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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkradvorrichtung, welche die Steifigkeit anpasst und einen Druck empfängt, und ein Verfahren des Steuerns von selbiger. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Lenkradvorrichtung, welche die Steifigkeit anpasst und einen Druck empfängt, durch welchen die Steifigkeit eines Lenkrads automatisch angepasst wird, basierend auf einer Fahrsituation und einer Bremse, welche automatisch in Eingriff gebracht wird, wenn das Lenkrad mit einem vorbestimmten Druck oder mehr in einer Gefahrensituation während des Fahrens des Fahrzeugs gegriffen wird, und ein Verfahren des Steuerns von selbiger.
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(b) Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
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Wie im Allgemeinen aus dem Stand der Technik bekannt ist, weist ein Lenkrad zum Lenken eines Fahrzeugs einen Kranz, welcher mit einer Hand eines Fahrers gegriffen wird, und eine Speiche auf, welche mit einer inneren Oberfläche des Kranzes verbunden ist, in welche eine Hupe und ein entfernter Steuerungsschalter eingebaut sind. Da der Kranz des Lenkrads eine kreisrunde Ringform besitzt, während ein Rahmen von selbigem, welcher aus einem starren Körper gebildet wird, eine im Wesentlichen hohe Steifigkeit besitzt, das heißt eine starke Steifigkeit, ist ein Griffgefühl herabgesetzt, wenn das Lenkrad bedient wird. Mit anderen Worten weist eine Hand des Fahrers Schlupf auf. Insbesondere wenn eine Hand des Fahrers während des Abbiegens des Fahrzeugs von einer Oberfläche des Lenkrads rutscht, dann kann ein Unfall passieren.
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Zudem kann eine Ermüdung aufgrund der starken Steifigkeit des Lenkrads gefühlt werden, wenn der Fahrer eine beträchtliche Zeit lang das Lenkrad bedient, und der Brustkorb des Fahrers kann während eines Kollisionsunfalls aufgrund der Härte beeinträchtigt werden. Ein bekannter Stand der Technik offenbart, dass ein ausgebauchtes Rohr, welches durch einen hydraulischen Druck verformt wird, bei einem Lenkrad verwendet werden kann und offenbart, dass ein PVC Rohr, welches mit komprimierter Luft gefüllt ist, bei einem Lenkrad angewandt werden kann, um das Risiko eines Schadens zu verringern, welcher von der Härte verursacht wird.
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Obwohl die vorherigen Technologien ein verformbares Material, welches eine geringere Steifigkeit besitzt, bei einem Lenkrad einsetzen, kann das verformbare Material lediglich ein Griffgefühl des Lenkrads verbessern und kann die Steifigkeit des Lenkrads nicht anpassen, um damit einer augenblicklichen Situation eines Fahrers und einer Fahrsituation zu entsprechen. Mit anderen Worten darf die Steifigkeit des Lenkrads nicht auf einen Wert festgesetzt werden, welcher für eine Vorliebe eines Fahrers passend ist, und die Steifigkeit des Lenkrads darf nicht während des Fahrzeugeinsatzes basierend auf einer Wegbeschaffenheit verändert werden.
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Die
DE 102 16 158 A1 zeigt eine Lenkradvorrichtung mit einem Kranz mit einem Luftbehälter aus einem ausdehnbaren Material, das hier dazu dient, dem Fahrer ein haptisches (Warn-)Signal zu vermitteln, das nicht mit anderen Vibrationen, die gegebenenfalls auf das Lenkrad übertragen werden, verwechselt oder von diesen verdeckt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkradvorrichtung und ein Steuerungsverfahren, welche die Steifigkeit anpassen und können einen Luftdruck in einem Lenkrad veränderlich steuern, basierend auf einer Absicht eines Fahrers oder einer Fahrsituation, um die Steifigkeit (zum Beispiel die Elastizität der Oberfläche) des Lenkrads optimal anzupassen, was auf diese Weise für ein Griffgefühl des Lenkrads, welches für einen Fahrer passend ist, und ein verbessertes Bediengefühl sorgt.
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Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls eine Lenkradvorrichtung und ein Steuerungsverfahren zur Verfügung, welches einen Druck empfängt und eine Druckänderung erfasst, mit welcher ein Fahrer ein Lenkrad in einer plötzlichen Gefahrensituation unter Druck setzt, während des Fahrens des Fahrzeugs, um die Steifigkeit des Lenkrads anzupassen, und führt eine Verzögerungsbremsung im Notfall aus, was auf diese Weise für einen Fahrkomfort und eine Sicherheit des Fahrers sorgt.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Lenkradvorrichtung zum Anpassen der Steifigkeit und zum Empfangen eines Drucks einen Kranz, welcher eine ringförmige Rahmenstruktur besitzt, einen Luftbehälter, welcher aus einem ausdehnbaren und sich verkleinernden Material gebildet und dazu angeordnet ist, damit er eine äußere Oberfläche der Rahmenstruktur umgibt, und eine äußere Hülle, welche eine äußere Oberfläche des Luftbehälters bedeckt; eine Luftdüse, welche mit einem Inneren des Luftbehälters verbunden ist, zum Einblasen oder Aussaugen von Luft; einen Drucksensor, welcher an einer vorbestimmten Stelle des Kranzes montiert ist, zum Erfassen eines Drucks, mit welchem ein Fahrer die Lenkradvorrichtung greift; einen Luftkompressor und eine Vakuumpumpe, welche gleichzeitig mit der Luftdüse verbunden sind; ein Lenkungssteuergerät (ECU), welches dazu eingerichtet ist, Signale zu analysieren, welche von Sensoren eingegeben werden, um den Luftdruck des Luftbehälters zu handhaben, und wenn Informationen zu einem voreingestellten Zustand erfüllt sind, den Luftkompressor oder die Vakuumpumpe betreiben; und ein Motorsteuergerät aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, eine Signaleingabe von dem Drucksensor zu analysieren, und wenn das Signal einem vorbestimmten Druck oder mehr entspricht, dann führt es eine Verzögerung des Fahrzeugs aus.
