ステアリングホイールセンサ
【課題】改良された品質および性能を有するステアリングホイールのためのスイッチングシステムまたはセンサシステムと、より正確に取り付けられ、可変出力を供給するホーンシステムとを提供する。
【解決手段】ステアリングホイール２０上に組み付けるためのセンサ２６が、ステアリングホイール２０の基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられると、電気信号を制御器に供給するように構成される。制御器は、電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。圧力感知要素は、要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【解決手段】ステアリングホイール２０上に組み付けるためのセンサ２６が、ステアリングホイール２０の基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられると、電気信号を制御器に供給するように構成される。制御器は、電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。圧力感知要素は、要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１０年３月３１日に出願した米国特許仮出願第６１／３１９，６３７号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般に、ステアリングホイールの分野に関する。より詳細には、本開示は、ステアリングホイール上の多機能センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在の多機能スイッチ、例えばステアリングホイールリムに装着されたスイッチは、電気機械式ボタンを使用する。多くの場合、各ボタンは、単一動作を実行する。現在のスイッチ構成は、全体的に非常に静的であり、ボタンは可視であって、そのボタンに関連する機能が現在の状況と関連するか否かにかかわらず操作されうる。電気機械式スイッチは、一般に、２つ以上の構成部品の相対運動に基づいて動作し、構成部品は、それら各々の間にギャップを必要とする。そのようなギャップは、品質または性能の問題（不揃いなギャップ、ギャップにはまりこむ異物）のリスクを高める可能性がある。
【０００４】
現在のステアリングホイールおよび運転者エアバッグシステムは、ホーンシステムと共に反応するために、エアバッグの物理的運動を必要とする。その運動は、ホーン接点ギャップを閉じるために、少なくとも１．５〜２．０ｍｍの移動距離（travel）を必要とする。この移動距離は、約２．５〜３．５ｍｍの、周辺のエアバッグとステアリングホイールとのギャップと同じである。移動距離は、エアバッグをばねに対して装着して、エアバッグが動くことを許容することによって達成される。加えて、ステアリングホイールとエアバッグとの間の積み重ねの複合的公差が、±０．５ｍｍ未満のギャップ公差および±０．３ｍｍの、左側と右側との間の対称性公差の達成を困難にさせる。現在のホーンシステムはまた、可変出力を持たない、単純なメイクブレイクタイプ（make/break type）のシステム（オンオフシステム）である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
改良された品質および性能を有するステアリングホイールのためのスイッチングシステムまたはセンサシステムを提供することが望ましいであろう。より正確に取り付けられ、可変出力を供給するホーンシステムを提供することもまた、望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ステアリングホイール上に組み付けるためのセンサに関する例示的一実施形態は、ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成される。制御器は、その電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。圧力感知要素は、要素に加えられた圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【０００７】
別の例示的実施形態は、ステアリングホイールに関する。ステアリングホイールは、基材と、作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成されたセンサとを含む。制御器は、電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。センサは、ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられるときに電気信号を供給するように構成される。圧力感知要素は、要素に加えられた圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【０００８】
別の例示的実施形態は、作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成された、１つまたは複数のセンサに関する。制御器は、電気信号に基づいて、命令を車両システムに供給する。１つまたは複数のセンサが、ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成される。制御器は、電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。圧力感知要素は、要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【０００９】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、いずれも、単なる例示および説明であり、特許請求の範囲としての本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１０】
本実施形態の上記その他の特徴、態様および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および以下に簡単に説明される図面に示される添付の例示的実施形態から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを備えるステアリングホイールを示す車両の等角図である。
【図２Ａ】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを備えるステアリングホイールの正面図である。
【図２Ｂ】別の例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを備えるステアリングホイールの正面図である。
【図３Ａ】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図３Ｂ】別の例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図３Ｃ】さらに別の例示的一実施形態による、圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図３Ｄ】さらに別の例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図４】例示的一実施形態によるステアリングホイールのセンシングシステムまたはスイッチングシステムのブロック図である。
【図５】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチのユーザフィードバックを示す図である。
【図６】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを使用するクルーズコントロール方法の流れ図である。
【図７】例示的一実施形態によるセンサシートの上面図である。
【図８】例示的一実施形態によるセンサの断面図である。
【図９】例示的一実施形態によるセンサの理論的抵抗特性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
種々の例示的実施形態によれば、ステアリングホイール設計は、多機能センサの構成および動作への適応的／動的アプローチにウェートを置いている。センサの代替技術を使用することで、構成部品間のギャップを減少させるかまたは排除し、センサの機能を微調整するための新しい付加的入力の可能性が提供されうる。種々の例示的実施形態によれば、ステアリングホイールは、電気機械式スイッチを、接触および圧力感知要素を使用する接触および圧力感知センサまたはスイッチ（例えば、シームレスで適応的なスイッチ）に置き換える。そのような圧力感知センサは、もたらされた圧力の大きさまたは位置に基づいて、センサの適応的または動的機能を可能にする。
【００１３】
いくつかの例示的実施形態では、圧力の変化による抵抗の変化を有することができる圧力感知要素を使用することによって、ホーンシステムは、運転者エアバッグがより厳しい精度で堅固に装着されうるように構成されてよく、より厳しい公差および約５ミクロンから０．５ｍｍまでの限定された物理的移動距離が可能になる。また、圧力感知要素を使用することで、可変抵抗出力を供給することができ、可変圧力感知のホーンシステムが可能となる。
【００１４】
図１を参照すると、車両の運転者は、ステアリングホイール２０を用いてコックピット（車両室内）１０から車両を動作させることができる。運転者は、ステアリングホイール２０を回転させて車輪を旋回させ、車両を所望の方向に操舵することができる。ステアリングホイール２０は、外輪すなわち外側のリム２４に接続された中央ハブ２２を含む。ハブ２２は、車両１０のステアリングコラム（column）と結合される。例示的一実施形態では、ステアリングホイール２０は、図２Ａに示すような４スポークのステアリングホイールであってよい。別の例示的実施形態では、ステアリングホイール２０は、図２Ｂに示すように、３スポークのステアリングホイールであってよい。他の例示的実施形態では、ステアリングホイール２０は、異なる数または配置のスポークを有してよい。
【００１５】
また、ステアリングホイール２０は、運転者が容易に手の届く範囲内に設けられた種々の接触または圧力感知センサ２６を含んでよい。センサ２６は、ハブ２２の上（例えば、エアバッグカバーの上、エアバッグカバーの隣、ハブ２２の側面上など）、リム２４の任意の表面上、またはハブ２２とリム２４との間のスポークの任意の表面上に設置されてよい。特定の数のセンサが示されるが、他の例示的実施形態によれば、図示されたものより多いかまたは少ないセンサが、様々な位置に存在してよい。センサ２６は、運転者によって、車両オーディオシステム（例えば、音量、チューニング、モードなど）、車両の照明（例えば、頭上照明、ヘッドライトなど）、電話機能、またはクルーズコントロールなど、他の機能を制御するために使用されてよい。
【００１６】
センサ２６がユーザ入力を受けると、センサ２６は、電気信号を制御器２８に供給する。圧力感知要素は、要素に加えられた圧力の大きさまたは種類（例えば、ジェスチャ、圧迫、強打（swipe）、長押し、短く軽いタッチなど）に基づいて可変抵抗を出力する。いくつかの例示的実施形態では、圧力感知要素は量子トンネル複合材料（quantum tunneling composite）であってよく、一方、他の実施形態では、可変の電気特性を有することができる任意の他の圧力感知要素が使用されてよい。
【００１７】
制御器２８は、オーディオシステム、照明、電話、クルーズコントロール、または電気信号に基づく他の機能を動作させるように構成される。また、制御器２８は、センサ２６が押されると、フィードバック、例えば視覚、音声、または振動のフィードバックをユーザに供給することができる。また、オーディオシステム、気象システム、照明システムまたは他のシステムなどのシステムの制御が、車両のダッシュボードまたは中央コンソールの上など、車両の他の位置に設けられてよい。
【００１８】
次に、図２Ａ〜図２Ｂを参照すると、ステアリングホイール２０は、さらに、２つの例示的実施形態によって示される。圧力感知要素は、ステアリングホイール２０のリム２４、ハブ２２、またはスポークを覆う材料（例えば、革、織物、木など）に縫い込まれ、接着され、スクリーン印刷され、または他の方法で取り付けられてよい。圧力感知要素は、ステアリングホイール２０の材料の背部、ステアリングホイール２０の材料の内部、またはステアリングホイール２０の任意の代替構成の中に取り付けられてよい。センサ要素２６が材料の中に埋め込まれて、ステアリングホイール２０の外の表面上の目障りな隆起を阻止するかまたは縮小することができるように、被覆材料の下の構造が設計されてよい。必要ならば、センサ２６の位置が、被覆材料の模様または色の変化、刺繍細工、照明などを含むが限定はされない種々の手段によって可視化されてよい。
【００１９】
いくつかの例示的実施形態では、１つまたは複数のセンサまたはスイッチ３０が区分に分けられ、（例えば、埋め込み部分、隆起部分、織り目部分、彩色部分などによって）識別されてよい。他の例示的実施形態によれば、１つまたは複数のセンサまたはスイッチ３２が、ゾーン内の任意の点でユーザ入力を受けるように構成された、接触または圧力感知ゾーンを備えてよい。そのようなゾーンは、圧力の大きさ、圧力の位置、圧力がもたらされた長さなどに基づいて、電気信号を制御器２８に供給することができる。
【００２０】
センサ３０、３２に対して接触感知要素を使用することによって、単一の表面が、押された部分に応じて操作者の入力に異なって反応する、種々のゾーンに分割されてよい。同一のシームレスな表面上にいくつかの機能を組み合わせることによって、スイッチの別個の部分の間のギャップが縮小されうるかまたは排除されうる。接触感知要素をスイッチに使用することによって、スイッチが機能するのに必要なたわみ（deflection）の量が大幅に縮小されうる（例えば、約１ｍｍ未満）。それゆえ、それぞれ移動する部品間にギャップを必要とする普通の電気機械式スイッチとは対照的に、センサ３０、３２はシームレスでありうる。
【００２１】
特定の数のセンサ２６が、図２Ａおよび図２Ｂのステアリングホイール２０上の特定の位置に示されているが、他の例示的実施形態によれば、任意の数のセンサ３０、３２が、ステアリングホイール２０のハブ２２、リム２４、またはスポークの上または近くの任意の位置に存在してよい。普通の運転条件においてリムを把持することによって機能が偶発的に作動することを防ぐために、センサ３０、３２の圧力感知は、ステアリングホイール２０上の機能および位置に応じて異なって較正されてよい。
【００２２】
圧力感知のセンシングまたはスイッチングシステムの適応的システム設計が、センサの共通の部分を異なる機能に対して使用することを可能にする。所与の時刻にユーザに提供される機能は、現在の状況に関連する機能だけであってよい。他の関連しない機能は、利用不可とすることができるか、または隠すことができる。複数の機能に対して共通のセンシングまたはスイッチングの部分を使用することによって、スイッチのパッケージサイズおよび設置面積が縮小されうる。
【００２３】
