DE102012217137A1 - Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug sowie Assistenzsystem mit einer solchen Lenkeinheit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit einem Lenker, der an einem Lenkerende einen ersten Griffabschnitt für eine linke Fahrerhand und an einem entgegengesetzten Lenkerende einen zweiten Griffabschnitt für eine rechte Fahrerhand aufweist, einem ersten Draht, der sich im Bereich des ersten Griffabschnitts erstreckt, einem zweiten Draht, der sich im Bereich des zweiten Griffabschnitts erstreckt, einer mit dem ersten Draht verbundenen ersten Elektronikbaugruppe, die einen ersten Funktionsgenerator zur Erzeugung elektrischer Signale und eine erste Auswerteeinrichtung zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, sowie einer mit dem zweiten Draht verbundenen zweiten Elektronikbaugruppe, die einen zweiten Funktionsgenerator zur Erzeugung elektrischer Signale und eine zweite Auswerteeinrichtung zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, wobei ein vom ersten Funktionsgenerator erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des ersten Griffabschnitts und ein vom zweiten Funktionsgenerator erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des zweiten Griffabschnitts veränderbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit einem Lenker, der an einem Lenkerende einen ersten Griffabschnitt für eine linke Fahrerhand und an einem entgegengesetzten Lenkerende einen zweiten Griffabschnitt für eine rechte Fahrerhand aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Assistenzsystem für das Kraftfahrzeug, mit einer solchen Lenkeinheit.
- Fahrerassistenzsysteme sind im Automobilbereich bereits weitverbreitet und werden wohl zunehmend auch im Kraftradbereich Einzug halten. Um Assistenzsysteme insbesondere bei Motorrädern vorteilhaft einsetzen zu können, wäre es wünschenswert, Informationen über das aktuelle Fahrverhalten des Fahrers zu erfassen und im Assistenzsystem zu berücksichtigen.
- Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lenkeinheit sowie eines Assistenzsystems für Kraftfahrzeuge, insbesondere Motorräder, bei denen auf einfache, aber zuverlässige Weise Informationen zum aktuellen Fahrverhalten des Fahrers gewonnen werden, wobei diese Informationen dann vorzugsweise die Funktion des Assistenzsystems beeinflussen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit einem Lenker, der an einem Lenkerende einen ersten Griffabschnitt für eine linke Fahrerhand und an einem entgegengesetzten Lenkerende einen zweiten Griffabschnitt für eine rechte Fahrerhand aufweist, einem ersten Draht, der sich im Bereich des ersten Griffabschnitts erstreckt, einem zweiten Draht, der sich im Bereich des zweiten Griffabschnitts erstreckt, einer mit dem ersten Draht verbundenen, ersten Elektronikbaugruppe, die einen ersten Funktionsgenerator zur Erzeugung elektrischer Signale und eine erste Auswerteeinrichtung zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, sowie einer mit dem zweiten Draht verbundenen, zweiten Elektronikbaugruppe, die einen zweiten Funktionsgenerator zur Erzeugung elektrischer Signale und eine zweite Auswerteeinrichtung zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, wobei ein vom ersten Funktionsgenerator erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des ersten Griffabschnitts und ein vom zweiten Funktionsgenerator erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des zweiten Griffabschnitts veränderbar ist. Mittels einer solchen Lenkeinheit lassen sich bei geringem technischen Aufwand zuverlässige Informationen darüber gewinnen, ob der Fahrer die linke und/oder rechte Hand am Lenker hat. Diese Informationen sind insbesondere für Assistenzsysteme von großer Bedeutung. So ist beispielsweise mit einer längeren Reaktionszeit zu rechnen, wenn der Fahrer nicht beide Hände am Lenker hat. Ferner kann beispielsweise eine Notbremseinrichtung deaktiviert oder zumindest in ihrer Bremskraft angepasst werden, wenn der Fahrer keine oder nur eine Hand am Lenker hat.
- In einer Ausführungsform der Lenkeinheit sind die Drähte an den Lenkerenden Heizdrähte zur Beheizung der Griffabschnitte des Lenkers. Auf diese Weise werden die Heizdrähte einer unter Umständen sowieso vorhandenen Griffheizung auch verwendet, um ein Umgreifen der Griffabschnitte durch den Fahrer zu detektieren, wodurch sich der Fertigungsaufwand für die Lenkeinheit verringert.
- Vorzugsweise sind die Drähte jeweils als Spule ausgebildet und umgeben den Lenker im Bereich der Griffabschnitte spiralförmig. Eine solche Drahtform bewirkt eine besonders deutliche Signaländerung zwischen einem Zustand, in dem ein Griffabschnitt nicht vom Fahrer umgriffen ist, und einem Zustand, in dem der Griffabschnitt vom Fahrer umgriffen ist. Die gewonnene Information ist damit weniger anfällig für Störeinflüsse und folglich besonders zuverlässig. Sofern die verwendeten Drähte gleichzeitig Heizdrähte einer Griffheizung sind, ergibt sich durch die spiralförmige Umwicklung der Lenkerenden außerdem eine besonders gleichmäßige und effiziente Erwärmung der Griffabschnitte.
