制御システムであって、前記車両制御システムは、
   ユーザーが相互作用して１つまたは複数のユーザー制御可能な車両機能を制御するための複数の制御エレメントを含み、前記複数の制御エレメントは、それぞれ、
   前記制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して、１つまたは複数の電気信号を提供するように構成される導電プラスチック製センシング電極と、
   前記センシング電極の上または上方に設けられる非導電性プラスチック・カバー材と、
   前記制御エレメントにより提供される１つまたは複数の電気信号を測定するための複 数のセンシングポイントを含む接続回路基板と
   を含み、前記センシング電極はそれぞれ、機械的な係合および摩擦係合によって前記接続回路基板の少なくとも１つの前記センシングポイントに電気的に接続して、前記１つまた は複数の電気信号を提供するように構成され、
   前記複数の制御エレメントが、
   第１のタイプの制御エレメントであって、前記センシング電極が、前記センシング電 極の上／上方の前記非導電性プラスチック・カバー材上の導電性物体／前記カバー材を横 切る導電性物体の接触および移動によって生じる静電容量の変化に応じて、前記１つまた は複数の電気信号を提供するように構成される、第１のタイプの制御エレメントと、
   第２のタイプの制御エレメントであって、前記センシング電極が、前記センシング電 極の上／上方の前記非導電性プラスチック・カバー材に印加される圧力または力によって 生じる静電容量の変化に応じて、前記１つまたは複数の電気信号を提供するように構成さ れる、第２のタイプの制御エレメントと
   を含み、前記制御エレメントの前記非導電性プラスチック・カバー材が、異なる機能性を 有するユーザー・インタラクティブ・エリアをもたらすための、前記制御エレメントの上 方／周囲に設けられる非導電性プラスチック材の３次元的にプロファイル決めされた単一 部品の一部であり、
   前記車両制御システムは、前記１つまたは複数の制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して１つまたは複数のユーザー制御可能な車両機能を制御するために前記車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続可能である、車両制御システム。
2. 前記センシング電極および前記カバー材は、射出成形プロセスによって形成される、請 求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記カバー材は、実質的に可撓性／変形可能および弾性である、請求項２に記載の車両 制御システム。
4. 前記センシング電極が、前記第１のタイプの制御エレメントの前記センシング電極の第１の部分を含み、前記第１の部分は、前記接続回路基板上の第１のセンシングポイントに面し、機械的に接触および係合して、それらを電気的に接続するように構成される、請求項１または２に記載の車両制御システム。
5. 前記第１のタイプの制御エレメントの前記センシング電極の前記第１の部分と前記第１のセンシングポイント間の前記機械的な係合により、前記第１の部分と前記第１のセンシングポイント間の相対的な移動が実質的に防止される、請求項４に記載の車両制御システ ム。
6. 前記第１のセンシングポイントは、実質的に剛性の嵌め合い部分を有する電気コネクタを含み、前記嵌め合い部分は、前記センシング電極の前記第１の部分に機械的に接触し、変形させ、嵌め込まれて電気的に接続するように構成される、請求項４または５に記載の 車両制御システム。
7. 前記電気コネクタは、さらに、前記センシング電極の前記第１の部分と摩擦係合し、前記センシング電極を前記接続回路基板に固定するように構成される、請求項６に記載の車 両制御システム。
8. 前記接続回路基板が固定エレメントを含み、前記固定エレメントは、前記センシング電極の対応する固定部分と摩擦係合し、前記センシング電極を前記接続回路基板に固定するように構成される、請求項６または７に記載の車両制御システム。
9. 前記摩擦係合により、前記第１の部分と前記第１のセンシングポイント間の前記機械的な接触が維持される、請求項８に記載の車両制御システム。
10. 前記電気コネクタおよび前記固定エレメントが、前記接続回路基板から突き出ている突起であるかまたはそれを含み、前記センシング電極の前記第１の部分および固定部分は、それぞれの突起と摩擦係合するように構成される凹部を含み、または、