図３Ａ〜図３Ｄを参照すると、スイッチ２６の断面図が、種々の例示的実施形態によって示される。とりわけ図３Ａを参照すると、スイッチ３００は、例示的一実施形態により、外皮（skin）材料３０４（例えば、革、木、プラスチック、ビニール、または他のステアリングホイールのハブまたはリムの材料）に取り付けられた圧力感知要素３０２、および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６を含む。スイッチ３００は、異なる機能のために、または異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーン３０８および３１０を、任意選択で有することができる。図示のように、スイッチ３００は全体的に平坦であってよく、隆起部分または埋め込み部分を持たない。外皮３０４の表面は、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能を表示するために、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られてよい。また、外皮３０４は、圧力感知要素３０２に対して保護皮膜を提供することができる。スイッチ３００は全体的に平坦であってよいが、他の例示的実施形態では、スイッチ３００は一方向に起伏を付けられ（be contoured）てよく、または、少なくとも部分的に２方向に起伏を付けられてよい。また、スイッチ３００は、例えば少なくとも感知ゾーンの間に１つまたは複数の隆起部分または埋め込み部分を含むことができる。
【００２４】
いくつかの例示的実施形態によれば、外皮３０４は、表示パネル（ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなど）またはタッチパネルで置き換えられてよい。そのような例示的実施形態では、パネル上の圧力が、圧力の位置（例えば、ゾーン３０８、３１０）、圧力の大きさ、圧力の持続時間などを検出するために圧力感知要素３０２で検出されうる。表示パネルは、スイッチ３００の機能の表示を提供する。スイッチの機能は、車両の状態またはユーザの選択に基づいて、動的に変化することができる。そのような例では、表示パネルは、スイッチ３００の現在の機能を表すために表示を変えることができる。２つのゾーン３０８、３１０が示されているが、他の例示的実施形態によれば、スイッチ３００は任意の数のゾーンを含んでよく、ゾーンは任意の適切なサイズであってよいことに留意されたい。
【００２５】
とりわけ図３Ｂを参照すると、例示的一実施形態により、スイッチ３２０は、外皮材料３０４および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６に取り付けられた圧力感知要素３０２を含む。図示のように、圧力感知要素３０２は、基材３０６の一部と外皮材料３０４との間だけに存在してよい。外皮材料３０４は、圧力感知要素３０２に被さるかまたは付着し、スイッチ３２０の隆起部分を生成して圧力感知部分の位置を示すことができる。また、外皮３０４の表面は、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られて、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能をさらに表示することができる。
【００２６】
とりわけ図３Ｃを参照すると、例示的一実施形態により、スイッチ３４０は、外皮材料３０４および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６に取り付けられた圧力感知要素３０２の２つの部分を含む。図示のように、圧力感知要素３０２は、基材３０６の複数の部分と外皮材料３０４との間に別々に存在してよい。外皮材料３０４は、圧力感知要素３０２に被さるかまたは付着し、スイッチ３４０の隆起部分を生成して圧力感知部分の位置を示すことができる。外皮３０４の表面は、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られて、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能をさらに表示することもできる。圧力感知要素３０２の２つの部分が示されているが、他の例示的実施形態によれば、任意の数の圧力感知部分が使用されてよい。
【００２７】
とりわけ図３Ｄを参照すると、例示的一実施形態によれば、スイッチ３６０は、外皮材料３０４および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６に取り付けられた圧力感知要素３０２を含む。図示のように、圧力感知要素３０２は全体的に平坦であり、異なる機能のためにまたは異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーン３６２および３６４を含むことができる。外皮３０４は、１つまたは複数の隆起部分または埋め込み部分を有するように形成されてよい。外皮材料３０４は、圧力感知要素３０２に被さるかまたは付着し、スイッチ３６０の隆起部分および／または埋め込み部分を生成して圧力感知部分の位置を示すことができる。また、外皮３０４の表面は、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られて、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能をさらに表示することができる。
【００２８】
図４を参照すると、例示的一実施形態により、スイッチングシステム４００が、ユーザ入力を受けて、圧力感知スイッチ４０２の作動のフィードバックをユーザに供給するように構成される。スイッチ４０２の圧力感知要素が作動すると、電気信号が制御器４０４に送られる。制御器４０４は、受けられた電気信号に基づいて、電気的命令を車両システム４０６に供給するように構成される。例えば、制御器４０４は、信号に基づいて、オーディオシステム、照明、電話、クルーズコントロール、または他の車両システム４０６を動作させるための電気的命令を供給することができる。
【００２９】
制御器４０４は、スイッチ４０２が作動すると、運転者に、視覚フィードバックを供給するための光源４０８、音声フィードバックを供給するための（例えば、車両オーディオシステムまたはステアリングホイール内のスピーカの）スピーカ４１０、または振動フィードバックを供給するための（例えば、ステアリングホイールのハブまたはリムの外皮の下に設置された）アクチュエータ４１２を動作させることができる。また、フィードバックは、スイッチ４０２にもたらされた力の大きさに応じて強度を変えることができる。制御器４０４は、電気信号を受けて車両システム４０６の車両機能を制御することができる任意のハードウェアおよび／またはソフトウェアのプラットフォームであってよい。
【００３０】
いくつかの例示的実施形態では、光源４０８は、センサの機能の視覚表示を提供するように構成されてよい。そのような実施形態では、光源４０８は、車両の状況（context）およびセンサの機能が利用可能かどうかに基づいて照明することができる。例えば、光源４０８は、オーディオシステムの音量制御のセンサまたはスイッチのためにインジケータまたは文字列を照明することができる。オーディオシステムがオンであれば、光源４０８は、音量制御が利用できることを表示するために照明することができる。オーディオシステムがオフであれば、光源は、音量制御が利用できないことを表示するために消灯されてよい。そのような状況に応じた照明は、圧力感知要素で制御されている任意の車両機能に応用されてよい。いくつかの実施形態では、光源４０８は、圧力感知要素に被さるかまたは隣接することができる。他の実施形態では、光源４０８は、透光性のまたは透明な圧力感知要素の後ろ、下または中に設置されてよい。
【００３１】
また、図５を参照すると、種々の種類の運転者フィードバックが、いくつかの例示的実施形態によって示される。ユーザとのインターフェースを改良するために、標準的なオンオフスイッチに加えて、圧力感知が、多数のインターフェース層を追加するために使用されてよい。
【００３２】
例示的一実施形態では、スイッチ４０２が押されると、光源４０８によって、光の帯５０２がスイッチ４０２の外周の周りに提供されうる（例えば、輝くグロー光）。光の帯５０２の幅および／または明るさは、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、スイッチ４０２がより強く押されれば、帯５０２は、より幅広くなってよく、またはより明るくなってよい。
【００３３】
別の例示的実施形態では、スイッチ４０２が押されると、光源４０８によって、回転する光の帯５０４がスイッチ４０２の外周の部分の周りに提供されうる（例えば、回転するグロー光）。光の帯５０４の長さおよび／または速さは、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、帯５０４は、スイッチ４０２がより強く押されれば、より長くなってよく、またはより速く回転してよい。
【００３４】
別の例示的実施形態では、スイッチ４０２が押されると、スピーカ４１０が運転者に音響警報または可聴警報５０６を提供することができる。音響５０６の音量は、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、音響５０６の音量は、スイッチ４０２が強く押されれば、より大きくなりうる。
【００３５】
別の例示的実施形態では、スイッチ４０２が押されると、アクチュエータ４１２が、運転者に振動５０８を供給することができる。振動５０８の強さは、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、振動５０８の大きさは、スイッチ４０２がより強く押されれば、より大きくなりうる。
【００３６】
スイッチ４０２の圧力感知要素は、圧力感知要素に加えられる力の大きさに応じて変化することができる電気特性を有することができる。これらの可変電気特性が、スイッチ４０２の機能をさらに制御するために使用されてよい。オーディオシステムの音量を制御するスイッチの例を挙げると、スイッチがより強く押されるほど、音量はより速く大きくなりうる。スイッチが穏やかに押されれば、音量はゆっくりと大きくなりうる。同様に、以下により詳細に説明されるように、ホーンシステムが、圧力感知スイッチ４０２によって作動し、スイッチ４０２に加えられた力に応じて変化する音響レベルを生成することができる。
【００３７】
図４に戻って参照すると、いくつかの例示的実施形態では、スイッチ４０２の機能は、車両の状態に基づいて変化することができる。そのような実施形態では、スイッチ４０２は、スイッチの機能および／または状態の動的表示を提供するように構成された表示部分を含むことができる。また、制御器４０４は、車両および／またはスイッチ４０２の状態識別子（status identifier）を記憶するように構成された揮発性または不揮発性メモリデバイス４１４と通信することができる。
【００３８】
また、図６を参照すると、例示的一実施形態により、流れ図６００がクルーズコントロールスイッチのための適応インターフェースを示す。最初に、クルーズコントロールがオフに設定される（ステップ６０２）。制御器４０４が、車両がクルーズコントロールを使用することができる最低必要速度に達しているかどうかを判定する（ステップ６０４）。最低速度に達するまでは、スイッチは機能を有さず、表示は非表示（blank）のままである（ステップ６０６）。最低速度に達すると、「オン」機能が利用可能にされて表示される（ステップ６０８）。クルーズコントロールがオンに切り替えられると（ステップ６１０）、クルーズコントロールをオフにする（「オフ」機能）か、またはクルーズコントロール速度を作動もしくは設定する（「設定」機能）かの選択肢が表示される（ステップ６１２）。クルーズコントロールがオフにされる（ステップ６１４）ならば、表示は、非表示かまたは車速に応じた状態だけの「オン」のいずれかに戻る。クルーズコントロールが設定された（ステップ６１６）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロール速度を車両の現在の速度に設定する（ステップ６１８）。次に、制御器４０４は、現在の速度をメモリ４１４に書き込む、すなわち記憶する（ステップ６２０）。
【００３９】
次に、表示は、速度を上げる（「＋」機能）か、速度を下げる（「−」機能）か、クルーズコントロールモードを取り消すかの選択肢を示す（ステップ６２２）。「＋」が押された（ステップ６２４）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロール速度を上げ（ステップ６２６）、新しいクルーズコントロール速度をメモリ４１４に書き込み（ステップ６２８）、ステップ６２２でさらなるユーザ入力を待つ。「−」が押された（ステップ６３０）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロール速度を下げ（ステップ６３２）、新しいクルーズコントロール速度をメモリ４１４に書き込み（ステップ６３４）、ステップ６２２でさらなるユーザ入力を待つ。
【００４０】
「−」が持続されたか、「取り消し」が押されたか、またはブレーキペダルもしくはクラッチペダルが踏まれた（ステップ６３６）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロールを取り消して（ステップ６３８）、選択肢「再開」、「設定」および「オフ」を表示する（ステップ６４０）。「設定」が押された（ステップ６４２）ならば、制御器４０４は、ステップ６１８に戻ってクルーズ速度を設定する。「再開」が押された（ステップ６４４）ならば、制御器４０４は、クルーズ速度をメモリ４１４に記憶された値に設定し（ステップ６４６）、ステップ６２２でさらなるユーザ入力を待つ。「オフ」が押された（ステップ６４８）ならば、制御器は、メモリ４１４を消去してクルーズコントロールを切り（ステップ６５０）、ステップ６０２に戻って車両速度を調べる。
【００４１】
図７〜図８を参照すると、センサシート１００は、一般に、１つまたは複数のセンサ１１０（例えば、スイッチ３０、３００、３２０、３４０、３６０；圧力感知ゾーン２６、３２など）を含む。センサ１１０は、入力導体１１１および出力導体１１２によって制御器または測定装置（例えば、制御器２８、制御器４０４など）と電気的に結合され、導体は、電気信号をセンサ１１０に送り、センサ１１０から受けるように構成される。
【００４２】
図８に示すように、一般に、センサ１１０は、全体的に対称的な積層関係に構成されたキャリア材料（carrier material）１１３、１１４、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７のシートを含む（例えば、キャリアシート、導体、および電極が圧力感知要素の両面に配置される）。以下により詳細に記載されるように、キャリアシート１１３、１１４、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７は、動的な衝突事象の間に予期される力にしたがって、センサ１１０の導電特性または電気特性を変えるように、選択的に構成されてよい。
【００４３】
第１のキャリアシート１１３および第２のキャリアシート１１４は、例えば、ステアリングホイール２０の表面に対して外皮３０４および基材３０６となるように構成されてよい。キャリアシート１１３、１１４のそれぞれは、半剛体のシート材料から作製されうる。例えば、キャリアシート１１３、１１４のそれぞれは、約５０ミクロンの厚さを有するテレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）のシートであってよい。他の例示的実施形態によれば、キャリアシート１１３、１１４は、他の材料（例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、他の押出プラスチック材料、革、他のプラスチック、織物、木、１シート内の複数材料、各シートに対する異なる材料など）から作製されてよく、あるいは、他の厚さ（例えば、約２５ミクロンと２５０ミクロンとの間、１シートに対して変化する厚さ、異なるシートに対して異なる厚さなど）を有してよい。
