(57)【要約】  本発明は、車両ステアリングホイール用検出システムに関し、加速度（Ｂ）の効果を検出する少なくとも１つの検出手段（１）が、ステアリングホイールリム（１０）内および／またはステアリングホイールリム（１０）上に配設されている。これにより例えば車両衝突の際の迅速且つ効率的な反応が可能とされる。【選択図】  図１
2009541126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ステアリングホイール用検出システムであって、
加速度（Ｂ）の作用を検出する少なくとも１つの検出手段（１）が、ステアリングホイールリム（１０）内および／またはステアリングホイールリム（１０）上に配設されていることを特徴とする検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）は、同軸装置を形成する少なくとも１つの内側導電体（１Ａ）及び少なくとも１つの外側導電体（１Ｂ）を備えることを特徴とする検出システム。
【請求項３】
請求項２に記載の検出システムであって、
前記検出手段（１）は、前記ステアリングホイールのうち、少なくとも１つの外側導電体（１Ａ）および／または少なくとも１つの内側導電体（１Ｂ）に対応する部位における電界の作用、力の作用および／または変形を検出することを特徴とする検出システム。
【請求項４】
請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）の２部位（１Ａ，１Ｂ）間の差を検出することを特徴とする検出システム。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
少なくとも１つの検出手段（１）は、容量性および／または誘導性の検出ユニット（２，３）を有し、或いは容量性および／または誘導性の検出ユニット（２，３）に連結され、前記検出ユニット（２，３）は、周波数独立信号或いは周波数従属信号を受信可能であることを特徴とする検出システム。
【請求項６】
請求項５に記載の検出システムであって、
前記容量性および／または誘導性の検出ユニット（２，３）は、前記ステアリングホイールのうち２部位（１Ａ，１Ｂ）に、特には異なる質量、剛性および／または厚みを有する少なくとも１つの外側導電体（１Ａ）及び少なくとも１つの内側導電体（１Ｂ）に連結され、これにより前記加速度（Ｂ）の検出信号は、前記２部位（１Ａ，１Ｂ）の変形によって出力可能であることを特徴とする検出システム。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
送信手段（１Ａ）は、特には同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波を出力する少なくとも１つのアンテナループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）と、前記の同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波の反射を検出する検出手段（１）とを備えることを特徴とする検出システム。
【請求項８】
請求項７に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）内に少なくとも２つの導体ループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）が配設されていることを特徴とする検出システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）内に４つの導体ループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）が対称に、特にはそれぞれが四分円に配設されることを特徴とする検出システム。
【請求項１０】
請求項７から９のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
少なくとも１つのアンテナループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）および／または導体ループが、力の作用の方向指示検出に使用可能とされていることを特徴とする検出システム。
【請求項１１】
請求項７から１０のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記同軸波の特性の変化、特には前記ステアリングホイールの２部位（１Ａ，１Ｂ）の対応する動作による電界ラインの変化および／または減衰を受信手段（５）が検出することを特徴とする検出システム。
【請求項１２】
請求項７から１１のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
受信手段（５）が反射率を検出することを特徴とする検出システム。
【請求項１３】
請求項１から１２のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）の骨格は、少なくとも部分的に内側導体（１Ｂ）として構成されることを特徴とする検出システム。
【請求項１４】
請求項１から１３のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
導電材料、特にはステアリングホイール加熱装置が、少なくとも部分的に前記ステアリングホイールリム（１０）における外側導体（１Ｂ）として構成されることを特徴とする検出システム。
【請求項１５】
請求項１から１４のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）内に少なくとも１つの誘電要素（３０，３０Ａ，３０Ｂ）が配設されることを特徴とする検出システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の検出システムであって、
前記誘電要素（３０，３０Ａ，３０Ｂ）は、発泡性材料のジャケットおよび／または液体収容部として前記ステアリングホイールリム（１０）内に配設されることを特徴とする検出システム。
【請求項１７】
請求項１から１６のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）は、ステアリングホイールプレート（１１）に対し電気的に絶縁されていることを特徴とする検出システム。
【請求項１８】
請求項１から１７のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記検出手段（１）によって出力されるトリガ信号（５）が、エアバッグ（２０）を起動し、および／または能動的ないし受動的な安全システムを駆動することを特徴とする検出システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の検出システムであって、
前記加速度（Ｂ）の作用が既定値を上回るまで、前記検出手段（１）によってトリガ信号（１３）が出力されることを特徴とする検出システム。
【請求項２０】
請求項１から１９のうちのいずれか１項に記載の検出システムを備えるステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載のステアリングホイール用検出システム、及び請求項２０に記載のステアリングホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車工学においては、車両の能動的及び受動的な安全技術の向上が絶えず要請される。能動的及び受動的な安全技術の双方を向上させるためには、車両の走行データを取得して、更に迅速且つ確実に処理することが必要となる。これは、能動的な安全技術（例えば、ＡＢＳシステム）や、受動的な安全技術（例えば、エアバッグ）のための安全関連装置を作動可能な方法とされる。
【０００３】
