DE102012022533A1

DE102012022533A1 - Automatic steering column adjuster for adjusting steering column of motor car to transmit steering movements on steering linkage, has control unit that releases or locks adjusting unit for adjustment of column based on control command

Info

Publication number: DE102012022533A1
Application number: DE201210022533
Authority: DE
Inventors: Jan Kaiser; Florian Pohl; Uwe Moravec; Rolf Sitzler; Christian Herrmann; Benedikt Dremel; Christian Thomann; Manuel Griesmann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2012-11-17
Filing date: 2012-11-17
Publication date: 2014-05-22

Abstract

The adjuster (3) has a sensor unit (4) for generating a control command to detect a contact of a body part e.g. finger, of a vehicle user. A control unit (5) is connected with the sensor unit and an adjusting unit (6). The control unit releases or locks the adjusting unit for adjustment of a steering column (1) based on the control command of the sensor unit. The adjusting unit is arranged for manual adjustment of the steering column. The sensor unit is integrated into the column and formed with capacitive proximity sensors (40A, 40B) having sensor electrodes (41A, 41B).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine (Lenksäulenverstell-)Vorrichtung für eine Lenksäule eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a (steering column adjustment) device for a steering column of a vehicle, in particular of a motor vehicle.

Eine Lenksäule dient zur Übertragung von Lenkbewegungen eines Lenkrades auf ein Lenkgestänge des Fahrzeugs. Häufig ist eine solche Lenksäule verstellbar, d. h. in ihrer Länge und/oder Neigung variabel. Hierdurch kann ein Fahrzeugnutzer das Lenkrad nach ergonomischen Gesichtspunkten positionieren.A steering column is used to transmit steering movements of a steering wheel to a steering linkage of the vehicle. Often, such a steering column is adjustable, d. H. variable in length and / or inclination. This allows a vehicle user to position the steering wheel ergonomically.

Eine manuell verstellbare Lenksäule umfasst meist im Rahmen der Vorrichtung eine mechanische Arretierung zum Sperren (oder Lösen) der Verstellbarkeit. Häufig ist dabei ein in die Lenksäule integrierter Hebel vorgesehen, mit Hilfe dessen die Arretierung zu Verstellzwecken durch den Fahrzeugnutzer manuell gelöst werden kann.A manually adjustable steering column usually includes, within the scope of the device, a mechanical locking device for locking (or releasing) the adjustability. Frequently, a lever integrated into the steering column is provided, with the aid of which the lock can be released manually for adjustment purposes by the vehicle user.

In hochwertigeren Fahrzeugen ist mitunter eine automatische (insbesondere elektromotorisch betriebene) Lenksäulenverstellung vorgesehen. Diese ist meist über einen Vierwegetaster ansteuerbar, über den der Fahrzeugnutzer die Lenksäule automatisch positionieren kann.In higher quality vehicles, an automatic (in particular electric motor operated) steering column adjustment is sometimes provided. This is usually controlled by a four-way button, over which the vehicle user can automatically position the steering column.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und einfach handhabbare Lenksäulenverstellvorrichtung anzugeben.The invention has for its object to provide a compact and easy to handle steering column adjustment.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach umfasst die (Lenksäulenverstell-)Vorrichtung für eine Lenksäule eines Fahrzeugs – insbesondere eines Kraftfahrzeugs – eine Verstelleinheit, die dazu dient, die Lenksäule in ihrer Neigung und/oder ihrer Länge zu verstellen. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Sensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, zur Erzeugung eines Ansteuerbefehls die Annäherung eines Körperteils eines Fahrzeugnutzers berührungslos zu detektieren. Zudem umfasst die Vorrichtung eine mit der Sensoreinheit und der Verstelleinheit verschaltete Steuereinheit. Dabei ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, auf einen jeweiligen Ansteuerbefehl der Sensoreinheit hin die Verstelleinheit zur Verstellung der Lenksäule freizugeben oder zu sperren.This object is achieved by the features of claim 1. Thereafter, the (steering column adjustment) device for a steering column of a vehicle - in particular a motor vehicle - an adjustment, which serves to adjust the steering column in its inclination and / or its length. The device further comprises a sensor unit which is designed to contactlessly detect the approach of a body part of a vehicle user in order to generate a drive command. In addition, the device comprises a control unit connected to the sensor unit and the adjustment unit. In this case, the control unit is set up to release or block the adjusting unit for adjusting the steering column in response to a respective activation command of the sensor unit.