【００４４】
導体１１１、１１２のそれぞれは、センサ１１０のうちの１つと制御器または測定装置との間で電気信号を伝導するように構成される。導体は、銀（Ａｇ）などの導電性材料で作製される。導体１１１、１１２は、２次元もしくは３次元のインクジェット印刷もしくはスクリーン印刷などの印刷プロセス、蒸着、またはエッチング、写真蝕刻、もしくはフライス加工などの従来のプリント回路技術を介してキャリアシート１１３、１１４に結合され、堆積され、もしくは張り付けられてよい。入力導体１１１は、例えば、第１のキャリアシート１１３の内部表面と結合されてよく、出力導体１１２は、例えば、第２のキャリアシート１１４の内部表面と結合されてよい。導体１１１、１１２は、約２５ミクロン未満の仕上げ厚さを有する。他の例示的実施形態によれば、導体１１１、１１２は、他の材料（例えば、銅（Ｃｕ）または他の導電材料、それらの組合せなど）で作製されてよく、互いに異なる材料で作製されてよく、異なる仕上げ厚さ（例えば、約２５ミクロン超もしくは未満、各導体に対して変わる厚さ、異なる厚さもしくは異なる導体など）を有してよく、または他の方法で提供される。
【００４５】
電極１１５、１１６のそれぞれは、圧力感知要素１１７へ、または圧力感知要素から電気信号を効率的に伝導するように構成される。電極１１５、１１６は、炭素（Ｃ）などの導電性材料で作製される。電極１１５、１１６は、それぞれ、２次元もしくは３次元のインクジェット印刷もしくはスクリーン印刷などの印刷プロセス、蒸着、またはエッチング、写真蝕刻、もしくはフライス加工などの従来のプリント回路技術によって、導体１１１、１１２および／またはキャリアシート１１３、１１４に結合され、堆積され、もしくは張り付けられてよい。電極１１５、１１６は、約２５ミクロン未満の仕上げ厚さを有することができる。他の例示的実施形態によれば、電極１１５、１１６は、他の材料で作製されてよく、互いに異なる材料で作製されてよく、異なる仕上げ厚さ（例えば、約２５ミクロン以上、各電極に対して変わる厚さ、他の電極と異なる厚さなど）を有してよく、異なる方法で提供されるか、または異なる順序で提供されてよい（例えば、電極のうちの１つが圧力感知要素１１７に張り付けられてよい）。
【００４６】
圧力感知要素１１７は、その上に作用する力または圧力に応答して抵抗または導電特性／電気特性を変えるように構成される。より詳細には、圧力感知要素１１７は、力または圧力が存在しないときに実質的に断路器（isolator）として振る舞い、存在する力または圧力が大きくなるにつれて抵抗が減少する。小さい力と大きい力との間で、圧力感知要素１１７は、力または圧力に対して予測可能な挙動（manner）で応答し、力が大きくなるにつれて抵抗が減少する。これらの特性が、図９のグラフ９００に示され、グラフ９００は、本明細書で説明されるようなセンサ１１０の抵抗対力の特性を表す。図９は、以下でより詳細に論じられる。
【００４７】
圧力感知要素１１７は、例えば、カーボンナノチューブの導電性ポリマーであってよい。圧力感知要素１１７は、２次元もしくは３次元のインクジェット印刷もしくはスクリーン印刷などの印刷プロセス、蒸着、またはエッチング、写真蝕刻、もしくはフライス加工などの従来のプリント回路技術によって、電極１１５、１１６のうちの１つに張り付けられてよい。グラフェン（graphene）またはグラフェン導電性ポリマーの圧力感知要素など、より小さい粒子サイズの圧力感知要素１１７が使用されるので、圧力感知要素１１７はまた、蒸着など、従来のプリント回路技術を介して張り付けられてよい。他の例示的実施形態によれば、圧力感知要素は、銀または銅など、導体でドープされたシリセンポリマー材料であってよい。
【００４８】
他の例示的実施形態によれば、圧力感知要素は、ファウラー−ノルトハイムトンネル（Fowler-Nordheim tunneling）を使用する可変抵抗の圧力感知要素である量子トンネル複合材料（ＱＴＣ）である。ＱＴＣは、英国Ｂｒｏｍｐｔｏｎ−ｏｎ−ＳｗａｌｅのＰｅｒａｔｅｃｈ（ｗｗｗ．ｐｅｒａｔｅｃｈ．ｃｏｍ）によって商品として製造されている材料である。センサ１１０内のＱＴＣ材料は、圧力または力が加えられていないときには、導電性粒子が導通するにはあまりに離れているので絶縁体として作用することができるが、圧力（または力）が加えられるにつれて、導電性粒子が他の導電性粒子の近くに移動し、それにより、電子が絶縁層を通過することができ、絶縁層を変化させてセンサ１１０の抵抗を変化させる。したがって、センサ１１０内のＱＴＣの抵抗は、センサ１１０に作用する力または圧力の関数である。
【００４９】
キャリアシート１１３、１１４は、その上に導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７が堆積された後、一緒に結合されてセンサシート１００を形成する。キャリアシート１１３は、例えば、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７が適正な配置になるように、一緒に張り合わされてよい。積層プロセスは、例えば、熱と圧力とを使用する従来のプロセスであってよい。また、接着剤が使用されてよい。センサシート１００および／またはセンサ１１０の合計厚さは、約１２０ミクロンであってよい。他の例示的実施形態によれば、キャリアシート１１３、１１４は、例えば、他のやり方（例えば、熱または圧力を伴わない積層）で一緒に結合されてよい。さらに、センサシート１００および／またはセンサ１１０は、異なる合計厚さ（例えば、約７０ミクロン以上）を有してよい。
【００５０】
次に図９を参照すると、センサ１１０の抵抗対力の特性のグラフ９００が示される。センサ１１０の抵抗がＹ軸上に示され、センサ１１０に作用する力がＸ軸上に示される。比較的小さい力において（例えば、約１Ｎより小さい点９１０において）、センサ１１０は比較的高い抵抗特性（例えば、約３００キロオーム以上）を示し、実質的に絶縁体として振る舞う。比較的高い力において（例えば、約３Ｎを超える点９２０において）、センサ１１０は比較的低い抵抗特性（例えば、約１キロオーム以下）を示し、実質的に導体としての振る舞いに近づく。約１Ｎと３Ｎとの間で、センサ１１０は、約３キロオームと１キロオームとの間の中間レベルの抵抗を示し、その抵抗は、増加する力に対して予測可能な挙動で減少する。
【００５１】
センサ１１０の導電特性または電気特性（すなわち、抵抗対力の特性曲線９００）は、異なる材料の選択によって構成されてよく、キャリアシート１１３、１１４、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７の異なる配置を提供する。例えば、上で説明されたように、センサ１１０の導電層（すなわち、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７）は、センサ１１０の導電特性または電気特性を変えるために、別々の材料および／または別々の厚さを有するなど、別々のやり方で構成されてよい。また、センサ１１０の特性を調整するために、材料の種類を使用することもできる。例えば、導電特性または電気特性に影響を与えるために、特定のＱＴＣ材料（例えば、ポリマー、導体混合物など）を選択することができる。
【００５２】
また、キャリアシート１１３、１１４は、センサ１１０の導電特性または電気特性を変えるために、異なるやり方で構成されてよい。例えば、キャリアシート１１３、１１４の相対位置が調節されてよい。図８を参照すると、キャリアシート１１３、１１４は、圧力感知要素１１７と電極１１５との間にギャップ（図示の通り）を設けるように、センサ１１０に隣接する領域において相隔てられてよい。ギャップを設けることによって、力が圧力感知要素に作用する前に、対応する距離をたわませるために十分な力がキャリアシート１１３、１１４に作用しなければならない。したがって、図９のグラフを参照すると、センサ１１０の抵抗対力の特性は、キャリアシート１１３、１１４のばね常数に対応するある寸法のギャップ（例えば、３５ミクロン）を設けることによって、所望の力のオフセット（すなわち、ニュートンの数）だけ右方向にシフトされてよい。ギャップは、例えば、キャリアシート１１３、１１４を組み合わせるために使用される接着剤によってもたらされてよい。別の例示的実施形態によれば、外部からもたらされる物理的負荷を用いてなど、ギャップと反対の効果を有するようにセンサ１１０に予め負荷を加えて、実質的にセンサ１１０の抵抗対力の特性を左方向にシフトさせることができる。
【００５３】
また、センサ１１０の導電特性または電気特性は、キャリアシート１１３、１１４に使用される材料にしたがって変えられてよい。より固い第１の、すなわち外側のキャリアシート１１３が、より厚い材料または異なる材料を使用することになどによって提供されうる。より固い外側のシート１１３を使用することによって、あまり固くない材料と比べて、同じ距離をたわませるために、より大きな力が外側のキャリアシート１１３に作用しなければならない。その結果、図９のグラフを参照すると、センサ１１０の抵抗対力の特性が右方向に長くされまたは延ばされ（シフトはされない）、それにより、より大きい負荷が生じるので、漸増する力の変化が、より大きな抵抗の変化を結果としてもたらして、制御器または測定装置によるより正確な検出が可能になる。また、内側のシート１１４は、安定なベースを提供するように構成されてよく、外側のシート１１３より小さいか、同じか、または大きい剛性を有してよい。
【００５４】
センサ１１０は、圧縮負荷に反応するように説明されてきたが、センサ１１０はまた、キャリアシート１１３、１１４および圧力感知要素１１７のたわみを引き起こす曲げ負荷に反応する。その結果、簡単なおよび／または信頼性のある較正のために、圧力センサ１１０は、圧縮負荷の測定が望まれる全体的に平坦な配置の中に保持される。他の例示的実施形態によれば、センサ１１０は、捻り負荷の測定が望まれる用途において使用されうる。
【００５５】
種々の例示的実施形態では、圧力感知スイッチによってホーンシステムを作動させて、そのスイッチに加えられる力に応じて変わることができる音響レベルを生成することができる。圧力の変化に伴って抵抗に変化をもたらすことができる圧力感知要素を使用することによって、ホーンシステムは、運転者エアバッグがより厳しい精度で堅固に装着されうるように構成されてよく、より厳しい公差および約５ミクロンと０．５ｍｍとの間の限定的な物理的移動距離が可能になる。また、圧力感知要素を使用することで、可変抵抗出力を提供することができ、可変圧力感知ホーンシステムが可能になる。例えば、ホーンの音量および／または音質が、圧力感知要素上の圧力の大きさに基づいて調節されうる。また、圧力感知要素を使用することで、ステアリングホイールまたはホーンシステムの改良された美的感覚がもたらされうる。
【００５６】
例示的一実施形態では、圧力感知要素が、従来のホーンシステムの中に一体化されてよい。従来のホーンシステムは、通常、２つの金属が対向するホーン接点がばねで分離された、移動構造を含む。ばねが、ホーン操作力を規定する。ホーン接点間の距離が、接点を接触させてホーンを作動できるようにするのに必要なエアバッグの変位を決定する。２つの金属製のホーン接点は、接点のギャップより著しく薄くなりうる圧力感知要素と置き換えられてよい。
【００５７】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、従来のホーンシステムの代わりに一体化されてよい。そのようなシステムでは、運転者エアバッグの唯一の動きは、エアバッグ修理取りだしばね（airbag service removal spring）によってもたらされ、そのばねは、エアバッグのホイールへの組付けを支援するためおよびエアバッグの修理のために使用される。エアバッグは、留め金（snap）システムを使用してステアリングホイールに直接取り付けられてよい。２つ以上のばねが、エアバッグをホイールに留め金で留める（snap）ために超えられなければならない垂直力で、ステアリングホイールとエアバッグとの間に装着されてよい。留め金システムは、エアバッグをステアリングホイールに正常に留め金で留めるために、少量の行き過ぎ量（over travel）を必要とする可能性がある。この行き過ぎ量は、ホーンに対するサスペンション機構（springing mechanism）として使用されてよい。圧力感知要素が、ステアリングホイールとエアバッグとの間に挟まれてよく、行き過ぎ量が、ばね力として使用される。
【００５８】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、運転者エアバッグカバーの中に一体化されて、ホーン操作に対するカバーの屈曲をモニターすることができる。エアバッグカバー内への一体化は、メンブレーンホーン（membrane horn）に似ているが、圧力感知要素は、ある閾値を超えるたわみをモニターして、可変出力を作動させることができる。
【００５９】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素は、運転者エアバッグカバーとリテーナ取り付け点との間に一体化されて、カバーとリテーナとの間の動きをモニターすることができる。現在、多くの運転者エアバッグカバーは、カバーをプラスチックのリテーナハウジングに留め金で留めることによって組み立てられる。限定された量の行き過ぎ量が、ホーンシステムを正しく組み立てるために必要とされる。圧力感知要素が、行き過ぎ量の位置に施用されてよい。ばね力が、エアバッグモジュール内の緩衝パックによって生成されうる。
【００６０】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、ステアリングホイールのリムの中に一体化されて、衝撃ホーンシステムとして作動することができる。リムにおける特定のまたは閾値の力を超える圧力が、（可変出力の、または可変出力でない）ホーンシステムを作動させることができる。圧力感知要素が、ステアリングホイールのリムの３６０度全体にわたって張り付けられてよい。あるいは、圧力感知要素が、リムの３６０度全体より少なく張り付けられてよい。衝撃ホーンシステムは、通常の操舵操縦（maneuver）または運転操作に使用される力を考慮に入れて、ホーンを作動させるためにリムに直接加えられる、より強い力をモニターすることができる。
【００６１】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、ステアリングホイールのリムの中に一体化されて運転者の手の位置を検出することができる。運転者が片手だけをホイール上に置いていることを制御器が検出したならば、制御器は、運転者に両手を使うように促すために、視覚、音声、および／または振動のフィードバックを運転者に提供することができる。運転者がホイール上に手を置いていないことを制御器が検出したならば、制御器は、運転者の注意を引こうとして、視覚、音声、および／または振動のフィードバックを提供することができる。代替として、または付加的に、制御器は、車両のエンジンを減速させ、ブレーキを作動させ、ハザード信号を点灯させ、および／または通信システムに、救急隊員と連絡を取らせることができる。圧力感知要素は、ステアリングホイールのリムの３６０度全体にわたって張り付けられてよい。あるいは、圧力感知要素は、リムの３６０度全体より少なく、例えば、運転者がステアリングホイールを握ると思われる位置に張り付けられてよい。