これらのシステムは、関連データがセンサ手段によって効率的に得られる場合にのみ、確実に作動することが可能とされる。例えば、車両衝突の際、衝撃が極めて短時間で車両に作用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特に車両衝突時に迅速且つ効率的に反応することが可能な装置を提供するという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、加速度を検出する少なくとも１つのセンサが、ステアリングホイールリム内および／またはステアリングホイールリム上に配設されることによって達成される。
【０００６】
ステアリングホイールリムが、同軸装置（同軸状に配置された装置）を形成するべく少なくとも１つの外側導電体と、少なくとも１つの内側導電体を備えるのが特に有利とされる。その結果、モジュール化された一体状の構成要素が、検出手段の範囲内において使用可能とされる。
【０００７】
更に、検出手段が、フィールド作用、力による作用および／またはテアリングホイールのうち、少なくとも１つの外側導体および／または少なくとも１つの内側導体に対応した部位に結果的に生じる変形を検出するのが有利とされる。これらの変数は、所望のように検出され、加速度の或いはその作用が測定される。例えば、ステアリングホイール内をステアリングホイールリムまで振動が伝わるという作用が得られる。
【０００８】
ステアリングホイールリムの２部位間の距離を検出する検出手段の場合には、簡素化された構造が実現される。
【０００９】
少なくとも１つの検出手段が容量性および／または誘導性の検出ユニットを備える場合、或いは容量性および／または誘導性の検出ユニットに連結される場合に有利な測定原理が得られる。同軸装置の連結では、量性および／または誘導性の検出ユニットがステアリングホイールの構成部分、特には異なる質量、剛性（かたさ）、厚みを有する少なくとも１つの外側導体及び少なくとも１つの内側導体に連結されるのが有利とされ、これにより前記の構成部分の変形によって加速度の検出信号が生じる。
【００１０】
検出システムの有利な実施形態では、送信手段、特には同軸波、ＴＥ波（電界成分が入射面に対し横向きの波）、ＴＭ波（磁界成分が入射面に対し横向きの波）、ＴＥＭ波（横電磁界波）および／または所定の波を出力する少なくとも１つのアンテナループと、前記の同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波の反射を検出する検出手段とが設けられる。ここでは、ステアリングホイールリム内に少なくとも２つの導体ループが配設されるのが特に有利とされる。４つの導体ループがステアリングホイールリムに対称的に有利に配設される、特にはそれぞれが四分円（円を四等分した部位）に配設される場合、特に効率的な方法での方向検出が可能となる。また、少なくとも１つのアンテナループおよび／または少なくとも１つの導体ループは、力の作用による方向指示検出に使用可能である場合にも有利とされる。
【００１１】
更に、受信手段が、同軸波の特性の変化、特にはステアリングホイールの構成部分の対応する動作によって、電界ライン（「電界線」ないし「フィールドライン」ともいう）の変化および／または減衰が生じる場合に有利とされる。この受信手段は、反射率を検出するのが有利とされる。
【００１２】
ステアリングホイールリムの骨格が、少なくとも部分的に内側導体として組み付けられる場合に、特に簡素化された構造が実現される。更なる有利な実施形態では、ステアリングホイール加熱装置が、少なくとも部分的にステアリングホイールリムにおける外側導体として構成される。
【００１３】
ステアリングホイールリム内に少なくとも１つの電気要素を配設することによって、ステアリングホイールリムの内部における信号変化が影響を受ける。電気要素が、ステアリングホイールリムにおいて発泡性材料のジャケットおよび／または液体収容部として配設されるのが特に有利とされる。
【００１４】
ステアリングホイールリムは、ステアリングホイールに対し電気的に絶縁されるのが有利とされる。
【００１５】
本発明によれば、加速度の作用が検出され、この場合には、エアバッグ用トリガ手段が、検出手段によって生じるトリガ信号の機能によってエアバッグを作動させる場合に有利とされる。
【００１６】
この検出センサは車両に通常の加速度が作用するときには応答しないため、加速度の効果が既定値を上回るまで検出手段によってトリガ信号が出力されないのが有利とされる。
【００１７】
この目的は、本発明のかかる検出システムを備えるステアリングホイールによっても達せられる。
【００１８】
本発明は、図面を参照しつつ、また複数の実施形態を用いることによって、以下により詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
車両衝突の際、負（車両進行方向と反対）の加速度（「減速度」ともいう）は、車両の車体と車両部品（パーツ）とで異なる変形をもたらす力の作用によって生じる。加速度及びその力による作用は、ここでは車両のうち対応する部品の質量に依存しており、すなわち同一の力が作用する場合には、関連する車両の軽量部品は、関連する車両の重量部品よりも小さな加速度を受ける。またこの加速度は振動として顕在化する。
【００２０】
以下には、本発明にかかる検出システムの異なる実施形態が記載されており、これら実施形態のそれぞれにおいて、車両に作用する加速度Ｂを迅速且つ効率的に検出可能な検出手段１が提供される。
【００２１】
この場合、最初の３つの実施形態においては、検出手段１は、外側導体（外側に配設された導体、導電体ないし電導体ともいう）１Ａ及び内側導体（内側に配設された導体、導電体ないし電導体ともいう）１Ｂを備える同軸装置に連結されている。検出手段１への入力信号４は、外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の電気的な相互作用によって発生し、その相互作用はステアリングホイール或いはその構成部品に作用する加速度によって生じる。
【００２２】
この最初のグループの実施形態は、ステアリングホイールリム１０において、検出手段１によって出力信号５に変換されるキャパシタンス（「電気容量」ないし「静電容量」ともいう）Ｃおよび／またはインダクタンス（「自己誘導係数」ともいう）Ｌの変更ないし変化に関する。この出力信号５は、車両の別部品に作用し、或いはそれら別部品を駆動するのに用いられる。従って、加速度Ｂが既定値に達した場合、ステアリングホイールに設けられたエアバッグ（図示省略）を駆動制御するのにこの出力信号５が使用される。
【００２３】
また、この検出システム１は、誘導性の検出ユニット２および／または容量性の検出ユニット３を備えている。
【００２４】
キャパシタンスおよび／またはインダクタンスの変更は、ステアリングホイールリム１０の構成部材間の距離、特には外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の距離の変化によってもたらされる。この距離の変化は、ステアリングホイールリム１０内における加速度（例えば、力の作用）が異なると考えることができる。
【００２５】
図１には、測定変数としてキャパシタンスを使用する第１の実施形態が示されている。
【００２６】
図１には、内側から外側へと以下のような構成を備えるステアリングホイールリム１０の断面構造が示されている。このステアリングホイールリム１０のうち同軸装置（同軸状に配置された装置）の内側導電体１Ａを形成する骨格（「骨組み」ないし「スケルトン」ともいう）は、ここでは内部に配設されている。この骨格１Ａは、ここでは誘電要素（「絶縁要素」ともいう）３０として構成された発泡層によって取り囲まれている。
【００２７】
