DE102006025852A1

DE102006025852A1 - Lenkrad eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006025852A1
Application number: DE200610025852
Authority: DE
Inventors: Heiko Bald; Aiko Böhme
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-12-06

Abstract

Ein Lenkrad (1) eines Kraftfahrzeugs wird zum Steuern des Kraftfahrzeugs vom Fahrer mit seinen Händen ergriffen und umfasst einen mit einem Bordnetz gekoppelten Sensor (4), der zur Erfassung eines physiologischen Werts des Fahrers über dessen Haut ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs mit einem mit einem Bordnetz gekoppelten Sensor.
Kraftfahrzeuge sind zur Beeinflussung der Fahrtrichtung mit einem Lenkrad ausgestattet, das vom Fahrer des Kraftfahrzeugs mit beiden Händen ergriffen wird, wobei eine Drehung des Lenkrads um seine Drehachse mechanisch und/oder mit einer Servosteuerung an eine gelenkte Achse des Kraftfahrzeugs übertragen wird und die Räder entsprechend eingeschlagen werden. Dabei besteht das Lenkrad im Wesentlichen aus einem runden Lenkradkranz, der über eine oder mehrere Lenkradspeichen mit einem mittigen Lenkradtopf verbunden ist, in dem insbesondere ein Fahrerairbag eingebaut ist. Dem Lenkrad können mehrere Betätigungselemente, beispielsweise an einem Deckel des Lenkradtopfs, zugeordnet sein, um unter anderem einen Bordcomputer zu steuern.
Die DE 94 15 605 U1 beschreibt eine Lenkradheizung für Kraftfahrzeuge, die einen elektrischen Widerstand im Bereich eines Lenkradkranzes umfasst, der bei Stromdurchfluss Wärme erzeugt, um die Hände und Finger des Fahrers zur Erhöhung des Bedienkomforts schnell aufzuwärmen.
Im Weiteren zeigt die DE 601 09 190 T2 ein Lenkrad mit einer Lenkradheizung, der zur Temperatursteuerung ein Sensor zur Erfassung einer Lenkradtemperatur zugeordnet ist.
Bei den bekannten Lenkrädern ist zur Aktivierung einer Lenkradheizung ein zusätzliches Betätigungselement notwendig, um die Lenkradheizung ein- und wieder auszuschalten. Dies erfordert einen zusätzlichen fertigungstechnischen Aufwand und kann zu Fehlbedienungen führen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen erhöhten Bedienungskomfort für den Fahrer bietet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Sensor zur Erfassung eines physiologischen Werts des Fahrers über dessen Haut ausgebildet ist.
Mit einem solchen Sensor können physiologische, insbesondere hautphysiologische Werte des Fahrers über dessen Haut unmittelbar am Lenkrad, das zum sicheren Führen des Kraftfahrzeugs sowieso mit beiden Händen ergriffen werden sollte, erfasst und in einem geeignet ausgelegten Steuergerät verarbeitet werden. Dabei können im Rahmen der Erfindung ein oder mehrere beliebige Sensoren dem Lenkrad zugeordnet sein, um bevorzugt die im Folgenden beschriebenen hautphysiologischen Werte zu erfassen. Der Sensor bzw. die Sensoren sind zumindest bei normaler Griffhaltung der Hände am Lenkrad derart angeordnet, dass eine ausreichende Hautfläche mit einer Sensorfläche in Berührung kommt, um eine fehlerfreie Datenerfassung hautphysiologischer Werte zu gewährleisten.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass vom Fahrer außer dem üblichen Ergreifen des Lenkrads keine weiteren Handlungen vorgenommen werden müssen, um eine Überwachung beliebiger physiologischer Werte durchführen zu können. Somit ist die allgemeine Verkehrssicherheit beim Führen des Kraftfahrzeugs ohne weitere Anforderungen an den Fahrer erhöht.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor in der dem Fahrer abgewandten Rückseite eines Lenkradkranzes angeordnet. Der in Fahrtrichtung gesehen auf der dem Fahrer abgewandten Seite angeordnete Sensor ist zweckmäßigerweise bündig in die Oberfläche des Lenkradkranzes bzw. dessen Ummantelung eingearbeitet, um keine störenden haptischen Einflüsse hervorzurufen. Die Weiterleitung von Sensorsignalen kann durch einen Kanal im Lenkradkranz sowie in einer Lenkradspeiche über in der Kraftfahrzeugtechnik bekannte Datenbus-Architekturen an ein zentrales Steuergerät des Kraftfahrzeugs erfolgen, in dem die Sensorsignale weiterverarbeitet werden.