- In einer weiteren Ausführungsform der Lenkeinheit sind die erste Elektronikbaugruppe und die zweite Elektronikbaugruppe identisch ausgeführt, wodurch sich der Fertigungsaufwand für die Lenkeinheit weiter verringert.
- Jede Elektronikbaugruppe weist bevorzugt einen konstanten Widerstand, insbesondere einen Dünnfilmwiderstand, auf. Dieser konstante Widerstand sorgt für eine stabile Signalübertragung zwischen dem Funktionsgenerator und der Auswerteeinrichtung, wobei die Signalübertragung über den Draht im Griffabschnitt hauptsächlich dadurch beeinflusst wird, ob der Fahrer den jeweiligen Griffabschnitt umgreift oder nicht umgreift.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer oben beschriebenen Lenkeinheit, wobei eine elektrische Steuerung vorgesehen ist, die aus elektrischen Signalen der Lenkeinheit ermittelt, ob das linke und/oder rechte Lenkerende umgriffen ist, wobei die Steuerung abhängig von der Anzahl der umgriffenen Lenkerenden eine Assistenzeinheit aktiviert oder deaktiviert. Auf diese Weise lässt sich das Assistenzsystem einfach an das Fahrverhalten des Fahrers anpassen, sodass nur Assistenzeinheiten aktiviert sind, welche in Bezug auf das aktuelle Fahrverhalten sinnvoll und vorteilhaft erscheinen. Hat der Fahrer beispielsweise nicht beide Hände am Lenker, so kann eine Frühwarneinheit aktiviert werden, die eine längere Reaktionszeit berücksichtigt und den Fahrer besonders frühzeitig vor sensorisch erfassten Gefahren warnt oder Maßnahmen zur Gefahrenabwehr einleitet.
- Die elektrische Steuerung des Assistenzsystems umfasst dabei vorzugsweise eine Zeitmesseinrichtung, sodass die Assistenzeinheit abhängig von den erhaltenen Signalen der Lenkeinheit verzögert aktivierbar ist. Wird zum Beispiel eine starke Verzögerung des Kraftfahrzeugs sensorisch erfasst und darüber hinaus von der Lenkeinheit signalisiert, dass der Fahrer keine Hand am Lenker hat, so kann beispielsweise nach einem vorgegebenen Zeitintervall eine als Notrufeinheit ausgebildete Assistenzeinheit aktiviert werden, die einen automatischen Notruf absetzt.
- Ferner kann die Assistenzeinheit des Assistenzsystems auch eine Notbremseinrichtung sein. Diese bremst bei sensorischer Erfassung einer Gefahrensituation das Kraftfahrzeug automatisch ab, um einen möglichen Unfall zu verhindern. Abhängig von den Signalen der Lenkeinheit lässt sich die Notbremseinrichtung beispielsweise so einstellen, dass sie aktiviert ist, wenn der Fahrer beide Hände am Lenker hat, dass sie deaktiviert ist, wenn der Fahrer keine Hand am Lenker hat, und dass sie deaktiviert oder nur eingeschränkt (z. B. mit verminderter Bremskraft) aktiviert ist, wenn der Fahrer lediglich eine Hand am Lenker hat.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die einzige Figur, in der ein erfindungsgemäßes Assistenzsystem mit einer erfindungsgemäßen Lenkeinheit schematisch dargestellt ist.