この発泡層３０は、本実施形態においては２つの保護手段（「被覆手段」ともいう）によって取り囲まれている。ステアリングホイールリム１０の円周上の加熱ウェブ（「薄板状の金属体」ともいう）１Ｂが、この同軸装置の外側導体１Ｂを形成する。また、必ずしも必要ではないが、外側導体１Ａの内側に更なる保護層３１が配設されている。基本的には、複数の加熱ウェブも使用可能とされる。
【００２８】
ステアリングホイールリムは、木、レザー（皮革）、プラスチックで形成可能とされた被覆体（「鞘体」ともいう）３２によって外側が取り囲まれている。
【００２９】
内側導体１Ｂ及び外側導体１Ａを備えるこの同軸装置は、次式で示されるキャパシタンスＣの同軸ケーブルとしてまず近似される。
【数１】
2009541126.tif 000003
【００３０】
ここで、ｌは同軸装置の長さ（例えば、ステアリングホイールリム１０の長さ）であり、ｒＩは内側導体１Ｂの径であり、またｒＡは外側導体１Ａの径である。図１に示す実施形態では、ステアリングホイール骨格１Ｂは、円形（環状）の断面部分を有しておらず、この式は概算のみとされる。
【００３１】
ステアリングホイールリム１０に加速度Ｂが作用した結果、当該ステアリングホイールリム１０における構造上の関係が変化する。誘電要素３０、すなわち発泡層の圧縮によって、内側導体１Ｂと外側導体１Ａとの間の距離が変化し、その距離は上式によって得られるキャパシタンスの変化として測定可能とされる。外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の距離が小さくなると（内側導体１Ｂの径が一定とされる場合）、このキャパシタンスが下がる。
【００３２】
図２に示す第２の実施形態では、第１の実施形態の基本構造が採用され、対応する説明が参照される。
【００３３】
一方で、誘電要素３０は、ここでは２つの層３０Ａ，３０Ｂに分割されている。第１層３０Ａの発泡要素は、ここでは第２層３０Ｂの発泡要素と比べて、異なる厚み或いは異なる圧縮度を有する。この圧縮度の相違は、負荷作用時において発泡体が圧縮可能とされる度合いを示す。
【００３４】
図１及び２におけるこれら２つの実施形態は、容量性の測定方法に関するものとして記載される。
【００３５】
変更例或いは追加例として、誘導性の測定方法を用いることもできる。ステアリングホイールリム及びその構成部品における加速度或いは力の作用によっても、インダクタンスＬの変化が生じる。
【００３６】
同軸ケーブル装置の場合、インダクタンスはおよそ次式によって与えられる。
【数２】
2009541126.tif 000004
【００３７】
外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の距離ｒＡが小さくなると、このインダクタンスは低下する。
【００３８】
図１及び２における実施形態において、ここでは周波数が独立して示されている。一方で、この実施形態では、振幅信号および／または位相信号を算出可能な周波数依存式も可能とされる。
【００３９】
本発明にかかる検出システムの第３の実施形態もまた、同軸装置に基づいているが、加速度の作用は異なる方法によって定められる。
【００４０】
ここでは、図１及び２において述べたものと同一の同軸装置の構造が想定されている。ここでは、同軸波および／またはステアリングホイールリム１０内の波の電界ラインの影響が、測定変数として用いられている。ここでは、誘電体（「絶縁体」ともいう）３０（例えば、発泡性材料）の誘電定数が同軸波の伝播に影響を及ぼす。
【００４１】
以下には、ステアリングホイールリムに関しこの実施形態の基本的な原理が図３Ａ及び３Ｂを参照しつつ述べられている。図３Ａは、同軸装置の横断面を示し、また図３Ｂは、同軸装置の長手方向の縦断面を示している。このステアリングホイールリムの曲率は、図３Ａ及び３Ｂにおいては無視されている。
【００４２】
同軸波（ＴＥＭ波）のうち線軸方向に関しフィールド強度の要素が生じない電界ラインが、（図３Ａにおける図示平面と直交して）横断面に関する平面上に放射状に延在する。このフィールドの特性は、図３Ａにおける断続線として示されている（環状の）等電位線４０によっても規定される。Ｕを導体１Ａ，１Ｂ間の合計電位とし、ｍを等電位差の帯部（領域）の数とすると、等電位の２つの隣接線４０の間には、同一の電位差（「電圧差」ともいう）ΔＵ＝Ｕ／ｍが生じる。図３Ａでは、３つの同心リングが示されているので、ｍ＝３とされる。
【００４３】
これに対して、電界ラインは等キャパシタンス帯４１をｎ個に分割し、図３Ａの場合にはｎ＝１６とされる。そのようなキャパシタンス帯４１のうち等キャパシタンスであるキャパシタンスＣＳは、基本キャパシタンスＣＥ（ボックス）の直列接続とされ、等電位線によって形成され、電界ラインによって区画され、ＣＳ＝ＣＥ／ｍとされる。
【００４４】
単位長さＣ’あたりのキャパシタンスとして参照される長さ１センチあたりのラインキャパシタンスは、ｎ＝１６での等キャパシタンスＣＳの並列接続によって、すなわち以下のように合計によって規定可能とされる。
【数３】
2009541126.tif 000005
【００４５】
ｐＦ／ｃｍ（ピコファラッド／センチ）での数式では以下の通りである。
【数４】
2009541126.tif 000006
【００４６】
単位長さＬ’あたりのインダクタンスとして参照される長さ１センチあたりのラインインダクタンスは、フィールド形状からも得ることが可能となる。導磁率μｒの同種（同質）の誘導体の場合には、
【数５】
2009541126.tif 000007
とされ、或いは、数値（ｎＨ／ｃｍ）においては、
【数６】
2009541126.tif 000008
とされる。
【００４７】
特性インピーダンスＺ（オーム）は、無損失の高周波ラインのいずれの点においても測定される電圧と現在進行形の同軸波との比率とされる。無損失のラインでは以下の通りとされ、
【数７】
2009541126.tif 000009
【数８】
2009541126.tif 000010
の場合には、次式のように示される。
【数９】
2009541126.tif 000011
【００４８】
上式において、ｒｎは誘電率或いは導磁率の数値を示す。
【００４９】
従って、特性インピーダンス雅は、ライン経路全体の同軸値の総計の一定値となるので、次式のように外側導体１Ａの内径Ｄ及び内側導体１Ｂの外径の関数としても規定される。
【数１０】
2009541126.tif 000012
ここで、εｒは内側導体１Ａと外側導体１Ｂとの間の誘電率の誘電率定数とされる。
【００５０】
従って、同軸接続のための規定の特性変数が特性インピーダンスＺとされる。
【００５１】
特性インピーダンスＺの上記の関係から、径の変化が検出可能な特性インピーダンスＺに影響を及ぼすことが明確である。これは、以下においてより詳述される。例えば、径Ｄがより小さくなるほどに特性インピーダンスＺも低下する。
【００５２】
（減衰及び表皮効果）
以下の損失要素の合計によって、同軸線上の電磁波の減衰が生じる。
α１  内側導体１Ｂの抵抗減衰
αＡ  外側導体１Ａの抵抗減衰
αＧ  漏出減衰
減衰量αは、概してα＝αＲ＋αＧとされる。ここでは、長手方向の減衰として参照される絶対値がαＬ＝αｉ＋αａとされる。
【００５３】
抵抗減衰値は、高周波数における作用としての表皮効果によって決定的に影響を受ける。
【００５４】
損失値の算出においては、導体層の厚みの式が参照されるように、電流が一様分布の形態でのみ流れることが必要とされる。非磁性材料の場合、μｒ＝１とされ、導体層の厚みｓは、以下の数値式（センチ、ヘルツ）によって算出される。
【数１１】
2009541126.tif 000013
【００５５】
補正係数ｋ１は、使用される導体の材料に依存しており、例えば銀がｋ１＝１．０で、金がｋ１＝１．１７として基準が定められる。更に、特定の表面比抵抗Ｑ’は、長さ１センチ幅１センチで厚みｓの表面片の抵抗として規定される。従って、導電率Ｎ（ｓ／Ｍ）でμｒ＝１の場合には次式による。
【数１２】
2009541126.tif 000014
【００５６】
