CN104955671A - 机动车的通过手指导航模块进行数据传输的方向盘和带有这种方向盘的机动车 - Google Patents

机动车的通过手指导航模块进行数据传输的方向盘和带有这种方向盘的机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在机动车的方向盘中，缩小安装由光学手指导航模块(6、OFN)和另一操作元件(2)组成的装置(1，MFS)的安装空间。因此提供了一种方向盘，该方向盘具有光学手指导航模块(6)、至少另一操作元件(2)、方向盘电子装置(4，LRE)和用于在光学手指导航模块(6)和方向盘电子装置(4)之间进行数据传输的数据总线(7)。所述至少另一操作元件(2)通过信号线(9)直接与光学手指导航模块(6)相连。光学手指导航模块(6)被设计成用于对来自于所述至少另一操作元件(2)的信号进行接收并且用于通过数据总线(7)将信号发送给方向盘电子装置(4)。因此不需要从操作元件(2)到方向盘电子装置(4)的自有的线路。

Description

机动车的通过手指导航模块进行数据传输的方向盘和带有这种方向盘的机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的方向盘，该方向盘具有光学手指导航模块、至少另一操作元件、方向盘电子装置和用于在光学手指导航模块和方向盘电子装置之间进行数据传输的数据总线。
背景技术
光学手指导航模块(OFN)作为用来检测手指移动的传感器可以集成在汽车方向盘的左侧和/或右侧开关组件中。借助这种开关组件的信号可以对显示菜单进行控制。此外，每个开关组件或者至少一个这种开关组件都可以包括至少另一个用于直接访问特定功能的操作元件，尤其是按键。通常，一个开关组件具有多个操作元件。
必须由各自的开关组件对各自的光学手指导航模块的传感器数据和可能的多个操作元件的操作状态进行传输以进行继续处理。特别是必须把传感器数据发送给方向盘电子装置并进一步发送给所要操作的HMI-部件(人机界面)，例如组合仪表或主单元(HU)。
例如如图1所示，如果机动车的方向盘的开关组件1(MFS；多功能开关)具有多个按键2，那么要通过相应的信号线3将该按键2的信号发送给方向盘电子装置4(LRE)。通常情况下，LRE配备有一个控制器5，所述控制器通过信号线3与操作元件2进行通信。因此直接由方向盘电子装置4中的控制器5对开关组件1的操作元件2的开关状态或操作状态进行读取。为此，方向盘的开关组件1中的每个开关组件都需要与操作元件2的数目有关的信号线3通向方向盘电子装置4。所能实现的信号线3的数目在此受到插头的大小和方向盘内的可用安装空间的限制。
如图2所示，方向盘的开关组件如所述那样也可以包含光学手指导航模块6作为用来检测手指移动的传感器。除了图1的结构以外，随着将OFN6集成在开关组件1中，在OFN 6中的控制器和方向盘电子装置4中的控制器5之间因而需要额外的数据总线连接7。对于该额外的数据总线线路或多个额外的数据总线线路和相应的插头来说，通常缺少安装空间。此外，对于这种带有所述数目线路的方向盘来说，成本会上升。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是缩小在方向盘中安装光学手指导航模块和至少另一操作元件时的安装空间。
根据本发明，通过权利要求1所述的方向盘解决了这个技术问题。可从从属权利要求中获得本发明的有益的改进方案。根据本发明，提供一种用于机动车的方向盘，具有
光学手指导航模块，
至少另一操作元件，
方向盘电子装置和
用于在光学手指导航模块和方向盘电子装置之间进行数据传输的数据总线
其中，
所述至少另一操作元件通过信号线直接与光学手指导航模块相连，和
所述光学手指导航模块被设计成对至少另一操作元件的信号进行接收并且通过数据总线将信号发送给方向盘电子装置。
较佳地，所述至少另一操作元件通过信号线直接与光学手指导航模块相连，出于人体工学方面的原因，该光学手指导航模块通常位于操作元件的附近。为了将信号从操作元件传输给方向盘电子装置，可以利用光学手指导航模块和方向盘电子装置之间已经存在的数据总线连接。所以，可以避免采用单独的从操作元件通向位于远处的方向盘电子装置的数据导线。
优选地，光学手指导航模块和方向盘电子装置分别具有一个控制器，并且两个控制器通过数据总线进行相互通信。用控制器进行通信的优点是，可以使用物理结构简单的数据总线。
所述至少另一操作元件的信号可以表示它的状态。该信号尤其可以是二进制信号，该二进制信号反映出按键的按压或未按压状态。
进一步地，将OFN设计成对来自于所述至少另一操作元件的信号进行处理并将经过处理的信号进一步发送给方向盘电子装置。由此可以在OFN中对操作元件的信号进行分散的预处理。
此外，所述方向盘电子装置被设计用于进入省电模式或主动模式并且当从OFN收到预先规定的激活信号时从省电模式转换到主动模式。因此可以使整个方向盘电子装置处于省电模式，直到它被实际使用为止。通常情况下，方向盘电子装置的实际使用局限于机动车实际行驶的极小一部分。
可以通过对至少另一操作元件进行操作来产生用于方向盘电子装置的激活信号。因此通过一个或同一个操作元件不仅可以例如对组合仪表进行操作，而且可以通过它来产生用于方向盘电子装置的激活信号(例如唤醒信号)。
根据另外一个技术方案，对至少另一操作元件的信号的处理包含了对信号去抖动。因此可以在更短的时间里对操作元件的操作进行可靠的识别。
此外，可以将OFN和所述至少另一操作元件集成在一个共同的外壳中。这样的外壳例如是开关组件的外壳，该开关组件然后可以作为整体单元以较低的成本安装在方向盘中。
