DE102016106280A1

DE102016106280A1 - Horn activation device and steering wheel with horn activation device

Info

Publication number: DE102016106280A1
Application number: DE102016106280.4A
Authority: DE
Inventors: Roland Peiz; Dominik Zelmanski
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hupenaktivierungseinrichtung mit einem Grundkörper (7), einem an dem Grundkörper (7) gelagerten Betätigungselement (5), das mit zumindest einem Sensor (6) gekoppelt ist, der ein elektrisches Signal erzeugt und mit einer Steuerungseinheit (10) gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eine Hupe (30) aktiviert, wobei die Steuerungseinheit (10) mit einem Aktuator (20) gekoppelt ist, der bei Aktivierung der Hupe (30) einen Reiz auf einen Nutzer ausübt.The invention relates to a horn activation device having a base body (7), an actuating element (5) mounted on the base body (7), which is coupled to at least one sensor (6) which generates an electrical signal and is coupled to a control unit (10) which activates a horn (30) as a function of the sensor signal, wherein the control unit (10) is coupled to an actuator (20) which exerts a stimulus on a user when the horn (30) is activated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hupenaktivierungseinrichtung mit einem Grundkörper, einem an dem Grundkörper gelagerten Betätigungselement, das mit zumindest einem Sensor gekoppelt ist, der ein elektrisches Signal erzeugt und mit einer Steuerungseinheit gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eine Hupe aktiviert sowie ein Lenkrad mit einer solchen Hupenaktivierungseinrichtung.The invention relates to a horn activation device having a base body, an actuator mounted on the base body, which is coupled to at least one sensor which generates an electrical signal and is coupled to a control unit which activates a horn in response to the sensor signal and a steering wheel with a such horn activation device.

Übliche Hupenaktivierungseinrichtungen in Lenkrädern basieren auf dem Funktionsprinzip, dass ein geöffneter Schaltkreis durch Verlagerung zweier Hupenkontakte aufeinander zu mechanisch geschlossen wird, wodurch die Hupe aktiviert wird und das Hupensignal erzeugt wird. Die Hupenkontakte werden entgegen einer elastischen Rückstellkraft, der sogenannten Hupenkraft, über einen spezifizierten Hupenweg aufeinander zu bewegt. Der übliche Hupenweg liegt im Bereich von 1 mm bis 2 mm, die übliche Hupenkraft beträgt zwischen 15 N und 35 N. Die Verlagerung der Hupenkontakte wird entweder durch die Bewegung einer Abdeckkappe im zentralen Lenkradbereich oder durch Verlagerung eines kompletten Airbagmoduls, das an einem Lenkrad festgelegt ist, realisiert. Die Bewegung der Abdeckkappe oder des Airbagmoduls sowie die haptische Rückmeldung beim Schließen der Hupenkontakte werden durch den Fahrer wahrgenommen. Neben dem akustischen Signal der Hupe steht somit auch eine taktile Rückmeldung des Vorgangs zur Verfügung. Eine solche Rückmeldung ist wichtig, da sich der Fahrzeugführer nicht nur auf die akustische Wahrnehmung des ausgelösten Hupensignals verlassen kann, zumal diese Wahrnehmung durch Umgebungsgeräusche beeinträchtigt sein kann.Conventional horn activation devices in steering wheels are based on the functional principle that an opened circuit is mechanically closed by displacing two horn contacts towards each other, whereby the horn is activated and the horn signal is generated. The horn contacts are moved towards each other against a resilient restoring force, the so-called horn force, via a specified Hupenweg. The usual Hupenweg is in the range of 1 mm to 2 mm, the usual horn force is between 15 N and 35 N. The displacement of the horn contacts is determined either by the movement of a cap in the central steering wheel area or by relocation of a complete airbag module attached to a steering wheel is realized. The movement of the cap or the airbag module and the haptic feedback when closing the horn contacts are perceived by the driver. In addition to the acoustic signal of the horn is thus also a tactile feedback of the process available. Such feedback is important because the driver can not rely only on the acoustic perception of the triggered horn signal, especially since this perception may be affected by ambient noise.

