【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种装置，用于加热表面并同时检测对该表面的触摸。
技术介绍
1、从现有技术中已知有多种用于加热表面和检测表面触摸的装置。这些装置大多集成在方向操作手柄中，例如车把或方向盘，或集成在座椅中。
2、其中，加热或对方向操作手柄进行加热首先是舒适的功能，旨在为操作者提供温度适宜的操作元件。
3、与此相反，方向操作手柄上的触摸检测主要用于提高驾驶安全性，因为通过触摸检测可以识别驾驶员的手或驾驶员本人，从而确保驾驶员用至少一只手抓住手柄。
4、此外，有关驾驶员和/或手的触摸或存在信息还可以在车辆的许多其他系统中使用。
5、尤其是在自动驾驶或自动驾驶车辆的背景下，这种触摸检测尤其相关，其中出于安全原因，驾驶员仍应抓住方向盘或转向盘。替代地，也可以通过触摸通知车辆，驾驶员希望再次亲自接管车辆。
6、为了能够同时提供加热和触摸检测，现有技术通常规定，应用这样的装置，即方向操作手柄或座椅，既配备加热装置也配备独立的或单独的传感器用于触摸检测。这导致了结构复杂且成本高昂。
7、此外，从ep 2 028 078 a1和de 11 2018 005 213 t5中也已知加热与触摸检测的组合。根据这两种方案，都预设了具有多个传感器线路的传感器，其中一个传感器线路同时用作加热丝，因此这些彼此集成地设计。
8、然而，问题在于控制器或传感器控制电路必须与加热或加热控制电路精确匹配，因为传感器的控制不得影响加热，加热的控制不得影响传感器。
9、从现有技术还已知
10、因此，传感器的评估或所需的电路复杂、成本高且容易出错。
技术实现思路
1、因此，本技术的目的是克服上述缺点并提供一种同时能进行表面加热和表面触摸检测的装置，所述装置能同时执行这些功能，且在成本上具有经济性，特别是在控制方面简单易行。
2、这一目的通过根据下文所述的特征的组合得以实现。
3、因此，本技术提出一种用于加热表面并同时检测对所述表面的触摸的装置。所述装置可以特别地集成在车辆的座椅或方向操作手柄中。相应地，所述表面可以是方向操作手柄的把手表面或抓握面或者座椅的座面或靠背面。根据本技术，所述装置包括控制装置以及与其连接的电导性的功能导线。所述功能导线同时是用于加热所述表面的加热丝，也是用于检测所述表面上的触摸的传感器元件。所述控制装置包括通过所述功能导线加热所述表面的加热电路以及通过所述功能导线同时检测所述表面的触摸的传感器电路。所述加热电路和所述传感器电路都与所述功能导线电连接。所述加热电路具有输入端和与其电隔离的、与所述功能导线连接的输出端。所述输入端可以提供所述加热电路的供电电压，例如，可以与车辆的供电网或汽车电器网络或一般的电源(如电池)连接。所述加热电路的输出端用于提供施加在所述功能导线上的加热电压，通过所述电压所述功能导线可以作为加热丝被加热。所述加热电路的输出端作为电隔离的次级侧，与作为电隔离的初级侧的输入端和优选地传感器电路电隔离。因此，所述功能导线与所述加热电路的供电电压和/或初级侧或输入端电隔离，从而所述传感器电路的触摸检测不受所述加热电路的影响。相应地，所述功能导线可以同时由所述加热电路控制或以加热电压供电，并与所述传感器电路连接，使得在所述功能导线上通过所述传感器电路可以检测到对所述表面的触摸。
4、通过本技术的装置，因此可以实现同时加热所述表面和检测对所述表面的触摸。
5、在本申请中，检测触摸也理解为检测对所述表面的接近，因为触摸检测特别是通过电容方式进行，并且例如可以无接触地检测到位于所述表面上方的手。
6、因此，所述传感器电路设置成用于检测触摸的测量电路，并且与作为加热控制装置用于控制功能导线的所述加热电路电隔离。
7、通过电隔离，所述加热电路和所述传感器电路互不影响，至少不显著影响。
8、其中有利地，将所述传感器电路和所述加热电路之间的电容耦合最小化，保持电隔离的耦合电容非常低，从而使所述传感器电路作为测量电路尽可能少地受所述加热电路的影响。
9、一个有利的改进方案规定，所述加热电路包括反激式变换器和/或流量变换器和/或推挽电路，以实现电隔离。
10、进一步地，所述加热电路可以设计为优选地仅通过在初级侧调节功率来控制所述功能导线。