Erfindungsgemäß kann die Verstelleinheit berührungslos zur Verstellung der Lenksäule freigegeben oder gesperrt werden. Zur berührungslosen Betätigung nähert sich der Fahrzeugnutzer mit einem Körperteil, insbesondere mit seiner Hand oder einem Finger an die Sensoreinheit an. Die Sensoreinheit detektiert das sich annähernde Körperteil und übermittelt in Reaktion ein Detektionssignal an die Steuereinheit, die hierauf die Verstelleinheit freigibt oder sperrt. Der Begriff „berührungslos” ist dabei dahingehend zu verstehen, dass das Detektionsprinzip der Sensoreinheit von einer Berührung des Sensors durch ein Körperteil – anders als bei einem Kontaktsensor, der einen Druck, die elektrische Körperleitfähigkeit oder die Körperwärme detektiert – unabhängig ist. Dessen ungeachtet kann aber auch die berührungslos detektierende Sensoreinheit im Rahmen der Erfindung derart eingestellt sein, dass sie den Ansteuerbefehl nur dann auslöst, wenn der Fahrzeugnutzer die Hand oder den Finger unmittelbar an den Sensor annähert oder diesen sogar berührt. Vorzugsweise wird in Abhängigkeit der Art der Bewegung, z. B. Annäherung oder Entfernung des Körperteils bezüglich der Sensoreinheit, die Verstelleinheit unterschiedlich angesteuert. Beispielsweise wird die Verstelleinheit durch die Steuereinheit bei Annäherung des Körperteils an die Sensoreinheit freigegeben, und bei Entfernung des Körperteils von der Sensoreinheit wieder gesperrt.According to the invention, the adjusting unit can be released or locked without contact for adjusting the steering column. For non-contact operation, the vehicle user approaches with a body part, in particular with his hand or a finger to the sensor unit. The sensor unit detects the approaching body part and in response transmits a detection signal to the control unit, which then releases or blocks the adjustment unit. The term "non-contact" is to be understood to mean that the detection principle of the sensor unit is independent of a touch of the sensor by a body part - unlike a contact sensor that detects a pressure, the electrical body conductivity or the body heat. Nevertheless, the contactlessly detecting sensor unit can also be set within the scope of the invention such that it only triggers the activation command when the vehicle user approaches the hand or the finger directly to the sensor or even touches it. Preferably, depending on the type of movement, for. B. approach or removal of the body part with respect to the sensor unit, the adjustment unit controlled differently. For example, the adjusting unit is released by the control unit when approaching the body part to the sensor unit, and locked again upon removal of the body part of the sensor unit.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit eine von der Sensoreinheit erfasste Annäherungsbewegung eines Körperteils auf eine bestimmte vorgegebene Charakteristik, beispielsweise eine bestimmte Dauer oder bestimmte Annäherungsgeschwindigkeit untersucht. In diesem Fall wird die Verstelleinrichtung durch die Steuereinheit nur bei erfassten Annäherungsereignissen freigegeben oder gesperrt, die dieser Charakteristik genügen. Auf diese Weise kann eine zufällige Annäherung an die Sensoreinheit von einer gezielten Anforderung eines Fahrzeugnutzers unterschieden werden, so dass eine fehlerhafte Freigabe der Verstelleinrichtung unterbunden wird.In a further development of the invention, it is provided that the control unit examines an approach movement of a body part detected by the sensor unit to a specific predetermined characteristic, for example a specific duration or specific approach speed. In this case, the adjusting device is enabled or disabled by the control unit only at detected approach events that meet this characteristic. In this way, a random approach to the sensor unit can be distinguished from a specific request of a vehicle user, so that a faulty release of the adjusting device is prevented.

Die berührungslose Betätigung der Vorrichtung ermöglicht schon dadurch eine wesentliche Bedienungsvereinfachung, dass der Fahrzeugnutzer die Sensoreinheit zur Ansteuerung nicht unmittelbar berühren muss, sondern sich der Sensoreinheit nur annähern muss.The non-contact actuation of the device already allows thereby a significant simplification of the operation that the vehicle user does not have to touch the sensor unit for driving directly, but only has to approach the sensor unit.

Zudem wird für die berührungslose Freigabe oder Sperrung der Lenkradverstellung kein mechanisch bewegliches Bauteil verwendet, wodurch die Vorrichtung äußerst verschleißarm und kompakt realisiert werden kann.In addition, no mechanically movable component is used for the non-contact release or blocking of the steering wheel adjustment, whereby the device can be extremely low wear and compact realized.

Im Rahmen der Erfindung kann die Verstelleinheit automatisch betrieben sein, wobei die Steuereinheit dann insbesondere zur automatischen Verstellung vorgesehene Stellmotoren ansteuert. Dabei ist vorzugsweise nicht nur die Freigabe und Sperrung der Verstelleinheit berührungslos betätigbar, sondern auch die Verstellung (d. h. die Auslösung der motorisch getriebenen Verstellbewegung) selbst.In the context of the invention, the adjusting unit can be operated automatically, wherein the control unit then controls, in particular, servomotors provided for automatic adjustment. In this case, preferably not only the release and blocking of the adjustment unit can be actuated without contact, but also the adjustment (ie the triggering of the motor-driven adjustment movement) itself.

In einer aufgrund ihrer Einfachheit vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Verstelleinheit jedoch manuell zu betätigen. In diesem Fall ist zur Bewegung der Verstelleinheit (Verstellmechanik) kein automatischer Antrieb vorgesehen. Vielmehr wird die Verstellbewegung der Lenksäule durch manuelle Kraftausübung durch den Fahrzeugnutzer veranlasst. Die berührungslos über die Sensoreinheit betätigbare Steuereinheit dient hier ausschließlich zur Freigabe oder Sperrung der Verstelleinheit. Da hierbei kein Kraftaufwand zum Entriegeln oder Verriegeln notwendig ist, ist die Vorrichtung gegenüber einer Lenksäulenverstellung mit manuell lösbarer Sperre vergleichsweise komfortabel zu bedienen. Zudem ist die Vorrichtung vergleichsweise kompakt und gewichtsarm zu realisieren.In an embodiment which is advantageous due to its simplicity, however, the adjusting unit is to be operated manually. In this case is to Movement of the adjusting unit (adjusting mechanism) no automatic drive provided. Rather, the adjustment of the steering column is caused by manual exercise of force by the vehicle user. The contactless operated via the sensor unit control unit is used here exclusively for the release or blocking of the adjustment. Since this requires no effort to unlock or lock, the device is compared to a steering column adjustment with manually releasable lock comparatively comfortable to use. In addition, the device is comparatively compact and low-weight to implement.