Bei der Ausgestaltung der Hupenaktivierungseinrichtung als mechanischer Schalter besteht die Problematik, dass zwischen der Halterung der Betätigungsvorrichtung, beispielsweise des Airbagmoduls und der Abdeckung, und dem Lenkrad ein Spalt bestehen und die Betätigungseinrichtung über den gesamten Betätigungsweg sicher und störungsfrei geführt werden muss. Ein seitliches Spiel beeinträchtigt die Präzision der Lagerung, der Spalt zwischen der Aufnahme und der Betätigungseinrichtung kann sich dadurch verändern, so dass die gewünschte Symmetrie nicht mehr gegeben ist.In the embodiment of the Hupenaktivierungseinrichtung as a mechanical switch, the problem is that between the holder of the actuator, such as the airbag module and the cover, and the steering wheel, there is a gap and the actuator must be performed safely and smoothly over the entire actuation path. A lateral play affects the precision of the storage, the gap between the recording and the actuator can thereby change, so that the desired symmetry is no longer given.

Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus Hupenanordnungen oder Fahrzeuglenkräder mit einem Airbagmodul bekannt, bei dem die Wegerfassung der Verlagerung der Aktivierungseinrichtung oder des Betätigungselementes über einen Sensor erfolgt.In addition, horn arrangements or vehicle steering wheels with an airbag module are known from the prior art, in which the displacement detection of the displacement of the activation device or of the actuating element takes place via a sensor.

Aus der DE 10 2009 043 601 A1 ist eine Hupenanordnung mit einem Fahrzeuglenkrad bekannt, bei der ein Gassackmodul in einem Lenkradskelett befestigt ist. Der Abstand zwischen dem Gassackmodul und dem Lenkradskelett ist bei Ausübung einer Kraft auf das Gassackmodul veränderbar. Über einen Wegaufnehmer, der elektrische Signale erzeugt, die eine Abstandsänderung zwischen dem Gassackmodul und dem Lenkradskelett detektieren, wird in Abhängigkeit von den Signalen über ein elektrisches Steuergerät eine Hupenfunktion ausgelöst. Der Wegaufnehmer kann durch einen Biegebalken realisiert sein, auf dem elektrische Widerstände und/oder Induktivitäten und/oder Kapazitäten aufgebracht sind, so dass aus dem Maß der Biegung als Ergebnis der eingeleiteten Kraft ein entsprechendes Signal erzeugt und dann durch das Steuergerät ausgewertet wird. Das Signal verändert sich in Abhängigkeit von dem Verlagerungsweg, ist also proportional zu der aufgebrachten Kraft, wobei unterschiedliche Proportionalitätsfaktoren vorgesehen sein können.From the DE 10 2009 043 601 A1 a horn assembly with a vehicle steering wheel is known in which a gas bag module is mounted in a steering wheel skeleton. The distance between the gas bag module and the steering wheel skeleton is variable when a force is exerted on the gas bag module. Via a position transducer, which generates electrical signals that detect a change in distance between the gas bag module and the steering wheel skeleton, a horn function is triggered in response to the signals via an electrical control unit. The displacement transducer can be realized by a bending beam, on which electrical resistances and / or inductances and / or capacitances are applied, so that a corresponding signal is generated from the degree of bending as a result of the introduced force and then evaluated by the control unit. The signal varies as a function of the displacement path, so it is proportional to the applied force, whereby different proportionality factors can be provided.

Die US 7,481,450 B2 betrifft ein Fahrzeuglenkrad mit einem beweglichen Airbagmodul, das zur Erzeugung eines Hupensignals um einen begrenzten axialen Hub niedergedrückt werden kann. Ein berührungslos arbeitendes Sensorsystem ist zur Erfassung des Hubs vorgesehen, die Messung kann kapazitiv, induktiv, magnetisch, optisch oder akustisch erfolgen. Das Airbagmodul stützt sich auf dem Lenkrad über eine Druckfeder ab, die Aktivierung der Hupe erfolgt berührungslos in Abhängigkeit von dem erfassten Hub. Tastschalter oder ähnliche mechanische Kontakteinrichtungen, die verschleißanfällig sind, sind nicht vorgesehen. Die Huberfassung kann grenzwertig oder kontinuierlich erfolgen. Das Airbagmodul kann parallel zu der Lenkachse des Lenkrades geführt werden, so dass unabhängig von der Stelle der Druckausübung eine axiale Bewegung des Airbagmoduls ausgeführt wird, die gut messbar ist. Es lassen sich über eine Parallelführung kleine Spaltmaße erreichen.The US Pat. No. 7,481,450 B2 relates to a vehicle steering wheel with a movable airbag module which can be depressed by a limited axial stroke to produce a horn signal. A non-contact sensor system is provided for detecting the stroke, the measurement can be capacitive, inductive, magnetic, optical or acoustic. The airbag module is supported on the steering wheel via a compression spring, the activation of the horn is non-contact depending on the detected stroke. Push-buttons or similar mechanical contact devices that are susceptible to wear are not provided. The Huberfassung can borderline or continuously. The airbag module can be guided parallel to the steering axis of the steering wheel, so that regardless of the location of the pressure exerting an axial movement of the airbag module is carried out, which is easy to measure. It can be achieved via a parallel guide small gaps.

Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hupenaktivierungseinrichtung und ein Lenkrad mit einer Hupenaktivierungseinrichtung bereitzustellen, die kleine und gleichmäßige Spaltmaße, eine zuverlässige Aktivierung sowie ein nutzerfreundliches Betätigen ermöglichen.Based on the prior art, the present invention seeks to provide a horn activation device and a steering wheel with a horn activation device that allow small and uniform gap dimensions, reliable activation and a user-friendly operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Hupenaktivierungseinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches und durch ein Lenkrad mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.According to the invention this object is achieved by a Hupenaktivierungseinrichtung with the features of the main claim and by a steering wheel with the features of the independent claim. Advantageous embodiments and further developments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures.

Die Hupenaktivierungseinrichtung mit einem Grundkörper, einem an dem Grundkörper gelagerten Betätigungselement, das mit zumindest einem Sensor gekoppelt ist, der ein elektrisches Signal erzeugt und mit einer Steuerungseinrichtung gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eine Hupe aktiviert, sieht vor, dass die Steuerungseinheit mit zumindest einem Aktuator gekoppelt ist, der bei Aktivierung der Hupe einen Reiz auf einen Nutzer der Hupenaktivierungseinrichtung ausübt. Dadurch wird erreicht, dass der Nutzer der Hupenaktivierungseinrichtung neben dem eventuell schwer zu hörenden Hupensignal, das durch die Betätigung der Betätigungseinrichtung ausgelöst wurde, eine weitere Rückkopplung erhält, dass das Hupensignal ausgelöst wurde. Dadurch kann dem Nutzer zusätzliche Sicherheit gegeben wird, dass die in der Regel als Warnsignal genutzte Hupe in der jeweiligen Situation zuverlässig ausgelöst wurde. Dies verhindert ein nicht mehr notwendiges erneutes oder langes Aktivieren der Hupe und lenkt die Aufmerksamkeit des Nutzers nicht von dem Fahrgeschehen ab, so dass er sich, statt um die Auslösung der Hupe, um das Führen des Fahrzeuges kümmern kann.The horn activating device with a main body, an actuating element mounted on the main body and having at least one Sensor is coupled, which generates an electrical signal and is coupled to a control device which activates a horn in response to the sensor signal, provides that the control unit is coupled to at least one actuator, which activates the horn a stimulus to a user of the Horn activation device exercises. This ensures that the user of Hupenaktivierungseinrichtung next to the possibly difficult to hear horn signal that was triggered by the actuation of the actuator, receives a further feedback that the horn signal has been triggered. As a result, the user can be given additional security that the horn, which is generally used as a warning signal, was triggered reliably in the respective situation. This avoids no longer necessary activating the horn again or long and does not distract the attention of the user from the driving so that he can take care of the driving of the vehicle, rather than the release of the horn.

