(57)【要約】【課題】ステアリングホイール上の入力装置又はステアリングホイール構成要素を感知する、無線センサインタフェースを提供する。【解決手段】本発明の無線センサインタフェースは、送信機側に、固定プリント回路基板上の送信機集積回路の無線送信機コイルを備え、受信機側に、移動可能な回転受信機プリント回路基板上の受信機集積回路の無線受信機コイルを備え、送信機コイルと受信機コイルとは、互いに近く、ステアリングホイールのステアリングコラムの回転軸と同心に、設けてある。その一方、送信機コイルと受信機コイルとの間の誘導結合が、ステアリングホイール構成要素に無線で電力を供給し、受信エネルギーの変調によってステアリングホイール構成要素のデータを送信機集積回路に送り返すために、使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール構成要素（１０、１１）を有するステアリングホイール（９）用の無線センサインタフェースが、送信機側（１２）に、
−固定プリント回路基板（３）の送信機集積回路（１）の無線送信機コイル（２）を備え、
受信機側（１３）に、
−可動で回転する受信機プリント回路基板（８）の受信機集積回路（５）の無線受信機コイル（７）を備え、
送信機コイル（２）と受信機コイル（７）とは、互いに近く、ステアリングホイール（９）のステアリングコラム（４）の回転軸（１４）と同心に、設けられてあって、
送信機コイル（２）と受信機コイル（７）との間の誘導結合は、ステアリングホイール構成要素（１０、１１）に無線で電力を供給し、受け取ったエネルギーの変調によってステアリングホイール構成要素（１０、１１）のデータを送信機集積回路（１）に送り返すために使用される、
無線センサインタフェース。
【請求項２】
受信機コイル（７）は送信機コイル（２）に対して相対的に回転可能とされる一方、送信機コイル（２）は受信機コイル（７）において二次電圧を誘起する、請求項１に記載の無線センサインタフェース。
【請求項３】
マイクロコントローラ（６）は、ステアリングホイール構成要素（１０、１１）を制御及び処理するために、回転するプリント回路基板（８）上に構築されてある、請求項１に記載の無線センサインタフェース。
【請求項４】
マイクロコントローラ（６）は、誘導された二次電圧によって電力を供給される、請求項１から３のいずれか一項に記載の無線センサインタフェース。
【請求項５】
受信機側（１３）はステアリングホイール（９）に機械的に接続されてあって、ステアリングホイールと一緒に回転する、請求項１に記載の無線センサインタフェース。
【請求項６】
バックチャネルは、受信機集積回路（５）と送信機集積回路（１）との間に形成されてある一方で、バックチャネルは、ステアリングホイール構成要素（１０、１１）のデータを、受信エネルギーの変調を通して無線送信機コイル（２）に送り返すために使用される、請求項１から５のいずれか一項に記載の無線センサインタフェース。
【請求項７】
送信機集積回路（２）は、さらなるデータ処理のために電気制御ユニットに接続されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の無線センサインタフェース。
【請求項８】
ステアリングホイール構成要素（１０、１１）は、押しボタン、ハンドオフ検出センサ、又は他の電気装置を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の無線センサインタフェース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイール用の無線センサインタフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイール（操縦ハンドル）上の入力装置又はステアリングホイール構成要素を感知するための既存の解決策は、例えば、押しボタン、ハンズオフ検知センサである。これらは、これらの機器を外部の電子ステアリングコントロールユニット（ＥＣＵ）に接続するために、クロックスプリングケーブルの形の電気接続を使用する。データを送信するために無線ＲＦ技術を使用する他の用途であるが、これらの用途は送信ユニット用の電池を必要とする。
【０００３】