Im Rahmen der Erfindung sind grundsätzlich allerdings auch halbautomatische Ausgestaltungsformen der Verstelleinheit denkbar. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine auf die Verstelleinheit aufgebrachte manuelle Stellkraft motorisch verstärkt wird, oder dass die Verstelleinheit lediglich unidirektional automatisch (beispielsweise durch einen Federantrieb) verstellt wird, während zur Rückstellung der Verstelleinheit manuelle Kraftausübung erforderlich ist.In the context of the invention, however, also semi-automatic embodiments of the adjustment are conceivable in principle. For example, it can be provided that a force applied to the adjustment manual force is motorized, or that the adjustment is only unidirectional automatically (for example, by a spring drive) is adjusted, while manual force is required to return the adjustment.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von der Fahrsituation des Fahrzeugs (also in Abhängigkeit dessen, ob und gegebenenfalls wie schnell das Fahrzeug fährt), die Freigabe der Verstelleinheit auf einen entsprechenden Ansteuerbefehl der Sensoreinheit hin vorzunehmen oder zu verweigern (abzulehnen). Mit anderen Worten wird in diesem Fall ein von der Sensoreinheit abgegebener Ansteuerbefehl zur Freigabe der Lenksäulenverstellung von der Steuereinheit nur bei Vorliegen einer definierten Fahrsituation des Fahrzeugs akzeptiert, während die Steuereinheit in anderen Fahrsituationen den Ansteuerbefehl der Sensoreinheit ignoriert und die Lenksäulenverstellung blockiert hält. Die Steuereinheit greift zur Erfassung der Fahrsituation insbesondere auf eine hierfür charakteristische Messgröße (z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Drehzahl des Antriebsmotors oder die Zündschlüsselstellung) zu und vergleicht diese Messgröße mit einem hinterlegten Entscheidungskriterium. Insbesondere erlaubt die Steuereinheit die Freigabe der Verstelleinheit nur bei Fahrzeugstillstand (d. h. nur bei einer dem Wert Null entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder bei einer der Leerlaufdrehzahl entsprechenden Drehzahl des Antriebsmotors oder sogar nur bei abgeschaltetem Antriebsmotor), während die Steuereinheit Ansteuerbefehle der Sensoreinheit bei fahrendem Fahrzeug oder laufendem Motor stets ignoriert.In a particularly preferred embodiment of the invention, the control unit is adapted to make the release of the adjustment to a corresponding control command of the sensor unit in response to the driving situation of the vehicle (ie, depending on whether and how fast the vehicle drives) or to refuse (to refuse). In other words, in this case, a control command issued by the sensor unit for releasing the steering column adjustment is accepted by the control unit only in the presence of a defined driving situation of the vehicle, while the control unit ignores the control command of the sensor unit in other driving situations and blocks the steering column adjustment. For detecting the driving situation, the control unit in particular accesses a measured variable characteristic therefor (eg the vehicle speed, the rotational speed of the drive motor or the ignition key position) and compares this measured variable with a stored decision criterion. In particular, the control unit allows the release of the adjustment only when the vehicle is stationary (ie only at a zero speed corresponding vehicle speed and / or at an idling speed corresponding speed of the drive motor or even only when the drive motor), while the control unit drive commands the sensor unit when the vehicle or always ignored when the engine is running.

Durch die von der Fahrsituation abhängige Freigabe der Lenksäulenverstellung wird eine versehentlich oder gar missbräuchlich ausgelöste Freigabe der Lenksäulenverstellung in einer diesbezüglich kritischen Fahrsituation ausgeschlossen. Somit wird die Fahrsicherheit des Fahrzeugs vorteilhaft – insbesondere auch gegenüber herkömmlichen mechanisch verriegelten Lenksäulenverstellungen – erhöht. Das Entscheidungskriterium für die Freigabe der Lenksäulenverstellung, d. h. die für die Lenksäulenverstellung geeigneten und ungeeigneten Fahrsituationen, können vorzugsweise – beispielsweise durch entsprechende Parametrierung einer Steuersoftware seitens des Fahrzeugherstellers – variierbar eingestellt werden.Due to the dependent on the driving situation release of the steering column adjustment accidental or even abusive triggered release of the steering column adjustment is excluded in a critical driving situation in this regard. Thus, the driving safety of the vehicle is advantageous - especially compared to conventional mechanically locked steering column adjustments - increased. The decision criterion for the release of the steering column adjustment, d. H. the appropriate for the steering column adjustment and inappropriate driving situations, preferably - for example, by appropriate parameterization of a control software by the vehicle manufacturer - be set variably.

Um die Fahrsicherheit weiter zu erhöhen und eine unbeabsichtigte Verstellung der Lenksäule möglichst zu verhindern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Steuereinheit mit der Freigabe der Verstelleinheit eine Zeitzählung (einen Timer) aktiviert und die Verstelleinheit nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne automatisch wieder sperrt.In order to further increase driving safety and to prevent accidental adjustment of the steering column as possible, it is preferably provided that the control unit with the release of the adjustment activates a time count (a timer) and automatically locks the adjustment after a predetermined period of time again.

Die Sensoreinheit kann im Rahmen der Erfindung grundsätzlich als optischer Näherungssensor oder Ultraschall-Näherungssensor ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit jedoch durch einen kapazitiven Näherungssensor mit mindestens einer Sensorelektrode gebildet. Mittels der mindestens einen Sensorelektrode wird ein elektrisches Feld in den umgebenden Raum abgestrahlt. Der kapazitive Sensor nutzt hierbei den Effekt, dass das elektrische Feld durch das Körpergewebe eines sich annähernden Fahrzeugnutzers beeinflusst wird, was zu einer Änderung der an der Sensorelektrode messbaren (elektrischen) Kapazität führt.Within the scope of the invention, the sensor unit can basically be designed as an optical proximity sensor or an ultrasonic proximity sensor. However, the sensor unit is preferably formed by a capacitive proximity sensor with at least one sensor electrode. By means of the at least one sensor electrode, an electric field is radiated into the surrounding space. The capacitive sensor uses the effect that the electric field is influenced by the body tissue of an approaching vehicle user, which leads to a change in the measurable (electrical) capacity at the sensor electrode.