Das Betätigungselement kann entgegen einer Federkraft über einen Betätigungsweg in Richtung auf den Grundkörper verlagerbar gelagert sein, um dem Nutzer ein Wegsignal und ein Widerstandssignal zu vermitteln, zusätzlich zu dem zumindest einen mechanischen, optischen, elektrischen und/oder anderweitig sensorischen Reiz, der auf den Nutzer ausgeübt wird. Grundsätzlich ist es nicht notwendig, dass das Betätigungselement verlagerbar ausgebildet ist. Es besteht die Möglichkeit, das Betätigungselement weglos auszugestalten, beispielsweise als reinen Drucksensor oder berührungsempfindlichen Sensor ähnlich einem Touchscreen, so dass die Anbindung an den Grundkörper auch ohne Ausbildung eines Spaltes, der eine Relativverlagerung des Betätigungselementes zu dem Grundkörper erlaubt, möglich ist. Eine weglose Lagerung oder weglose Betätigung bedeutet nicht, dass das Betätigungselement selbst nicht verformt werden kann, beispielsweise aufgrund von Elastizitäten innerhalb des Betätigungselementes oder dessen Verformbarkeit.The actuating element may be displaceably mounted against a spring force via an actuation path in the direction of the base body, in order to provide the user with a path signal and a resistance signal, in addition to the at least one mechanical, optical, electrical and / or otherwise sensory stimulus, which is due to the user is exercised. In principle, it is not necessary that the actuating element is designed to be displaceable. It is possible to design the actuator weglos, for example, as a pure pressure sensor or touch-sensitive sensor similar to a touch screen, so that the connection to the body without forming a gap that allows a relative displacement of the actuator to the body is possible. A trackless bearing or trackless operation does not mean that the actuator itself can not be deformed, for example due to elasticities within the actuator or its deformability.

Ermöglicht das Betätigungselement eine Verlagerung entgegen einer Federkraft in Richtung auf den Grundkörper, so kann der Verlagerungsweg sehr gering ausgebildet sein, bevorzugt weist das Betätigungselement einen Verlagerungsweg auf, der kleiner als 0,1 mm ist. Dieser geringe Verlagerungsweg lässt die Notwendigkeit eines umlaufenden Spaltes um das Betätigungselement entfallen und vermittelt dennoch dem Nutzer eine Rückkopplung, dass durch das Aufbringen einer Druckkraft auf das Betätigungselement eine Verlagerung stattgefunden hat. Es handelt sich bei einem sehr kurzen Verlagerungsweg von unter 0,5 mm, insbesondere bei einem Verlagerungsweg kleiner als 0,1 mm um eine quasi-weglose Hupe oder um eine wegarme Hupe.Allows the actuator displacement against a spring force in the direction of the body, the displacement can be made very small, preferably, the actuator has a displacement path which is smaller than 0.1 mm. This small displacement eliminates the need for a circumferential gap around the actuator and yet gives the user a feedback that a displacement has taken place by the application of a compressive force on the actuator. It is a very short displacement of less than 0.5 mm, in particular with a displacement less than 0.1 mm to a quasi-trackless horn or a low-moving horn.

Das Betätigungselement selbst kann als Airbagmodul ausgebildet, an dem Airbagmodul befestigt oder Teil eines Airbagmoduls sein, so dass beispielsweise eine Abdeckung des Airbagmoduls mit einem Sensor ausgestattet oder mit einem Sensor verbunden sein kann, um das Signal für die Steuerungseinheit auszulösen. Bei einer Ausgestaltung des gesamten Airbagmoduls als Betätigungselement wird beispielsweise Druck auf das Airbagmodul ausgeübt oder aber das Airbagmodul an bestimmten Bereichen berührt, insbesondere wenn das Betätigungselement ein Teil des Airbagmoduls ist, um so die Hupe zu aktivieren.The actuating element itself can be designed as an airbag module, fastened to the airbag module or be part of an airbag module, so that, for example, a cover of the airbag module can be equipped with a sensor or connected to a sensor in order to trigger the signal for the control unit. In an embodiment of the entire airbag module as an actuating element, pressure is exerted on the airbag module, for example, or the airbag module is touched on certain areas, in particular if the actuating element is a part of the airbag module so as to activate the horn.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Sensoren dem Betätigungselement zugeordnet sind und die Steuereinheit die Sensorsignale einzeln oder als Summensignal auswertet werden. Bei einer Einzelauswertung, beispielsweise in Abhängigkeit von dem höchsten Einzeldruck, ein Aktivierungssignal von der Steuereinheit an die Hupe ausgegeben werden, wobei das Aktivierungssignal zu der aufgebrachten Kraft oder der berührten Fläche korrespondierend ausgebildet ist. Alternativ ist es möglich, dass die gemessenen Kräfte oder berührten Flächen oder Bewegungen auf dem Sensor gesammelt und in Summe ausgewertet werden, so dass einzelne Signalspitzen oder Abweichungen in der Signalintensität des Sensorsignals ausgeglichen werden.In a development of the invention, it is provided that a plurality of sensors are assigned to the actuating element and the control unit evaluates the sensor signals individually or as a sum signal. In a single evaluation, for example as a function of the highest individual pressure, an activation signal is output from the control unit to the horn, wherein the activation signal is formed corresponding to the applied force or the touched surface. Alternatively, it is possible for the measured forces or surfaces or movements touched on the sensor to be collected and evaluated in total, so that individual signal peaks or deviations in the signal intensity of the sensor signal are compensated.