これにより、内側導体αｉ及び外側導体αａの抵抗損失αＲは、本質的に√ｆに依存し、また反比例する導体層の導電率及び厚みに依存することがわかる。
【００５７】
同一の導体材料では、αＲ＝αｉ＋αａは次式による。
【数１３】
2009541126.tif 000015
【００５８】
面粗度の高い粗い面の導体の場合には、面粗度の低い平滑面の導体の場合に比べて、電流経路が長く、また抵抗及び損失が大きい。従って、接点における電流経路を短くすべきである。
【００５９】
単位長さＧ’あたりのコンダクタンスでの誘電損失の作用は、一般的に次式により示される。
【数１４】
2009541126.tif 000016
【００６０】
このコンダクタンス損失は、δεが周波数に概ね依存しない場合にはｆに比例して大きくなる。
【００６１】
（反射率）
同軸接続の特性を規定するべく、特性インピーダンスＺＬの基準値（「公称値」ともいう）に関する反射率ｒが次式のように定義され、
【数１５】
2009541126.tif 000017
Ｚは、それぞれのラインにおいて測定された特性インピーダンスとされ、ＺＬはライン上の特性インピーダンス（基準値）とされる。
【００６２】
同様に、測定ラインに沿った電圧分配によって、次式のように反射率を定めることが可能とされる。
【数１６】
2009541126.tif 000018
【００６３】
この測定方法は、ＤＩＮ規格  ４７２７５  パート３によって定義される。これに関し、リプル係数（「脈動率」ともいう）の変数は次式で規定され、
【数１７】
2009541126.tif 000019
調節係数は次式で規定される。
【数１８】
2009541126.tif 000020
所定周波数での反射率が小さいほど同軸接続システムにより好適となる。
【００６４】
更なる実施形態では、電界ラインの変化や、加速度の作用による同軸波の減衰変化を検出することによってこれらの関係を用いる。
【００６５】
ステアリングホイールリム１０において、誘電体３０，３０Ａ，３０Ｂは同軸波の伝播に影響を及ぼす。
【００６６】
これらの作用を利用する第３の実施形態が図４に示されている。内側導体としての骨格１Ｂ、外側導体１Ｂ及び第１の誘電要素３０Ａの基本構造は、図１及び２に示す主要素に対応している。
【００６７】
図４に示す第３の実施形態では、液体で満たされた中空部３３が、発泡性材料からなる層の誘電要素３０Ａに配設されている。変更例として、液体ホースを含むことも可能である。
【００６８】
車両衝突の際、ステアリングホイールリムにおける充填中空部３３は、加速度による力の作用を受ける。従って、ステアリングホイールリム１０での誘電特性が変化し、波伝播の変化が検出可能とされ、信号が変化し或いは遅延する。
【００６９】
信号におけるこれらの変化は、追加或いは変更によって、容量性の或いは誘導性の信号によってひずみを生じる信号として使用可能とされる。
【００７０】
信号におけるこれらの変化は、また構造変更による特性抵抗の変化にも付加的に使用可能とされる。
【００７１】
図５は、ステアリングホイールリム１０の内部に骨格に加えて、例えばアンテナループ３６が配設された第４の実施形態が示されており、前記のアンテナループ３６が骨格１Ｂに連結可能とされる。このアンテナは、波（電波）を出力し、また車両衝突の際、形成されたフィールドの電界ラインの波特性が変化する。これらの変化（周波数依存或いは非周波数依存）は、加速度の作用として方向指示の形態で検出可能とされ、また衝突センサの範囲内で使用可能とされる。従って、この実施形態は、同軸装置から直接的に明らかになるものではない。
【００７２】
図示した全ての実施形態に共通して閾値が設定可能とされ、その閾値を下回ると衝突信号は出力されない。従って、ステアリングホイールは、運転時の通常負荷の間において変形可能とされ、この通常運転時の場合の変形変数および／または変形速度は、車両衝突時とは明らかに相違する。
【００７３】
図６には、ステアリングホイールリム１０をプレート１１から電気的に分離（「絶縁」ともいう）する方法が具体化されている。これに関しては、プレート１１をステアリングホイールリムから電気的に絶縁する電気的に非導電性の領域が、ステアリングホイールのスポーク３５中に導入される。
【００７４】
図７には、ステアリングホイールに４つの導体ループ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄが配設された実施形態が示されている。これら導体ループ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄはそれぞれ、四分円（円を四等分した部位）に配設されている。ステアリングホイールの移動の際、それぞれの導体ループ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄの位置が検出され、これにより例えば車両衝突（正面衝突、側面衝突、ロールオーバー（転倒）など）に関する情報もまた、この位置情報から得ることが可能とされる。
【００７５】
本発明は、例示的に上述した好ましい実施形態のみに限定されるものではない。一方で、基本的に異なる特徴の実施形態において本発明にかかる検出システムを用いることが可能な数の変更例が想到される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、第１実施の形態の検出システムを備えるステアリングホイールリムの断面構造を示す図である。
【図２】図２は、第２実施の形態の検出システムを備えるステアリングホイールリムの断面構造を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、同軸配置構造のステアリングホイールリムの横断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、同軸配置構造のステアリングホイールリムの長手方向の縦断面図である。
【図４】図４は、第３実施の形態の小型液体ポケットを備えるステアリングホイールリムの横断面図である。
【図５】図５は、アンテナループを備えるステアリングホイールリムの横断面図である。
【図６】図６は、ステアリングホイールプレートからステアリングホイールリムを分離した状態を示す図である。
【図７】図７は、複合された４つの導体ループを備えるステアリングホイールを示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  加速度検出用の検出手段
１Ａ  外側導体
１Ｂ  内側導体
２  検出ユニット（誘導性）
３  検出ユニット（容量性）
４  入力信号
５  出力信号
１０  ステアリングホイールリム
１１  ステアリングホイールプレート
１２  トリガ手段
１３  トリガ信号
２０  エアバッグ
３０  誘電要素、発泡層
３０Ａ  誘電要素
３０Ｂ  誘電要素
３１  保護層
３２  被覆体
３３  液体充填中空部
３５  スポーク
３６  アンテナ、アンテナループ
４０  等電位線
４１  等キャパシタンス帯
４２  電界ライン
ｒＡ  内側導体径
ｒＩ  外側導体径
Ｄ  外側導体の内径
ｄ  内側導体の外径
εｒ  誘電体の誘電率
ε０  電気フィールド定数
μｒ  誘電体の透磁率
【図１】
2009541126.tif 000021
【図２】
2009541126.tif 000022
【図３Ａ】
2009541126.tif 000023
【図３Ｂ】
2009541126.tif 000024
【図４】
2009541126.tif 000025
【図５】
2009541126.tif 000026
【図６】
2009541126.tif 000027
【図７】
2009541126.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月9日(2009.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ステアリングホイール用検出システムであって、
