CN102785689B - 用于机动车的触觉转向盘、转向盘系统和驾驶员辅助系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转向盘（1）以及驾驶员辅助系统（3），它们能实现改进地控制车辆的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能。在此，转向盘（1）在转向盘轮圈（5）上具有多个接触敏感的和优选压力敏感的传感器（7）。该传感器（7）可以将抓握信息信号例如提供给CAN总线（13），该抓握信息信号说明了关于驾驶员手在转向盘轮圈（5）上的支承面、位置和/或抓握力的信息。驾驶员辅助系统（3）可以将该抓握信息信号用于，使得安全功能、行驶功能和/或舒适性功能、例如自动的紧急制动辅助系统、动力转向装置、避让辅助系统或者车道变换报警器适合地匹配于驾驶员在转向盘轮圈上的当前主要的抓握方式。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的转向盘以及转向盘系统和驾驶员辅助系统，其中可以应用由转向盘提供的信息信号。
背景技术
车辆、例如汽车典型地通过下述方式控制：驾驶员利用他的手转动转向盘并且以这种方式控制车辆车轮的转向角（Lenkeinschlag）。在此，驾驶员利用一只手或两只手握住转向盘的转向盘轮圈，其中转向盘轮圈通常是圆环形的并且与转向盘毂相连接，该转向盘毂耦合到车辆的转向柱上。
此外已知，在转向盘上在转向盘轮圈附近，然而不直接在转向盘轮圈上设置按键或开关。利用该按键或开关，驾驶员例如可以控制车辆的特定的舒适性功能或者安全功能，而不必手从转向盘上移开。例如可以借助于按键或开关控制汽车收音机的音量、汽车电话或者速度控制器。
此外已知，机动车配有驾驶员辅助系统，其控制或支持机动车的特定的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能。用于这种驾驶员辅助系统的实例还有自动的紧急制动辅助系统、动力转向系统、避让辅助系统和车道偏离报警系统（车道偏离报警系统（Lane-Departure-Warning-System））。
发明内容
已经认识到，在现代机动车中可以存在以下需求，更安全地并且匹配于行驶情况地实施驾驶员辅助系统的功能。
这种需求可以利用根据独立权利要求所述的转向盘、转向盘系统和驾驶员辅助系统来实现。本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中定义。
根据本发明的第一方面，提出了一种用于车辆的转向盘。转向盘在转向盘轮圈上具有抓握区域，在该抓握区域上可以用驾驶员的手握住转向盘以用于控制车辆。转向盘在抓握区域上分布地具有多个接触敏感的传感器。
在此一种构思是，下述区域配备有多个接触敏感的传感器：在该区域内驾驶员典型地在控制车辆期间利用他的手握住转向盘。在此，接触敏感的传感器能以下述方式构成：利用该传感器可以识别出，驾驶员是否以及在何处用他的手接触或握住转向盘。为此，传感器可以是压力敏感的。特别地，传感器可以设计成平面传感器，和/或以下述方式集成到转向盘轮圈的对于机动车而言典型的圆环管状的几何结构中：所述传感器不妨碍驾驶员习惯地抓握转向盘轮圈。在此，传感器可以操作不同的技术转换，其能实现接触敏感性和优选是压力敏感性。例如，传感器可以设计有压力敏感的电容元件、压电元件，等等。在此，压力敏感的元件可以集成到覆盖转向盘轮圈的、例如形式为薄膜的平面元件中。传感器的压力敏感性能以下述方式测定：可以区分不同的压力，如所述压力由驾驶员典型地利用他的手在转向盘上产生。
传感器可以沿着转向盘轮圈的整个外周布置，其中在相邻的传感器的中点之间的距离小于2cm、优选地小于1cm。换句话说，在相邻的传感器的中点之间的距离能如此选择，使得驾驶员的相邻手指在正常握住转向盘轮圈时操纵不同的传感器。在此，传感器可以沿着转向盘轮圈的外周布置在一个或多个行列中。相邻的传感器可以直接地彼此邻接，然而在相邻传感器的之间也可以存在间隙。多个行列的传感器可以在横向于转向盘轮圈的周向的方向上围绕转向盘轮圈的管布置。由此，转向盘轮圈的一部分或整个表面可以通过二维矩阵的传感器元件覆盖。
所提出的转向盘可以应用在转向盘系统中，转向盘系统被设计用于，利用转向盘的接触敏感的传感器提供了抓握信息信号。抓握信息信号说明了关于驾驶员手在抓握区域中的支承面积（Auflagefläche）的信息、驾驶员手在抓握区域中的位置的信息和/或驾驶员手在抓握区域中的抓握力的信息。