Zwischen dem zumindest einen Sensor und dem Betätigungselement kann ein elastisches Element angeordnet sein, das das Betätigungselement auf dem Sensor abstützt. Das elastische Element kann der bislang üblichen Hupenfeder entsprechen oder aber als ein anderes elastisches Element ausgebildet sein, beispielsweise als Gummi- oder Kunststoffplatte mit elastischen Eigenschaften. Die elastischen Elemente fungieren damit nicht mehr als Element, das einen Weg zulässt, der zur Sicherstellung des Abstandes zwischen zwei Kontakten notwendig vorhanden sein muss, sondern als Ausgleichselement, um anfallende Toleranzen von Einzelkomponenten, beispielsweise bei der Zuordnung des Betätigungselementes zu der Umgebung an dem Airbagmodul oder dem Grundkörper, auszugleichen. Bei einer wegarmen Ausgestaltung der Aktivierungseinrichtung dient das elastische Element zur Bereitstellung einer Rückstellkraft.Between the at least one sensor and the actuating element may be arranged an elastic element which supports the actuating element on the sensor. The elastic element may correspond to the hitherto usual horn spring or be designed as another elastic element, for example as a rubber or plastic plate with elastic properties. The elastic elements thus no longer function as an element that allows a path that must necessarily be present to ensure the distance between two contacts, but as a compensation element to tolerances of individual components, for example, in the assignment of the actuating element to the environment on the airbag module or the body, to compensate. In a low-path configuration of the activation device, the elastic element serves to provide a restoring force.

Der Aktuator kann als Vibrationsmotor, Servomotor, einstellbarer Unterstützungsantrieb und/oder Linearantrieb ausgebildet sein, um dem Fahrer eine mechanische, insbesondere taktile Rückmeldung geben zu können. Diese Aktuatoren können sich bereits im Fahrzeug befinden und für andere Zwecke eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Vibrationsmotor im Lenkrad für die Spurhalteassistenzfunktion zur Erzeugung von Vibrationen verwendet werden. Auch allein oder im Zusammenspiel mit anderen Aktuatoren, können Aktuatoren in den Sitzen, die bei Verlassen der Spur in Richtung auf die verlassene Spur einen Druck auf den Fahrer ausüben, als Aktuator eingesetzt werden. Der Aktuator ist bevorzugt ausgebildet, um einen mechanischen Reiz auf den Nutzer der Hupe oder des Betätigungselementes auszuüben, beispielsweise eine Vibration, Druck oder dergleichen. Alternativ oder ergänzend kann der Aktuator ein optisches und/oder elektrisches Signal erzeugen und auf den Nutzer ausüben, um sicherzustellen, dass eine weitere Sinneswahrnehmung zur Rückkopplung der Hupenbetätigung angeregt wird. Das optische Signal kann als Blinklicht oder ununterbrochenes Leuchten ausgebildet sein, das elektrische Signal ist so bemessen, dass ein leichtes Kribbeln erzeugt wird.The actuator may be designed as a vibration motor, servomotor, adjustable support drive and / or linear drive in order to give the driver a mechanical, in particular tactile feedback. These actuators may already be in the vehicle and used for other purposes. For example, the vibration motor in the steering wheel may be used for the lane keeping assist function for generating vibrations be used. Also alone or in conjunction with other actuators, actuators in the seats, which exert pressure on the driver when leaving the lane in the direction of the abandoned lane, can be used as an actuator. The actuator is preferably designed to exert a mechanical stimulus on the user of the horn or of the actuating element, for example a vibration, pressure or the like. Alternatively or additionally, the actuator may generate and apply an optical and / or electrical signal to the user to ensure that further sensory perception is stimulated to feedback the horn actuation. The optical signal can be designed as a flashing light or continuous lighting, the electrical signal is dimensioned so that a slight tingling is generated.