Um die Richtung und/oder die Geschwindigkeit einer Annäherung des Körperteils eines Fahrzeugnutzers bestimmen zu können, und somit einen tatsächlichen Verstellwunsch besser von zufälligen Annährungsereignissen unterscheiden zu können, umfasst die Sensoreinheit in bevorzugter Ausführung mindestens zwei zueinander beabstandet angeordnete Sensorelektroden, wobei jede Sensorelektrode ein einer Körperannäherung entsprechendes Elektrodensignal erzeugt. Dabei ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das Zusammenspiel (insbesondere die zeitliche Koinzidenz, Reihenfolge und/oder die Anstiegsraten) der einzelnen Elektrodensignale mit hinterlegten Kriterien zu vergleichen, aus der Erfüllung dieser Kriterien auf einen Verstellwunsch des Fahrzeugnutzers zu schließen und in diesem Fall entsprechend die Lenksäulenverstellung freizugeben oder zu sperren. Insbesondere ist in einer zweckmäßigen Ausführungsvariante der Erfindung die bestimmungsgemäße Freigabe bzw. Sperrung der Lenksäulenverstellung vorgesehen, wenn der Fahrzeugnutzer zur Erzeugung eines Ansteuerbefehls mit der Hand in einer „Wischbewegung” nacheinander über die beiden Sensorelektroden streicht. Die Steuereinheit veranlasst die Freigabe bzw. Sperrung der Verstelleinheit in diesem Fall, wenn die Elektrodensignale der Sensorelektroden in bestimmter zeitlicher Reihenfolge bestimmte Ereignisse (z. B. pulsförmige Signaländerungen bestimmter Stärke und/oder Dauer) aufweisen.In order to be able to determine the direction and / or the speed of an approximation of the body part of a vehicle user, and thus to better distinguish an actual adjustment from random approach events, the sensor unit in a preferred embodiment comprises at least two sensor electrodes arranged at a distance from one another, each sensor electrode being one body approach corresponding electrode signal generated. In this case, the control unit is adapted to compare the interaction (in particular the temporal coincidence, order and / or increase rates) of the individual electrode signals with stored criteria, to conclude from the fulfillment of these criteria on a desire to adjust the vehicle user and in this case according to the steering column adjustment to release or block. In particular, in an advantageous embodiment of the invention, the intended release or blocking of the steering column adjustment provided when the vehicle user to generate a control command by hand in a "swipe" sweeps successively over the two sensor electrodes. The control unit causes the release or blocking of the adjustment in this case, if the Electrode signals of the sensor electrodes in certain chronological order certain events (eg., Pulse-shaped signal changes of certain strength and / or duration) have.

In einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung veranlasst dabei die Steuereinheit dabei bei Erkennung einer Wischbewegung in einer ersten Richtung einen ersten Ansteuerbefehl zur Freigabe der Verstelleinheit, während sie bei Erkennung einer Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung die Sperrung der Verstelleinheit bewirkt.In one embodiment variant of the invention, the control unit thereby causes a first activation command for releasing the adjustment unit upon detection of a wiping movement in a first direction, while blocking the adjustment unit when a wiping movement is detected in the opposite direction.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Sensoreinheit in eine Lenksäulenverkleidung – insbesondere in den Lenkstock – des Fahrzeugs integriert. Insbesondere bei Verwendung einer kapazitiv arbeitenden Sensoreinheit, welche durch die Verkleidung verdeckt sein kann, ergibt sich hierdurch vorteilhaft eine hohe Designfreiheit sowie eine hohe Unempfindlichkeit der Sensoreinheit gegen Verschmutzung und Beschädigung.In an expedient embodiment, the sensor unit is integrated in a steering column cover - in particular in the steering column - of the vehicle. In particular, when using a capacitive sensor unit, which may be covered by the panel, this results in advantageous high design freedom and high insensitivity of the sensor unit against contamination and damage.

Die Ansteuerung der Verstelleinheit durch die Steuereinheit erfolgt vorzugsweise elektromotorisch oder pneumatisch.The control of the adjustment by the control unit is preferably carried out by electric motor or pneumatically.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 in einer grob schematischen Prinzipskizze eine Lenksäule, der eine Lenksäulenverstellvorrichtung zugeordnet ist, welche eine Sensoreinheit mit zwei kapazitiven Näherungssensoren umfasst, 1 in a rough schematic diagram of a steering column, which is associated with a steering column adjustment device, which comprises a sensor unit with two capacitive proximity sensors,

2 und 3 jeweils einen zeitlichen Verlauf von charakteristischen von den Näherungssensoren gemäß 1 erzeugten Detektionssignalen. 2 and 3 each a temporal course of characteristic of the proximity sensors according to 1 generated detection signals.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.

1 zeigt beispielhaft und grob schematisch eine Lenksäule 1 zur Übertragung von Lenkbewegungen eines Lenkrads 2 an ein hier nicht dargestelltes Lenkgestänge eines Fahrzeugs. Der Lenksäule 1 ist eine (Lenksäulenverstell-)Vorrichtung 3 zugeordnet, welche eine Sensoreinheit 4, eine Steuereinheit 5 sowie eine Verstelleinheit 6 umfasst. 1 shows by way of example and roughly schematically a steering column 1 for transmitting steering movements of a steering wheel 2 to a steering linkage, not shown here, of a vehicle. The steering column 1 is a (steering column adjustment) device 3 associated with which a sensor unit 4 , a control unit 5 as well as an adjustment unit 6 includes.

Die Verstelleinheit 6 dient dazu, die Lenksäule 1 (in eingebautem Zustand) manuell sowohl in ihrem Neigungswinkel (nachfolgend kurz Neigung α) gegenüber einer Horizontalen als auch in ihrer Länge L in Axialrichtung der Lenksäule 1 zu verstellen.The adjustment unit 6 serves to the steering column 1 (in the installed state) manually both in their inclination angle (hereinafter short inclination α) relative to a horizontal and in their length L in the axial direction of the steering column 1 to adjust.

