DE102009044662A1

DE102009044662A1 - Biometrisches Lenkrad

Info

Publication number: DE102009044662A1
Application number: DE102009044662A
Authority: DE
Inventors: Kidong Gunpo Song
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-03-10
Also published as: CN102001354B; US8171820B2; JP2011050727A; KR20110024787A; CN102001354A; KR101072173B1; JP5508815B2; US20110048163A1

Abstract

Biometrisches Lenkrad, welches Sensorelemente aufweist, die in mindestens zwei Abschnitten des Lenkrads entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads angeordnet sind und an der Außenfläche des Lenkrads nach außen freiliegen, wobei die Sensorelemente elektrische Leitfähigkeit haben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad eines Fahrzeugs, insbesondere ein biometrisches Lenkrad, mittels dessen Biosignale eines Fahrers gemessen werden können.
Fahrzeuge sind mit einem Lenkrad ausgestattet, von welchem eine Betätigungskraft zur Richtungssteuerung des jeweiligen Fahrzeugs übertragen wird, und beim Führen des Fahrzeugs betätigt der Fahrer des jeweiligen Fahrzeugs das Lenkrad gewöhnlich dauernd mit den Händen. Durch Erfassen und Verwenden von Biosignalen, welche ausgehend von den Händen eines Fahrers unter Verwendung eines Lenkrads erfasst werden können (z. B. können die Biosignale des Fahrers an den Kontaktflächen zwischen den Händen des Fahrers und dem Lenkrad abgegriffen werden), ist es möglich, neue Funktionen, welche mittels verwandter Technik nicht ermöglicht werden können, für Nutzer zur Verfügung zu stellen.
Durch Erfassen von Biosignalen von den Händen des Fahrers mittels eines Lenkrads und Analysieren der Biosignale ist es möglich, Dienste zur Verfügung zu stellen, welche den aktuellen Gesundheitszustand des Fahrers betreffen.
Außerdem sind mit der Entwicklung der Technologie zum Analysieren von Biosignalen, welche wie oben beschrieben erfasst werden, vielfältigere Dienste möglich.
Bei obigen Diensten ist es grundlegend und erforderlich, gewünschte Biosignale von Fahrern sicher zu erfassen, ohne den Fahrern Unannehmlichkeiten zu bereiten.
Die in dem obigen Abschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Bestätigung oder irgendeine Form des Hinweises angesehen werden, dass diese Informationen den einem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden.
Verschiedene Aspekte der Erfindung sind darauf gerichtet, ein biometrisches Lenkrad bereitzustellen, durch welches ermöglicht wird, Biosignale eines Fahrers sicher zu detektieren und zu erfassen, wobei das Lenkrad auf die gleiche Weise wie in der verwandten Technik betätigt wird, ohne dem Fahrer Unannehmlichkeiten zu bereiten.
In einem Aspekt der Erfindung wird ein biometrisches Lenkrad bereitgestellt, aufweisend Sensorelemente, welche entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads angeordnet und an einer Umfangsfläche des Lenkrads in mindestens zwei Abschnitten des Lenkrads nach außen freiliegen, wobei die Sensorelemente elektrisch leitfähig sind.
Die Sensorelemente können entlang des Innenumfangs oder bevorzugt des Außenumfangs des Lenkrads angeordnet sein.
Die Sensorelemente können zwei oder mehr parallel nebeneinander entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads angeordnete Sensorelemente in jedem der mindestens zwei Abschnitte aufweisen, wobei ein Paar von Sensorelementen in einem Abschnitt angeordnet ist, welcher sich auf der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs linken Seite des Lenkrads befindet, und ein Paar von Sensorelementen in einem Abschnitt angeordnet ist, welcher sich auf der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs rechten Seite des Lenkrads befindet.
Die Gesamtlänge der mindestens zwei Abschnitte kann größer sein als die Hälfte des Gesamtumfangs des Lenkrads.
Das biometrische Lenkrad kann aufweisen: einen Kern, von welchem die Struktur des Lenkrads ausgebildet wird, und einen Einsatz, welcher zwischen dem Kern und den Sensorelementen angeordnet ist und mittels dessen die Sensorelemente an dem Kern befestigt sind, wobei die Sensorelemente, die vorzugsweise einen U-förmigen Querschnitt haben, sich entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads erstrecken und mit der Öffnung des U-förmigen Querschnitts der Sensorelemente auf den Einsatz aufgesteckt sind.
Das biometrische Lenkrad kann ferner mindestens einen Befestigungsstift aufweisen, von dem die Sensorelemente an dem Einsatz befestigt werden, indem der Befestigungsstift sowohl durch den Einsatz als auch durch die auf den Einsatz aufgesteckten Sensorelemente verläuft, wobei der mindestens eine Befestigungsstift und der Einsatz Nichtleiter sind.