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Die Sensoren können einen Geschwindigkeitssensor, welcher dazu eingerichtet ist, um eine Information zu der Fahrzeuggeschwindigkeit bereitzustellen, ein Kontrollsystem für den Reifendruck, welches dazu eingerichtet ist, um Informationen hinsichtlich eines Zitterns während des Fahrens bereitzustellen, einen G-Sensor (zum Beispiel ein Beschleunigungsmesser), welcher dazu eingerichtet ist, um Informationen hinsichtlich des Fahrens auf einer holprigen Straße bereitzustellen, einen Gierratensensor, welcher dazu eingerichtet ist, um Informationen über den Rotationszustand des Fahrzeugs bereitzustellen, und ein Steuergerät für den Airbag oder einen Sensor für die Kollisionserkennung aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, um einen Stoß des Fahrzeugs weiterzuleiten.
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Die Lenkradvorrichtung kann des Weiteren ein Lampensteuergerät aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, ein Steuerungssignal für den Notfall von dem Lenkungsregler zu empfangen, um eine Notleuchte einzuschalten. Zusätzlich können positive und negative Bedientasten zum manuellen Anpassen eines Luftdrucks in dem Luftbehälter, basierend auf einer Absicht eines Fahrers, und eine Einstelltaste für das Festsetzen eines anfänglichen Luftdrucks in dem Luftbehälter an einer Speiche des Lenkrads montiert sein. Die äußere Hülle kann aus einem elastischen Material gebildet sein, welches ausdehnbar und verkleinernd ist, basierend auf einer Änderung des Luftdrucks in dem Luftbehälter.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern einer Lenkradvorrichtung zum Anpassen der Steifigkeit und zum Empfangen eines Drucks aufweisen: Anpassen eines Luftdrucks eines Luftbehälter des Lenkrads, um den Luftdruck zu erhöhen oder zu verringern, basierend auf Erfassungssignalen von Sensoren, welche unterschiedliche Fahrinformationen eines Fahrzeugs zur Verfügung stellen, um automatisch eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads zu erhöhen oder zu verringern; direktes Betätigen einer Bedientaste, welche in einer Speiche des Lenkrads angeordnet ist, zum manuellen Anpassen einer Oberflächensteifigkeit des Lenkrads, um die Oberflächensteifigkeit zu erhöhen oder zu verringern; und Verzögern einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs durch die Verwendung einer Druckänderung, mit welcher der Fahrer das Lenkrad fest angreift.
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Die automatische Anpassung der Oberflächensteifigkeit des Lenkrads kann aufweisen: Empfangen von zumindest einer aus Informationen zu der Fahrzeuggeschwindigkeit, Informationen hinsichtlich eines Zitterns während des Fahrens, Informationen hinsichtlich des Fahrens auf einer holprigen Straße, und einer Kollisionsinformation; Bestimmen einer Zunahme oder Abnahme eines Luftdrucks des Luftbehälters für Fahrsituationen in einem Lenkungsregler; und Anpassen des Luftdrucks des Luftbehälters, um den Luftdruck zu erhöhen oder zu verringern, und Anpassen der Oberflächensteifigkeit des Lenkrads, um die Oberflächensteifigkeit zu erhöhen oder zu verringern, basierend auf einem Signal aufgrund eines Bestimmungsergebnis des Lenkungsreglers.
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Das manuelle Anpassen der Oberflächensteifigkeit des Lenkrads kann aufweisen: Anpassen des Luftdrucks des Luftbehälters durch das Drücken einer positiven Bedientaste, welche an einer Speiche des Lenkrads montiert ist, zum Erhöhen des Luftdrucks und gleichzeitig Anpassen der Oberflächensteifigkeit des Lenkrads, zum Erhöhen der Oberflächensteifigkeit; Anpassen des Luftdrucks des Luftbehälters durch das Drücken einer negativen Bedientaste, welche an der Speiche des Lenkrads montiert ist, zum Verringern des Luftdrucks und gleichzeitig Anpassen der Oberflächensteifigkeit des Lenkrads, zum Verringern der Oberflächensteifigkeit zur gleichen Zeit; und Drücken einer Einstelltaste, welche an der Speiche des Lenkrads montiert ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer oder mehr, und Festsetzen eines anfänglichen Luftdrucks in dem Luftbehälter durch die Eingabe mittels positiver und negativer Tasten.