Die Lenksäule 1 umfasst als Teil der Verstelleinheit 6 ein Mantelrohr 10, welches in einen unteren Mantelrohrabschnitt 11 und einen oberen Mantelrohrabschnitt 12 unterteilt ist, wobei der obere Mantelrohrabschnitt 12 zur Variation der Länge L teleskopartig in den unteren Mantelrohrabschnitt 11 einschiebbar ist. In dem Mantelrohr 10 ist eine – ebenfalls teleskopierbare – Lenkspindel 13 drehbar geführt, welche zur Übertragung der Lenkbewegung starr einerseits mit dem Lenkrad 2 sowie andererseits mit dem Lenkgestänge gekoppelt ist.The steering column 1 includes as part of the adjustment 6 a jacket tube 10 which is in a lower jacket tube section 11 and an upper jacket tube section 12 is divided, wherein the upper jacket tube section 12 to vary the length L telescopically in the lower jacket tube section 11 is insertable. In the jacket tube 10 is a - also telescopic - steering spindle 13 rotatably guided, which for transmitting the steering movement rigid on the one hand with the steering wheel 2 and on the other hand coupled to the steering linkage.

Zur Neigungsverstellung ist der untere Mantelrohrabschnitt 11 mit Hilfe eines Gelenks 14 an einer gegenüber einer Fahrzeugkarosserie ortsfesten Halterung 15 angelenkt. An der Halterung 15 ist eine Längsführung 16 angebracht, in welcher ein Schiebeelement 17 im Wesentlichen in einer Längsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar geführt ist. Das Schiebeelement 17 ist wiederum starr mit einem Führungszylinder 18 verbunden, in welchem ein an dem oberen Mantelrohrabschnitt 12 angelenkter Kolben 20 zur Variation der Neigung α verschiebbar aufgenommen ist.For tilt adjustment is the lower jacket tube section 11 with the help of a joint 14 on a stationary relative to a vehicle body mount 15 hinged. On the bracket 15 is a longitudinal guide 16 mounted, in which a sliding element 17 is guided displaceably substantially in a longitudinal direction of the vehicle. The sliding element 17 is in turn rigid with a guide cylinder 18 connected, in which one on the upper jacket pipe section 12 articulated piston 20 slidably received to vary the inclination α.

Um die Längenverstellbarkeit der Lenksäule 1 reversibel zu sperren oder zu lösen, umfasst die Vorrichtung 3 eine erste Arretierung, die zwischen dem unteren Mantelrohrabschnitt 11 und dem oberen Mantelrohrabschnitt 12 wirkt. Diese Arretierung ist hier beispielsweise durch eine den oberen Mantelrohrabschnitt 12 umschließende Schenkelfeder 25 gebildet, die mit dem unteren Mantelrohrabschnitt 11 starr verbunden ist. Mit Hilfe eines elektrischen Stellmotors 26 ist der Innendurchmesser der Schenkelfeder 25 durch Krafteinwirkung auf einen ihrer Schenkel veränderlich. So ist die Schenkelfeder 25 durch den Stellmotor 26 reversibel in einen Verriegelungszustand und einen Entriegelungszustand bringbar, wobei die Schenkelfeder 25 in dem Verriegelungszustand den oberen Mantelrohrabschnitt 12 an dem unteren Mantelrohrabschnitt 11 durch kraftschlüssige Umklammerung des letzteren in Axialrichtung fixiert, während die Schenkelfeder 25 in dem Entriegelungszustand eine Verschiebung des oberen Mantelrohrabschnitts 12 gegenüber dem unteren Mantelrohrabschnitt 11 zulässt.To adjust the length of the steering column 1 reversibly lock or release, includes the device 3 a first lock, between the lower jacket tube section 11 and the upper jacket tube section 12 acts. This lock is here, for example, by an upper jacket tube section 12 enclosing leg spring 25 formed with the lower jacket tube section 11 is rigidly connected. With the help of an electric servomotor 26 is the inner diameter of the leg spring 25 by force on one of her thighs changeable. So is the leg spring 25 through the servomotor 26 Reversible in a locking state and a release state can be brought, wherein the leg spring 25 in the locked state, the upper jacket pipe section 12 on the lower jacket tube section 11 fixed by frictional grip of the latter in the axial direction, while the leg spring 25 in the unlocked state, a displacement of the upper jacket pipe section 12 opposite the lower jacket tube section 11 allows.

Um die Neigungsverstellung der Lenksäule 1 reversibel zu sperren oder zu lösen, umfasst die Vorrichtung 3 eine zweite Arretierung, die zwischen dem Führungszylinder 18 und dem Kolben 20 wirkt. Diese zweite Arretierung umfasst beispielsweise eine durch einen zweiten elektrischen Stellmotor 30 in ihrem Innendurchmesser veränderliche zweite Schenkelfeder 31, durch die die Verschiebbarkeit des Kolbens 20 gegenüber dem Führungszylinder 18 reversibel blockiert oder zugelassen werden kann.To the tilt adjustment of the steering column 1 reversibly lock or release, includes the device 3 a second lock between the guide cylinder 18 and the piston 20 acts. This second lock comprises, for example, one by a second electric servomotor 30 variable in its inner diameter second leg spring 31 , by which the displaceability of the piston 20 opposite the guide cylinder 18 reversibly blocked or allowed.

Anstelle der beschriebenen Schenkelfedern 25 und 31 können auch andere kraftschlüssige oder formschlüssige Arretierungsmechaniken vorgesehen sein, beispielsweise Klemmstifte oder Rasten. Alternativ zu der elektrischen Ansteuerung der Arretierungen durch die Stellmotoren 26 und 30 kann auch eine pneumatische Betätigung der Arretierungen vorgesehen sein. Instead of the described torsion springs 25 and 31 It is also possible to provide other non-positive or positive locking mechanisms, for example clamping pins or detents. Alternatively to the electrical control of the locks by the servomotors 26 and 30 can also be provided a pneumatic actuation of the detents.

Die Steuereinheit 5 ist im Wesentlichen durch einen Mikrocontroller mit einer darin implementierten Steuersoftware gebildet.The control unit 5 is essentially formed by a microcontroller with a control software implemented therein.