加速度（Ｂ）の作用を検出する少なくとも１つの検出手段（１）が、ステアリングホイールリム（１０）内および／またはステアリングホイールリム（１０）上に配設されていることを特徴とする検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）の２部位（１Ａ，１Ｂ）間の差を検出することを特徴とする検出システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の検出システムであって、
送信手段（１Ａ）は、特には同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波を出力する少なくとも１つのアンテナループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）と、前記の同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波の反射を検出する検出手段（１）とを備え、前記ステアリングホイールリム（１０）内に少なくとも２つの導体ループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）が配設されていることを特徴とする検出システム。
【請求項４】
請求項３に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）内に４つの導体ループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）が対称に、特にはそれぞれが四分円に配設されることを特徴とする検出システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の検出システムであって、
少なくとも１つのアンテナループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）および／または導体ループが、力の作用の方向指示検出に使用可能とされていることを特徴とする検出システム。
【請求項６】
請求項３から５のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
受信手段（５）が反射率を検出することを特徴とする検出システム。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）の骨格は、少なくとも部分的に内側導体（１Ｂ）として構成されることを特徴とする検出システム。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
導電材料、特にはステアリングホイール加熱装置が、少なくとも部分的に前記ステアリングホイールリム（１０）における外側導体（１Ｂ）として構成されることを特徴とする検出システム。
【請求項９】
請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）内に少なくとも１つの誘電要素（３０，３０Ａ，３０Ｂ）が配設され、前記誘電要素（３０，３０Ａ，３０Ｂ）は、発泡性材料のジャケットおよび／または液体収容部として前記ステアリングホイールリム（１０）内に配設されることを特徴とする検出システム。
【請求項１０】
請求項１から９のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記ステアリングホイールリム（１０）は、ステアリングホイールプレート（１１）に対し電気的に絶縁されていることを特徴とする検出システム。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、
前記検出手段（１）によって出力されるトリガ信号（５）が、エアバッグ（２０）を起動し、および／または能動的ないし受動的な安全システムを駆動し、前記加速度（Ｂ）の作用が既定値を上回るまで、前記検出手段（１）によってトリガ信号（１３）が出力されることを特徴とする検出システム。
【請求項１２】
請求項１から１１のうちのいずれか１項に記載の検出システムを備えるステアリングホイール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  車両ステアリングホイール用検出システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載のステアリングホイール用検出システム、及び請求項２０に記載のステアリングホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車工学においては、車両の能動的及び受動的な安全技術の向上が絶えず要請される。能動的及び受動的な安全技術の双方を向上させるためには、車両の走行データを取得して、更に迅速且つ確実に処理することが必要となる。これは、能動的な安全技術（例えば、ＡＢＳシステム）や、受動的な安全技術（例えば、エアバッグ）のための安全関連装置を作動可能な方法とされる。
【０００３】
これらのシステムは、関連データがセンサ手段によって効率的に得られる場合にのみ、確実に作動することが可能とされる。例えば、車両衝突の際、衝撃が極めて短時間で車両に作用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特に車両衝突時に迅速且つ効率的に反応することが可能な装置を提供するという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、加速度を検出する少なくとも１つのセンサが、ステアリングホイールリム内および／またはステアリングホイールリム上に配設されることによって達成される。
【０００６】
ステアリングホイールリムが、同軸装置（同軸状に配置された装置）を形成するべく少なくとも１つの外側導電体と、少なくとも１つの内側導電体を備えるのが特に有利とされる。その結果、モジュール化された一体状の構成要素が、検出手段の範囲内において使用可能とされる。
【０００７】
更に、検出手段が、フィールド作用、力による作用および／またはテアリングホイールのうち、少なくとも１つの外側導体および／または少なくとも１つの内側導体に対応した部位に結果的に生じる変形を検出するのが有利とされる。これらの変数は、所望のように検出され、加速度の或いはその作用が測定される。例えば、ステアリングホイール内をステアリングホイールリムまで振動が伝わるという作用が得られる。
【０００８】
ステアリングホイールリムの２部位間の距離を検出する検出手段の場合には、簡素化された構造が実現される。
【０００９】
少なくとも１つの検出手段が容量性および／または誘導性の検出ユニットを備える場合、或いは容量性および／または誘導性の検出ユニットに連結される場合に有利な測定原理が得られる。同軸装置の連結では、量性および／または誘導性の検出ユニットがステアリングホイールの構成部分、特には異なる質量、剛性（かたさ）、厚みを有する少なくとも１つの外側導体及び少なくとも１つの内側導体に連結されるのが有利とされ、これにより前記の構成部分の変形によって加速度の検出信号が生じる。
【００１０】
検出システムの有利な実施形態では、送信手段、特には同軸波、ＴＥ波（電界成分が入射面に対し横向きの波）、ＴＭ波（磁界成分が入射面に対し横向きの波）、ＴＥＭ波（横電磁界波）および／または所定の波を出力する少なくとも１つのアンテナループと、前記の同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波の反射を検出する検出手段とが設けられる。ここでは、ステアリングホイールリム内に少なくとも２つの導体ループが配設されるのが特に有利とされる。４つの導体ループがステアリングホイールリムに対称的に有利に配設される、特にはそれぞれが四分円（円を四等分した部位）に配設される場合、特に効率的な方法での方向検出が可能となる。また、少なくとも１つのアンテナループおよび／または少なくとも１つの導体ループは、力の作用による方向指示検出に使用可能である場合にも有利とされる。