总的来说，如果机动车配备有上面所描述的方向盘和因此可以从本发明中获益，则是有益的。
附图说明
结合附图对本发明进行进一步详细说明，附图示出：
图1通过现有技术的方向盘电子装置直接对操作元件进行读取的电路图；
图2对操作元件信号和光学手指导航模块的数据进行并行传输的电路图；
图3具有光学手指导航模块的方向盘的示意图；以及
图4通过光学手指导航模块的数据总线对操作元件信号进行本发明所述传输的电路图。
具体实施方式
下面进一步详细描述的实施例是本发明的优选实施方式。
图3中示意性示出了方向盘8。在方向盘8上的人体工学相匹配的位置上有两个开关组件1，其也被称作多功能开关(MFS)。尤其是当驾驶员在汽车行驶过程中双手紧握方向盘时，拇指能方便地触到开关组件1中的每一个开关组件。在其他实施例中，只预先规定了一个这样的开关组件，或者预先规定了多于两个的开关组件或多功能开关。
在图3的示例中，每个开关组件1都具有一个光学手指导航模块6(OFN)。此外，开关组件1还分别具有多个机械式操作元件2。在此处的情况下，每个开关组件1除OFN 6外还具有两个操作元件2。但是除OFN 6外也可以在开关组件1中只存在一个唯一的操作元件2。同样也可以在各自的开关组件1中预先规定多于两个的操作元件。
按键特别适合作为操作元件。但是此外也可以在每个开关组件中拥有例如按键开关、摇杆开关、滚轮或类似装置作为操作元件。
电缆12可用来将数据从左侧的开关组件9发送至方向盘电子装置4(LRE)，在该电缆的末端分别装有插头13。与此类似的是，通过另一电缆12完成从右侧的开关组件1到方向盘电子装置4的通信。通过一个附加的电缆13来完成从方向盘电子装置4到例如套管开关模块(在图3中未示出)的信号输出。
正如已经在开头所提到的那样，每个OFN 6都起到对手指移动进行检测的传感器的作用。电缆12用于实现在OFN-模块6和方向盘电子装置4之间的数据总线连接。此外，必须通过电缆12将操作元件2的信号从相应的开关组件1传输给方向盘电子装置4。电缆12包括其插头13在内都应设计成尽可能的小，以便节省安装空间。
在图4中细节性地显示了从OFN 6到LRE 4和从操作元件2到LRE 4的信号传输。开关组件1的操作元件2在这里被实现为按键。但是如所述那样，这些操作元件也可以是按键开关、摇杆开关、滚轮或类似装置，通过它们可以直接对功能进行控制。开关组件1中的操作元件的数目同样是可以改变的。该数目因此可以是1、2、3、4等等。通过单独的信号线9将每个操作元件2的信号分别发送给OFN 6。OFN 6具有一个接口用于通过信号线9对来自操作元件2的信号进行接收。
因此可以通过一个包含在OFN 6中的控制器(在图4中未示出)对开关组件1的操作元件2进行读取。操作元件2的数据或信号然后和OFN的数据和信号一起通过数据总线线路7被传输给方向盘电子装置4的控制器5。因此在OFN-控制器和方向盘电子装置4的控制器5之间存在数据总线连接。在行驶情况下，所述操作元件2的状态(例如开关位置)然后可以和OFN 6的传感器数据一起通过同一条数据总线7进行传输，这样就可以省掉操作元件2的一些信号线。
此外，OFN 6也可以对来自信号线9的操作元件信号进行预处理。例如可以对开关以及按键(操作元件2)的信号进行去抖动。这种去抖动可以在OFN 6中例如通过硬件进行。在这种情况下例如会利用低通滤波器对由于触点抖动所产生的高频信号分量进行抑制。替代于此，也可以设有用于去抖动的换向开关。此外，也可以通过软件实现所述去抖动，在此只有当面临某一特定的时间时，才会对触点的状态变化进行记录。由于对操作元件的信号进行去抖动，在数据总线上进行数据传输的循环时间可以选择得比信号线9中的信号的扫描时间更长。
此外，可以通过相应的布线来通过数据总线7实现附加功能。因此例如当方向盘电子装置处于省电模式时，可以通过操作操作元件2中的一个操作元件来启动方向盘电子装置4的所谓的“唤醒”。方向盘电子装置4由此会从省电模式转换到主动模式。OFN 6为此必须例如只持续地对开关组件1中的操作元件2的一条唯一的信号线9进行扫描。
更准确地说，当方向盘电子装置4接通时，也就是说，当方向盘电子装置4处于主动模式时，方向盘电子装置4会为OFN 6供应能量。当对于OFN 6存在供电电压时，通过例如带有多个晶体管对数据总线线路7或数据总线连接的相应线路进行外部布线，数据总线连接的所有线路都会被分配给OFN 6并且被用来对数据总线信号进行传输。
如果方向盘电子装置4是断开的，也就是处于省电模式，方向盘电子装置4不会为OFN 6供应能量。在这种情况下，通过外部布线，数据总线连接的线路中的一条线路是与OFN 6断开的并且被直接分配给这个操作元件2或这些操作元件2，通过对这个或这些操作元件进行操作可将方向盘电子装置4唤醒。也就是说，当没有为OFN 6供电时，可以使用数据总线连接的一条线路作为唤醒线路，由此可以在OFN 6没有激活并进而在没有静态电流的情况下实施对方向盘电子装置4的唤醒。
此外，也可以在OFN 6中以如下方式进行预处理，即通过一个逻辑电路对多个操作元件的信号进行逻辑连接。同样可以通过数据总线7将操作元件2的信号在未经处理或经过预处理的状态下从OFN 6传输到LRE 4。
通过本发明，在方向盘中将带有OFN的开关组件或各开关组件和方向盘电子装置之间的线路的数目降到了最低。只有这样才能在结构空间方面示出OFN在开关组件中的集成。此外，在开关组件中的操作元件的数目可以在一定界限内变化，而不会对开关组件和方向盘电子装置之间的电缆组有影响。