Die Sensoreinheit 4 umfasst zwei kapazitive Näherungssensoren 40A und 40B.The sensor unit 4 includes two capacitive proximity sensors 40A and 40B ,

Jeder der Näherungssensoren 40A, 40B umfasst jeweils eine Sensorelektrode 41A bzw. 41B. Jede Sensorelektrode 41A, 41B ist durch eine flache, längliche Metallfolie gebildet, welche sich in beispielhafter Ausführungsform in etwa in Umfangsrichtung einer hier nicht dargestellten Lenksäulenverkleidung erstreckt.Each of the proximity sensors 40A . 40B each includes a sensor electrode 41A respectively. 41B , Each sensor electrode 41A . 41B is formed by a flat, elongated metal foil, which extends in an exemplary embodiment approximately in the circumferential direction of a steering column cover, not shown here.

Beide Sensorelektroden 41A, 41B sind in ihrer jeweiligen Längserstreckung etwa parallel zueinander beabstandet ausgerichtet.Both sensor electrodes 41A . 41B are aligned in their respective longitudinal extent approximately parallel to each other.

Die beiden Sensorelektroden 41A, 41B sind jeweils signaltechnisch mit der Steuereinheit 5 verbunden.The two sensor electrodes 41A . 41B are each signal technology with the control unit 5 connected.

Im Betrieb wird an die Sensorelektroden 41A, 41B eine elektrische Spannung angelegt, unter deren Wirkung jeder der Näherungssensoren 40A, 40B in einem den Sensorelektroden 41A, 41B vorgelagerten Erfassungsraum 42A bzw. 42B ein elektrisches Feld erzeugt. Das von den Sensorelektroden 41A, 41B jeweils erzeugte elektrische Feld ist durch Feldlinien 43 angedeutet.In operation, the sensor electrodes 41A . 41B applied an electrical voltage, under the effect of each of the proximity sensors 40A . 40B in one of the sensor electrodes 41A . 41B upstream detection area 42A respectively. 42B generates an electric field. That of the sensor electrodes 41A . 41B each generated electric field is by field lines 43 indicated.

Die Sensoreinheit 4 ist dabei derart in die Verkleidung der Lenksäule 1 integriert, dass die beiden Erfassungsräume 42A, 42B der Lenksäule 1 bzw. deren Verkleidung zu Detektionszwecken vorgelagert sind.The sensor unit 4 is doing so in the lining of the steering column 1 integrated that the two detection rooms 42A . 42B the steering column 1 or whose cladding are upstream for detection purposes.

Ein in dem jeweiligen Erfassungsraum 42A, 42B befindliches Körperteil, insbesondere ein Finger oder eine Hand eines Fahrzeugnutzers, wirkt aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des menschlichen Körpergewebes und der Erdung des Körpergewebes mit einem Fahrzeugboden als Gegenelektrode zu der Sensorelektrode 41A bzw. 41B. Jede der Sensorelektroden 41A, 41B bildet mit dem Körperteil somit einen (elektrischen) Kondensator, dessen Kapazität sich mit dem Abstand des Körperteils zu der jeweiligen Sensorelektrode 41A, 41B in charakteristischer Weise ändert.One in the respective detection area 42A . 42B located body part, in particular a finger or a hand of a vehicle user, acts due to the electrical conductivity of the human body tissue and the grounding of body tissue with a vehicle floor as a counter electrode to the sensor electrode 41A respectively. 41B , Each of the sensor electrodes 41A . 41B thus forms with the body part an (electric) capacitor whose capacitance varies with the distance of the body part to the respective sensor electrode 41A . 41B changes in a characteristic way.

Um zu erkennen, dass ein Fahrzeugnutzer die Vorrichtung 3 betätigen möchte, erfasst die Steuereinheit 5 (Detektions-)Signale SA und SB der Näherungssensoren 40A, 40B, die eine Information über die Anwesenheit eines Körperteils im Erfassungsraum 42A bzw. 42B beinhalten. In bevorzugter Ausgestaltung erfasst die Steuereinheit 5 die an den Sensorelektroden 41A, 41B jeweils anliegende elektrische Spannung sowie den über die Sensorelektroden 41A, 41B jeweils fließenden Strom. Aus diesen Strom- und Spannungswerten errechnet die Steuereinheit 5 ein zwischen der jeweiligen Sensorelektrode 41A bzw. 41B und Masse gebildetes Kapazitätsmaß, bei dem es sich entweder um die Kapazität selbst oder eine hiermit korrelierende Messgröße handelt. Die berechneten Kapazitätsmaße werden von der Steuereinheit 5 durch Vergleich mit einem hinterlegten Schwellwert in binäre Stufensignale umgewandelt, die beispielsweise den Wert „1” annehmen, wenn sich im Erfassungsraum 42A, 42B des jeweiligen Näherungssensors 40A bzw. 40B ein Körperteil eines Fahrzeugnutzers befindet, und die in Abwesenheit eines solchen Körperteils den Wert „0” annehmen.To recognize that a vehicle user is the device 3 wants to operate, the control unit detects 5 (Detection) signals SA and SB of the proximity sensors 40A . 40B containing information about the presence of a body part in the detection space 42A respectively. 42B include. In a preferred embodiment, the control unit detects 5 at the sensor electrodes 41A . 41B respectively applied electrical voltage as well as via the sensor electrodes 41A . 41B each flowing stream. The control unit calculates from these current and voltage values 5 a between the respective sensor electrode 41A respectively. 41B and mass formed capacity measure, which is either the capacity itself or a correlated with this measure. The calculated capacity measures are taken from the control unit 5 converted by comparison with a stored threshold in binary step signals, for example, the value "1" assume when in the detection space 42A . 42B of the respective proximity sensor 40A respectively. 40B is a body part of a vehicle user, and in the absence of such a body part take the value "0".

Durch vorübergehende Bewegung einer Hand des Fahrzeugnutzers in den Erfassungsraum 42A bzw. 42B eines der Näherungssensoren 40A, 40B wird somit ein Signalpuls in dem jeweiligen Signal SA bzw. SB erzeugt, dessen Pulslänge mit der Zeitdauer korreliert, in welcher die Hand sich in dem jeweiligen Erfassungsraum 42A bzw. 42B befindet.By temporarily moving a hand of the vehicle user into the detection space 42A respectively. 42B one of the proximity sensors 40A . 40B Thus, a signal pulse is generated in the respective signal SA or SB, whose pulse length correlates with the time in which the hand is in the respective detection space 42A respectively. 42B located.