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Die Steuerung der automatischen Verzögerung kann aufweisen: Erfassen eines Drucks, mit welchem ein Fahrer das Lenkrad fest angreift, unter Verwendung eines Drucksensors, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder größer ist; wenn ein Erfassungswert für Druck des Drucksensors einen normalen Bereich für Druck überschreitet, dann Übertragen eines Verzögerungsbremssignals von dem Lenkungsregler an das Motorsteuergerät; und Verlangsamen des Fahrzeugs durch eine Verlangsamungssteuerung des Motorsteuergeräts.
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Die automatische Verlangsamungssteuerung kann gleichzeitig mit dem Ausgeben eines Beleuchtungssignals einer Notleuchte an ein Lampensteuergerät von dem Lenkungsregler durchgeführt werden, um eine Notleuchte einzuschalten. Das Ausgeben des Beleuchtungssignals einer Notleuchte zusammen mit der automatischen Verlangsamungssteuerung kann durchgeführt werden, sogar wenn ein Fahrer fortfährt, das Lenkrad für eine vorbestimmte Zeitdauer oder größer loszulassen.
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Die vorliegende Erfindung sorgt mit Hilfe der oben stehend erläuterten technischen Lösungen für die folgenden Wirkungen.
- 1) Ein Griffgefühl für das Handhaben des Lenkrads eines Fahrers kann verbessert werden und Vibrationen, welche zu einem Lenkrad während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit eines Fahrzeugs übertragen werden, können durch das Anpassen der Steifigkeit des Lenkrads für eine Absicht eines Fahrers und einer Fahrsituation abgeschwächt werden.
- 2) Eine Bedienung eines Lenkrads kann durch das Bereitstellen eines gewünschten Griffgefühls des Lenkrads für einen Fahrer während des Fahrens des Fahrzeugs maximiert werden.
- 3) Eine Handhabungssicherheit für das Lenkrad kann durch das automatische Verringern der Steifigkeit eines Lenkrads zur Verfügung gestellt werden, wenn das Fahrzeug auf einer holprigen Fahrbahnoberfläche fährt und somit werden diejenigen Vibrationen abgeschwächt, welche von der Fahrbahnoberfläche an das Lenkrad übertragen werden.
- 4) Eine Bedienung eines Lenkrads kann durch das Steigern des Kontakts zwischen einer Hand eines Fahrers und einem Lenkrad während einer drehenden Lenkungshandhabung beim Abbiegen eines Fahrzeugs verbessert werden.
- 5) Eine Verletzung aufgrund von einem Aufprall auf ein Lenkrad kann durch das Verringern der Steifigkeit eines Lenkrads und durch das Bereitstellen einer Oberfläche des Lenkrads mit Elastizität während eines Zusammenstoß oder Unfalls des Fahrzeugs reduziert werden.
- 6) Ein Fahrgefühl eines Fahrers kann gesteigert sein und ein Fahrwunsch des Fahrers kann durch das Erlauben des Fahrers geweckt sein, die Steifigkeit des Lenkrads anzupassen, um Vibrationen des Fahrzeugs oder Vibrationen aufgrund von einem Fahrbahnzustand an das Lenkrad absichtlich weiterzuleiten.
- 7) Insbesondere kann eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs ohne eine separate Bremsenbetätigung verlangsamt werden, um einen Unfall durch das Aufbringen eines vorbestimmten Drucks oder größer auf das Lenkrad zu verhindern, zum Beispiel durch das feste Angreifen des Lenkrads durch den Fahrer während der Gefahr eines Unfalls aufgrund von einer plötzlichen Änderung eines Fahrzustands.
- 8) Eine Sicherheitsfunktion kann ausgedehnt werden, wenn ein Fahrer ein Lenkrad loslässt, während er ermüdet fährt, zum Beispiel kann ein Alarm an ein nachfolgendes Fahrzeug und an einen Fahrer während eines automatischen Bremsvorgangs übertragen werden.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen von selbiger beschrieben werden, welche von den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, welche unten stehend nur zur Veranschaulichung dienen, und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, und wobei:
- 1 ist ein beispielhaftes Schaubild, welches eine Lenkradvorrichtung zum Anpassen der Steifigkeit und zum Empfangen eines Drucks in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ist eine beispielhafte Schnittansicht, welche eine Schnittstruktur der Lenkradvorrichtung zum Anpassen der Steifigkeit und zum Empfangen eines Drucks in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 3 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm der Steuerung der Lenkradvorrichtung zum Anpassen der Steifigkeit und zum Empfangen eines Drucks in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es versteht sich, dass die angefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind, und eine irgendwie vereinfachte Repräsentation von unterschiedlichen Merkmalen darstellen, welche für die grundsätzlichen Prinzipien der Erfindung veranschaulichend sind. Die speziellen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung wie hierin offenbart, einschließlich, zum Beispiel bestimmter Abmaße, Orientierungen, Stellen und Formen, werden zum Teil von der bestimmten beabsichtigten Anwendung und der Verwendungsumgebung bestimmt. In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Bauteile der Offenbarung über die mehreren Figuren der Zeichnungen hinweg.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug...'“ oder andere ähnliche Ausdrücke, wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen mit einschließt, wie zum Beispiel Personenkraftwagen einschließlich allradangetriebene Offroader (SUV), Busse, Lastwagen, unterschiedliche Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich eine Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und dieser schließt Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybrid Elektrofahrzeuge, wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (zum Beispiel Kraftstoffe, die aus Ressourcen mit Ausnahme von Erdöl erzeugt wurden) ein.