【００１１】
更に、受信手段が、同軸波の特性の変化、特にはステアリングホイールの構成部分の対応する動作によって、電界ライン（「電界線」ないし「フィールドライン」ともいう）の変化および／または減衰が生じる場合に有利とされる。この受信手段は、反射率を検出するのが有利とされる。
【００１２】
ステアリングホイールリムの骨格が、少なくとも部分的に内側導体として組み付けられる場合に、特に簡素化された構造が実現される。更なる有利な実施形態では、ステアリングホイール加熱装置が、少なくとも部分的にステアリングホイールリムにおける外側導体として構成される。
【００１３】
ステアリングホイールリム内に少なくとも１つの電気要素を配設することによって、ステアリングホイールリムの内部における信号変化が影響を受ける。電気要素が、ステアリングホイールリムにおいて発泡性材料のジャケットおよび／または液体収容部として配設されるのが特に有利とされる。
【００１４】
ステアリングホイールリムは、ステアリングホイールに対し電気的に絶縁されるのが有利とされる。
【００１５】
本発明によれば、加速度の作用が検出され、この場合には、エアバッグ用トリガ手段が、検出手段によって生じるトリガ信号の機能によってエアバッグを作動させる場合に有利とされる。
【００１６】
この検出センサは車両に通常の加速度が作用するときには応答しないため、加速度の効果が既定値を上回るまで検出手段によってトリガ信号が出力されないのが有利とされる。
【００１７】
この目的は、本発明のかかる検出システムを備えるステアリングホイールによっても達せられる。
【００１８】
本発明は、図面を参照しつつ、また複数の実施形態を用いることによって、以下により詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
車両衝突の際、負（車両進行方向と反対）の加速度（「減速度」ともいう）は、車両の車体と車両部品（パーツ）とで異なる変形をもたらす力の作用によって生じる。加速度及びその力による作用は、ここでは車両のうち対応する部品の質量に依存しており、すなわち同一の力が作用する場合には、関連する車両の軽量部品は、関連する車両の重量部品よりも小さな加速度を受ける。またこの加速度は振動として顕在化する。
【００２０】
以下には、本発明にかかる検出システムの異なる実施形態が記載されており、これら実施形態のそれぞれにおいて、車両に作用する加速度Ｂを迅速且つ効率的に検出可能な検出手段１が提供される。
【００２１】
この場合、最初の３つの実施形態においては、検出手段１は、外側導体（外側に配設された導体、導電体ないし電導体ともいう）１Ａ及び内側導体（内側に配設された導体、導電体ないし電導体ともいう）１Ｂを備える同軸装置に連結されている。検出手段１への入力信号４は、外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の電気的な相互作用によって発生し、その相互作用はステアリングホイール或いはその構成部品に作用する加速度によって生じる。
【００２２】
この最初のグループの実施形態は、ステアリングホイールリム１０において、検出手段１によって出力信号５に変換されるキャパシタンス（「電気容量」ないし「静電容量」ともいう）Ｃおよび／またはインダクタンス（「自己誘導係数」ともいう）Ｌの変更ないし変化に関する。この出力信号５は、車両の別部品に作用し、或いはそれら別部品を駆動するのに用いられる。従って、加速度Ｂが既定値に達した場合、ステアリングホイールに設けられたエアバッグ（図示省略）を駆動制御するのにこの出力信号５が使用される。
【００２３】
また、この検出システム１は、誘導性の検出ユニット２および／または容量性の検出ユニット３を備えている。
【００２４】
キャパシタンスおよび／またはインダクタンスの変更は、ステアリングホイールリム１０の構成部材間の距離、特には外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の距離の変化によってもたらされる。この距離の変化は、ステアリングホイールリム１０内における加速度（例えば、力の作用）が異なると考えることができる。
【００２５】
図１には、測定変数としてキャパシタンスを使用する第１の実施形態が示されている。
【００２６】
図１には、内側から外側へと以下のような構成を備えるステアリングホイールリム１０の断面構造が示されている。このステアリングホイールリム１０のうち同軸装置（同軸状に配置された装置）の内側導電体１Ａを形成する骨格（「骨組み」ないし「スケルトン」ともいう）は、ここでは内部に配設されている。この骨格１Ａは、ここでは誘電要素（「絶縁要素」ともいう）３０として構成された発泡層によって取り囲まれている。
【００２７】
この発泡層３０は、本実施形態においては２つの保護手段（「被覆手段」ともいう）によって取り囲まれている。ステアリングホイールリム１０の円周上の加熱ウェブ（「薄板状の金属体」ともいう）１Ｂが、この同軸装置の外側導体１Ｂを形成する。また、必ずしも必要ではないが、外側導体１Ａの内側に更なる保護層３１が配設されている。基本的には、複数の加熱ウェブも使用可能とされる。
【００２８】
ステアリングホイールリムは、木、レザー（皮革）、プラスチックで形成可能とされた被覆体（「鞘体」ともいう）３２によって外側が取り囲まれている。
【００２９】
内側導体１Ｂ及び外側導体１Ａを備えるこの同軸装置は、次式で示されるキャパシタンスＣの同軸ケーブルとしてまず近似される。
【数１】
【００３０】
ここで、ｌは同軸装置の長さ（例えば、ステアリングホイールリム１０の長さ）であり、ｒＩは内側導体１Ｂの径であり、またｒＡは外側導体１Ａの径である。図１に示す実施形態では、ステアリングホイール骨格１Ｂは、円形（環状）の断面部分を有しておらず、この式は概算のみとされる。
【００３１】
ステアリングホイールリム１０に加速度Ｂが作用した結果、当該ステアリングホイールリム１０における構造上の関係が変化する。誘電要素３０、すなわち発泡層の圧縮によって、内側導体１Ｂと外側導体１Ａとの間の距離が変化し、その距離は上式によって得られるキャパシタンスの変化として測定可能とされる。外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の距離が小さくなると（内側導体１Ｂの径が一定とされる場合）、このキャパシタンスが下がる。
【００３２】
図２に示す第２の実施形態では、第１の実施形態の基本構造が採用され、対応する説明が参照される。
【００３３】
一方で、誘電要素３０は、ここでは２つの層３０Ａ，３０Ｂに分割されている。第１層３０Ａの発泡要素は、ここでは第２層３０Ｂの発泡要素と比べて、異なる厚み或いは異なる圧縮度を有する。この圧縮度の相違は、負荷作用時において発泡体が圧縮可能とされる度合いを示す。
【００３４】
図１及び２におけるこれら２つの実施形態は、容量性の測定方法に関するものとして記載される。
【００３５】
変更例或いは追加例として、誘導性の測定方法を用いることもできる。ステアリングホイールリム及びその構成部品における加速度或いは力の作用によっても、インダクタンスＬの変化が生じる。
【００３６】
同軸ケーブル装置の場合、インダクタンスはおよそ次式によって与えられる。
【数２】
【００３７】
外側導体１Ａと内側導体１Ｂとの間の距離ｒＡが小さくなると、このインダクタンスは低下する。
【００３８】
図１及び２における実施形態において、ここでは周波数が独立して示されている。一方で、この実施形態では、振幅信号および／または位相信号を算出可能な周波数依存式も可能とされる。
【００３９】