【００６２】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素は、エアバッグモジュールを適所に固定できるように、運転者エアバッグを取り巻く転写シール（decal）またはシュラウドの中にもしくは上に一体化されてよい。それゆえ、ベゼル、シュラウド、または転写シールは、力または圧力をモニターすることができる。外側のベゼルがエアバッグシステムに組み付けられて、ステアリングホイールおよびエアバッグ周辺のギャップを隠すことができる。
【００６３】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、エアバッグの外周付近のステアリングホイールの中に一体化されてよい。エアバッグカバーがステアリングホイールの表面（例えば、ポリウレタン、革など）に重なることができ、それにより、エアバッグカバーがホーンのために押されたときに、カバーが、その下にある、ステアリングホイールに装着された圧力感知要素まで屈曲し、それによりホーンが作動する。
【００６４】
種々の上述の例示的実施形態によれば、運転者が彼らの手に手袋（または他の手の覆い）を着けているか否かにかかわらず、圧力感知要素は、全体的に、抵抗の変化をもたらして、車両制御器が運転者から入力を受けることを可能にすることに留意されたい。他の例示的実施形態では、圧力感知要素は、代替として、加えられた圧力の大きさに基づいて変化することができる容量をもたらすように構成されてよい。そのような実施形態では、たとえ運転者が手袋を着けていても運転者が命令を入力できるように、容量センサの利得が調節されてよい。
【００６５】
他の例示的実施形態によれば、同じアプローチが、オーディオシステム、ＨＶＡＣシステム、ワイパー、トリップコンピュータ、電話、およびナビゲーションシステムを含むが限定はされない、種々の機能を制御する数種類のスイッチのために使用されうる。種々の技術が、色塗りされエッチングングされた表面を透過する選択的照明、層状にスクリーン印刷された材料を透過する選択的照明、および電子表示器（例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなど）上のプログラム可能なアイコン／文字列／グラフィックスを含むが限定されない、適応システムを作り出すために使用されてよい。
【００６６】
圧力感知スイッチに対する上述の新しい態様に加えて、ばね、滑動／係止（sliding/rocking）ボタンなど、機械的構成部品を省略するか削減することによって、スイッチは、現在の設計より堅牢になりうる。また、スイッチは、削減された部品点数によって、より低いコストを有することができ、改良されたユーザインターフェースおよび外観を有することができる。
【００６７】
システムは、圧力感知要素を使用するように上で説明されているが、他の例示的実施形態では、異なる感知手段が使用されてよい。例えば、スイッチは、容量、インダクタンス、または抵抗ベースのセンサを含んでよい。
【００６８】
本明細書で使用される際に、用語「およそ（approximately）」、「約（about）」、「実質的に（substantially）」、および同様の用語は、本開示の主題が関連する技術分野の標準的な技術者によって認知されている一般的な使用法と一致する広い意味を有することが意図されている。これらの用語が、これらの特徴の範囲を、提供された詳細な数値の範囲に限定することなく、説明され特許請求されたある特徴の記述を可能にすることが意図されていることを、この開示を精査する当業者には理解されたい。したがって、これらの用語は、説明され特許請求された主題の、ごくわずかのまたは重要度の低い変更または改変が、添付の特許請求の範囲の中で記載された本発明の範囲内にあるとみなされることを示すものと解釈されるべきである。
【００６９】
種々の実施形態を説明するために本明細書で使用された用語「例示的（exemplary）」は、そのような実施形態が、可能な実施形態の可能な例、表現、および／または図解である（および、そのような用語は、そのような実施形態が、必然的に特別なまたは最高の例であることを暗示することを意図していない）ことを示すことが意図されていることに留意されたい。
【００７０】
本明細書で使用される用語「結合された（coupled）」、「接続された（connected）」などは、２つの要素（member）を互いに直接にまたは間接につなぎ合わせることを意味する。そのようなつなぎ合わせは、安定的（例えば、永久的）であってよく、または可動（例えば、可撤去または可解除）であってよい。そのようなつなぎ合わせは、２つの要素、または２つの要素および任意の付加的な中間要素が、互いに１つの単体として一体的に形成されて、または２つの要素、または２つの要素および任意の付加的な中間要素が、互いに取り付けられて達成されてよい。
【００７１】
要素の位置に対する本明細書での言及（例えば、「頂部の（top）」、「底部の（bottom）」、「上の（above）」、「下の（below）」など）は、単に、図における種々の要素の位置付け（orientation）を説明するために使用される。種々の要素の位置付けが、他の例示的実施形態によって変わる可能性があること、およびそのような変化が、本開示によって包含されることが意図されていることに留意されたい。
【００７２】
種々の例示的実施形態に示されるスイッチシステムの構造および配置は、単なる例であることに留意することが重要である。本開示においてごくわずかの実施形態が詳細に説明されたが、本明細書で説明された主題の新規な教示および利点を著しく逸脱することなく、多くの変更（例えば、サイズ、寸法、構造、形状および種々の要素の比率、パラメータの値、装着の配置、材料の使用、色、向きなどにおける変更）が可能であることを、本開示を精査する当業者は、容易に理解するであろう。例えば、一体的に形成されるように示された要素が、複数の部品または要素で構築されてよく、要素の位置が、反転されるかまたはその他の形で変更されてよく、個々の要素または位置の性質または数が改変または変更されてよい。任意のプロセスまたは方法のステップの順番または順序が、代替の実施形態によって、変更されるかまたは順序を変えられてよい。また、本実施形態の範囲を逸脱することなく、他の置き換え、修正、変更および省略が、種々の例示的実施形態の設計、動作条件および配置においてなされてよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０ コックピット
２０ ステアリングホイール
２２ 中央ハブ
２４ 外側のリム
２６ センサ
２８ 制御器
３０ センサまたはスイッチ
３２ センサまたはスイッチ
１００ センサシート
１１０ センサ
１１１ 入力導体
１１２ 出力導体
１１３、１１４ キャリア材料
１１５、１１６ 電極
１１７ 圧力感知要素
３００ スイッチ
３０２ 圧力感知要素
３０４ 外皮材料
３０６ 基材
３０８、３１０、３６２、３６４ 圧力ゾーン
３２０、３４０、３６０ スイッチ
４００ スイッチシステム
４０２ 圧力感知スイッチ
４０４ 制御器
４０６ 車両システム
４０８ 光源
４１０ スピーカ
４１２ アクチュエータ
４１４ 不揮発性メモリデバイス
５０２ 光の帯
５０４ 回転する光の帯
５０６ 音響
５０８ 振動
６００ 流れ図
９００ グラフ
９１０、９２０ 点
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１０年３月３１日に出願した米国特許仮出願第６１／３１９，６３７号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般に、ステアリングホイールの分野に関する。より詳細には、本開示は、ステアリングホイール上の多機能センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在の多機能スイッチ、例えばステアリングホイールリムに装着されたスイッチは、電気機械式ボタンを使用する。多くの場合、各ボタンは、単一動作を実行する。現在のスイッチ構成は、全体的に非常に静的であり、ボタンは可視であって、そのボタンに関連する機能が現在の状況と関連するか否かにかかわらず操作されうる。電気機械式スイッチは、一般に、２つ以上の構成部品の相対運動に基づいて動作し、構成部品は、それら各々の間にギャップを必要とする。そのようなギャップは、品質または性能の問題（不揃いなギャップ、ギャップにはまりこむ異物）のリスクを高める可能性がある。
【０００４】
現在のステアリングホイールおよび運転者エアバッグシステムは、ホーンシステムと共に反応するために、エアバッグの物理的運動を必要とする。その運動は、ホーン接点ギャップを閉じるために、少なくとも１．５〜２．０ｍｍの移動距離（travel）を必要とする。この移動距離は、約２．５〜３．５ｍｍの、周辺のエアバッグとステアリングホイールとのギャップと同じである。移動距離は、エアバッグをばねに対して装着して、エアバッグが動くことを許容することによって達成される。加えて、ステアリングホイールとエアバッグとの間の積み重ねの複合的公差が、±０．５ｍｍ未満のギャップ公差および±０．３ｍｍの、左側と右側との間の対称性公差の達成を困難にさせる。現在のホーンシステムはまた、可変出力を持たない、単純なメイクブレイクタイプ（make/break type）のシステム（オンオフシステム）である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
改良された品質および性能を有するステアリングホイールのためのスイッチングシステムまたはセンサシステムを提供することが望ましいであろう。より正確に取り付けられ、可変出力を供給するホーンシステムを提供することもまた、望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ステアリングホイール上に組み付けるためのセンサに関する例示的一実施形態は、ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成される。制御器は、その電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。圧力感知要素は、要素に加えられた圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【０００７】
別の例示的実施形態は、ステアリングホイールに関する。ステアリングホイールは、基材と、作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成されたセンサとを含む。制御器は、電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。センサは、ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられるときに電気信号を供給するように構成される。圧力感知要素は、要素に加えられた圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【０００８】
別の例示的実施形態は、作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成された、１つまたは複数のセンサに関する。制御器は、電気信号に基づいて、命令を車両システムに供給する。１つまたは複数のセンサが、ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を含む。圧力感知要素は、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成される。制御器は、電気信号に基づいて命令を車両システムに供給する。圧力感知要素は、要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づく可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有する。電気信号は、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく。
【０００９】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、いずれも、単なる例示および説明であり、特許請求の範囲としての本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１０】
本実施形態の上記その他の特徴、態様および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および以下に簡単に説明される図面に示される添付の例示的実施形態から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを備えるステアリングホイールを示す車両の等角図である。
【図２Ａ】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを備えるステアリングホイールの正面図である。
【図２Ｂ】別の例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを備えるステアリングホイールの正面図である。
【図３Ａ】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図３Ｂ】別の例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図３Ｃ】さらに別の例示的一実施形態による、圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図３Ｄ】さらに別の例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチの断面図である。
【図４】例示的一実施形態によるステアリングホイールのセンシングシステムまたはスイッチングシステムのブロック図である。
【図５】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチのユーザフィードバックを示す図である。
【図６】例示的一実施形態による圧力感知センサまたはスイッチを使用するクルーズコントロール方法の流れ図である。
【図７】例示的一実施形態によるセンサシートの上面図である。
【図８】例示的一実施形態によるセンサの断面図である。
【図９】例示的一実施形態によるセンサの理論的抵抗特性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
種々の例示的実施形態によれば、ステアリングホイール設計は、多機能センサの構成および動作への適応的／動的アプローチにウェートを置いている。センサの代替技術を使用することで、構成部品間のギャップを減少させるかまたは排除し、センサの機能を微調整するための新しい付加的入力の可能性が提供されうる。種々の例示的実施形態によれば、ステアリングホイールは、電気機械式スイッチを、接触および圧力感知要素を使用する接触および圧力感知センサまたはスイッチ（例えば、シームレスで適応的なスイッチ）に置き換える。そのような圧力感知センサは、もたらされた圧力の大きさまたは位置に基づいて、センサの適応的または動的機能を可能にする。
【００１３】
いくつかの例示的実施形態では、圧力の変化による抵抗の変化を有することができる圧力感知要素を使用することによって、ホーンシステムは、運転者エアバッグがより厳しい精度で堅固に装着されうるように構成されてよく、より厳しい公差および約５ミクロンから０．５ｍｍまでの限定された物理的移動距離が可能になる。また、圧力感知要素を使用することで、可変抵抗出力を供給することができ、可変圧力感知のホーンシステムが可能となる。