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Obwohl die beispielhafte Ausführungsform beschrieben wird, als ob sie eine Vielzahl von Einheiten zum Durchführen des beispielhaften Prozess verwendet, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls von einem einzigen oder einer Vielzahl von Modulen durchgeführt werden können. Zusätzlich dazu versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuergerät/ Steuereinheit auf ein Hardwaregerät bezieht, welches einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist dazu eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell dazu eingerichtet, um die Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, welche ferner unten stehend beschrieben werden.
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Des Weiteren kann die Steuerungslogik der vorliegenden Erfindung als ein nicht-flüchtiger computerlesbarer Datenträger auf einem computerlesbaren Medium enthalten sein, welches ausführbare Programmanweisungen enthält, welche von einem Prozessor, einem Steuergerät oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele des computerlesbaren Mediums umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, ROM, RAM, Compact Disc (CD) -ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-drives, Smartcards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in zu einem Netzwerk gekoppelten Computersystemen vertrieben werden, so dass die computerlesbaren Datenträger auf eine verteilte Art und Weise gespeichert und ausgeführt werden, zum Beispiel von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Zwecke des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der, die, das“ ebenfalls die Pluralformen umfassen, es sei denn, dass der Kontext ganz klar etwas anderes anzeigt. Es versteht sich zudem, dass die Ausdrücke „aufweist“ und/ oder „aufweisend“, wenn in dieser Patentschrift verwendet, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elemente, und/oder Komponenten spezifiziert, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Komponenten, und/ oder von deren Gruppen nicht ausschließt. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „und/ oder“ beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der damit verknüpften aufgelisteten Begriffe.
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Falls nicht besonders angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich, wird der Ausdruck „ungefähr“, wie hierin verwendet, als innerhalb eines Bereichs der normalen Toleranz in dem Stand der Technik verstanden, zum Beispiel innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. „Ungefähr“ kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05%, oder 0,01% des angegebenen Wertes. Falls nicht auf andere Weise klar aus dem Kontext erkennbar, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte von dem Ausdruck „ungefähr“ modifiziert.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben werden.
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Bezugnehmend auf 1 und 2, kann ein Kranz 10 eines Lenkrads eine ringförmige Rahmenstruktur 11 (zum Beispiel eine Ringstruktur aus einem harten Stahl) besitzen, ein Luftbehälter 12 kann aus einem ausdehnbaren und sich verkleinernden Material gebildet und dazu angeordnet sein, damit er eine äußere Oberfläche der Rahmenstruktur 11 umgibt, und eine äußere Hülle 13 kann eine äußere Oberfläche des Luftbehälters 12 bedecken und eine äußerste Oberfläche des Lenkrads festlegen. Ein elastisches Material, welches in Übereinstimmung mit einem Inkrement eines Luftdrucks in dem Luftbehälter 12 ausdehnbar und verkleinernd ist, kann als die äußere Hülle 13 verwendet werden.
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Insbesondere kann eine Luftdüse 14, welche Luft in den Luftbehälter 12 bläst, um eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads zu erhöhen, oder die Luft in dem Luftbehälter 12 aussagt und entfernt, um die Oberflächensteifigkeit des Lenkrads zu verringern, mit dem Luftbehälter 12 an einer vorbestimmten Stelle verbunden sein. Ein Luftkompressor 15, welcher in den Luftbehälter 12 Luft bereitstellt, und eine Vakuumpumpe 16, welche die Luft in dem Luftbehälter 12 aussaugt und entfernt, können gleichzeitig mit der Luftdüse 14 verbunden sein.
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Zusätzlich dazu kann eine Vielzahl von Drucksensoren 17, welche dazu eingerichtet ist, einen Druck zu erfassen, mit welchem ein Fahrer den Kranz 10 des Lenkrads greift, an vorbestimmten Stellen an dem Kranz 10 des Lenkrads montiert sein, vorzugsweise an seitlichen oder hinteren Stellen. Der Luftbehälter 12 oder die Vakuumpumpe 16 können in Erwiderung auf ein Steuerungssignal eines Lenkungsregler 20 betrieben werden, und folglich können ein manuelles Eingabesignal und eine erfasste Information von den unterschiedlichen Sensoren zum Betreiben des Fahrzeugs in den Lenkungsregler 20 eingegeben werden.
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Zudem können die Sensoren, welche Erfassungssignale in den Lenkungsregler 20 eingeben, um einen Luftdruck in dem Luftbehälter 12 beizubehalten, einen Geschwindigkeitssensor 21, welcher dazu eingerichtet ist, um eine Information zu der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen, ein Kontrollsystem für den Reifendruck (TPMS) 22, welches dazu eingerichtet ist, um Informationen hinsichtlich eines Zitterns während des Fahrens zu erfassen, einen G-Sensor 23, welcher dazu eingerichtet ist, um Informationen hinsichtlich des Fahrens auf einer holprigen Straße zu erfassen, einen Gierratensensor 24, welcher dazu eingerichtet ist, um Informationen über den Rotationszustand des Fahrzeugs zu erfassen, und ein Steuergerät für den Airbag (ACU) 25 oder einen Sensor für die Kollisionserkennung (zum Beispiel einen Sensor für einen Frontalaufprall oder einer Seitenkollision) 26 aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, um einen Stoß des Fahrzeugs weiterzuleiten.