- Die Figur zeigt eine Lenkeinheit
10 für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenker12 , der an einem Lenkerende einen ersten Griffabschnitt14 für eine linke Fahrerhand16 und an einem entgegengesetzten Lenkerende einen zweiten Griffabschnitt18 für eine rechte Fahrerhand16 aufweist, einem ersten Draht20 , der sich im Bereich des ersten Griffabschnitts14 erstreckt, einem zweiten Draht22 , der sich im Bereich des zweiten Griffabschnitts18 erstreckt, einer mit dem ersten Draht20 verbundenen, ersten Elektronikbaugruppe24 , die einen ersten Funktionsgenerator26 zur Erzeugung elektrischer Signale und eine erste Auswerteeinrichtung28 zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, sowie einer mit dem zweiten Draht22 verbundenen, zweiten Elektronikbaugruppe30 , die einen zweiten Funktionsgenerator32 zur Erzeugung elektrischer Signale und eine zweite Auswerteeinrichtung34 zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, wobei ein vom ersten Funktionsgenerator26 erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des ersten Griffabschnitts14 und ein vom zweiten Funktionsgenerator32 erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des zweiten Griffabschnitts18 veränderbar ist. - Durch Umgreifen des Griffabschnitts
14 ,18 wird die kapazitive Kopplung des jeweiligen Drahts20 ,22 mit der Umgebung verändert. Gemäß der Figur ist der rechte, zweite Griffabschnitt18 nicht von einer Fahrerhand16 umgriffen, sodass die kapazitive Kopplung mit der Umgebung (Streukapazität) minimal ist. Der linke, erste Griffabschnitt14 ist hingegen von einer Fahrerhand16 umgriffen, wobei die Fahrerhand16 als Kondensatorplatte, insbesondere zylindrische Kondensatorplatte, dargestellt ist. Die Fahrerhand16 bildet folglich mit dem ersten Draht20 eine Art Zylinderkondensator aus, welcher das vordefinierte Signal des ersten Funktionsgenerators26 im Vergleich zu einem nicht-umgriffenen, ersten Griffabschnitt14 verändert. - Bei dem elektrischen Signal, das vom ersten Funktionsgenerator
26 erzeugt wird, kann es sich beispielsweise um einen Wechselstrom handeln, der mit einer niedrigen Frequenz erzeugt wird und sich durch „Zuschalten des Zylinderkondensators”, d. h. durch Umgreifen des Griffabschnitts14 , verringert, da dieser als frequenzabhängiger Widerstand fungiert. Alternativ kann es sich bei dem elektrischen Signal auch um ein Wechselspannungs- bzw. Wechselstromsignal handeln, deren Phasen sich beim Zuschalten des Zylinderkondensators relativ zueinander verschieben. Weitere elektrische Signale, die von einem Kondensator beeinflusst werden, können ebenfalls genutzt werden, um eine Umgreifung der Griffabschnitte14 ,18 zu detektieren. - In einer bevorzugten Ausführungsform der Lenkeinheit
10 sind die Drähte20 ,22 jeweils als Spule ausgebildet und umgeben den Lenker12 im Bereich der Griffabschnitte14 ,18 spiralförmig. Werden die vom jeweiligen Funktionsgenerator26 ,32 erzeugten Signale bei umgriffenem Lenkerende und nicht-umgriffenem Lenkerende verglichen, so führen als Spulen ausgeführte Drähte20 ,22 zu einer besonders deutlichen Signalveränderung. Entsprechend kann die jeweilige Auswerteeinrichtung28 ,34 besonders zuverlässig feststellen, ob der Fahrer den jeweiligen Griffabschnitt14 ,18 umgreift. Die beiden spulenförmigen Drähte20 ,22 sind vorzugsweise identisch ausgeführt und stellen aufgrund ihrer Spiralform vorteilhafte Heizdrähte einer Lenkerheizung dar. - Auch die Elektronikbaugruppen
24 ,30 sind vorzugsweise identisch ausgeführt, um den Fertigungsaufwand für die Lenkeinheit10 weiter zu verringern. - Gemäß der Figur umfasst jede Elektronikbaugruppe
24 ,30 einen konstanten Widerstand36 , der insbesondere ein Dünnfilmwiderstand ist. Durch diesen Widerstand36 wird das vom Funktionsgenerator26 ,32 erzeugte elektrische Signal derart gedämpft, dass der Signalunterschied zwischen einem umgriffenen und einem nicht-umgriffenen Lenkerende an der Auswerteeinrichtung28 ,34 zuverlässig und deutlich erkennbar ist. - Gemäß der Figur sind die mit den Funktionsgeneratoren
26 ,32 verbundenen Drähte20 ,22 auch Teil einer Lenkerheizung38 . Die Drähte20 ,22 sind demnach Heizdrähte, welche die Griffabschnitte14 ,18 des Lenkers12 erwärmen, wenn sie von einem entsprechenden Heizstrom durchflossen werden. Somit müssen zur Detektion einer Umgreifung der Lenkerenden keine zusätzlichen, separaten Drähte im Bereich der Griffabschnitte14 ,18 angeordnet werden, wodurch sich der Fertigungsaufwand der Lenkeinheit10 in vorteilhafter Weise verringert. - Die Lenkerheizung
38 umfasst einen Schalter40 , der insbesondere als MOSFET-Schalter ausgeführt sein kann, um kurze Schaltzeiten zu garantieren. Bei aktivierter Lenkerheizung38 kann der Schalter40 den Heizstromfluss durch die Drähte20 ,22 unterbrechen. Demnach handelt es sich bei dem Schalter40 beispielsweise um den Schalter zum Aktivieren bzw. Deaktivieren der Lenkerheizung38 . - Das Unterbrechen des Stromflusses durch den Schalter
