DE102016011783A1 - Gripping detection of a steering wheel for a motor vehicle by means of radar or ultrasound - Google Patents
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- B62D1/04—Hand wheels
- B62D1/046—Adaptations on rotatable parts of the steering wheel for accommodation of switches
Abstract
Die Erfindung betrifft Lenkradsystem (1) für einen Kraftwagen mit einem Lenkrad (1), das einen Lenkradkranz (20) und einen Lenkradtopf umfasst, und mit einer Sensorik, mittels welcher ein Greifen (4) des Lenkrades (1) durch einen Fahrer (3) ermittelbar ist. Um ein Greifen des Lenkrads durch einen Fahrer zuverlässig zu ermitteln, umfasst die Sensorik einen Ultraschallsensor (2) und/oder einen Radarsensor, der zum Erkennen einer Hand (30) und/oder eines Arms (32) des Fahrers (3) mittels räumlicher Informationen ausgebildet ist.The invention relates to a steering wheel system (1) for a motor vehicle with a steering wheel (1) comprising a steering wheel rim (20) and a steering wheel pot, and with a sensor by means of which a gripping (4) of the steering wheel (1) by a driver (3 ) can be determined. In order to reliably detect a gripping of the steering wheel by a driver, the sensor system comprises an ultrasonic sensor (2) and / or a radar sensor for detecting a hand (30) and / or an arm (32) of the driver (3) by means of spatial information is trained.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenkradsystem für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Lenkrads für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.The invention relates to a method for operating a steering wheel for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 6.
Die Fahrtrichtung eines Kraftwagens wird typischerweise durch das Drehen eines Lenkrads durch einen Fahrer gesteuert. Das Lenkrad umfasst üblicherweise einen Lenkradtopf, der über mehrere Lenkradspeichen mit einem Lenkradkranz verbunden ist. Zum Lenken des Kraftwagens greift der Fahrer das Lenkrad, insbesondere den Lenkradkranz, mit einer Hand oder mit beiden Händen.The direction of travel of a motor vehicle is typically controlled by the rotation of a steering wheel by a driver. The steering wheel usually includes a steering wheel pot, which is connected via a plurality of steering wheel spokes with a steering wheel rim. To steer the motor vehicle, the driver grips the steering wheel, in particular the steering wheel rim, with one hand or with both hands.
Es ist bekannt, dass Kraftwagen Fahrerassistenzsysteme aufweisen, welche die Sicherheit und/oder den Komfort erhöhen. Beispiele für Fahrerassistenzsysteme sind ein automatischer Notbremsassistent, ein Abstandshaltetempomat, ein Spurwechselwarnsystem und/oder ein Spurhalteassistent, der beim Überfahren einer Fahrbahnmarkierung entweder ein Warnsignal sendet und/oder in die Lenkung des Kraftwagens eingreift. Ein solcher Lenkeingriff kann den Fahrer bei der Spurhaltung unterstützen und/oder bei fehlender oder falscher Reaktion des Fahrers auf ein drohendes Verlassen der Spur hin die Lenkung des Kraftwagens vollständig übernehmen.It is known that motor vehicles have driver assistance systems which increase safety and / or comfort. Examples of driver assistance systems are an automatic emergency brake assist, a proximity control, a lane change warning system and / or a lane departure warning system, which either sends a warning signal when driving over a lane marking and / or engages in the steering of the motor vehicle. Such a steering intervention can assist the driver in tracking and / or completely take over the steering of the motor vehicle in the event of a missing or incorrect reaction of the driver to an imminent departure from the lane.