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Positive und negative Bedientasten 19a und 19b zum manuellen Anpassen eines Luftdrucks in dem Luftbehälter 12 in Übereinstimmung mit einer Absicht eines Fahrers, und eine Einstelltaste 19c für das beliebige Festsetzen eines anfänglichen Luftdrucks in dem Luftbehälter 12 können an einer Speiche 18 des Lenkrads als eine manuelle Einstelleinheit 19 montiert sein, welche einen Luftdruck in dem Luftbehälter 12 basierend auf einer Absicht des Fahrers beibehält, und die Betätigungssignale der positive und negative Bedientasten 19a und 19b und der Einstelltaste 19c können in den Lenkungsregler 20 eingegeben werden.
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Unterdessen können der Luftkompressor 15 und die Vakuumpumpe 16 mit einer Ausgangsseite des Lenkungsreglers 20 verbunden sein, um ein Steuerungssignal zu empfangen, und ein Motorsteuergerät 27 und ein Lampensteuergerät 28 können verbunden sein, um ein Steuerungssignal zu empfangen, um eine Verzögerung des Fahrzeugs auszuführen und eine Lampe in einer Notsituation zu betreiben. Wenn Signale, welche von den Sensoren eingegeben werden, welche einen Luftdruck des Luftbehälters 12 beibehalten, von dem Lenkungsregler 20 analysiert werden und Informationen zu einem voreingestellten Zustand erfüllt sind, dann können somit der Luftkompressor 15 oder die Vakuumpumpe 16 betrieben werden, um die Steifigkeit des Lenkrads derart anzupassen, damit sie durch das Anpassen des Luftdrucks in dem Luftbehälter 12 erhöht oder verringert ist.
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Ein Fahrer greift das Lenkrad fest an, wenn es ein Unfallrisiko aufgrund von einer raschen Änderung eines Fahrzustands gibt. In einem solchen Fall, wenn ein Drucksensor 17 eine Eingabe in den Lenkungsregler 20 erfasst und der Lenkungsregler 20 ein Eingabesignal analysiert, um ein Signal für das Bestimmen eines Drucks eines vorbestimmten Werts oder größer an das Motorsteuergerät 27 weiterzuleiten, dann kann das Motorsteuergerät 27 dazu eingerichtet sein, um eine Drehzahl des Motors zu verlangsamen, und eine Verzögerung des Fahrzeugs auszuführen.
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Im Folgenden wird ein Verfahren des Steuerns des Lenkrads in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert werden.
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Automatisches Anpassen der Steifigkeit der Oberfläche des Lenkrads durch Sensoren
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Wenn eine Information in den Lenkungsregler 20 in Echtzeit von dem Geschwindigkeitssensor 21, welcher dazu eingerichtet ist, um eine Information zu der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen, dem Kontrollsystem für den Reifendruck (TPMS) 22, welches dazu eingerichtet ist, um Informationen hinsichtlich eines Zitterns während des Fahrens zu erfassen, dem G-sensor 23, welcher dazu eingerichtet ist, um Informationen hinsichtlich des Fahrens auf einer holprigen Straße zu erfassen, dem Gierratensensor 24, welcher dazu eingerichtet ist, um Informationen über den Rotationszustand des Fahrzeugs zu erfassen, und dem Steuergerät für den Airbag (ACU) 25 oder dem Sensor für die Kollisionserkennung (zum Beispiel der Sensor für einen Frontalaufprall oder einer Seitenkollision) 26, welche dazu eingerichtet sind, um einen Stoß des Fahrzeugs weiterzuleiten, während des Fahrens des Fahrzeugs eingegeben wird, dann können ein Luftdruck in dem Luftbehälter 12 und eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads für unterschiedliche Fahrsituationen eingestellt werden.
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Mit anderen Worten kann ein Luftdruck in den Luftbehälter 12 eingeleitet werden, um eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads zu erhöhen, oder die Luft kann basierend auf einem Saugvorgang der Vakuumpumpe 16 ausgelassen werden, um eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads zu verringern, durch das Analysieren von eingegebenen Erfassungssignalen der Sensoren in den Lenkungsregler 20, und das Übertragen eines Ausgabesignals an den Luftkompressor 15 oder die Vakuumpumpe 16 und das Öffnen der Luftdüse 14, basierend auf Zustandsinformationen, welche zuvor gleichzeitig eingegeben wurden.