抓握信息信号例如可以被提供给机动车的CAN总线（Controller Area Network控制器局域网）。以这种方式，抓握信息信号可以由机动车的其它系统接收并且进一步处理。在此，抓握信息信号优选地为数字的或模拟的电信号被提供。
由转向盘系统提供的抓握信息信号特别是可以应用在机动车的驾驶员辅助系统中。在此，驾驶员辅助系统可以被设计用于，基于抓握信息信号来调节用于支持或控制机动车的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能的功能。调节在此可以理解为，安全功能、行驶功能和/或舒适性功能能以不同的方式与提供的抓握信息信号相关被影响或设定。在此可以使用，抓握信息信号提供了关于以下内容的信息：驾驶员当前是否、在何处以及如何用他的手握住转向盘。基于该信息，例如可以影响驾驶员辅助系统的工作模式或者驾驶员辅助系统的安全功能或行驶功能的触发阈值。
驾驶员辅助系统例如可以被设计用于，在下述情况下更强地控制或支持机动车的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能：借助所述抓握信息信号识别出，对于驾驶员来说由于其手在转向盘上的当前抓握状态不能实现充分地控制安全功能、行驶功能和/或舒适性功能。换句话说，如果基于抓握信息信号识别出：驾驶员仅不符合要求地、即例如仅用一只手或在不利的位置处握住转向盘，则驾驶员辅助系统可以自动化更高地控制或支持车辆的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能，以便因此使得驾驶员操纵转向盘变得容易，或者能补偿地克服通过驾驶员有缺陷地操纵转向盘。
此外，驾驶员辅助系统还可以被设计用于，与抓握信息信号相关地发出报警信号。报警信号例如可以说明，即即将发生危险的行驶情况，从而驾驶员能及时充分地握住转向盘。
此外，驾驶员辅助系统还可以被设计用于，与抓握信息信号相关地来影响自动化支持或控制机动车的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能的时刻。驾驶员辅助系统例如可以在下述情况下提早激活安全功能：识别出，驾驶员仅不充分地握住转向盘。此外，可以与抓握信息信号相关地影响发出报警信号的时刻，从而例如在驾驶员不充分地握住转向盘时提早发出这种报警信号。
驾驶员辅助系统还可以被设计用于，与抓握信息信号相关地来影响自动化支持或控制车辆的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能的方式。例如，方式－驾驶员辅助系统如何支持或补充驾驶员的转向主动性－可以与以下方式相关地来选择：驾驶员如何握住转向盘。补充地，发出报警信号的方式可以与抓握信息信号相关地来影响。例如，在充分地握住转向盘时，可以将报警信号通过可触觉识别的、在转向盘上的信号发生器传输给驾驶员；相反地在不充分地握住转向盘时补充地或替代地以声学或视觉的方式可获悉产生报警信号。
需要指出，即本发明的可能的特征和优点在这方面部分地相关于根据本发明的转向盘或转向盘系统的实施方式并且部分地参考根据本发明的驾驶员辅助系统来描述。然而本领域技术人员已知，所述的特征不仅能以不同方式相互组合并且也可以从转向盘或转向盘系统转用到驾驶员辅助系统上并且相反以类似方式转用，以便由此能实现特别的协同效应（Synergieeffekte）。
附图说明
下面参考附图描述本发明的实施方式，其中然而不仅说明书而且附图都不应视为对本发明的限制。
图1示出了根据本发明的实施方式的转向盘和驾驶员辅助系统。
附图仅是示意性的并且不是按比例的。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的转向盘1的一种实施方式。转向盘轮圈5通过连杆11与中心部件9相连接，该中心部件又与机动车的转向柱（未示出）共同作用。
沿着设计成圆环形的管的转向盘轮圈5的圆周方向，多个接触敏感的且压力敏感的传感器7以矩阵形式集成到转向盘轮圈5中。传感器7在此设计成平面元件，其基本上覆盖了转向盘轮圈5的整个表面。在此传感器7的大小以及在相邻的传感器7之间的距离如此选择，使得特别可以识别：转向盘轮圈5是否被驾驶员握住，并且如果是这种情况，驾驶员用多少只手或者说手指以及在哪个位置上握住转向盘轮圈5。此外可以基于传感器7的压力敏感性来识别：驾驶员以何种牢固程度握住转向盘轮圈5。