既存の解決策の不利な点は、クロックスプリングケーブルが摩耗と破損のために故障しがちであり、外部電源が必要とされるだけでなく、かなりの量のスペースを消費することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を克服する適切なセンサインタフェースを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、ステアリングホイール構成要素を備えるステアリングホイール用の無線センサインタフェースによって解決される。この無線センサインタフェースは、送信機側に、
−固定プリント回路基板上の送信機集積回路の無線送信機コイルを備え、
受信機側に、
−可動で回転する受信機プリント回路基板上の、受信機集積回路の無線受信機コイルを備え、
送信機コイルと受信機コイルとは互いに接近しステアリングホイールのステアリングコラムの回転軸と同心に設けてある一方、送信機コイルと受信機コイルとの間の誘導結合は、ステアリングホイール部品に、無線で電力を供給するとともにデータを、受信エネルギーを変調することによって送信するために使用される。これは受信機の負荷インピーダンスを変調することによって実現される。
【０００６】
通信は、受信側の負荷（インピーダンス）変調に基づいていて、メッセージは受信され、送信側の信号レベルの変調として検出される。
【０００７】
本発明の提案は、電力とデータを送信するため、例えば車両本体のような動かない装置と、例えばステアリングホイールのような動く装置との間の物理的電気的接続を不要として、ステアリング装置のような動く装置内の無線センサとして無線充電チップセットを使用するという思想に基づくものである。有利な点は、送信機側と受信機側との間の電気的接続が不要であること、及びバッテリ又は他の電力供給構成要素の使用が冗長になることである。したがって、クロックスプリングケーブルなどの機械部品の故障を大幅に減少できる。
【０００８】
無線送信機集積回路（ＩＣ）は、動かないプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられる。静止プリント回路基板はまた、第１のプリント回路基板としてもよい。このプリント回路基板は、送信機コイルから、可動で回転する受信機コイルと、無線受信機ＩＣと、マイクロコントローラと、他の任意の電子部品とを備える可動で回転するＰＣＢに、電力を送信する。可動で回転するＰＣＢはまた、二次回転プリント回路基板としてもよい。送信機コイルと受信機コイルの両方は、受信機コイルが動かない送信機コイルについて相対的に回転していても、送信機コイルと受信機コイルとの間の誘導結合が損なわれないように、互いに近くに、ステアリングコラム及びステアリングホイールの回転軸と同心に設けられてある。
【０００９】
ステアリングホイールは、押しボタン、ハンズオフ検出センサのようなステアリングホイール構成要素を含む。これらの構成要素は、ステアリングホイールの一部である。
【００１０】
本発明の一実施形態では、受信機コイルは送信機コイルに対して回転可能に配置され、送信機コイルは受信機コイルに二次電圧を誘起する。したがって、二次回転プリント回路基板（ＰＣＢ）上の電子機器に無線で電力を供給可能である。
【００１１】
本発明の無線センサインタフェースの別の実施形態では、ステアリングホイール構成要素を制御し処理するためにマイクロコントローラが回転プリント回路基板上に構築される。入力装置つまりステアリングホイールの構成要素に関する情報は、マイクロコントローラによって処理され、無線受信機ＩＣに供給される。
【００１２】
一実施形態では、マイクロコントローラは、誘導された二次電圧によって電力を供給される。ステアリングホイールに機械的に接続されてあってそれと共に回転する受信側では、受信機コイルに誘起された二次電圧は、同じＰＣＢ上に取り付けられたマイクロコントローラ用の供給電圧を生成する無線受信機ＩＣに接続される。マイクロコントローラは、押しボタン、ハンズフリー検出センサ、又は他の電子装置などの、ステアリングホイール上の入力装置に接続されている。
【００１３】
別の好ましい実施形態では、受信機側は、ステアリングホイールに機械的に接続されてあって、それと共に回転する。これは、誘導の法則により、動かない送信機側と、可動及び／又は回転可能な受信機側との間に電圧が誘導可能となっていて、したがって他の外部電源を使用する必要がない、という利点を有する。むしろ、回転する二次ＰＣＢのための電力は、無線送信機回路から供給される。