Für die Bereitstellung von Fahrerassistenzsystemen ist es wichtig, feststellen zu können, dass der Fahrer seine Pflichten zur Führung des Fahrzeugs nicht vernachlässigt. Insbesondere soll ein zumindest teilweise autonomes Fahren des Kraftwagens mittels der Fahrerassistenzsysteme vermieden werden. Diesbezüglich ist bekannt, dass die Lenkbereitschaft des Fahrers mittels einer Sensorik überprüft wird. Insbesondere wird überprüft, ob der Fahrer das Lenkrad beziehungsweise den Lenkradkranz mit zumindest einer Hand umgreift. Aus Sicherheitsgründen muss eine Fehlerkennung oder eine Täuschung, insbesondere durch den Fahrer, einer solchen Sensorik zur Greiferkennung vermieden werden.For the provision of driver assistance systems, it is important to be able to determine that the driver is not neglecting his duties to drive the vehicle. In particular, an at least partially autonomous driving of the motor vehicle by means of the driver assistance systems should be avoided. In this regard, it is known that the steering readiness of the driver is checked by means of a sensor. In particular, it is checked whether the driver surrounds the steering wheel or the steering wheel rim with at least one hand. For safety reasons, a misrecognition or a deception, in particular by the driver, of such a sensor system for gripping detection must be avoided.
Die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lenkradsystem bereitzustellen, durch welches ein Greifen des Lenkrads durch einen Fahrer zuverlässig ermittelbar ist.It is an object of the present invention to provide a steering wheel system by which a gripping of the steering wheel by a driver can be reliably determined.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Lenkradsystem für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by a steering wheel system for a motor vehicle with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.
Um ein Lenkradsystem für einen Kraftwagen zu schaffen, mittels welchem ein Greifen des Lenkrads durch einen Fahrer zuverlässig ermittelbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensorik einen Ultraschallsensor und/oder einen Radarsensor umfasst, der zum Erkennen einer Hand und/oder eines Arms des Fahrers mit räumlicher Informationen ausgebildet ist. Aus Gründen der Vereinfachung und der Knappheit werden der Ultraschallsensor und/oder der Radarsensor im Folgenden als Sensor bezeichnet. Gemeint sind damit jedoch stets ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor oder die Verwendung beider Sensoren. Der Sensor umfasst eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit, welche wahlweise in einem gemeinsamen Gehäuse oder getrennt in einem Innenraum des Kraftwagens verbaut sein können. Die Sendeeinheit des Sensors ist dazu ausgebildet, Wellen, entweder elektromagnetische Wellen, insbesondere Radarwellen, bei einem Radarsensor oder mechanische Wellen, insbesondere Ultraschallwellen, bei einem Ultraschallsensor, zu erzeugen und zu emittieren. Vorzugweise ist die Sendeeinheit dazu ausgebildet, die Wellen in eine Richtung zu emittieren, in der sich die Hände und/oder Arme des Fahrers beim Greifen des Lenkrads beziehungsweise in ihrer Normalbedienposition befinden. Befindet sich die Sendeeinheit außerhalb des Lenkrads, insbesondere an einem Dachhimmel, an einer Seitenwand oder an einer Fahrzeugtüre des Kraftwagens, so ist die Sendeeinheit insbesondere dazu ausgebildet, die Wellen in diejenige Richtung zu emittieren, in der sich das Lenkrad befindet. Befindet sich die Sendeeinheit innerhalb des Lenkrads, insbesondere in einem Lenkradtopf, Lenkradspeichen oder einem Lenkradkranz, so ist die Sendeeinheit vorzugsweise dazu ausgebildet, die Wellen zumindest im Wesentlichen innerhalb einer durch das Lenkrad gebildeten Ebene kreisförmig zu emittieren. Beispielsweise werden die Wellen dann im Wesentlichen aus Richtung des Lenkradtopfs in Richtung des Lenkradkranzes emittiert.In order to create a steering wheel system for a motor vehicle, by means of which a gripping of the steering wheel by a driver can be reliably determined, the invention provides that the sensor comprises an ultrasonic sensor and / or a radar sensor, which detects a hand and / or arm of the driver is formed with spatial information. For reasons of simplification and scarcity, the ultrasonic sensor and / or the radar sensor are referred to below as a sensor. However, this always refers to an ultrasonic sensor, a radar sensor or the use of both sensors. The sensor comprises a transmitting unit and a receiving unit, which may optionally be installed in a common housing or separately in an interior of the motor vehicle. The transmitting unit of the sensor is designed to generate and emit waves, either electromagnetic waves, in particular radar waves, in a radar sensor or mechanical waves, in particular ultrasonic waves, in the case of an ultrasonic sensor. Preferably, the transmitting unit is adapted to emit the waves in a direction in which the hands and / or arms of the driver when gripping the steering wheel or in its normal operating position. If the transmitting unit is located outside the steering wheel, in particular on a headliner, on a side wall or on a vehicle door of the motor vehicle, the transmitting unit is designed, in particular, to emit the waves in the direction in which the steering wheel is located. If the transmitting unit is located inside the steering wheel, in particular in a steering wheel pot, steering wheel spokes or a steering wheel rim, the transmitting unit is preferably designed to emit the waves in a circle at least substantially within a plane formed by the steering wheel. For example, the waves are then emitted substantially from the direction of the steering wheel pot in the direction of the steering wheel rim.