In einem anderen Aspekt der Erfindung kann das biometrische Lenkrad aufweisen: mindestens einen Clip, welcher mit dem Einsatz gekuppelt ist, indem der Clip durch den Einsatz hindurch verläuft, und mittels dessen der Einsatz an dem Kern befestigt ist, indem der Clip den Kern umschließt, und mindestens ein Clip-Befestigungsmittel, mittels dessen es ermöglicht ist, dass der mindestens eine Clip den Kern in Form einer geschlossenen Kurve umschließt, indem von dem Clip-Befestigungsmittel beide freien Enden des Clips an dem Kern befestigt sind, wobei das mindestens eine Clip-Befestigungsmittel einen Bolzen aufweist, welcher durch den Überlappungsbereich der beiden freien Enden des Clips hindurch mit dem Kern verbunden ist.
Der Kern mit U-förmigem Querschnitt kann sich in Umfangsrichtung des Lenkrads erstrecken, wobei die beiden freien Enden des Clips einander an einer Öffnung des U-förmigen Querschnittsprofils des Kerns überlappen und ein Füllelement in dem Raum zwischen dem Überlappungsbereich des Clips und dem U-förmigen Querschnittsprofil des Kerns eingebracht ist, um den Raum zu füllen. Der Bolzen ist durch den Überlappungsbereich des Clips hindurch in das Füllelement eingeschraubt.
Ein Körper kann derart gestaltet sein, dass die Außenseite des Kerns und der Einsatz von dem Körper abgedeckt sind und ein Verbindungsabschnitt des U-förmigen Querschnittsprofils des jeweiligen Sensorelements durch den Körper hindurch nach außen freiliegt.
Verschiedene Aspekte der Erfindung beinhalten eine einfache Anordnung und Struktur und ermöglichen es, Biosignale eines Fahrers stabil zu detektieren und zu erfassen, wobei das Lenkrad auf die gleiche Weise betätigt wird wie in der verwandten Technik, ohne dem Fahrer Unannehmlichkeiten zu bereiten.
Die Verfahren und Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche aus den beigefügten, in die Beschreibung als deren Bestandteile aufgenommenen Zeichnungen und der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich sind, welche zusammen mit den Zeichnungen dazu dient, gewisse Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
1 ist eine Darstellung, welche ein biometrisches Lenkrad gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Darstellung, welche den Gegenstand der 1 aus einem anderen Winkel zeigt.
3 ist eine Explosionsdarstellung des biometrischen Lenkrads nach 1.
4 ist eine Darstellung, welche einen Kern und einen Einsatz vor dem Ausbilden eines Körpers zeigt, wobei der Kern und der Einsatz miteinander verbunden sind.
5 ist eine Darstellung, welche einen Clip-Anbringungsbereich in einer Rückansicht des Gegenstandes nach 4 zeigt.
6 ist eine entlang der Linie VI-VI aus 4 erhaltene Schnittdarstellung.
7 ist eine entlang der Linie VII-VII aus 4 erhaltene Schnittdarstellung.
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichender Merkmale zeigen. Die hierin offenbarten speziellen Auslegungsmerkmale der Erfindung, wie zum Beispiel bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Positionierungen und Formen, werden teilweise durch die beabsichtigte Verwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der Erfindung.
Nun wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt und erläutert und unten beschrieben sind. Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese exemplarischen Ausführungsformen eingeschränkt sein soll. Ganz im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht lediglich die exemplarischen Ausführungsformen umfassen soll, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche im Umfang der Erfindung enthalten sein können.
Wie aus den 1 bis 7 ersichtlich, weist eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung Sensorelemente 3 auf, welche in mindestens zwei Abschnitten eines Lenkrads entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads 1 an dessen Außenumfangsfläche angeordnet sind und an dieser Außenfläche des Lenkrads nach außen freiliegen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung sind die Sensorelemente 3 in den Abschnitten in Gruppen von je mindestens zwei Stück angeordnet, die in Axialrichtung des Lenkrads parallel im Abstand voneinander entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads angeordnet und aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie etwa einer Metallplatte, hergestellt sind.
Da die Abschnitte, in denen die Sensorelemente 3 angeordnet sind, bevorzugt jene Bereiche sind, welche ein Fahrer am häufigsten berührt, sind in dieser exemplarischen Ausführungsform zwei Paare mit je zwei Sensorelementen 3 jeweils in einem linken und einem rechten Abschnitt des Lenkrads angeordnet.
In dieser exemplarischen Ausführungsform sind die Sensorelemente 3 ferner entlang von Abschnitten angeordnet, welche länger sind als die Hälfte des Gesamtumfangs des Lenkrads 1, um die Möglichkeiten des Kontakts mit dem Fahrer zu erhöhen.
Das Lenkrad weist einen strukturbildenden Kern 5 auf und ein Einsatz bzw. mehrere Einsätze 7 (z. B. kann der Einsatz 7 aus mehreren Teilen bestehen) sind zwischen dem Kern 5 und den Sensorelementen 3 angeordnet, so dass die Paare von Sensorelementen 3 parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand voneinander in der Umfangsrichtung des Lenkrads 1 befestigt werden können.