【００１４】
図１を参照すると、車両の運転者は、ステアリングホイール２０を用いてコックピット（車両室内）１０から車両を動作させることができる。運転者は、ステアリングホイール２０を回転させて車輪を旋回させ、車両を所望の方向に操舵することができる。ステアリングホイール２０は、外輪すなわち外側のリム２４に接続された中央ハブ２２を含む。ハブ２２は、車両１０のステアリングコラム（column）と結合される。例示的一実施形態では、ステアリングホイール２０は、図２Ａに示すような４スポークのステアリングホイールであってよい。別の例示的実施形態では、ステアリングホイール２０は、図２Ｂに示すように、３スポークのステアリングホイールであってよい。他の例示的実施形態では、ステアリングホイール２０は、異なる数または配置のスポークを有してよい。
【００１５】
また、ステアリングホイール２０は、運転者が容易に手の届く範囲内に設けられた種々の接触または圧力感知センサ２６を含んでよい。センサ２６は、ハブ２２の上（例えば、エアバッグカバーの上、エアバッグカバーの隣、ハブ２２の側面上など）、リム２４の任意の表面上、またはハブ２２とリム２４との間のスポークの任意の表面上に設置されてよい。特定の数のセンサが示されるが、他の例示的実施形態によれば、図示されたものより多いかまたは少ないセンサが、様々な位置に存在してよい。センサ２６は、運転者によって、車両オーディオシステム（例えば、音量、チューニング、モードなど）、車両の照明（例えば、頭上照明、ヘッドライトなど）、電話機能、またはクルーズコントロールなど、他の機能を制御するために使用されてよい。
【００１６】
センサ２６がユーザ入力を受けると、センサ２６は、電気信号を制御器２８に供給する。圧力感知要素は、要素に加えられた圧力の大きさまたは種類（例えば、ジェスチャ、圧迫、強打（swipe）、長押し、短く軽いタッチなど）に基づいて可変抵抗を出力する。いくつかの例示的実施形態では、圧力感知要素は量子トンネル複合材料（quantum tunneling composite）であってよく、一方、他の実施形態では、可変の電気特性を有することができる任意の他の圧力感知要素が使用されてよい。
【００１７】
制御器２８は、オーディオシステム、照明、電話、クルーズコントロール、または電気信号に基づく他の機能を動作させるように構成される。また、制御器２８は、センサ２６が押されると、フィードバック、例えば視覚、音声、または振動のフィードバックをユーザに供給することができる。また、オーディオシステム、気象システム、照明システムまたは他のシステムなどのシステムの制御が、車両のダッシュボードまたは中央コンソールの上など、車両の他の位置に設けられてよい。
【００１８】
次に、図２Ａ〜図２Ｂを参照すると、ステアリングホイール２０は、さらに、２つの例示的実施形態によって示される。圧力感知要素は、ステアリングホイール２０のリム２４、ハブ２２、またはスポークを覆う材料（例えば、革、織物、木など）に縫い込まれ、接着され、スクリーン印刷され、または他の方法で取り付けられてよい。圧力感知要素は、ステアリングホイール２０の材料の背部、ステアリングホイール２０の材料の内部、またはステアリングホイール２０の任意の代替構成の中に取り付けられてよい。センサ要素２６が材料の中に埋め込まれて、ステアリングホイール２０の外の表面上の目障りな隆起を阻止するかまたは縮小することができるように、被覆材料の下の構造が設計されてよい。必要ならば、センサ２６の位置が、被覆材料の模様または色の変化、刺繍細工、照明などを含むが限定はされない種々の手段によって可視化されてよい。
【００１９】
いくつかの例示的実施形態では、１つまたは複数のセンサまたはスイッチ３０が区分に分けられ、（例えば、埋め込み部分、隆起部分、織り目部分、彩色部分などによって）識別されてよい。他の例示的実施形態によれば、１つまたは複数のセンサまたはスイッチ３２が、ゾーン内の任意の点でユーザ入力を受けるように構成された、接触または圧力感知ゾーンを備えてよい。そのようなゾーンは、圧力の大きさ、圧力の位置、圧力がもたらされた長さなどに基づいて、電気信号を制御器２８に供給することができる。
【００２０】
センサ３０、３２に対して接触感知要素を使用することによって、単一の表面が、押された部分に応じて操作者の入力に異なって反応する、種々のゾーンに分割されてよい。同一のシームレスな表面上にいくつかの機能を組み合わせることによって、スイッチの別個の部分の間のギャップが縮小されうるかまたは排除されうる。接触感知要素をスイッチに使用することによって、スイッチが機能するのに必要なたわみ（deflection）の量が大幅に縮小されうる（例えば、約１ｍｍ未満）。それゆえ、それぞれ移動する部品間にギャップを必要とする普通の電気機械式スイッチとは対照的に、センサ３０、３２はシームレスでありうる。
【００２１】
特定の数のセンサ２６が、図２Ａおよび図２Ｂのステアリングホイール２０上の特定の位置に示されているが、他の例示的実施形態によれば、任意の数のセンサ３０、３２が、ステアリングホイール２０のハブ２２、リム２４、またはスポークの上または近くの任意の位置に存在してよい。普通の運転条件においてリムを把持することによって機能が偶発的に作動することを防ぐために、センサ３０、３２の圧力感知は、ステアリングホイール２０上の機能および位置に応じて異なって較正されてよい。
【００２２】
圧力感知のセンシングまたはスイッチングシステムの適応的システム設計が、センサの共通の部分を異なる機能に対して使用することを可能にする。所与の時刻にユーザに提供される機能は、現在の状況に関連する機能だけであってよい。他の関連しない機能は、利用不可とすることができるか、または隠すことができる。複数の機能に対して共通のセンシングまたはスイッチングの部分を使用することによって、スイッチのパッケージサイズおよび設置面積が縮小されうる。
【００２３】
図３Ａ〜図３Ｄを参照すると、スイッチ２６の断面図が、種々の例示的実施形態によって示される。とりわけ図３Ａを参照すると、スイッチ３００は、例示的一実施形態により、外皮（skin）材料３０４（例えば、革、木、プラスチック、ビニール、または他のステアリングホイールのハブまたはリムの材料）に取り付けられた圧力感知要素３０２、および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６を含む。スイッチ３００は、異なる機能のために、または異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーン３０８および３１０を、任意選択で有することができる。図示のように、スイッチ３００は全体的に平坦であってよく、隆起部分または埋め込み部分を持たない。外皮３０４の表面は、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能を表示するために、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られてよい。また、外皮３０４は、圧力感知要素３０２に対して保護皮膜を提供することができる。スイッチ３００は全体的に平坦であってよいが、他の例示的実施形態では、スイッチ３００は一方向に起伏を付けられ（be contoured）てよく、または、少なくとも部分的に２方向に起伏を付けられてよい。また、スイッチ３００は、例えば少なくとも感知ゾーンの間に１つまたは複数の隆起部分または埋め込み部分を含むことができる。
【００２４】
いくつかの例示的実施形態によれば、外皮３０４は、表示パネル（ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなど）またはタッチパネルで置き換えられてよい。そのような例示的実施形態では、パネル上の圧力が、圧力の位置（例えば、ゾーン３０８、３１０）、圧力の大きさ、圧力の持続時間などを検出するために圧力感知要素３０２で検出されうる。表示パネルは、スイッチ３００の機能の表示を提供する。スイッチの機能は、車両の状態またはユーザの選択に基づいて、動的に変化することができる。そのような例では、表示パネルは、スイッチ３００の現在の機能を表すために表示を変えることができる。２つのゾーン３０８、３１０が示されているが、他の例示的実施形態によれば、スイッチ３００は任意の数のゾーンを含んでよく、ゾーンは任意の適切なサイズであってよいことに留意されたい。
【００２５】
とりわけ図３Ｂを参照すると、例示的一実施形態により、スイッチ３２０は、外皮材料３０４および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６に取り付けられた圧力感知要素３０２を含む。図示のように、圧力感知要素３０２は、基材３０６の一部と外皮材料３０４との間だけに存在してよい。外皮材料３０４は、圧力感知要素３０２に被さるかまたは付着し、スイッチ３２０の隆起部分を生成して圧力感知部分の位置を示すことができる。また、外皮３０４の表面は、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られて、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能をさらに表示することができる。
【００２６】
とりわけ図３Ｃを参照すると、例示的一実施形態により、スイッチ３４０は、外皮材料３０４および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６に取り付けられた圧力感知要素３０２の２つの部分を含む。図示のように、圧力感知要素３０２は、基材３０６の複数の部分と外皮材料３０４との間に別々に存在してよい。外皮材料３０４は、圧力感知要素３０２に被さるかまたは付着し、スイッチ３４０の隆起部分を生成して圧力感知部分の位置を示すことができる。外皮３０４の表面は、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られて、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能をさらに表示することもできる。圧力感知要素３０２の２つの部分が示されているが、他の例示的実施形態によれば、任意の数の圧力感知部分が使用されてよい。
【００２７】
とりわけ図３Ｄを参照すると、例示的一実施形態によれば、スイッチ３６０は、外皮材料３０４および／またはステアリングホイールのハブまたはリムの基材３０６に取り付けられた圧力感知要素３０２を含む。図示のように、圧力感知要素３０２は全体的に平坦であり、異なる機能のためにまたは異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーン３６２および３６４を含むことができる。外皮３０４は、１つまたは複数の隆起部分または埋め込み部分を有するように形成されてよい。外皮材料３０４は、圧力感知要素３０２に被さるかまたは付着し、スイッチ３６０の隆起部分および／または埋め込み部分を生成して圧力感知部分の位置を示すことができる。また、外皮３０４の表面は、色付けされるか、織り目を付けられるか、またはラベルを張られて、運転者に圧力感知部分の位置および／または機能をさらに表示することができる。
【００２８】
図４を参照すると、例示的一実施形態により、スイッチングシステム４００が、ユーザ入力を受けて、圧力感知スイッチ４０２の作動のフィードバックをユーザに供給するように構成される。スイッチ４０２の圧力感知要素が作動すると、電気信号が制御器４０４に送られる。制御器４０４は、受けられた電気信号に基づいて、電気的命令を車両システム４０６に供給するように構成される。例えば、制御器４０４は、信号に基づいて、オーディオシステム、照明、電話、クルーズコントロール、または他の車両システム４０６を動作させるための電気的命令を供給することができる。
【００２９】
制御器４０４は、スイッチ４０２が作動すると、運転者に、視覚フィードバックを供給するための光源４０８、音声フィードバックを供給するための（例えば、車両オーディオシステムまたはステアリングホイール内のスピーカの）スピーカ４１０、または振動フィードバックを供給するための（例えば、ステアリングホイールのハブまたはリムの外皮の下に設置された）アクチュエータ４１２を動作させることができる。また、フィードバックは、スイッチ４０２にもたらされた力の大きさに応じて強度を変えることができる。制御器４０４は、電気信号を受けて車両システム４０６の車両機能を制御することができる任意のハードウェアおよび／またはソフトウェアのプラットフォームであってよい。
【００３０】
いくつかの例示的実施形態では、光源４０８は、センサの機能の視覚表示を提供するように構成されてよい。そのような実施形態では、光源４０８は、車両の状況（context）およびセンサの機能が利用可能かどうかに基づいて照明することができる。例えば、光源４０８は、オーディオシステムの音量制御のセンサまたはスイッチのためにインジケータまたは文字列を照明することができる。オーディオシステムがオンであれば、光源４０８は、音量制御が利用できることを表示するために照明することができる。オーディオシステムがオフであれば、光源は、音量制御が利用できないことを表示するために消灯されてよい。そのような状況に応じた照明は、圧力感知要素で制御されている任意の車両機能に応用されてよい。いくつかの実施形態では、光源４０８は、圧力感知要素に被さるかまたは隣接することができる。他の実施形態では、光源４０８は、透光性のまたは透明な圧力感知要素の後ろ、下または中に設置されてよい。
【００３１】
また、図５を参照すると、種々の種類の運転者フィードバックが、いくつかの例示的実施形態によって示される。ユーザとのインターフェースを改良するために、標準的なオンオフスイッチに加えて、圧力感知が、多数のインターフェース層を追加するために使用されてよい。
【００３２】
例示的一実施形態では、スイッチ４０２が押されると、光源４０８によって、光の帯５０２がスイッチ４０２の外周の周りに提供されうる（例えば、輝くグロー光）。光の帯５０２の幅および／または明るさは、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、スイッチ４０２がより強く押されれば、帯５０２は、より幅広くなってよく、またはより明るくなってよい。
【００３３】
別の例示的実施形態では、スイッチ４０２が押されると、光源４０８によって、回転する光の帯５０４がスイッチ４０２の外周の部分の周りに提供されうる（例えば、回転するグロー光）。光の帯５０４の長さおよび／または速さは、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、帯５０４は、スイッチ４０２がより強く押されれば、より長くなってよく、またはより速く回転してよい。
【００３４】
別の例示的実施形態では、スイッチ４０２が押されると、スピーカ４１０が運転者に音響警報または可聴警報５０６を提供することができる。音響５０６の音量は、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、音響５０６の音量は、スイッチ４０２が強く押されれば、より大きくなりうる。
【００３５】
別の例示的実施形態では、スイッチ４０２が押されると、アクチュエータ４１２が、運転者に振動５０８を供給することができる。振動５０８の強さは、運転者がスイッチ４０２にもたらした圧力の大きさに応じて変化することができる。例えば、振動５０８の大きさは、スイッチ４０２がより強く押されれば、より大きくなりうる。