本発明にかかる検出システムの第３の実施形態もまた、同軸装置に基づいているが、加速度の作用は異なる方法によって定められる。
【００４０】
ここでは、図１及び２において述べたものと同一の同軸装置の構造が想定されている。ここでは、同軸波および／またはステアリングホイールリム１０内の波の電界ラインの影響が、測定変数として用いられている。ここでは、誘電体（「絶縁体」ともいう）３０（例えば、発泡性材料）の誘電定数が同軸波の伝播に影響を及ぼす。
【００４１】
以下には、ステアリングホイールリムに関しこの実施形態の基本的な原理が図３Ａ及び３Ｂを参照しつつ述べられている。図３Ａは、同軸装置の横断面を示し、また図３Ｂは、同軸装置の長手方向の縦断面を示している。このステアリングホイールリムの曲率は、図３Ａ及び３Ｂにおいては無視されている。
【００４２】
同軸波（ＴＥＭ波）のうち線軸方向に関しフィールド強度の要素が生じない電界ラインが、（図３Ａにおける図示平面と直交して）横断面に関する平面上に放射状に延在する。このフィールドの特性は、図３Ａにおける断続線として示されている（環状の）等電位線４０によっても規定される。Ｕを導体１Ａ，１Ｂ間の合計電位とし、ｍを等電位差の帯部（領域）の数とすると、等電位の２つの隣接線４０の間には、同一の電位差（「電圧差」ともいう）ΔＵ＝Ｕ／ｍが生じる。図３Ａでは、３つの同心リングが示されているので、ｍ＝３とされる。
【００４３】
これに対して、電界ラインは等キャパシタンス帯４１をｎ個に分割し、図３Ａの場合にはｎ＝１６とされる。そのようなキャパシタンス帯４１のうち等キャパシタンスであるキャパシタンスＣＳは、基本キャパシタンスＣＥ（ボックス）の直列接続とされ、等電位線によって形成され、電界ラインによって区画され、ＣＳ＝ＣＥ／ｍとされる。
【００４４】
単位長さＣ’あたりのキャパシタンスとして参照される長さ１センチあたりのラインキャパシタンスは、ｎ＝１６での等キャパシタンスＣＳの並列接続によって、すなわち以下のように合計によって規定可能とされる。
【数３】
【００４５】
ｐＦ／ｃｍ（ピコファラッド／センチ）での数式では以下の通りである。
【数４】
【００４６】
単位長さＬ’あたりのインダクタンスとして参照される長さ１センチあたりのラインインダクタンスは、フィールド形状からも得ることが可能となる。導磁率μｒの同種（同質）の誘導体の場合には、
【数５】
とされ、或いは、数値（ｎＨ／ｃｍ）においては、
【数６】
とされる。
【００４７】
特性インピーダンスＺ（オーム）は、無損失の高周波ラインのいずれの点においても測定される電圧と現在進行形の同軸波との比率とされる。無損失のラインでは以下の通りとされ、
【数７】
【数８】
の場合には、次式のように示される。
【数９】
【００４８】
上式において、ｒｎは誘電率或いは導磁率の数値を示す。
【００４９】
従って、特性インピーダンス雅は、ライン経路全体の同軸値の総計の一定値となるので、次式のように外側導体１Ａの内径Ｄ及び内側導体１Ｂの外径の関数としても規定される。
【数１０】
ここで、εｒは内側導体１Ａと外側導体１Ｂとの間の誘電率の誘電率定数とされる。
【００５０】
従って、同軸接続のための規定の特性変数が特性インピーダンスＺとされる。
【００５１】
特性インピーダンスＺの上記の関係から、径の変化が検出可能な特性インピーダンスＺに影響を及ぼすことが明確である。これは、以下においてより詳述される。例えば、径Ｄがより小さくなるほどに特性インピーダンスＺも低下する。
【００５２】
（減衰及び表皮効果）
以下の損失要素の合計によって、同軸線上の電磁波の減衰が生じる。
α１  内側導体１Ｂの抵抗減衰
αＡ  外側導体１Ａの抵抗減衰
αＧ  漏出減衰
減衰量αは、概してα＝αＲ＋αＧとされる。ここでは、長手方向の減衰として参照される絶対値がαＬ＝αｉ＋αａとされる。
【００５３】
抵抗減衰値は、高周波数における作用としての表皮効果によって決定的に影響を受ける。
【００５４】
損失値の算出においては、導体層の厚みの式が参照されるように、電流が一様分布の形態でのみ流れることが必要とされる。非磁性材料の場合、μｒ＝１とされ、導体層の厚みｓは、以下の数値式（センチ、ヘルツ）によって算出される。
【数１１】
【００５５】
補正係数ｋ１は、使用される導体の材料に依存しており、例えば銀がｋ１＝１．０で、金がｋ１＝１．１７として基準が定められる。更に、特定の表面比抵抗Ｑ’は、長さ１センチ幅１センチで厚みｓの表面片の抵抗として規定される。従って、導電率Ｎ（ｓ／Ｍ）でμｒ＝１の場合には次式による。
【数１２】
【００５６】
これにより、内側導体αｉ及び外側導体αａの抵抗損失αＲは、本質的に√ｆに依存し、また反比例する導体層の導電率及び厚みに依存することがわかる。
【００５７】
同一の導体材料では、αＲ＝αｉ＋αａは次式による。
【数１３】
【００５８】
面粗度の高い粗い面の導体の場合には、面粗度の低い平滑面の導体の場合に比べて、電流経路が長く、また抵抗及び損失が大きい。従って、接点における電流経路を短くすべきである。
【００５９】
単位長さＧ’あたりのコンダクタンスでの誘電損失の作用は、一般的に次式により示される。
【数１４】
【００６０】
このコンダクタンス損失は、δεが周波数に概ね依存しない場合にはｆに比例して大きくなる。
【００６１】
（反射率）
同軸接続の特性を規定するべく、特性インピーダンスＺＬの基準値（「公称値」ともいう）に関する反射率ｒが次式のように定義され、
【数１５】
Ｚは、それぞれのラインにおいて測定された特性インピーダンスとされ、ＺＬはライン上の特性インピーダンス（基準値）とされる。
【００６２】
同様に、測定ラインに沿った電圧分配によって、次式のように反射率を定めることが可能とされる。
【数１６】
【００６３】
この測定方法は、ＤＩＮ規格  ４７２７５  パート３によって定義される。これに関し、リプル係数（「脈動率」ともいう）の変数は次式で規定され、
【数１７】
調節係数は次式で規定される。
【数１８】
所定周波数での反射率が小さいほど同軸接続システムにより好適となる。
【００６４】
更なる実施形態では、電界ラインの変化や、加速度の作用による同軸波の減衰変化を検出することによってこれらの関係を用いる。
【００６５】
ステアリングホイールリム１０において、誘電体３０，３０Ａ，３０Ｂは同軸波の伝播に影響を及ぼす。
【００６６】
これらの作用を利用する第３の実施形態が図４に示されている。内側導体としての骨格１Ｂ、外側導体１Ｂ及び第１の誘電要素３０Ａの基本構造は、図１及び２に示す主要素に対応している。
【００６７】
図４に示す第３の実施形態では、液体で満たされた中空部３３が、発泡性材料からなる層の誘電要素３０Ａに配設されている。変更例として、液体ホースを含むことも可能である。
【００６８】
車両衝突の際、ステアリングホイールリムにおける充填中空部３３は、加速度による力の作用を受ける。従って、ステアリングホイールリム１０での誘電特性が変化し、波伝播の変化が検出可能とされ、信号が変化し或いは遅延する。
【００６９】
信号におけるこれらの変化は、追加或いは変更によって、容量性の或いは誘導性の信号によってひずみを生じる信号として使用可能とされる。
【００７０】
信号におけるこれらの変化は、また構造変更による特性抵抗の変化にも付加的に使用可能とされる。
【００７１】
図５は、ステアリングホイールリム１０の内部に骨格に加えて、例えばアンテナループ３６が配設された第４の実施形態が示されており、前記のアンテナループ３６が骨格１Ｂに連結可能とされる。このアンテナは、波（電波）を出力し、また車両衝突の際、形成されたフィールドの電界ラインの波特性が変化する。これらの変化（周波数依存或いは非周波数依存）は、加速度の作用として方向指示の形態で検出可能とされ、また衝突センサの範囲内で使用可能とされる。従って、この実施形態は、同軸装置から直接的に明らかになるものではない。
【００７２】