Vorzugsweise ist der Sensor zur Erfassung einer Oberflächenleitfähigkeit und/oder einer Temperatur der Haut des Fahrers ausgebildet. Entsprechende Sensoren, die eine Oberflächenleitfähigkeit, die im Wesentlichen von der Hautfeuchtigkeit beeinflusst wird, und/oder eine Temperatur erfassen können, sind aus der Medizintechnik bekannt.
Alternativ oder zusätzlich dient der Sensor zur Messung eines Pulses und/oder eines Blutdrucks des Fahrers. Hierbei ist es möglich, von verschiedenen autorisierten Fahrern jeweils das individuelle Profil an hautphysiologischen Werten einzuspeichern, um anhand der Messwerte einen unbefugten Fahrer zu identifizieren und das Kraftfahrzeug gegebenenfalls still zu legen.
Zur Erhöhung des Nutzungskomforts des Kraftfahrzeugs wird in weiterer Ausgestaltung mit dem als Temperatur- und/oder Oberflächenleitfähigkeitssensor ausgeführten Sensor eine Lenkradheizung, die ebenfalls dem Lenkrad zugeordnet ist, gesteuert. Eine solche an sich bekannte Lenkradheizung wird beispielsweise dann eingeschaltet, wenn mit einem Temperatursensor, vorzugsweise beim Starten des Kraftfahrzeugs, festgestellt wird, dass, vor allem im Winter, die Haut der Hand einen insbesondere herstellerseitig einstellbaren Grenzwert unterschritten hat. Die Lenkradheizung kann dann solange aktiviert bleiben, bis eine übliche Hauttemperatur, die der Hersteller in dem entsprechenden Steuergerät hinterlegt, wiederum erreicht ist. Ebenso kann zur Steuerung der Lenkradheizung ein Oberflächenleitfähigkeitssensor herangezogen werden, der die Lenkradheizung dann abschaltet, wenn die Haut des Fahrers am Lenkrad aufgrund der erhöhten Temperatur zu schwitzen beginnt und sich damit die Leitfähigkeit der Haut verändert. Selbstverständlich kann die Lenkradheizung auch manuell, beispielsweise gemeinsam mit einer Sitzheizung, oder durch Beaufschlagung eines Separaten Betätigungselementes vom Fahrer aktiviert oder deaktiviert werden. Ebenso kann bei der Aktivierung der Lenkradheizung der Sensor dazu verwendet werden, bei beginnenden Schwitzen der Hände die Leistung der Lenkradheizung zu drosseln.
Ferner kann eine Klimatisierungs- oder Belüftungsanlage des Kraftfahrzeugs mit einem derartigen Sensor gesteuert werden. Wird beim Einsteigen und Starten des Kraftfahrzeugs über den Sensor festgestellt, dass die Finger eine zu niedrige Hauttemperatur aufweisen, kann selbsttätig über die Klimatisierungs- oder Belüftungsanlage eine höhere Temperatur des Innenraums des Kraftfahrzeugs eingestellt werden. Ist eine Komforttemperatur er reicht, wird die Klimatisierungs- oder Belüftungsanlage wiederum in ihrer Leistung gedrosselt.
Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit ist nach einer Weiterbildung bei Messwerten des Sensors, die auf eine Stresssituation des Fahrers schließen lassen, eine Warnmitteilung ausgebbar. Beispielsweise kann aus einer Kombination der vorstehend genannten physiologischen Werte von einem Steuergerät anhand bekannter humaner Parameter darauf geschlossen werden, dass sich der Fahrer in einer Stresssituation befindet. Nachfolgend werden optische und/oder akustische Warnsignale ausgegeben, um den Fahrer auf diesen potentiell verkehrsgefährdenden Zustand aufmerksam zu machen. Des Weiteren kann eine einsetzende Übermüdung des Fahrers festgestellt werden, um ihn dazu aufzufordern, die Fahrt zu unterbrechen. Prinzipiell ist es auch möglich, bei zu großem Stress oder zu großer Müdigkeit vor Fahrtantritt eine Zündung des Kraftfahrzeugs nicht zu aktivieren, um einen möglichen späteren Unfall zu verhindern.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Lenkrads, wobei die Draufsicht die dem Fahrer des Kraftfahrzeugs bei normaler Sitzposition abgewandte Rückseite des Lenkrads darstellt.