相应的抓握信息信号可以通过线路15提供给机动车的CAN总线13。与该CAN总线13相连接的驾驶员辅助系统3可以读出抓握信息信号并且用于：与抓握信息信号相关地来调节机动车的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能。以这种方式，例如可以与驾驶员的当前瞬时的转向能力相关地预先调节、控制自主干涉的、与安全相关的辅助和舒适性系统、例如自动紧急制动辅助系统、动力转向装置、避让辅助系统（Ausweichassistenz）或者车道偏离报警系统，或者改变其触发阈值。
在此，驾驶员的转向能力借助支承面、手或者说手指的支承点的数量、压力或者抓握强度和/或在转向盘上的位置来确定。
由此能以有利的方式通过有针对性地干涉逻辑电路或者控制辅助系统重新建立或者至少改进至少一部分所需要的安全性，该安全性例如以下述方式丧失：驾驶员未正确地握住转向盘。
如果例如在驾驶员处通过在转向盘上进行测量确定了：松弛的转向盘抓握和/或单手控制和/或较小的支承面和/或手的低压力，或者转向盘未被正确握住或被保持在不利的位置处，则转向盘系统或驾驶员辅助系统可以例如通过CAN接口或其它接口将该抓握信息提供给所有相关的系统。
在本发明的实施变型中例如能以下述方式作出反应：
在接近物体并同时松弛地抓握转向盘时，例如可以提前发出碰撞警报，以便使得驾驶员还有足够的时间稳定地握住转向盘，以便能适合地作出反应。替代地或附加地，也可以提前开始自动制动或制动支持。
类似的反应也可以被实施用于自动避让。
在车道变换警报时，例如警报可以在驾驶员轻微地直到完全没有接触转向盘的情况下至少附加地以光学或声学的方式实现，或许甚至可以完全地省略触觉警报。
在危险情况下，例如在弯道之前，例如在下述情况下可以改变动力转向装置的参数化：基于导航数据中的信息可以识别出，车辆的当前速度对于临近的弯道的半径来说过高；以及附加地探测到过于松弛的转向盘抓握，从而驾驶员也可以暂时利用当前主要的并且探测到的手支承面围绕弯道进行控制。
所提出的转向盘、转向盘系统或驾驶员辅助系统能以这种方式不仅有助于提高行驶安全性而且必要时还有助于提高行驶舒适性。
Claims (8)
1.用于车辆的转向盘（1），其中，所述转向盘（1）在转向盘轮圈（5）上具有抓握区域，在所述抓握区域上能够用驾驶员的手握住转向盘以用于控制所述车辆，
其特征在于，
所述转向盘（1）在所述抓握区域上分布地具有多个接触敏感的传感器（7），其中利用所述转向盘（1）的接触敏感的传感器（7）提供了抓握信息信号，其中，一种驾驶员辅助系统（3）被设计用于：与所述抓握信息信号相关地来影响自动化支持或控制所述车辆的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能的方式和/或发出报警信号的方式，其中所述驾驶员辅助系统（3）被设计用于，在下述情况下更强地控制或支持所述车辆的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能：借助所述抓握信息信号识别出，对于驾驶员来说由于其手在转向盘上的当前抓握状态不能实现充分地控制安全功能、行驶功能和/或舒适性功能。
2.根据权利要求1所述的转向盘，其中，所述接触敏感的传感器（7）是压力敏感的。
3.根据权利要求1或2所述的转向盘，其中，所述传感器（7）沿着所述转向盘轮圈（5）的整个外周布置，并且其中，在相邻的传感器的中点之间的距离小于2cm。
4.具有根据权利要求1至3中任一项所述的转向盘（1）的转向盘系统，其中，所述转向盘系统被设计用于：说明了关于驾驶员手在抓握区域处的支承面、驾驶员手在抓握区域处的位置和/或驾驶员手在抓握区域处的抓握力的信息。
5.根据权利要求4所述的转向盘系统，其中，所述抓握信息信号被提供给所述车辆的CAN总线（13）。
6.用于车辆的驾驶员辅助系统（3），其中，所述驾驶员辅助系统（3）被设计用于：基于根据权利要求4所述的转向盘系统的抓握信息信号来调节用于支持或控制所述车辆的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能的功能。
7.根据权利要求6所述的驾驶员辅助系统，其中，所述驾驶员辅助系统（3）被设计用于：与所述抓握信息信号相关地发出报警信号。
8.根据权利要求6所述的驾驶员辅助系统，其中，所述驾驶员辅助系统（3）被设计用于：与所述抓握信息信号相关地来影响一种自动化地支持或控制所述车辆的安全功能、行驶功能和/或舒适性功能的时刻和/或一种发出报警信号的时刻。
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