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Manuelle Einstellung der Oberflächensteifigkeit des Lenkrads in Übereinstimmung mit einer Tastenbetätigung
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Wie oberhalb erläutert, können die positiven und negativen Bedientasten 19a und 19b für das manuellen Anpassen eines Luftdrucks in dem Luftbehälter 12 basierend auf einer Absicht eines Fahrers, und der Einstelltaste 19c für das beliebige Festsetzen eines anfänglichen Luftdrucks in dem Luftbehälter 12 an einer Speiche 18 des Lenkrads montiert sein. Wenn die positive Bedientaste 19a im Eingriff ist (zum Beispiel, sie wird gedrückt), dann kann ein positives Eingabesignal in den Lenkungsregler 20 eingegeben werden, und die Luft kann in den Luftbehälter 12 eingeleitet werden und eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads kann durch das Übertragen eines Ausgabesignals an den Luftkompressor 15 in den Lenkungsregler 20 erhöht werden. Unterdessen kann ein Eingabesignal, welches einem vorbestimmten maximalen Luftdruck oder größer entspricht, vernachlässigt werden.
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Unterdessen, wenn die negative Bedientaste 19b im Eingriff ist (zum Beispiel, sie wird gedrückt), dann kann ein negatives Eingabesignal in den Lenkungsregler 20 eingegeben werden, und die Luft in dem Luftbehälter 12 kann abgegeben werden und eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads kann durch das Übertragen eines Ausgabesignals an die Vakuumpumpe 16 in den Lenkungsregler 20 und das Öffnen der Luftdüse 14 verringert werden. Zudem kann eine negative Eingabe, welche einem vorbestimmten minimalen Luftdruck oder größer entspricht, vernachlässigt werden.
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Zusätzlich dazu, wenn die Einstelltaste 19c für eine vorbestimmte Zeitdauer oder mehr im Eingriff ist (zum Beispiel, sie wird gedrückt), dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, zu erkennen, dass ein anfänglicher Druckwert in dem Luftbehälter 12 angepasst wird, in diesem Fall kann ein Druck des Luftbehälters 12 mit Hilfe eines Betriebs des Luftkompressors 15 oder der Vakuumpumpe 16 durch das Eingeben der positiven und negativen Tasten der Bedientaste angepasst werden, und wenn eine Eingabe der Einstelltaste erneut auftritt, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um den gegenwärtigen Luftdruck in dem Luftbehälter als einen anfänglichen Druckwert zu speichern.
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Steuerung der Verzögerung des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Eingabe des Drucksensors
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Ein allgemeiner Prozess des Bremsens eines Fahrzeugs kann durch das Verlangsamen des Fahrzeugs unter Verwendung einer Bremse oder dem Verlangsamen des Fahrzeugs basierend auf einer Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs unter Verwendung eines automatischen Antriebssystems durchgeführt werden, und ein Druck des Lenkrads (zum Beispiel ein Druck, welcher erzeugt wird, wenn ein Fahrer das Lenkrad fest angreift) kann während eines normalen Bremsvorgangs unverändert beibehalten werden.
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Unterdessen, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein Gegenstand plötzlich auftauchen, dann kann ein Fahrer nicht dazu in der Lage sein, ein Fahrzeug innerhalb einer ausreichenden Zeit zu bremsen und ein automatisches Antriebssystem kann dies während des plötzlichen Auftauchens eines Gegenstands oder eines weiteren Fahrzeugs nicht durchführen. Zusätzlich dazu, wenn ein Fahrer das Lenkrad plötzlich greift, dann kann eine Druckänderung des Lenkrads auftreten.
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Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls durch ein automatisches Steuern der Verzögerung für das Verlangsamen einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Druckänderung gekennzeichnet, mit welcher ein Lenkrad in einer plötzlich eintretenden Situation während des Fahrens des Fahrzeugs fest gegriffen wird.
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Als erstes, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit, welche durch den Geschwindigkeitssensor 21 in den Lenkungsregler 20 eingegeben wird, ungefähr 0 ist (zum Beispiel, wenn das Fahrzeug geparkt oder angehalten ist), und wenn ein Signal des Drucksensors 17, welcher eine plötzliche Druckänderung (zum Beispiel, ein Fahrer greift oder lässt das Lenkrad los) erfasst, eingegeben wird und ein Eingabesignal der Einstelltaste 19c in den Lenkungsregler 20 innerhalb einer vorbestimmten Zeit eingegeben wird, dann kann ein Druckwert in einem normalen Bereich, mit welchem ein Fahrer das Lenkrad angreift, festgelegt werden. Mit anderen Worten, wenn die Einstelltaste 19c gedrückt wird und ein Fahrer eine Druckänderung direkt eingibt, dann kann ein normaler Eingabebereich des Fahrers (zum Beispiel, ein Fahrer greift und lässt das Lenkrad los) für eine vorbestimmte Zeit (zum Beispiel ungefähr 5 Sekunden) festgelegt werden. Ein Druck, welcher auf einen normalen Bereich begrenzt ist, kann in dem Lenkungsregler 20 gespeichert werden.