Die durch die Sendeeinheit emittierten Wellen werden beim Auftreffen auf einen Körper, insbesondere das Lenkrad oder ein Körperteil, beispielsweise den Arm oder die Hände, des Fahrers, reflektiert und bilden eine reflektierte Welle. Die reflektierte Welle breitet sich zumindest teilweise in Richtung der Empfangseinheit aus. Die Empfangseinheit ist dazu ausgebildet, die auftreffende Welle zu detektieren, und insbesondere dazu ausgebildet, eine oder vorzugsweise mehrere, die reflektierte Welle betreffende Reflexionsgrößen zu ermitteln. Beispiele für die Welle betreffende Reflexionsgrößen sind: Amplitude, Intensität, eine Phasenlage, eine Phasenbeziehung zwischen emittierter und detektierter Welle, ein Laufzeitunterschied zwischen emittierter und detektierter Welle, insbesondere einer Wellenfront, eine Frequenz, eine Frequenzverschiebung, insbesondere zwischen emittierter und detektierter Welle, sowie eine Dämpfung, insbesondere zwischen emittierter und detektierter Welle.The waves emitted by the transmitting unit are reflected when hitting a body, in particular the steering wheel or a body part, for example the driver's arm or hands, and form a reflected wave. The reflected wave propagates at least partially in the direction of the receiving unit. The receiving unit is configured to detect the impinging wave, and in particular to form one or preferably a plurality of the reflected wave to determine the relevant reflection quantities. Examples of reflection quantities concerning the wave are: amplitude, intensity, a phase relationship, a phase relationship between emitted and detected wave, a transit time difference between emitted and detected wave, in particular a wavefront, a frequency, a frequency shift, in particular between emitted and detected wave, and a Damping, in particular between emitted and detected wave.
Die Sensorik ist dazu ausgebildet, anhand in den Reflexionsgrößen enthaltener räumlicher Informationen eine Hand und/oder einen Arm des Fahrers zu erkennen. Anhand der Lage und/oder Position der Hand und/oder des Arms des Fahrers erkennt die Sensorik, ob der Fahrer das Lenkrad greift.The sensor system is designed to detect a hand and / or an arm of the driver based on spatial information contained in the reflection quantities. Based on the position and / or position of the driver's hand and / or arm, the sensors detect whether the driver is gripping the steering wheel.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Dabei zeigen:Showing:
Der Kraftwagen
Alternativ oder zusätzlich kann mittels der reflektierten Ultraschallwellen
In den vorliegend vorgestellten Ausführungsformen erfolgt die Detektion einer Hand
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10148535 A1 [0005] DE 10148535 A1 [0005]
Claims (6)
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DE102016011783.4A DE102016011783A1 (en) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | Gripping detection of a steering wheel for a motor vehicle by means of radar or ultrasound |
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DE102016011783.4A DE102016011783A1 (en) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | Gripping detection of a steering wheel for a motor vehicle by means of radar or ultrasound |
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DE102016011783.4A Withdrawn DE102016011783A1 (en) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | Gripping detection of a steering wheel for a motor vehicle by means of radar or ultrasound |
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Legal Events
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