Die Sensorelemente 3 haben jeweils einen U-förmigen Querschnitt und erstrecken sich jeweils in der Umfangsrichtung des Lenkrads, und die Öffnung zwischen den Schenkeln des U-förmigen Querschnitts der Sensorelemente 3 ist jeweils um den Einsatz 7 gesteckt.
Befestigungsstifte 9 verlaufen durch beide der paarweise an den Einsätzen 7 angebrachten Sensorelemente 3, um die auf die Einsätze 7 aufgesteckten Sensorelemente 3 derart zu befestigen, dass die Sensorelemente 3 an den Einsätzen 7 befestigt sind.
Die Einsätze 7 und die Befestigungsstifte 9 sind aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, wie etwa Kunststoff, hergestellt, um eine elektrische Verbindung der Sensorelemente 3 untereinander und zwischen den Sensorelementen 3 und dem Kern 5 zu vermeiden.
Um die Einsätze 7 zusammen mit den mittels der Befestigungsstifte 9 wie oben beschrieben befestigten Sensorelementen 3 an dem Kern 5 zu befestigen, werden bogenförmige Clips 11 benutzt, mittels derer die Einsätze 7 an dem Kern 5 befestigt werden, indem die Clips 11 den Kern 5 umfassen und durch die Einsätze 7 hindurch verlaufen.
Das heißt, beide Enden eines jeweiligen Clips 11 sind mittels eines speziellen Clip-Befestigungsmittels derart an dem Kern 5 befestigt, dass von dem durch den entsprechenden Einsatz 7 verlaufenden Clip 11 eine geschlossene Kurven gebildet wird, welche den Kern 5 umfasst.
Obwohl Klebstoff als das Clip-Befestigungsmittel benutzt werden kann, wird in dieser exemplarischen Ausführungsform ein Befestigungsbolzen 13 benutzt, welcher sich durch einen Bereich erstreckt, in dem beide Enden des entsprechenden Clips 11 einander überlappen, und mit dem Kern 5 verbunden ist.
Wie aus 6 ersichtlich, erstreckt sich der Kern 5 entlang des Umfangs des Lenkrads 1 und hat in dieser exemplarischen Ausführungsform einen U-förmigen Querschnitt. Die beiden Enden eines jeweiligen Clips 11 überlappen einander an der Öffnung zwischen den Schenkeln des U-förmigen Querschnittsprofils des Kerns 5. Ein Füllelement 15 ist in den zwischen dem Überlappungsbereich des Clips 11 und dem Kern 5 gebildeten Raum eingebracht und füllt den Raum aus, und ein Befestigungsbolzen 13 ist durch den Überlappungsbereich des Clips 11 in das Füllelement 15 eingeschraubt.
Wie aus 4 ersichtlich, ist das biometrische Lenkrad gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung schließlich derart gestaltet, dass lediglich die Verbindungsabschnitte des U-förmigen Querschnittsprofils der Sensorelemente 3 nach außen freiliegen, wohingegen die Einsätze 7 und der Kern 5 von einem Körper 17 abgedeckt werden, nachdem die Einsätze 7 mit den Sensorelementen 3 von den Clips 11 an dem Kern 5 befestigt werden, so dass das biometrische Lenkrad mit der in den 1 und 2 gezeigten Gestaltung fertiggestellt ist.
Zur Bezugnahme ist der Bereich, in welchem die beiden oberen Enden der U-Form voneinander getrennt sind, als Öffnung des U-förmigen Querschnittsprofils bezeichnet und die Verbindung der unteren Abschnitte des U-förmigen Querschnittsprofils ist als Verbindungsabschnitt bezeichnet.
Die Sensorelemente 3 sind an elektrische Leitungen innerhalb des Lenkrads 1 angeschlossen, um Signale an eine elektronische Vorrichtung zu übertragen, welche die Signale von den Sensorelementen 3 verarbeiten kann.
Die Gestalt des biometrischen Lenkrads 1 mit der obigen Ausgestaltung wird von dem Kern 5 bestimmt und gestützt, wobei lediglich die Verbindungsabschnitte der U-förmigen Querschnittsprofile der Sensorelemente 3 an der Außenfläche des Lenkrads nach außen freiliegen und die anderen Bereiche alle von dem Körper 17 abgedeckt sind. Folglich wird verhindert, dass die Sensorelemente 3 sich von dem Lenkrad loslösen oder durch das Aufblähen eines Airbags oder durch einen Stoß von einem Passagier verformt werden, so dass es möglich ist, Biosignale von den Händen des Fahrers stabil zu detektieren.
Zur Erläuterung und Definition werden die Begriffe „links” und „rechts” verwendet, um Merkmale der exemplarischen Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale wie in den Figuren dargestellt zu beschreiben.
Die obigen Beschreibungen bestimmter exemplarischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind zu Zwecken der Erläuterung und Erklärung dargelegt worden. Sie sollen nicht als erschöpfend oder als die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen beschränkend angesehen werden, und es sind angesichts der obigen Lehren viele Modifikationen und Variationen möglich. Die exemplarischen Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erklären, um dadurch andere Fachleute zu befähigen, verschiedene exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anzufertigen und anzuwenden, ebenso wie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon.