In 2 ist ein typischer Verlauf der Signale SA und SB der beiden Sensorelektroden 41A bzw. 41B gegen die Zeit t dargestellt, wie er sich ergibt, wenn ein Fahrzeugnutzer mit einer Hand in Pfeilrichtung 50 – in etwa in Axialrichtung der Lenksäule 1 zum Lenkrad 2 hin – über die Sensoreinheit 4 streicht.In 2 is a typical course of the signals SA and SB of the two sensor electrodes 41A respectively. 41B shown against the time t, as it arises when a vehicle user with one hand in the direction of the arrow 50 - Approximately in the axial direction of the steering column 1 to the steering wheel 2 out - over the sensor unit 4 sweeps.

3 zeigt analog den Verlauf der Signale SA und SB, wenn der Fahrzeugnutzer in entgegengesetzter Pfeilrichtung 51 mit der Hand über die Sensoreinheit 4 streicht. 3 shows analogously the course of the signals SA and SB when the vehicle user in the opposite direction of the arrow 51 with the hand over the sensor unit 4 sweeps.

Die Steuereinheit 5 ist in beispielhafter Ausbildung softwaretechnisch dazu eingerichtet, den in 2 dargestellten Verlauf der Signale SA und SB als Anforderung zur Freigabe der Lenksäulenverstellung sowie den in 3 dargestellten Verlauf der Signale SA und SB als Anforderung zur Sperrung der Lenksäulenverstellung zu erkennen und die Arretierungen der Verstelleinheit 6 entsprechend anzusteuern.The control unit 5 is configured in an exemplary embodiment software to the in 2 illustrated course of the signals SA and SB as a request to release the steering column adjustment and the in 3 illustrated course of the signals SA and SB to recognize as a requirement for blocking the steering column adjustment and the locking of the adjustment 6 to control accordingly.

Hierzu prüft die Steuereinheit 5, wenn sie einen Signalpuls in dem Signal SA erfasst, ob innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters ein Signalpuls in dem Signal SB folgt. Gegebenenfalls gibt die Steuereinheit 5 an beide Arretierungen einen Freigabebefehl X1 aus, aufgrund dessen die die Stellmotoren 26, 30 die jeweils zugeordneten Schenkelfedern 26, 31 lösen und somit die manuelle Längen- und Neigungsverstellung der Lenksäule 1 ermöglichen.The control unit checks for this 5 when it detects a signal pulse in the signal SA, whether within a predetermined time window, a signal pulse in the signal SB follows. Optionally, the control unit gives 5 at both locks a release command X1, due to which the servomotors 26 . 30 the respective associated torsion springs 26 . 31 solve and thus the manual length and tilt adjustment of the steering column 1 enable.

Erfasst die Steuereinheit 5 umgekehrt zuerst einen Signalpuls in dem Signal SB und hierauf innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters folgend einen Signalpuls in dem Signal SA, so veranlasst sie die Stellmotoren 26, 30 durch Ausgabe eines Sperrbefehls X2 dazu, die Schenkelfedern 25, 31 anzuziehen und somit die manuelle Längen- und Neigungsverstellbarkeit der Lenksäule 1 zu sperren.Captures the control unit 5 conversely, first a signal pulse in the signal SB and then within a given time window following a signal pulse in the signal SA, it causes the servomotors 26 . 30 by issuing a lock command X2, the torsion springs 25 . 31 and thus the manual length and tilt adjustment of the steering column 1 to lock.

Signalverläufe der Signale SA und SB, die innerhalb vorgegebener Toleranzen weder dem Signalverlauf gemäß 2 noch dem Signalverlauf gemäß 3 entsprechen, werden von der Steuereinheit 5 ohne weitere Reaktion, insbesondere ohne Ansteuerung der Stellmotoren 26, 30 verworfen.Waveforms of the signals SA and SB, which are within predetermined tolerances neither the waveform according to 2 still according to the signal curve 3 correspond, are from the control unit 5 without further reaction, in particular without control of the servomotors 26 . 30 discarded.

Unabhängig von dem Signalverlauf der Signale SA und SB veranlasst die Steuereinheit 5 automatisch durch entsprechende Ansteuerung der Stellmotoren 26, 30 die Sperrung der Längen- und Neigungsverstellbarkeit der Lenksäule 1, wenn nach der Freigabe der Verstelleinheit 6 eine vorgegebene Zeitspanne von beispielsweise 45 Sekunden vergangen ist, ohne dass eine Anforderung zur Sperrung der Lenksäulenverstellung (mithin ein Signalverlauf gemäß 3) detektiert wurde.Regardless of the waveform of the signals SA and SB causes the control unit 5 automatically by appropriate control of the servomotors 26 . 30 the blocking of the length and inclination adjustability of the steering column 1 when after the release of the adjustment unit 6 a predetermined period of, for example, 45 seconds has elapsed without a request for blocking the steering column adjustment (hence a signal curve in accordance with 3 ) was detected.