【００１４】
好ましい実施形態では、受信機集積回路と送信機集積回路との間にバックチャネルが形成される一方、バックチャネルは、受信エネルギーの変調を通してステアリングホイール構成要素のデータを無線送信機コイルに送信するために使用される。入力装置つまりステアリングホイールの構成要素に関する情報は、マイクロコントローラによって処理され、受信エネルギーの変調を通してデータを無線送信機に送り返す（バックチャネル）無線受信機ＩＣに供給される。
【００１５】
本発明の一実施形態では、送信機集積回路が、さらなるデータ処理のために電気制御装置に接続されている。データ処理とは、ステアリングホイールによって送信されるデータが、ステアリング角度、マルチターン情報、ステアリングホイールトルク、ステアリングホイールの押しボタンの状態、ハンズオフセンサの状態、その他の情報を含むことを、意味する。この情報は、エレクトロニックスタビリティプロテクション（ＥＳＰ）、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）モータ用ステアリングトルクアシスト、エンタテインメントコントロール（例えば、カーラジオの音量、テレフォニー）用ステアリングトルクアシスト、クルーズコントロール押しボタン（例えば、ＡＣＣ−アダプティブクルーズコントロール）用ステアリングトルクアシスト、自動トランスミッションシステム用ギアシフト、車両インフォテインメントシステムの制御のような、安全に関連する特徴に使用される。
【００１６】
本発明のさらなる実施形態では、ステアリングホイール構成要素は、押しボタン、ハンドオフ検出センサ、又は他の電気装置を含む。これらの装置は、例えばラジオのような自動車の構成要素を制御するためにステアリングホイールに沿って配置されている。これらの装置は、運転者がステアリングホイールに手を置いているか否かを検出するためにも使用される。
【００１７】
例示的な実施形態を用いて本発明をより詳細に説明する。
【００１８】
添付の図面は以下を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明によるステアリングホイール用無線センサインタフェースを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、ステアリングホイール（操縦ハンドル）用の本発明の無線センサインタフェースを示す。無線送信機集積回路１は、固定（静止）プリント回路基板３に設けられてある。それは、送信機コイル２から、受信機コイル７を備える可動で回転するＰＣＢ８へ電力を送信する。たとえ受信機コイル７が動かない送信機コイル２について相対的に回転していても、コイル２、７間の誘導結合が損なわれないように、両コイル２、７は、互いに近くに、ステアリングコラム４及びステアリングホイール９の回転軸と同心に、設けられてある。
【００２１】
ステアリングホイールに機械的に接続され、ステアリングホイールと共に回転する受信側では、受信機コイル７に誘起された二次電圧は、さらにマイクロコントローラ６への供給電圧をさらに生成する無線受信機ＩＣ５に接続される。マイクロコントローラ６は、ステアリングホイール９上の、押しボタン（１０ａ…ｆ）、ハンドオフ検出センサ電極を有するハンドオフ検出センサ１１又は他の電子装置のような、ステアリングホイール９上の入力装置に接続される。
【００２２】
入力装置１０、１１に関する情報は、マイクロコントローラ６によって処理され、受信エネルギーの変調を通してデータを無線送信機１に送り返す無線受信機ＩＣ５に送られる（バックチャネル）。
【００２３】
無線送信機１は、さらなるデータ処理のために電気制御ユニット（ＥＣＵ）に接続されている。
【符号の説明】
【００２４】
１    無線送信機集積回路
２    送信機コイル
３    固定プリント回路基板
４    ステアリングコラム
５    無線受信機集積回路
６    マイクロコントローラ
７    受信機コイル
８    可動で回転するプリント回路基板
９    ステアリングホイール
１０  押しボタン又は押しボタンの配列
１１  ハンドオフ検出回路
１２  送信機側
１３  受信機側
１４  回転軸
【図１】
2019182405.tif 000003
【外国語明細書】
2019182405000001.pdf