    前記電気コネクタおよび前記固定エレメントが、前記接続回路基板の中の凹部、開口部、もしくは貫通孔であるかまたはそれを含み、前記センシング電極の前記第１の部分および前記固定部分は、それぞれの凹部と摩擦係合するように構成される突起であるかまたはそれを含む、請求項８または９に記載の車両制御システム。
11. 前記制御エレメントが複数の前記導電プラスチック製センシング電極を含み、前記非導電性プラスチック・カバー材がそれぞれのセンシング電極の上または上方に設けられ、それぞれのセンシング電極が、前記非導電性プラスチック材上の導電性物体／前記非導電性プラスチック材を横切る導電性物体の移動に応じて、前記１つまたは複数の電気信号の変化を提供するように構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両制御シス テム。
12. ２つ以上の隣接するセンシング電極は、前記非導電性プラスチック材上の前記導電性物 体／前記非導電性プラスチック材を横切る前記導電性物体の移動に応じて、前記１つまたは複数の電気信号に実質的に平滑な変化がもたらされるように、１つまたは複数の方向に互いに噛み合うように構成される、請求項１１に記載の車両制御システム。
13. 前記第１の部分と前記第１のセンシングポイント間の前記機械的な係合により、前記第１のセンシングポイントとの一定の電気的接触を維持しながら、前記第１の部分は、前記第１のセンシングポイントに対し移動することができる、請求項４に記載の車両制御シス テム。
14. 前記第１の部分は、前記第１のセンシングポイントとの一定の電気的接触を維持しながら、前記センシング電極が前記第１の部分の周りを枢動／回転できるように構成される、請求項１３に記載の車両制御システム。
15. 前記センシング電極が第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記接続回路基板上の第２のセンシングポイントに面し、前記第１の部分が前記第１のセンシングポイントとの一 定の電気的接触を維持しながら、前記第２の部分と前記第２のセンシングポイント間の距離を変化させるように、前記センシング電極に印加される圧力／力に応じて、レスト位置から第１の作動位置へ移動可能かつ変形可能に構成される、請求項４または１３に記載の 車両制御システム。
16. 前記センシング電極は、前記レスト位置から前記第１の作動位置へ前記第１の部分の周りを枢動／回転するように構成される、請求項１５に記載の車両制御システム。
17. 前記第２の部分は、前記第２の部分に印加される圧力または力に応じて、前記第１の部分に対して移動するかまたは少なくとも部分的に変形／屈曲するように構成される、請求項１６に記載の車両制御システム。
18. 前記センシング電極が、前記接続回路基板の一部分を受け入れるためのスロットを含み、かつ前記センシング電極が、前記スロットの対向する壁部間で前記接続回路基板の両面を把持および摩擦係合するように構成される、請求項４、５または１５に記載の車両制御 システム。
19. 把持作用および摩擦係合により、前記第１の部分と前記第１のセンシングポイント間の前記機械的な接触が維持される、請求項１８に記載の車両制御システム。
20. 前記第２のセンシングポイントは、前記接続回路基板の、前記第１のセンシングポイントと同じ面にあるか、または、前記第１のセンシングポイントとは反対面にある、請求項 １３から１８のいずれか一項に記載の車両制御システム。
21. 前記センシング電極が第３の部分を含み、前記第３の部分は、前記接続回路基板上の第３のセンシングポイントに面し、前記第３の部分と前記第３のセンシングポイント間の距離を変化させるように、前記センシング電極に印加される圧力／力に応じて、レスト位置から第２の作動位置へ移動可能かつ変形可能に構成される、請求項１３から１９のいずれ か一項に記載の車両制御システム。
22. 前記センシング電極は、前記レスト位置から前記第２の作動位置へ前記第１の部分の周りを枢動／回転するように構成される、請求項２１に記載の車両制御システム。
23. 前記第３の部分は、前記第３の部分に印加される圧力／力に応じて、前記第１の部分に対して移動するかまたは少なくとも部分的に変形／屈曲するように構成される、請求項２ ２に記載の車両制御システム。
24. 前記第３のセンシングポイントは、前記接続回路基板の、前記第２のセンシングポイントと同じ面にあるか、または、前記第２のセンシングポイントとは反対面にある、請求項 ２２または２３に記載の車両制御システム。