図示した全ての実施形態に共通して閾値が設定可能とされ、その閾値を下回ると衝突信号は出力されない。従って、ステアリングホイールは、運転時の通常負荷の間において変形可能とされ、この通常運転時の場合の変形変数および／または変形速度は、車両衝突時とは明らかに相違する。
【００７３】
図６には、ステアリングホイールリム１０をプレート１１から電気的に分離（「絶縁」ともいう）する方法が具体化されている。これに関しては、プレート１１をステアリングホイールリムから電気的に絶縁する電気的に非導電性の領域が、ステアリングホイールのスポーク３５中に導入される。
【００７４】
図７には、ステアリングホイールに４つの導体ループ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄが配設された実施形態が示されている。これら導体ループ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄはそれぞれ、四分円（円を四等分した部位）に配設されている。ステアリングホイールの移動の際、それぞれの導体ループ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄの位置が検出され、これにより例えば車両衝突（正面衝突、側面衝突、ロールオーバー（転倒）など）に関する情報もまた、この位置情報から得ることが可能とされる。
【００７５】
本発明は、例示的に上述した好ましい実施形態のみに限定されるものではない。一方で、基本的に異なる特徴の実施形態において本発明にかかる検出システムを用いることが可能な数の変更例が想到される。
【００７６】
本発明では、「車両ステアリングホイール用検出システムであって、加速度（Ｂ）の作用を検出する少なくとも１つの検出手段（１）が、ステアリングホイールリム（１０）内および／またはステアリングホイールリム（１０）上に配設され、前記ステアリングホイールリム（１０）は、同軸装置を形成する少なくとも１つの内側導電体（１Ａ）及び少なくとも１つの外側導電体（１Ｂ）を備えることを特徴とする検出システム」という態様（態様１）が想到される。
また本発明では、「車両ステアリングホイール用検出システムであって、加速度（Ｂ）の作用を検出する少なくとも１つの検出手段（１）が、ステアリングホイールリム（１０）内および／またはステアリングホイールリム（１０）上に配設され、前記ステアリングホイールリム（１０）は、同軸装置を形成する少なくとも１つの内側導電体（１Ａ）及び少なくとも１つの外側導電体（１Ｂ）を備え、前記検出手段（１）は、前記ステアリングホイールのうち、少なくとも１つの外側導電体（１Ａ）および／または少なくとも１つの内側導電体（１Ｂ）に対応する部位における電界の作用、力の作用および／または変形を検出することを特徴とする検出システム」という態様（態様２）が想到される。
また本発明では、「請求項１，２、前記態様１，２のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、少なくとも１つの検出手段（１）は、容量性および／または誘導性の検出ユニット（２，３）を有し、或いは容量性および／または誘導性の検出ユニット（２，３）に連結され、前記検出ユニット（２，３）は、周波数独立信号或いは周波数従属信号を受信可能であることを特徴とする検出システム」という態様（態様３）が想到される。
また本発明では、「前記態様３に記載の検出システムであって、前記容量性および／または誘導性の検出ユニット（２，３）は、前記ステアリングホイールのうち２部位（１Ａ，１Ｂ）に、特には異なる質量、剛性および／または厚みを有する少なくとも１つの外側導電体（１Ａ）及び少なくとも１つの内側導電体（１Ｂ）に連結され、これにより前記加速度（Ｂ）の検出信号は、前記２部位（１Ａ，１Ｂ）の変形によって出力可能であることを特徴とする検出システム」という態様（態様４）が想到される。
また本発明では、「請求項１，２、前記態様１から４のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、送信手段（１Ａ）は、特には同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波を出力する少なくとも１つのアンテナループ（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）と、前記の同軸波、ＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波および／または所定の波の反射を検出する検出手段（１）とを備えることを特徴とする検出システム」という態様（態様５）が想到される。
また本発明では、「請求項３から５、前記態様５のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、前記同軸波の特性の変化、特には前記ステアリングホイールの２部位（１Ａ，１Ｂ）の対応する動作による電界ラインの変化および／または減衰を受信手段（５）が検出することを特徴とする検出システム」という態様（態様６）が想到される。
また本発明では、「請求項１から８、前記態様１から６のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、前記ステアリングホイールリム（１０）内に少なくとも１つの誘電要素（３０，３０Ａ，３０Ｂ）が配設されることを特徴とする検出システム」という態様（態様７）が想到される。
また本発明では、「請求項１から１０、前記態様１から７のうちのいずれか１項に記載の検出システムであって、前記検出手段（１）によって出力されるトリガ信号（５）が、エアバッグ（２０）を起動し、および／または能動的ないし受動的な安全システムを駆動することを特徴とする検出システム」という態様（態様８）が想到される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】
図１は、第１実施の形態の検出システムを備えるステアリングホイールリムの断面構造を示す図である。
【図２】
図２は、第２実施の形態の検出システムを備えるステアリングホイールリムの断面構造を示す図である。
【図３Ａ】
図３Ａは、同軸配置構造のステアリングホイールリムの横断面図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは、同軸配置構造のステアリングホイールリムの長手方向の縦断面図である。
【図４】
図４は、第３実施の形態の小型液体ポケットを備えるステアリングホイールリムの横断面図である。
【図５】
図５は、アンテナループを備えるステアリングホイールリムの横断面図である。
【図６】
図６は、ステアリングホイールプレートからステアリングホイールリムを分離した状態を示す図である。
【図７】
図７は、複合された４つの導体ループを備えるステアリングホイールを示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  加速度検出用の検出手段
１Ａ  外側導体
１Ｂ  内側導体
２  検出ユニット（誘導性）
３  検出ユニット（容量性）
４  入力信号
５  出力信号
１０  ステアリングホイールリム
１１  ステアリングホイールプレート
１２  トリガ手段
１３  トリガ信号
２０  エアバッグ
３０  誘電要素、発泡層
３０Ａ  誘電要素
３０Ｂ  誘電要素
３１  保護層
３２  被覆体
３３  液体充填中空部
３５  スポーク
３６  アンテナ、アンテナループ
４０  等電位線
４１  等キャパシタンス帯
４２  電界ライン
ｒＡ  内側導体径
ｒＩ  外側導体径
Ｄ  外側導体の内径
ｄ  内側導体の外径
εｒ  誘電体の誘電率
ε０  電気フィールド定数
μｒ  誘電体の透磁率
【国際調査報告】
2009541126.tif 000029
2009541126.tif 000030
2009541126.tif 000031
2009541126.tif 000032