【００３６】
スイッチ４０２の圧力感知要素は、圧力感知要素に加えられる力の大きさに応じて変化することができる電気特性を有することができる。これらの可変電気特性が、スイッチ４０２の機能をさらに制御するために使用されてよい。オーディオシステムの音量を制御するスイッチの例を挙げると、スイッチがより強く押されるほど、音量はより速く大きくなりうる。スイッチが穏やかに押されれば、音量はゆっくりと大きくなりうる。同様に、以下により詳細に説明されるように、ホーンシステムが、圧力感知スイッチ４０２によって作動し、スイッチ４０２に加えられた力に応じて変化する音響レベルを生成することができる。
【００３７】
図４に戻って参照すると、いくつかの例示的実施形態では、スイッチ４０２の機能は、車両の状態に基づいて変化することができる。そのような実施形態では、スイッチ４０２は、スイッチの機能および／または状態の動的表示を提供するように構成された表示部分を含むことができる。また、制御器４０４は、車両および／またはスイッチ４０２の状態識別子（status identifier）を記憶するように構成された揮発性または不揮発性メモリデバイス４１４と通信することができる。
【００３８】
また、図６を参照すると、例示的一実施形態により、流れ図６００がクルーズコントロールスイッチのための適応インターフェースを示す。最初に、クルーズコントロールがオフに設定される（ステップ６０２）。制御器４０４が、車両がクルーズコントロールを使用することができる最低必要速度に達しているかどうかを判定する（ステップ６０４）。最低速度に達するまでは、スイッチは機能を有さず、表示は非表示（blank）のままである（ステップ６０６）。最低速度に達すると、「オン」機能が利用可能にされて表示される（ステップ６０８）。クルーズコントロールがオンに切り替えられると（ステップ６１０）、クルーズコントロールをオフにする（「オフ」機能）か、またはクルーズコントロール速度を作動もしくは設定する（「設定」機能）かの選択肢が表示される（ステップ６１２）。クルーズコントロールがオフにされる（ステップ６１４）ならば、表示は、非表示かまたは車速に応じた状態だけの「オン」のいずれかに戻る。クルーズコントロールが設定された（ステップ６１６）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロール速度を車両の現在の速度に設定する（ステップ６１８）。次に、制御器４０４は、現在の速度をメモリ４１４に書き込む、すなわち記憶する（ステップ６２０）。
【００３９】
次に、表示は、速度を上げる（「＋」機能）か、速度を下げる（「−」機能）か、クルーズコントロールモードを取り消すかの選択肢を示す（ステップ６２２）。「＋」が押された（ステップ６２４）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロール速度を上げ（ステップ６２６）、新しいクルーズコントロール速度をメモリ４１４に書き込み（ステップ６２８）、ステップ６２２でさらなるユーザ入力を待つ。「−」が押された（ステップ６３０）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロール速度を下げ（ステップ６３２）、新しいクルーズコントロール速度をメモリ４１４に書き込み（ステップ６３４）、ステップ６２２でさらなるユーザ入力を待つ。
【００４０】
「−」が持続されたか、「取り消し」が押されたか、またはブレーキペダルもしくはクラッチペダルが踏まれた（ステップ６３６）ならば、制御器４０４は、クルーズコントロールを取り消して（ステップ６３８）、選択肢「再開」、「設定」および「オフ」を表示する（ステップ６４０）。「設定」が押された（ステップ６４２）ならば、制御器４０４は、ステップ６１８に戻ってクルーズ速度を設定する。「再開」が押された（ステップ６４４）ならば、制御器４０４は、クルーズ速度をメモリ４１４に記憶された値に設定し（ステップ６４６）、ステップ６２２でさらなるユーザ入力を待つ。「オフ」が押された（ステップ６４８）ならば、制御器は、メモリ４１４を消去してクルーズコントロールを切り（ステップ６５０）、ステップ６０２に戻って車両速度を調べる。
【００４１】
図７〜図８を参照すると、センサシート１００は、一般に、１つまたは複数のセンサ１１０（例えば、スイッチ３０、３００、３２０、３４０、３６０；圧力感知ゾーン２６、３２など）を含む。センサ１１０は、入力導体１１１および出力導体１１２によって制御器または測定装置（例えば、制御器２８、制御器４０４など）と電気的に結合され、導体は、電気信号をセンサ１１０に送り、センサ１１０から受けるように構成される。
【００４２】
図８に示すように、一般に、センサ１１０は、全体的に対称的な積層関係に構成されたキャリア材料（carrier material）１１３、１１４、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７のシートを含む（例えば、キャリアシート、導体、および電極が圧力感知要素の両面に配置される）。以下により詳細に記載されるように、キャリアシート１１３、１１４、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７は、動的な衝突事象の間に予期される力にしたがって、センサ１１０の導電特性または電気特性を変えるように、選択的に構成されてよい。
【００４３】
第１のキャリアシート１１３および第２のキャリアシート１１４は、例えば、ステアリングホイール２０の表面に対して外皮３０４および基材３０６となるように構成されてよい。キャリアシート１１３、１１４のそれぞれは、半剛体のシート材料から作製されうる。例えば、キャリアシート１１３、１１４のそれぞれは、約５０ミクロンの厚さを有するテレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）のシートであってよい。他の例示的実施形態によれば、キャリアシート１１３、１１４は、他の材料（例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、他の押出プラスチック材料、革、他のプラスチック、織物、木、１シート内の複数材料、各シートに対する異なる材料など）から作製されてよく、あるいは、他の厚さ（例えば、約２５ミクロンと２５０ミクロンとの間、１シートに対して変化する厚さ、異なるシートに対して異なる厚さなど）を有してよい。
【００４４】
導体１１１、１１２のそれぞれは、センサ１１０のうちの１つと制御器または測定装置との間で電気信号を伝導するように構成される。導体は、銀（Ａｇ）などの導電性材料で作製される。導体１１１、１１２は、２次元もしくは３次元のインクジェット印刷もしくはスクリーン印刷などの印刷プロセス、蒸着、またはエッチング、写真蝕刻、もしくはフライス加工などの従来のプリント回路技術を介してキャリアシート１１３、１１４に結合され、堆積され、もしくは張り付けられてよい。入力導体１１１は、例えば、第１のキャリアシート１１３の内部表面と結合されてよく、出力導体１１２は、例えば、第２のキャリアシート１１４の内部表面と結合されてよい。導体１１１、１１２は、約２５ミクロン未満の仕上げ厚さを有する。他の例示的実施形態によれば、導体１１１、１１２は、他の材料（例えば、銅（Ｃｕ）または他の導電材料、それらの組合せなど）で作製されてよく、互いに異なる材料で作製されてよく、異なる仕上げ厚さ（例えば、約２５ミクロン超もしくは未満、各導体に対して変わる厚さ、異なる厚さもしくは異なる導体など）を有してよく、または他の方法で提供される。
【００４５】
電極１１５、１１６のそれぞれは、圧力感知要素１１７へ、または圧力感知要素から電気信号を効率的に伝導するように構成される。電極１１５、１１６は、炭素（Ｃ）などの導電性材料で作製される。電極１１５、１１６は、それぞれ、２次元もしくは３次元のインクジェット印刷もしくはスクリーン印刷などの印刷プロセス、蒸着、またはエッチング、写真蝕刻、もしくはフライス加工などの従来のプリント回路技術によって、導体１１１、１１２および／またはキャリアシート１１３、１１４に結合され、堆積され、もしくは張り付けられてよい。電極１１５、１１６は、約２５ミクロン未満の仕上げ厚さを有することができる。他の例示的実施形態によれば、電極１１５、１１６は、他の材料で作製されてよく、互いに異なる材料で作製されてよく、異なる仕上げ厚さ（例えば、約２５ミクロン以上、各電極に対して変わる厚さ、他の電極と異なる厚さなど）を有してよく、異なる方法で提供されるか、または異なる順序で提供されてよい（例えば、電極のうちの１つが圧力感知要素１１７に張り付けられてよい）。
【００４６】
圧力感知要素１１７は、その上に作用する力または圧力に応答して抵抗または導電特性／電気特性を変えるように構成される。より詳細には、圧力感知要素１１７は、力または圧力が存在しないときに実質的に断路器（isolator）として振る舞い、存在する力または圧力が大きくなるにつれて抵抗が減少する。小さい力と大きい力との間で、圧力感知要素１１７は、力または圧力に対して予測可能な挙動（manner）で応答し、力が大きくなるにつれて抵抗が減少する。これらの特性が、図９のグラフ９００に示され、グラフ９００は、本明細書で説明されるようなセンサ１１０の抵抗対力の特性を表す。図９は、以下でより詳細に論じられる。
【００４７】
圧力感知要素１１７は、例えば、カーボンナノチューブの導電性ポリマーであってよい。圧力感知要素１１７は、２次元もしくは３次元のインクジェット印刷もしくはスクリーン印刷などの印刷プロセス、蒸着、またはエッチング、写真蝕刻、もしくはフライス加工などの従来のプリント回路技術によって、電極１１５、１１６のうちの１つに張り付けられてよい。グラフェン（graphene）またはグラフェン導電性ポリマーの圧力感知要素など、より小さい粒子サイズの圧力感知要素１１７が使用されるので、圧力感知要素１１７はまた、蒸着など、従来のプリント回路技術を介して張り付けられてよい。他の例示的実施形態によれば、圧力感知要素は、銀または銅など、導体でドープされたシリセンポリマー材料であってよい。
【００４８】
他の例示的実施形態によれば、圧力感知要素は、ファウラー−ノルトハイムトンネル（Fowler-Nordheim tunneling）を使用する可変抵抗の圧力感知要素である量子トンネル複合材料（ＱＴＣ）である。ＱＴＣは、英国Ｂｒｏｍｐｔｏｎ−ｏｎ−ＳｗａｌｅのＰｅｒａｔｅｃｈ（ｗｗｗ．ｐｅｒａｔｅｃｈ．ｃｏｍ）によって商品として製造されている材料である。センサ１１０内のＱＴＣ材料は、圧力または力が加えられていないときには、導電性粒子が導通するにはあまりに離れているので絶縁体として作用することができるが、圧力（または力）が加えられるにつれて、導電性粒子が他の導電性粒子の近くに移動し、それにより、電子が絶縁層を通過することができ、絶縁層を変化させてセンサ１１０の抵抗を変化させる。したがって、センサ１１０内のＱＴＣの抵抗は、センサ１１０に作用する力または圧力の関数である。
【００４９】
キャリアシート１１３、１１４は、その上に導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７が堆積された後、一緒に結合されてセンサシート１００を形成する。キャリアシート１１３は、例えば、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７が適正な配置になるように、一緒に張り合わされてよい。積層プロセスは、例えば、熱と圧力とを使用する従来のプロセスであってよい。また、接着剤が使用されてよい。センサシート１００および／またはセンサ１１０の合計厚さは、約１２０ミクロンであってよい。他の例示的実施形態によれば、キャリアシート１１３、１１４は、例えば、他のやり方（例えば、熱または圧力を伴わない積層）で一緒に結合されてよい。さらに、センサシート１００および／またはセンサ１１０は、異なる合計厚さ（例えば、約７０ミクロン以上）を有してよい。
【００５０】
次に図９を参照すると、センサ１１０の抵抗対力の特性のグラフ９００が示される。センサ１１０の抵抗がＹ軸上に示され、センサ１１０に作用する力がＸ軸上に示される。比較的小さい力において（例えば、約１Ｎより小さい点９１０において）、センサ１１０は比較的高い抵抗特性（例えば、約３００キロオーム以上）を示し、実質的に絶縁体として振る舞う。比較的高い力において（例えば、約３Ｎを超える点９２０において）、センサ１１０は比較的低い抵抗特性（例えば、約１キロオーム以下）を示し、実質的に導体としての振る舞いに近づく。約１Ｎと３Ｎとの間で、センサ１１０は、約３キロオームと１キロオームとの間の中間レベルの抵抗を示し、その抵抗は、増加する力に対して予測可能な挙動で減少する。
【００５１】
センサ１１０の導電特性または電気特性（すなわち、抵抗対力の特性曲線９００）は、異なる材料の選択によって構成されてよく、キャリアシート１１３、１１４、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７の異なる配置を提供する。例えば、上で説明されたように、センサ１１０の導電層（すなわち、導体１１１、１１２、電極１１５、１１６、および圧力感知要素１１７）は、センサ１１０の導電特性または電気特性を変えるために、別々の材料および／または別々の厚さを有するなど、別々のやり方で構成されてよい。また、センサ１１０の特性を調整するために、材料の種類を使用することもできる。例えば、導電特性または電気特性に影響を与えるために、特定のＱＴＣ材料（例えば、ポリマー、導体混合物など）を選択することができる。
【００５２】
また、キャリアシート１１３、１１４は、センサ１１０の導電特性または電気特性を変えるために、異なるやり方で構成されてよい。例えば、キャリアシート１１３、１１４の相対位置が調節されてよい。図８を参照すると、キャリアシート１１３、１１４は、圧力感知要素１１７と電極１１５との間にギャップ（図示の通り）を設けるように、センサ１１０に隣接する領域において相隔てられてよい。ギャップを設けることによって、力が圧力感知要素に作用する前に、対応する距離をたわませるために十分な力がキャリアシート１１３、１１４に作用しなければならない。したがって、図９のグラフを参照すると、センサ１１０の抵抗対力の特性は、キャリアシート１１３、１１４のばね常数に対応するある寸法のギャップ（例えば、３５ミクロン）を設けることによって、所望の力のオフセット（すなわち、ニュートンの数）だけ右方向にシフトされてよい。ギャップは、例えば、キャリアシート１１３、１１４を組み合わせるために使用される接着剤によってもたらされてよい。別の例示的実施形態によれば、外部からもたらされる物理的負荷を用いてなど、ギャップと反対の効果を有するようにセンサ１１０に予め負荷を加えて、実質的にセンサ１１０の抵抗対力の特性を左方向にシフトさせることができる。
【００５３】
また、センサ１１０の導電特性または電気特性は、キャリアシート１１３、１１４に使用される材料にしたがって変えられてよい。より固い第１の、すなわち外側のキャリアシート１１３が、より厚い材料または異なる材料を使用することになどによって提供されうる。より固い外側のシート１１３を使用することによって、あまり固くない材料と比べて、同じ距離をたわませるために、より大きな力が外側のキャリアシート１１３に作用しなければならない。その結果、図９のグラフを参照すると、センサ１１０の抵抗対力の特性が右方向に長くされまたは延ばされ（シフトはされない）、それにより、より大きい負荷が生じるので、漸増する力の変化が、より大きな抵抗の変化を結果としてもたらして、制御器または測定装置によるより正確な検出が可能になる。また、内側のシート１１４は、安定なベースを提供するように構成されてよく、外側のシート１１３より小さいか、同じか、または大きい剛性を有してよい。