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Danach, wenn ein Eingabesignal zu dem Lenkungsregler 20 übertragen wird, während ein Wert, welcher von dem Geschwindigkeitssensor eingegeben wird, ein vorbestimmter Wert oder größer ist, und der übertragene Druck einen zuvor gespeicherten Druck im normalen Bereich überschreitet, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um festzustellen, dass der Fahrer das Lenkrad während einer plötzlich eintretenden Situation des Fahrzeugs fest angreift, und kann dazu eingerichtet sein, um ein Verzögerungs-/ auftauchendes Bremssignal an das Motorsteuergerät 27 zu übertragen und um gleichzeitig ein Beleuchtungssignal einer Notleuchte an das Lampensteuergerät 28 zu übertragen. Somit kann das Fahrzeug mit Hilfe einer Verlangsamungssteuerung einer Drehzahl des Motors durch das Motorsteuergerät verzögert werden und die Notleuchte kann eingeschaltet werden, um an das Umfeld einen Alarm wegen einer Gefahrensituation zu geben.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen eines Verfahrens des Steuerns eines Lenkrads in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in allen Einzelheiten erläutert werden.
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Fahren mit hoher Geschwindigkeit
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Wenn der Geschwindigkeitssensor 21 bestimmt, dass eine Geschwindigkeit, welche in den Lenkungsregler 20 eingegeben wird, eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder größer ist, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um ein Betriebssignal an die Vakuumpumpe 16 zu übertragen und öffnet gleichzeitig die Luftdüse, um die Luft in dem Luftbehälter 12 mittels Vakuumsog abzugeben, und eine Oberflächensteifigkeit des Kranzes 10 des Lenkrads kann dazu angepasst werden, damit sie verkleinert wird.
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Indem die Steifigkeit des Lenkrads dazu angepasst wird, verkleinert zu werden, können folglich diejenigen Vibrationen, welche zu dem Lenkrad übertragen werden, während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit gedämpft werden und ein Griffgefühl des Lenkrads kann während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit vergrößert sein, um eine Handhabung für das Fahren und eine Sicherheit des Fahrers zu steigern.
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Fahren auf einer holprigen Straße
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Wenn eine Abweichung des Reifendrucks, welche von einer Alarmeinheit für den Reifendruck 22 in den Lenkungsregler 20 eingegeben wird, ein vorbestimmter Wert oder größer ist, oder eine Signaleingabe von dem G-sensor 23 in den Lenkungsregler 20 für eine vorbestimmte Zeit oder mehr fortbesteht, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um ein Betriebssignal an die Vakuumpumpe 16 zu übertragen und öffnet gleichzeitig die Luftdüse 14, um die Luft in dem Luftbehälter 12 mittels Vakuumsog abzugeben oder eine Oberflächensteifigkeit des Kranzes des Lenkrads kann dazu angepasst werden, damit sie verkleinert wird.
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Nachdem das Fahren auf einer holprigen Straße beendet ist, kann zudem ein Luftdruck in dem Luftbehälter auf einen Originalwert zurückgeholt werden und eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads kann auf einen Originalwert zurückgeholt werden. Indem die Steifigkeit des Lenkrads dazu angepasst wird, verkleinert zu werden, können folglich diejenigen Vibrationen, welche zu dem Lenkrad übertragen werden, während des Fahrens auf einer holprigen Straße gedämpft werden und ein Griffgefühl des Lenkrads kann vergrößert sein, um eine Handhabung für den Betrieb und eine Sicherheit des Fahrers zu steigern.
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Abbiegen (zum Beispiel sich drehen) eines Fahrzeugs
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Wenn eine Geschwindigkeit, welche von dem Geschwindigkeitssensor 21 in den Lenkungsregler 20 eingegeben wird, ein vorbestimmter Wert oder größer ist, und ein Erfassungswert des Gierratensensors 24 als ein vorbestimmter Wert oder größer während des Abbiegens des Fahrzeugs erfasst wird, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um ein Betriebssignal an die Vakuumpumpe 16 zu übertragen und öffnet die Luftdüse 14, um die Luft in dem Luftbehälter 12 mittels Vakuumsog abzugeben und eine Oberflächensteifigkeit des Kranzes des Lenkrads kann dazu angepasst werden, damit sie verkleinert wird. Nach dem Abbiegen des Fahrzeugs kann der Luftdruck in dem Luftbehälter auf einen Originalwert zurückgeholt werden und eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads kann auf einen Originalwert zurückgeholt werden. Während des Abbiegens des Fahrzeugs kann deshalb die Luft in dem Luftbehälter abgegeben werden, um die Steifigkeit des Lenkrads auf ein vorbestimmtes Niveau anzupassen, damit durch das Erhöhen eines Griffgefühls des Lenkrads eine Gefahr für einen Unfall verhindert wird, wenn das Lenkrad losgelassen wird.
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Fahrzeugkollision
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Wenn ein Erfassungssignal für eine Kollision von dem Steuergerät für den Airbag 25 oder dem Sensor für die Kollisionserkennung 26 in den Lenkungsregler 20 eingegeben wird, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um ein Betriebssignal an die Vakuumpumpe 16 zu übertragen oder zum Öffnen der Luftdüse 14, um die Luft in dem Luftbehälter 12 mittels Vakuumsog abzugeben und eine Oberflächensteifigkeit des Kranzes des Lenkrads kann auf ein Niveau zum Dämpfen eines Stoßes angepasst werden. Wenn der Brustkorb des Fahrers das Lenkrad während einer Kollision kontaktiert, dann kann folglich ein Stoß, welcher auf einen Fahrer einwirkt, gedämpft werden und eine Verletzung für den Fahrer kann abgemildert werden.