25. 前記センシング電極の前記第１の、第２の、および第３の部分は、導電性プラスチックの単一部品の一部であり、または、前記センシング電極の前記第１の、第２の、および第３の部分は、導電性プラスチックの別個のピースである、請求項２２から２４のいずれか一項に記載の車両制御システム。
26. 前記車両制御システムは、前記接続回路基板の前記センシングポイントまたはそれぞれのセンシングポイントに接続される測定モジュールをさらに含み、前記測定モジュールは、
    前記１つまたは複数の電気信号を測定し、
    前記１つまたは複数の電気信号に基づいて前記１つまたは複数の制御エレメントとのユーザー・インタラクションを検出し、
    検出された前記ユーザー・インタラクションと関連付けられる１つまたは複数の制御信号を前記ＥＣＵに提供するように構成される、請求項１から２５のいずれか一項に記載の 車両制御システム。
27. 前記測定モジュールは、前記接続回路基板上にまたは前記接続回路基板に装着され、１つまたは複数の導電性トラックを介して前記１つまたは複数のセンシングポイントに接続される、請求項２６に記載の車両制御システム。
28. 前記測定モジュールは、前記接続回路基板から分離されており、フレキシブル・インターコネクトを介して前記接続回路基板上の１つまたは複数の導電性トラックに電気的に接続される、請求項２７に記載の車両制御システム。
29. 前記フレキシブル・インターコネクトは、１つまたは複数のプリント回路基板、フレキシブル・プリント回路基板、ワイヤ、およびケーブルであるかまたはそれを含む、請求項２８に記載の車両制御システム。
30. 前記接続回路基板は、発光デバイスをさらに含み、前記制御エレメントは、前記センシング電極を通って延在して前記発光デバイスから前記センシング電極を通して放出される光をガイドする、１つまたは複数の実質的に透明なプラスチック製光ガイド部分をさらに含む、請求項１から２９のいずれか一項に記載の車両制御システム。
31. 前記非導電性プラスチック材は、前記センシング電極および前記１つまたは複数の光ガイド部分を覆うように設けられる、請求項３０に記載の車両制御システム。
32. 前記車両制御システムは、前記測定モジュールと通信する触覚フィードバック・モジュールをさらに含み、前記測定モジュールは、ユーザー・インタラクションの検出に応答して作動するように前記触覚フィードバック・モジュールを制御するよう構成される、請求 項２６から２８のいずれか一項に記載の車両制御システム。
33. 前記触覚フィードバック・モジュールは、前記接続回路基板上にまたは前記接続回路基板に装着された振動モーターであるかまたはそれを含む、請求項３２に記載の車両制御システム。
34. 前記制御エレメントは、それぞれ、タッチ・ボタン機能、トラックパッド機能、スライダー機能、静的回転ノブ機能、プッシュ・ボタン機能、および／または、プッシュもしくはプル型トリガー／スイッチ機能のうち少なくとも１つを設けるように形成および構成される、請求項１から３３のいずれか一項に記載の車両制御システム。
35. 前記車両制御システムは、制御ゾーン内の前記制御エレメントのうちの１つまたは複数を支持するための非導電性プラスチック本体部をさらに含み、前記本体部は、車両インテリアの以下のパーツ：ドア・ハンドル、ドア・トリム・パネル、ダッシュボード・エレメント、センター・コンソール、アームレスト、ヘッドレスト、ステアリング・ホイール、もしくはシート・エレメントのうちの１つの少なくとも一部であるかまたはそれを含む、請求項１から３４のいずれか一項に記載の車両制御システム。
36. １つまたは複数のユーザー制御可能な車両機能を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
    電気ウィンドウ、電動シート、セントラル・ロッキング、オーディオ・システム、エンターテインメント・システム、ナビゲーション・システム、クライメート・コントロール・システム、クルーズ・コントロール・システム、および照明システムのうちの１つまたは複数を含む１つまたは複数のユーザー制御可能なシステムと、
    前記１つまたは複数の制御エレメントとのユーザー・インタラクションに応答して前記１つまたは複数の車両機能を制御するように前記ＥＣＵと通信する、請求項１から３５のいずれか一項に記載の車両制御システムと
    を含む、車両。

Images