Claims

Biometrisches Lenkrad (1), aufweisend Sensorelemente (3), welche in mindestens zwei Abschnitten des Lenkrads (1) entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads (1) angeordnet sind und an einer Umfangsfläche des Lenkrads (1) nach außen freiliegen, wobei die Sensorelemente (3) elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 1, wobei die Sensorelemente (3) entlang des Außenumfangs des Lenkrads (1) angeordnet sind.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensorelemente (3) zwei oder mehr parallel im Abstand voneinander entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads (1) angeordnete Sensorelemente (3) in jedem der mindestens zwei Abschnitte enthalten.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 3, wobei zwei Paare von Sensorelementen (3) in zwei Abschnitten angeordnet sind, die sich an der in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs linken Seite und rechten Seite des Lenkrads (1) befinden.
Biometrisches Lenkrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Länge der mindestens zwei Abschnitte länger ist als die Hälfte des Gesamtumfangs des Lenkrads (1).
Biometrisches Lenkrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: einen die Struktur des Lenkrads (1) bildenden Kern (5); und einen Einsatz (7), welcher zwischen dem Kern (5) und den Sensorelementen (3) angeordnet ist und mittels dessen die Sensorelemente (3) an dem Kern (5) befestigt sind.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 6, wobei die Sensorelemente (3) mit einem U-förmigen Querschnitt sich entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads (1) erstrecken, und mit den Schenkeln des U-förmigen Querschnittsprofils des jeweiligen Sensorelements (3) auf den Einsatz (7) aufgesteckt sind.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 7, ferner aufweisend: mindestens einen Befestigungsstift (9), von dem die Sensorelemente (3) an dem Einsatz (7) befestigt werden, wobei der Befestigungsstift (9) sowohl durch den Einsatz (7) als auch durch die auf den Einsatz (7) aufgesteckten Sensorelemente (3) hindurch verläuft.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Befestigungsstift (9) und der Einsatz (7) Nichtleiter sind.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 6, ferner aufweisend: mindestens einen Clip (11), welcher mit dem Einsatz (7) gekuppelt ist, indem der Clip (11) durch den Einsatz (7) hindurch verläuft, und mittels dessen der Einsatz (7) an dem Kern (5) befestigt ist, indem der Clip (11) den Kern (5) umschließt; und mindestens ein Clip-Befestigungsmittel, von dem ermöglicht wird, dass der mindestens eine Clip (11) den Kern (5) in Form einer geschlossenen Kurve umschließt, indem von dem Clip-Befestigungsmittel beide freien Enden des Clips (11) an dem Kern (5) befestigt werden.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Clip-Befestigungsmittel einen Bolzen (13) aufweist, welcher mit dem Kern (5) verbunden ist, indem er durch einen Bereich, in welchem die beiden freien Enden des Clips (11) einander überlappen, hindurchverläuft.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 11, wobei der Kern (5) mit U-förmigem Querschnitt sich entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads (1) erstreckt, die beiden freien Enden des Clips (11) einander an der Öffnung des U-förmigen Querschnittsprofils des Kerns (5) überlappen, ein Füllelement (15) in einen Raum zwischen dem Überlappungsbereich des Clips (11) und dem U-förmigen Querschnittsprofil des Kerns (5) eingebracht ist und den Raum ausfüllt, und der Bolzen (13) durch den Überlappungsbereich des Clips (11) hindurch in das Füllelement (15) eingeschraubt ist.
Biometrisches Lenkrad (1) nach Anspruch 6, wobei ein Körper (17) derart gestaltet ist, dass die Außenseiten des Kerns (5) und des Einsatzes (7) von dem Körper (17) abgedeckt werden und der Verbindungsabschnitt des U-förmigen Querschnittsprofils eines jeweiligen Sensorelements (3) durch den Körper (17) hindurch nach außen freiliegt.