In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Steuereinheit 5 zusätzlich dazu ausgebildet, ein von einem Zündschloss 60 (1) ausgehendes Schlüsselstellungssignal S auszuwerten. Dabei gibt die Steuereinheit 5 den Freigabebefehl X1 – bei Erkennung des Signalverlaufs gemäß 2 – nur dann an die Stellmotoren 25, 30 aus, wenn sich ein Zündschlüssel 61 in einer (Halte-)Stellung 62 befindet. Als Halte-Stellung 62 wird diejenige Zündschlüsselstellung bezeichnet, in der einerseits Peripheriestromkreise (z. B. für Fensterheber, Autoradio, etc.) im Fahrzeug geschlossen sind, in der andererseits aber der Zündkreis unterbrochen ist, so dass ein Fahrbetrieb des Fahrzeugs ausgeschlossen ist.In the embodiment illustrated here, the control unit is 5 additionally designed to be one of an ignition lock 60 ( 1 ) evaluate outgoing key position signal S. At the same time the control unit gives 5 the release command X1 - upon detection of the waveform according to 2 - only then to the servomotors 25 . 30 off, when an ignition key 61 in a (holding) position 62 located. As a holding position 62 the ignition key position is designated, in which on the one hand peripheral circuits (eg for window regulators, car radio, etc.) are closed in the vehicle, but on the other hand the ignition circuit is interrupted, so that driving operation of the vehicle is precluded.

Befindet sich der Zündschlüssel dagegen in einer (Fahr-)Stellung 63, in welcher der Zündkreis geschlossen ist und somit ein Fahrbetrieb des Fahrzeugs möglich ist, wird durch die Steuereinheit 5 die Ausgabe des Freigabebefehls X1 blockiert. Wird der Zündschlüssel bei freigegebener Lenksäulenverstellung in die (Fahr-)Stellung 63 bewegt, wird die Lenksäulenverstellung durch die Steuereinheit 5 durch Ausgabe des Sperrbefehls X2 unverzüglich automatisch gesperrt.On the other hand, the ignition key is in a (driving) position 63 , in which the ignition circuit is closed and thus a driving operation of the vehicle is possible, by the control unit 5 the output of the release command X1 is blocked. When the steering column is released, the ignition key moves to the (driving) position 63 moved, the steering column adjustment by the control unit 5 by issuing the lock command X2 immediately locked automatically.

Eine Verstellung der Lenksäule 1 ist somit durch den Fahrzeugnutzer nur bei abgeschaltetem Antriebsmotor (Fahrzeugstillstand) möglich.An adjustment of the steering column 1 is thus possible by the vehicle user only when the drive motor is switched off (vehicle standstill).

Die Erfindung ist allerdings nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.However, the invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other embodiments of the invention can be derived from the foregoing description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Lenksäulesteering column
22: Lenkradsteering wheel
33: (Lenksäulenverstell-)Vorrichtung(Lenksäulenverstell-) device
44: Sensoreinheitsensor unit
55: Steuereinheitcontrol unit
66: Verstelleinheitadjustment
1010: Mantelrohrcasing pipe
1111: MantelrohrabschnittCasing section
1212: MantelrohrabschnittCasing section
1313: Lenkspindelsteering shaft
1414: Gelenkjoint
1515: Halterungbracket
1616: Längsführunglongitudinal guide
1717: Schiebeelementsliding element
1818: Führungszylinderguide cylinder
2020: Kolbenpiston
2525: SchenkelfederLeg spring
2626: Stellmotorservomotor
3030: Stellmotorservomotor
3131: SchenkelfederLeg spring
40A, 40B40A, 40B: NäherungssensorProximity sensor
41A, 41B41A, 41B: Sensorelektrodesensor electrode
42A, 42B42A, 42B: Erfassungsraumdetection space
4343: Feldliniefield line
5050: Pfeilrichtungarrow
5151: Pfeilrichtungarrow
6060: ZündschlossIgnition lock
αα: NeigungTilt
LL: Längelength
SA, SBSA, SB: (Detektions-)Signal(Detection) signal
SS: SchlüsselstellungssignalKey position signal
X1X1: Freigabebefehlenable command
X2X2: Sperrbefehldisable command

Claims

Steering column adjustment device ( 3 ) for a steering column ( 1 ) of a vehicle - with an adjustment unit ( 6 ), which serves the steering column ( 1 ) in their inclination (α) and / or their length (L), - with a sensor unit ( 4 ), which is designed to contactlessly detect the approach of a body part of a vehicle user in order to generate a control command, and - with one with the sensor unit ( 4 ) and the adjusting unit ( 6 ) interconnected control unit ( 5 ) the control unit ( 5 ) is adapted to a control command of the sensor unit ( 4 ) the adjusting unit ( 6 ) for adjusting the steering column ( 1 ) to release or block.

Steering column adjustment device ( 3 ) according to claim 1, wherein the adjusting unit ( 6 ) for manual adjustment of the steering column ( 1 ) is set up.

Steering column adjustment device ( 3 ) according to claim 1 or 2, wherein the control unit ( 5 ) is adapted to release the adjustment unit ( 6 ) on the appropriate control command of the sensor unit ( 4 ) or depending on the driving situation of the vehicle to make or refuse.

Steering column adjustment device ( 3 ) according to claim 3, wherein the control unit ( 5 ) is set up, only when the vehicle is stationary to a corresponding control command of the sensor unit ( 4 ) the adjusting unit ( 6 ) for adjusting the steering column ( 1 ).

Steering column adjustment device ( 3 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the control unit ( 5 ) is adapted to the adjustment unit ( 6 ) to automatically lock again after a predetermined period of time after the release.

Steering column adjustment device ( 3 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the sensor unit ( 4 ) by a capacitive proximity sensor ( 40A . 40B ) with at least one sensor electrode ( 41A . 41B ) is formed.

Steering column adjustment device ( 3 ) according to claim 6, wherein the sensor unit ( 4 ) at least two mutually spaced sensor electrodes ( 41A . 41B ), each sensor electrode ( 41A . 41B ) generates in each case an electrode signal (SA, SB) corresponding to a body approach, and wherein the control unit ( 5 ) is adapted to recognize a particular movement of the vehicle user as a control command based on the interaction of the individual electrode signals (SA, SB).

Steering column adjustment device ( 3 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the sensor unit ( 4 ) is integrated in a steering column cover of the vehicle.

Steering column adjustment device ( 3 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the control unit ( 5 ) the adjusting unit ( 6 ) drives electromotive.

Steering column adjustment device ( 3 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the control unit ( 5 ) the adjusting unit ( 6 ) controls pneumatically.