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Benutzeroption (zum Beispiel Sportmodus)
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In einer Situation, in welcher ein Fahrmodus des Fahrzeugs zu einem Sportmodus festgesetzt ist, wenn eine Geschwindigkeit, welche von dem Geschwindigkeitssensor eingegeben wird, eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder größer ist, oder ein Erfassungswert des Gierratensensors 24 ein vorbestimmter Wert oder größer ist, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um ein Betriebssignal an den Luftkompressor 15 zu übertragen und gleichzeitig die Luftdüse 14 zu öffnen, um die Luft in dem Luftbehälter 12 bereitzustellen, und eine Oberflächensteifigkeit des Lenkrads kann dazu angepasst werden, damit sie vergrößert wird. Folglich können Vibrationen absichtlich während des Fahrens des Fahrzeugs an das Lenkrad weitergeleitet werden, um eine sehr genaue Lenkungshandhabung des Fahrers zu bewirken, damit sich ein Fahrgefühl des Fahrers erhöht.
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Plötzlich eintretende Situation während des Fahrens des Fahrzeugs
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Wenn ein plötzliches Ziehen des Lenkrads oder ein festes Umgreifen des Lenkrads in einem normalen Bereich oder mehr durch den Drucksensor 17 aufgrund von einer plötzlich eintretenden Gefahrensituation oder einer raschen Veränderung einer Wegbeschaffenheit während des Fahrens des Fahrzeugs erfasst wird, dann kann der Drucksensor 17 dazu eingerichtet sein, um das Erfassungsergebnis zu dem Lenkungsregler 20 zu übertragen. Der Lenkungsregler 20 kann dazu eingerichtet sein, um festzustellen, dass ein Erfassungswert für Druck des Drucksensors 17 einen normalen Bereich überschreitet, und kann dazu eingerichtet sein, um ein Bremssignal an das Motorsteuergerät 17 auszugeben und gleichzeitig ein Beleuchtungssignal einer Notleuchte an das Lampensteuergerät 28 auszugeben. Somit kann das Motorsteuergerät 27 dazu eingerichtet sein, um das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit (zum Beispiel 60 km/h oder weniger) zu verlangsamen, bei welcher eine stabile Handhabung möglich ist, und kann dazu eingerichtet sein, um eine Notleuchte einzuschalten, bis zu einer vorbestimmten Geschwindigkeit während der Verzögerung des Fahrzeugs, damit wegen einer Gefahrensituation an ein nachfolgendes Fahrzeug Alarm gegeben wird.
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Einschlafen während des Fahrens
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Wenn ein Fahrer das Lenkrad für eine vorbestimmte Zeit oder länger (zum Beispiel 10 Sekunden oder mehr) aufgrund von einem Einschlafen während des Fahrens loslässt, dann kann der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein, um ein Bremssignal an das Motorsteuergerät 27 auszugeben und gibt gleichzeitig ein Beleuchtungssignal einer Notleuchte an das Lampensteuergerät 28 aus. Somit kann das Motorsteuergerät 27 dazu eingerichtet sein, um das Fahrzeug bis zu einer Geschwindigkeit (zum Beispiel 60 km/h oder weniger) zu verlangsamen, bei welcher das Fahrzeug sicher gehandhabt werden kann, und das Lampensteuergerät 28 kann dazu eingerichtet sein, um die Notleuchte bis zu einer vorbestimmten Geschwindigkeit während der Verlangsamung einzuschalten, um einem nachfolgenden Fahrzeug wegen einer Gefahrensituation Alarm zu geben.
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Wenn der Lenkungsregler 20 dazu eingerichtet sein kann, ein „keinen Druck‟ Signal des Drucksensors fortlaufend (zum Beispiel für weitere 10 Sekunden) zu empfangen, dann kann ein Bremssignal zu dem Motorsteuergerät 27 übertragen werden, bis ein Signal einer Geschwindigkeit von ungefähr 0 von dem Geschwindigkeitssensor empfangen wird, um das Fahrzeug zu verzögern, bis das Fahrzeug angehalten hat.
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Ändern der Griffintensität des Fahrers beim Lenken
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Da die Greifkräfte des Fahrers unterschiedlich sein können, kann der Luftdruck in dem Luftbehälter 12 auf ein gewünschtes Niveau angepasst werden, durch das Eingeben eines Druckwertes, mit welchem der Fahrer das Lenkrad angreift. Wenn der Drucksensor einen Druckwert erfasst, mit welchem ein Fahrer das Lenkrad angreift, wenn das Fahrzeug parkt oder anhalten ist, dann kann der Lenkungsregler dazu eingerichtet sein, um den Druckwert mit Druckwerten für vorbestimmte Stufen zu vergleichen. Wenn ein Druck, dessen Stufe größer als eine Stufe des augenblicklichen Druckwerts ist, basierend auf dem Vergleichsergebnis empfangen wird, dann kann ein interner Druck des Luftbehälters 12 dazu angepasst werden, damit er vergrößert wird. Zusätzlich dazu, wenn ein Druck, dessen Stufe niedriger als eine Stufe des augenblicklichen Druckwerts ist, empfangen wird, dann kann ein interner Druck des Luftbehälters 12 dazu angepasst werden, damit er abgebremst wird.