40 bewirkt, dass der Draht20 ,22 zur Elektrode wird, wobei die Elektrode Teil eines Kondensators42 ist, sofern eine Fahrerhand16 den jeweiligen Griffabschnitt14 ,18 umgreift. Der Kondensator42 bildet sich demnach zwischen dem durch den Schalter40 getrennten Draht20 ,22 , der dann als Elektrode fungiert, und einer das Lenkerende umgreifenden Fahrerhand16 , welche die Gegenelektrode bildet, aus. Die Fahrerhand16 ist dabei über den Fahrer mit der Masse des Kraftfahrzeugs verbunden, welches das Bezugspotenzial bildet. Der Fahrer ist im vorliegenden Fall als Widerstand44 dargestellt, der jedoch keine Auswirkung auf die Funktionsweise der Lenkeinheit10 hat. - Die Lenkeinheit
10 ist Teil eines Assistenzsystems46 für das Kraftfahrzeug, wobei das Assistenzsystem46 auch eine elektrische Steuerung48 umfasst, die aus elektrischen Signalen der Lenkeinheit10 ermittelt, ob das linke und/oder rechte Lenkerende umgriffen ist, wobei die elektrische Steuerung48 abhängig von der Anzahl der umgriffenen Lenkerenden eine Assistenzeinheit50 aktiviert oder deaktiviert. - Konkret sind die Auswerteeinrichtungen
28 ,34 der Lenkeinheit10 an ein BUS-System52 , insbesondere ein CAN-BUS-System, angeschlossen, welches zusätzlich mit der elektrischen Steuerung48 sowie wenigstens einer Assistenzeinheit50 verbunden ist. - Beispiele für eine Assistenzeinheit
50 sind eine Notbremseinrichtung oder eine Notrufeinrichtung, wobei das Assistenzsystem46 über wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Assistenzeinheiten50 verfügt. - Die elektrische Steuerung
48 umfasst gemäß der Figur eine Zeitmesseinrichtung54 , sodass die Assistenzeinheiten50 abhängig von den erhaltenen Signalen der Lenkeinheit10 , konkret der Auswerteeinrichtungen28 ,34 der Lenkeinheit10 , verzögert aktivierbar sind.
Claims (8)
- Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit einem Lenker (
12 ), der an einem Lenkerende einen ersten Griffabschnitt (14 ) für eine linke Fahrerhand (16 ) und an einem entgegengesetzten Lenkerende einen zweiten Griffabschnitt (18 ) für eine rechte Fahrerhand (16 ) aufweist, einem ersten Draht (20 ), der sich im Bereich des ersten Griffabschnitts (14 ) erstreckt, einem zweiten Draht (22 ), der sich im Bereich des zweiten Griffabschnitts (18 ) erstreckt, einer mit dem ersten Draht (20 ) verbundenen, ersten Elektronikbaugruppe (24 ), die einen ersten Funktionsgenerator (26 ) zur Erzeugung elektrischer Signale und eine erste Auswerteeinrichtung (28 ) zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, sowie einer mit dem zweiten Draht (22 ) verbundenen, zweiten Elektronikbaugruppe (30 ), die einen zweiten Funktionsgenerator (32 ) zur Erzeugung elektrischer Signale und eine zweite Auswerteeinrichtung (34 ) zur Erfassung elektrischer Signale aufweist, wobei ein vom ersten Funktionsgenerator (26 ) erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des ersten Griffabschnitts (14 ) und ein vom zweiten Funktionsgenerator (32 ) erzeugtes, vordefiniertes Signal durch Umgreifen des zweiten Griffabschnitts (18 ) veränderbar ist. - Lenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (
20 ,22 ) Heizdrähte zur Beheizung der Griffabschnitte (14 ,18 ) des Lenkers (12 ) sind. - Lenkeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (
20 ,22 ) jeweils als Spule ausgebildet sind und den Lenker (12 ) im Bereich der Griffabschnitte (14 ,18 ) spiralförmig umgeben. - Lenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektronikbaugruppe (
24 ) und die zweite Elektronikbaugruppe (30 ) identisch ausgeführt sind. - Lenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektronikbaugruppe (
24 ,30 ) einen konstanten Widerstand (36 ), insbesondere einen Dünnfilmwiderstand, aufweist. - Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lenkeinheit (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Steuerung (48 ) vorgesehen ist, die aus elektrischen Signalen der Lenkeinheit (10 ) ermittelt, ob das linke und/oder rechte Lenkerende umgriffen ist, wobei die elektrische Steuerung (48 ) abhängig von der Anzahl der umgriffenen Lenkerenden eine Assistenzeinheit (50 ) aktiviert oder deaktiviert. - Assistenzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuerung (
48 ) eine Zeitmesseinrichtung (54 ) umfasst, sodass die Assistenzeinheit (50 ) abhängig von den erhaltenen Signalen der Lenkeinheit (10 ) verzögert aktivierbar ist. - Assistenzsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Assistenzeinheit (
50 ) eine Notbremseinrichtung ist.
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