【００５４】
センサ１１０は、圧縮負荷に反応するように説明されてきたが、センサ１１０はまた、キャリアシート１１３、１１４および圧力感知要素１１７のたわみを引き起こす曲げ負荷に反応する。その結果、簡単なおよび／または信頼性のある較正のために、圧力センサ１１０は、圧縮負荷の測定が望まれる全体的に平坦な配置の中に保持される。他の例示的実施形態によれば、センサ１１０は、捻り負荷の測定が望まれる用途において使用されうる。
【００５５】
種々の例示的実施形態では、圧力感知スイッチによってホーンシステムを作動させて、そのスイッチに加えられる力に応じて変わることができる音響レベルを生成することができる。圧力の変化に伴って抵抗に変化をもたらすことができる圧力感知要素を使用することによって、ホーンシステムは、運転者エアバッグがより厳しい精度で堅固に装着されうるように構成されてよく、より厳しい公差および約５ミクロンと０．５ｍｍとの間の限定的な物理的移動距離が可能になる。また、圧力感知要素を使用することで、可変抵抗出力を提供することができ、可変圧力感知ホーンシステムが可能になる。例えば、ホーンの音量および／または音質が、圧力感知要素上の圧力の大きさに基づいて調節されうる。また、圧力感知要素を使用することで、ステアリングホイールまたはホーンシステムの改良された美的感覚がもたらされうる。
【００５６】
例示的一実施形態では、圧力感知要素が、従来のホーンシステムの中に一体化されてよい。従来のホーンシステムは、通常、２つの金属が対向するホーン接点がばねで分離された、移動構造を含む。ばねが、ホーン操作力を規定する。ホーン接点間の距離が、接点を接触させてホーンを作動できるようにするのに必要なエアバッグの変位を決定する。２つの金属製のホーン接点は、接点のギャップより著しく薄くなりうる圧力感知要素と置き換えられてよい。
【００５７】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、従来のホーンシステムの代わりに一体化されてよい。そのようなシステムでは、運転者エアバッグの唯一の動きは、エアバッグ修理取りだしばね（airbag service removal spring）によってもたらされ、そのばねは、エアバッグのホイールへの組付けを支援するためおよびエアバッグの修理のために使用される。エアバッグは、留め金（snap）システムを使用してステアリングホイールに直接取り付けられてよい。２つ以上のばねが、エアバッグをホイールに留め金で留める（snap）ために超えられなければならない垂直力で、ステアリングホイールとエアバッグとの間に装着されてよい。留め金システムは、エアバッグをステアリングホイールに正常に留め金で留めるために、少量の行き過ぎ量（over travel）を必要とする可能性がある。この行き過ぎ量は、ホーンに対するサスペンション機構（springing mechanism）として使用されてよい。圧力感知要素が、ステアリングホイールとエアバッグとの間に挟まれてよく、行き過ぎ量が、ばね力として使用される。
【００５８】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、運転者エアバッグカバーの中に一体化されて、ホーン操作に対するカバーの屈曲をモニターすることができる。エアバッグカバー内への一体化は、メンブレーンホーン（membrane horn）に似ているが、圧力感知要素は、ある閾値を超えるたわみをモニターして、可変出力を作動させることができる。
【００５９】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素は、運転者エアバッグカバーとリテーナ取り付け点との間に一体化されて、カバーとリテーナとの間の動きをモニターすることができる。現在、多くの運転者エアバッグカバーは、カバーをプラスチックのリテーナハウジングに留め金で留めることによって組み立てられる。限定された量の行き過ぎ量が、ホーンシステムを正しく組み立てるために必要とされる。圧力感知要素が、行き過ぎ量の位置に施用されてよい。ばね力が、エアバッグモジュール内の緩衝パックによって生成されうる。
【００６０】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、ステアリングホイールのリムの中に一体化されて、衝撃ホーンシステムとして作動することができる。リムにおける特定のまたは閾値の力を超える圧力が、（可変出力の、または可変出力でない）ホーンシステムを作動させることができる。圧力感知要素が、ステアリングホイールのリムの３６０度全体にわたって張り付けられてよい。あるいは、圧力感知要素が、リムの３６０度全体より少なく張り付けられてよい。衝撃ホーンシステムは、通常の操舵操縦（maneuver）または運転操作に使用される力を考慮に入れて、ホーンを作動させるためにリムに直接加えられる、より強い力をモニターすることができる。
【００６１】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、ステアリングホイールのリムの中に一体化されて運転者の手の位置を検出することができる。運転者が片手だけをホイール上に置いていることを制御器が検出したならば、制御器は、運転者に両手を使うように促すために、視覚、音声、および／または振動のフィードバックを運転者に提供することができる。運転者がホイール上に手を置いていないことを制御器が検出したならば、制御器は、運転者の注意を引こうとして、視覚、音声、および／または振動のフィードバックを提供することができる。代替として、または付加的に、制御器は、車両のエンジンを減速させ、ブレーキを作動させ、ハザード信号を点灯させ、および／または通信システムに、救急隊員と連絡を取らせることができる。圧力感知要素は、ステアリングホイールのリムの３６０度全体にわたって張り付けられてよい。あるいは、圧力感知要素は、リムの３６０度全体より少なく、例えば、運転者がステアリングホイールを握ると思われる位置に張り付けられてよい。
【００６２】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素は、エアバッグモジュールを適所に固定できるように、運転者エアバッグを取り巻く転写シール（decal）またはシュラウドの中にもしくは上に一体化されてよい。それゆえ、ベゼル、シュラウド、または転写シールは、力または圧力をモニターすることができる。外側のベゼルがエアバッグシステムに組み付けられて、ステアリングホイールおよびエアバッグ周辺のギャップを隠すことができる。
【００６３】
別の例示的実施形態では、圧力感知要素が、エアバッグの外周付近のステアリングホイールの中に一体化されてよい。エアバッグカバーがステアリングホイールの表面（例えば、ポリウレタン、革など）に重なることができ、それにより、エアバッグカバーがホーンのために押されたときに、カバーが、その下にある、ステアリングホイールに装着された圧力感知要素まで屈曲し、それによりホーンが作動する。
【００６４】
種々の上述の例示的実施形態によれば、運転者が彼らの手に手袋（または他の手の覆い）を着けているか否かにかかわらず、圧力感知要素は、全体的に、抵抗の変化をもたらして、車両制御器が運転者から入力を受けることを可能にすることに留意されたい。他の例示的実施形態では、圧力感知要素は、代替として、加えられた圧力の大きさに基づいて変化することができる容量をもたらすように構成されてよい。そのような実施形態では、たとえ運転者が手袋を着けていても運転者が命令を入力できるように、容量センサの利得が調節されてよい。
【００６５】
他の例示的実施形態によれば、同じアプローチが、オーディオシステム、ＨＶＡＣシステム、ワイパー、トリップコンピュータ、電話、およびナビゲーションシステムを含むが限定はされない、種々の機能を制御する数種類のスイッチのために使用されうる。種々の技術が、色塗りされエッチングングされた表面を透過する選択的照明、層状にスクリーン印刷された材料を透過する選択的照明、および電子表示器（例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなど）上のプログラム可能なアイコン／文字列／グラフィックスを含むが限定されない、適応システムを作り出すために使用されてよい。
【００６６】
圧力感知スイッチに対する上述の新しい態様に加えて、ばね、滑動／係止（sliding/rocking）ボタンなど、機械的構成部品を省略するか削減することによって、スイッチは、現在の設計より堅牢になりうる。また、スイッチは、削減された部品点数によって、より低いコストを有することができ、改良されたユーザインターフェースおよび外観を有することができる。
【００６７】
システムは、圧力感知要素を使用するように上で説明されているが、他の例示的実施形態では、異なる感知手段が使用されてよい。例えば、スイッチは、容量、インダクタンス、または抵抗ベースのセンサを含んでよい。
【００６８】
本明細書で使用される際に、用語「およそ（approximately）」、「約（about）」、「実質的に（substantially）」、および同様の用語は、本開示の主題が関連する技術分野の標準的な技術者によって認知されている一般的な使用法と一致する広い意味を有することが意図されている。これらの用語が、これらの特徴の範囲を、提供された詳細な数値の範囲に限定することなく、説明され特許請求されたある特徴の記述を可能にすることが意図されていることを、この開示を精査する当業者には理解されたい。したがって、これらの用語は、説明され特許請求された主題の、ごくわずかのまたは重要度の低い変更または改変が、添付の特許請求の範囲の中で記載された本発明の範囲内にあるとみなされることを示すものと解釈されるべきである。
【００６９】
種々の実施形態を説明するために本明細書で使用された用語「例示的（exemplary）」は、そのような実施形態が、可能な実施形態の可能な例、表現、および／または図解である（および、そのような用語は、そのような実施形態が、必然的に特別なまたは最高の例であることを暗示することを意図していない）ことを示すことが意図されていることに留意されたい。
【００７０】
本明細書で使用される用語「結合された（coupled）」、「接続された（connected）」などは、２つの要素（member）を互いに直接にまたは間接につなぎ合わせることを意味する。そのようなつなぎ合わせは、安定的（例えば、永久的）であってよく、または可動（例えば、可撤去または可解除）であってよい。そのようなつなぎ合わせは、２つの要素、または２つの要素および任意の付加的な中間要素が、互いに１つの単体として一体的に形成されて、または２つの要素、または２つの要素および任意の付加的な中間要素が、互いに取り付けられて達成されてよい。
【００７１】
要素の位置に対する本明細書での言及（例えば、「頂部の（top）」、「底部の（bottom）」、「上の（above）」、「下の（below）」など）は、単に、図における種々の要素の位置付け（orientation）を説明するために使用される。種々の要素の位置付けが、他の例示的実施形態によって変わる可能性があること、およびそのような変化が、本開示によって包含されることが意図されていることに留意されたい。
【００７２】
種々の例示的実施形態に示されるスイッチシステムの構造および配置は、単なる例であることに留意することが重要である。本開示においてごくわずかの実施形態が詳細に説明されたが、本明細書で説明された主題の新規な教示および利点を著しく逸脱することなく、多くの変更（例えば、サイズ、寸法、構造、形状および種々の要素の比率、パラメータの値、装着の配置、材料の使用、色、向きなどにおける変更）が可能であることを、本開示を精査する当業者は、容易に理解するであろう。例えば、一体的に形成されるように示された要素が、複数の部品または要素で構築されてよく、要素の位置が、反転されるかまたはその他の形で変更されてよく、個々の要素または位置の性質または数が改変または変更されてよい。任意のプロセスまたは方法のステップの順番または順序が、代替の実施形態によって、変更されるかまたは順序を変えられてよい。また、本実施形態の範囲を逸脱することなく、他の置き換え、修正、変更および省略が、種々の例示的実施形態の設計、動作条件および配置においてなされてよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０ コックピット
２０ ステアリングホイール
２２ 中央ハブ
２４ 外側のリム
２６ センサ
２８ 制御器
３０ センサまたはスイッチ
３２ センサまたはスイッチ
１００ センサシート
１１０ センサ
１１１ 入力導体
１１２ 出力導体
１１３、１１４ キャリア材料
１１５、１１６ 電極
１１７ 圧力感知要素
３００ スイッチ
３０２ 圧力感知要素
３０４ 外皮材料
３０６ 基材
３０８、３１０、３６２、３６４ 圧力ゾーン
３２０、３４０、３６０ スイッチ
４００ スイッチシステム
４０２ 圧力感知スイッチ
４０４ 制御器
４０６ 車両システム
４０８ 光源
４１０ スピーカ
４１２ アクチュエータ
４１４ 不揮発性メモリデバイス
５０２ 光の帯
５０４ 回転する光の帯
５０６ 音響
５０８ 振動
６００ 流れ図
９００ グラフ
９１０、９２０ 点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール上に組み付けるためのセンサであって、
前記ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を備え、前記圧力感知要素が、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成され、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記圧力感知要素が、前記要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づいた可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有し、前記電気信号が、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく、センサ。
【請求項２】
前記圧力感知要素が、量子トンネル複合材料、カーボンナノチューブの導電性ポリマー、グラフェン導電性ポリマー、および導体をドープされたシリセンポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記圧力感知要素が、異なる機能のために、または異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーンを備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記センサが、全体的に平坦で隆起部分または埋め込み部分を持たないスイッチを備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
前記圧力感知要素に被さるかまたは付着する外皮材料、表示パネル、およびタッチパネルのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記外皮材料の表面が、前記圧力感知要素の位置および／または機能を表示するために、隆起部分、色付け、織り目付け、またはラベル張り付けのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