Claims (9)

1.一种用于机动车的方向盘(8)，该方向盘具有
-光学手指导航模块(6)，
-至少另一操作元件(2)，
-方向盘电子装置(4)和
-用于在光学手指导航模块(6)和方向盘电子装置(4)之间进行数据传输的数据总线(7)，
其特征在于：
-所述至少另一操作元件(2)通过信号线(9)直接与所述光学手指导航模块(6)相连，和
-所述光学手指导航模块(6)被设计成对来自于所述至少另一操作元件(2)的信号进行接收并且通过所述数据总线(7)将信号进一步传递给所述方向盘电子装置(4)。
2.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于：
所述光学手指导航模块(6)和所述方向盘电子装置(4)分别具有一个控制器(5)，并且这两个控制器通过所述数据总线(7)进行相互通信。
3.根据权利要求1或2所述的方向盘，其特征在于：
所述至少另一操作元件(2)的信号代表了该操作元件的状态。
4.根据前述权利要求中任何一项所述的方向盘，其特征在于：
所述光学手指导航模块(6)被设计成用于对来自于所述至少另一操作元件(2)的信号进行处理和用于将经过处理的信号进一步发送给所述方向盘电子装置(4)。
5.根据前述权利要求中任何一项所述的方向盘，其特征在于：
所述方向盘电子装置(4)被设计成用于进入省电模式或主动模式，和用于在收到来自所述光学手指导航模块(6)的预先规定的激活信号时从省电模式转换到主动模式。
6.根据权利要求5所述的方向盘，其特征在于：
可以通过对所述至少另一操作元件(2)进行操作来产生所述激活信号。
7.根据权利要求4至6中任何一项所述的方向盘，其特征在于：
对来自所述至少另一操作元件(2)的信号的处理包含了对信号的去抖动。
8.根据前述权利要求中任何一项所述的方向盘，其特征在于：
所述光学手指导航模块(6)和所述至少另一操作元件(2)被集成在一个共同的外壳中。
9.一种机动车，所述机动车具有根据前述权利要求中任何一项所述的方向盘(8)。
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