11、在控制作为加热元件或加热丝的所述功能导线时，不需要明确地调节输出电压(次级侧)，通过初级侧调节功率就足够了。这简化了结构，并可以实现更高的效率。
12、根据一个同样有利的改进方案，所述加热电路还可以在电隔离的次级侧不包括整流元件，特别是不包括二极管，进一步特别是不包括隔离二极管。因此，所述加热电路在其次级或输出侧不包括整流元件(例如二极管或隔离二极管)，以此方式同样可以提高效率并实现成本效益的电路结构。
13、为了控制所述功能导线，所述加热电路根据另一个变体在初级侧包括至少一个开关元件，其特别地设计为晶体管并进一步特别是mosfet。
14、所述开关元件本身可以通过驱动ic或微控制器进行控制。
15、所述传感器电路也可以包括微控制器，其中所述传感器电路的控制和/或评估逻辑可以在所述微控制器上实施。此外，所述加热电路的开关元件的控制或控制逻辑也可以设置成集成在同一个微控制器上。
16、所述加热电路可以包括用于实现电隔离的变压器，所述变压器优选具有尽可能低的耦合电容。
17、优选地，所述功能导线平面地且蜿蜒地布置。其中，所述功能导线进一步优选地延伸以使整个所述表面可加热并且所述表面上的每一点的触摸都可被检测到。
18、为此，所述功能导线可以嵌入到功能层中，所述功能层可以对应于所述表面的一侧。此外，所述功能层可以包括装饰层或将所述功能层布置在所述装饰层上，通过所述装饰层形成待加热并检测触摸的所述表面。
19、所述传感器电路还优选地包括与所述功能导线连接的输入端以及所述传感器电路的电源连接。其中，所述输入端优选地与所述电源连接分开，使得电源连接处的供电电压不影响通过所述传感器电路实现的用于确定触摸的测量电路。
20、本技术的另一个方面涉及具有根据本技术的装置的车辆的方向操作手柄。其中，所述表面对应于用于抓握方向操作手柄的把手表面或抓握面，从而可以加热抓握面并检测对抓握面的触摸。
21、此外，本技术的一个方面涉及具有根据本技术的装置的车辆座椅，其中所述表面是车辆座椅的座面和/或靠背面，如背靠或扶手的表面，从而可以加热这些表面并且可以检测这些表面上的触摸。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于加热表面(2)并同时检测对所述表面(2)的触摸的装置(1)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热电路(11)在电隔离的所述次级侧不包括二极管(11D)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述加热电路(11)在电隔离的所述次级侧不包括隔离二极管。
11.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述开关元件设计成晶体管。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述开关元件设计成MOSFET。
13.一种具有根据权利要求1至12中任一项所述的装置的车辆的方向控制手柄
14.一种具有根据权利要求1至12中任一项所述的装置的车辆座椅(4)，其特征在于，所述表面是所述车辆座椅的座面和/或靠背面，由此能够加热所述座面和/或靠背面且能够检测到触摸。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于加热表面(2)并同时检测对所述表面(2)的触摸的装置(1)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热电路(11)在电隔离的所述次级侧不包括二极管(11d)。
10.根据权利要求9...
【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·舍费尔，M·雷克曼，
申请(专利权)人：马夸特有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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