前記圧力感知要素の近くに装着された光源をさらに備え、前記光源が、前記圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて、明度、形状、色彩、および変調のうちの少なくとも１つを変えるように構成された、請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
前記制御器が、前記圧力感知要素が押されたときに音響警報または可聴警報を提供するために、電気信号をスピーカに供給し、前記音響の音量、音質、周波数および変調のうちの少なくとも１つが、圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて変化する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記制御器が電気信号をアクチュエータに供給し、前記アクチュエータが、前記圧力感知要素が押されたときに振動をもたらし、前記振動の強さ、変調、および周波数のうちの少なくとも１つが、圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて変化する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記制御器が、前記電気信号の可変特性を使用して、変化する命令を前記車両システムに供給し、それにより、前記車両システムの作動の大きさが、前記圧力感知要素に加えられる圧力の大きさに基づく、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記センサが、前記ステアリングホイールのハブ、スポーク、またはリムの上に設置される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記電気信号を受け、前記信号を前記制御器に供給するように構成された一対の電極をさらに備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記センサの前記機能の視覚表示を提供するように構成された光源をさらに備え、前記光源が、前記車両の状況および前記センサの前記機能が利用可能であるかどうかに基づいて照明する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１４】
車両に組み付けるための感知システムであって、
作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成された１つまたは複数のセンサを備え、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記１つまたは複数のセンサが、
前記車両の一部の基材上に装着された圧力感知要素を備え、前記圧力感知要素が、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成され、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記圧力感知要素が、前記要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づいた可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有し、前記電気信号が、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく、感知システム。
【請求項１５】
前記センサが、異なる機能のために、または異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーンを備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１６】
前記センサが、全体的に平坦で隆起部分または埋め込み部分を持たないスイッチを備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１７】
前記圧力感知要素に被さるかまたは付着する外皮材料、表示パネル、およびタッチパネルのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１８】
前記圧力感知要素の外周の周りに装着された光源、スピーカおよびアクチュエータのうちの少なくとも１つをさらに備え、光源、スピーカ、およびアクチュエータのうちの前記少なくとも１つが、前記圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて動作するように構成された、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１９】
前記制御器が、前記電気信号の可変特性を使用して、変化する命令を前記車両システムに供給し、それにより、前記車両システムの作動の大きさが、前記圧力感知要素に加えられる圧力の大きさに基づく、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項２０】
前記センサが、前記ステアリングホイールのハブ、スポーク、またはリムの上に設置される、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項２１】
前記センサが、前記電気信号を受けて前記信号を前記制御器に供給するように構成された一対の電極をさらに備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項２２】
基材と、
作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成されたセンサとを備え、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記センサが、
前記ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を備え、前記圧力感知要素が、圧力が加えられたときに前記電気信号を供給するように構成され、前記圧力感知要素が、前記要素に加えられた圧力の大きさまたは種類に基づいた可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有し、前記電気信号が、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく、ステアリングホイール。
【請求項１】
ステアリングホイール上に組み付けるためのセンサであって、
前記ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を備え、前記圧力感知要素が、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成され、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記圧力感知要素が、前記要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づいた可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有し、前記電気信号が、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく、センサ。
【請求項２】
前記圧力感知要素が、量子トンネル複合材料、カーボンナノチューブの導電性ポリマー、グラフェン導電性ポリマー、および導体をドープされたシリセンポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記圧力感知要素が、異なる機能のために、または異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーンを備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記センサが、全体的に平坦で隆起部分または埋め込み部分を持たないスイッチを備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
前記圧力感知要素に被さるかまたは付着する外皮材料、表示パネル、およびタッチパネルのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記外皮材料の表面が、前記圧力感知要素の位置および／または機能を表示するために、隆起部分、色付け、織り目付け、またはラベル張り付けのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
前記圧力感知要素の近くに装着された光源をさらに備え、前記光源が、前記圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて、明度、形状、色彩、および変調のうちの少なくとも１つを変えるように構成された、請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
前記制御器が、前記圧力感知要素が押されたときに音響警報または可聴警報を提供するために、電気信号をスピーカに供給し、前記音響の音量、音質、周波数および変調のうちの少なくとも１つが、圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて変化する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記制御器が電気信号をアクチュエータに供給し、前記アクチュエータが、前記圧力感知要素が押されたときに振動をもたらし、前記振動の強さ、変調、および周波数のうちの少なくとも１つが、圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて変化する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記制御器が、前記電気信号の可変特性を使用して、変化する命令を前記車両システムに供給し、それにより、前記車両システムの作動の大きさが、前記圧力感知要素に加えられる圧力の大きさに基づく、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記センサが、前記ステアリングホイールのハブ、スポーク、またはリムの上に設置される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記電気信号を受け、前記信号を前記制御器に供給するように構成された一対の電極をさらに備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記センサの前記機能の視覚表示を提供するように構成された光源をさらに備え、前記光源が、前記車両の状況および前記センサの前記機能が利用可能であるかどうかに基づいて照明する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１４】
車両に組み付けるための感知システムであって、
作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成された１つまたは複数のセンサを備え、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記１つまたは複数のセンサが、
前記車両の一部の基材上に装着された圧力感知要素を備え、前記圧力感知要素が、圧力が加えられたときに電気信号を制御器に供給するように構成され、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記圧力感知要素が、前記要素に加えられる圧力の大きさまたは種類に基づいた可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有し、前記電気信号が、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく、感知システム。
【請求項１５】
前記センサが、異なる機能のために、または異なる種類のユーザ入力を受けるように構成された複数の圧力ゾーンを備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１６】
前記センサが、全体的に平坦で隆起部分または埋め込み部分を持たないスイッチを備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１７】
前記圧力感知要素に被さるかまたは付着する外皮材料、表示パネル、およびタッチパネルのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１８】
前記圧力感知要素の外周の周りに装着された光源、スピーカおよびアクチュエータのうちの少なくとも１つをさらに備え、光源、スピーカ、およびアクチュエータのうちの前記少なくとも１つが、前記圧力感知要素に与えられる圧力の大きさに基づいて動作するように構成された、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項１９】
前記制御器が、前記電気信号の可変特性を使用して、変化する命令を前記車両システムに供給し、それにより、前記車両システムの作動の大きさが、前記圧力感知要素に加えられる圧力の大きさに基づく、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項２０】
前記センサが、前記ステアリングホイールのハブ、スポーク、またはリムの上に設置される、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項２１】
前記センサが、前記電気信号を受けて前記信号を前記制御器に供給するように構成された一対の電極をさらに備える、請求項１４に記載の感知システム。
【請求項２２】
基材と、
作動したときに電気信号を制御器に供給するように構成されたセンサとを備え、前記制御器が、前記電気信号に基づいて命令を車両システムに供給し、前記センサが、
前記ステアリングホイールの基材上に装着された圧力感知要素を備え、前記圧力感知要素が、圧力が加えられたときに前記電気信号を供給するように構成され、前記圧力感知要素が、前記要素に加えられた圧力の大きさまたは種類に基づいた可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方を有し、前記電気信号が、可変抵抗および可変容量のうちの少なくとも一方に基づく、ステアリングホイール。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１３３４３（Ｐ２０１１−２１３３４３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−７５２５８（Ｐ２０１１−７５２５８）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０６１６６７７８）ティーケー ホールディングス，インコーポレーテッド (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５２５８（Ｐ２０１１−７５２５８）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０６１６６７７８）ティーケー ホールディングス，インコーポレーテッド (34)
【Ｆターム（参考）】
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