Das Lenkrad 1 umfasst einen Lenkradkranz 2, einen Lenkradtopf 5 und mehrere Lenkradspeichen 3. Dem Lenkrad 1 ist ein Sensor 4 zur Erfassung eines physiologischen Werts über die Haut des Fahrers zugeordnet. Beispielsweise kann die Oberflächenleitfähigkeit der Haut und/oder deren Temperatur und/oder der Puls des Fahrers und/oder dessen Blutdruck erfasst werden. Sensorsignale können dabei über elektrische Leitungen durch den Lenkradkranz 2, die Lenkradspeichen 3 und den Lenkradtopf 5 an ein zentrales Steuergerät des Kraftfahrzeugs übermittelt werden.
Der Sensor 4 ist derart an dem Lenkradkranz 2 angeordnet, dass die Hände des Fahrers zumindest in normaler Griffhaltung mit einer Sensorfläche in Berührung kommen, um die vorstehend genannten Messwerte zu erfassen. Es können auch mehrere Sensoren 4 am Lenkrad 1 vorgesehen sein.
Wird von dem Sensor 4 bzw. dem zentralen Steuergerät festgestellt, dass der Fahrer unter Stress steht, können entsprechende Warnmitteilungen optisch und/oder akustisch ausgegeben werden.
Weiterhin kann eine Lenkradheizung 6, die in der Fig. durch einen stromdurchflossenen und punktiert eingezeichneten Heizdraht schematisch dargestellt ist, angesteuert werden. Wird von dem Sensor 4 festgestellt, dass eine Hauttemperatur unter einem üblichen Wert liegt, kann die Lenkradheizung 6 selbsttätig aktiviert werden, bis beispielsweise durch einsetzendes Schwitzen der Hände des Fahrers, was in einer Änderung der Leitfähigkeit der Hautoberfläche resultiert, gemessen werden kann. In gleicher Weise kann auch eine Klimatisierungs- oder Belüftungsanlage für den Innenraum des Kraftfahrzeugs angesteuert werden.
Selbstverständlich ist es möglich, nicht nur ein Lenkrad 1 mit einem runden oder ovalen Lenkradkranz 2 mit einem derartigen Sensor 4 aus zu statten, sondern auch einen Lenker eines Motorrads oder eines sonstigen Kraftfahrzeugs.

1: Lenkrad
2: Lenkradkranz
3: Lenkradspeiche
4: Sensor
5: Lenkradtopf
6: Lenkradheizung

Claims

Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, mit einem mit einem Bordnetz gekoppelten Sensor (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) zur Erfassung eines physiologischen Werts des Fahrers über dessen Haut ausgebildet ist.
Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (4) in der dem Fahrer abgewandten Rückseite eines Lenkradkranzes (2) angeordnet ist.
Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) bündig in die Oberfläche des Lenkradkranzes bzw. dessen Ummantelung eingearbeitet ist.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) zur Erfassung einer Oberflächenleitfähigkeit und/oder einer Temperatur der Haut des Fahrers ausgebildet ist.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) zur Messung eines Pulses und/oder eines Blutdrucks des Fahrers dient.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) eine Lenkradheizung (6) ansteuert.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) eine Klimatisierungs- oder Belüftungsanlage ansteuert.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Messwerten des Sensors, die auf eine Stresssituation des Fahrers schließen lassen, eine Warnmitteilung ausgebbar ist.