Der Aktuator oder die Aktuatoren können in oder an dem Grundkörper, einer Lenksäule und/oder einem Fahrzeugsitz angeordnet sein. Der Sensor kann insbesondere als Drucksensor oder Berührungssensor ausgebildet sein, so dass nur relativ geringe Betätigungskräfte notwendig sind, um eine Betätigung zu erkennen. Der Drucksensor kann als Piezoelement, kapazitiver Sensor, Halleffektsensor oder induktiver Sensor ausgebildet sein, der Grundkörper kann insbesondere als Lenkrad ausgebildet sein.The actuator or the actuators may be arranged in or on the base body, a steering column and / or a vehicle seat. The sensor may be designed, in particular, as a pressure sensor or touch sensor, so that only relatively low actuation forces are necessary in order to detect an actuation. The pressure sensor may be formed as a piezoelectric element, capacitive sensor, Hall effect sensor or inductive sensor, the base body may be formed in particular as a steering wheel.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht, dass in der Steuerungseinheit ein elektronischer Filter integriert ist, über den ungewollte Hupensignale, die z. B. bei einer Schlechtwegfahrt erzeugt werden, herausgefiltert werden. Dadurch ist es möglich, dass bei der Hupenaktivierungseinrichtung auch hohe Modulgewichte mit niedrigen Hupenwegen kombiniert werden können. Im Stand der Technik muss zur Vermeidung einer ungewollten Auslösung des Hupensignals auf einer Schlechtwegstrecke oder bei starken Fahrzeug-Vibrationen entweder die Hupenkraft so lange erhöht oder das Modulgewicht so lange reduziert wird, bis keine ungewollte Auslösung mehr stattfindet. Beide Lösungen aus dem Stand der Technik stehen im Spannungsfeld der zu erfüllenden Anforderungen einer Hupenaktivierungseinrichtung, insbesondere kann das Modulgewicht nicht beliebig reduziert werden. Es ist daher notwendig, die Hupenfedern anzupassen, was die maximal vorzusehende Betätigungskraft in der Regel überschreitet.A development of the invention provides that an electronic filter is integrated in the control unit, via the unwanted horn signals z. B. be generated during a Schlechtwegfahrt be filtered out. This makes it possible that in the horn activation device and high module weights can be combined with low horns. In the prior art, in order to avoid an unwanted triggering of the horn signal on a poor road or strong vehicle vibrations either the horn force must be increased or the module weight is reduced until no unwanted triggering takes place. Both solutions from the prior art are in the field of tension of the requirements to be met by a horn activation device; in particular, the module weight can not be reduced arbitrarily. It is therefore necessary to adjust the horn springs, which usually exceeds the maximum operating force to be provided.

Erfindungsgemäß kann der Filter beispielsweise wiederholte Schwingungen oder Vibrationen durch beispielsweise einen Tiefpassfilter herausfiltern, so dass es bei vergleichsweise hochfrequenten Schwingungen zu keinem Hupensignal kommt, sondern erst, wenn über einen bestimmten Zeitraum ein Sensorsignal anliegt. Die Signaldauer kann auch in Kombination mit der Signalintensität, beispielsweise der aufgebrachten Druckkraft, verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Hupensignal ausgelöst wird. Beispielsweise kann einer Auslösung erst bei einer vorhebestimmten Signaldauer und Signalintensität ausgelöst werden.According to the invention, the filter can, for example, filter out repeated oscillations or vibrations by, for example, a low-pass filter so that no horn signal occurs at comparatively high-frequency oscillations, but only when a sensor signal is present for a certain period of time. The signal duration may also be used in combination with the signal intensity, such as the applied compressive force, to determine if the horn signal is triggered. For example, a triggering can be triggered only at a predetermined signal duration and signal intensity.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:Hereinafter, an embodiment of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 – eine schematisch Darstellung einer Hupenaktivierungseinrichtung; 1 A schematic representation of a horn activation device;

2 – eine Schnittdarstellung einer Detailansicht der Hupenaktivierungseinrichtung; sowie 2 A sectional view of a detail view of the horn activation device; such as

3 – eine schematische Darstellung eines Auslösefilters. 3 - A schematic representation of a triggering filter.

In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Lenkrad 1 mit einem Lenkradkranz 2 und davon nach innen ragenden Speichen 3 gezeigt, die in einer Nabe münden, über die das Lenkrad 1 an einer Lenksäule 4 befestigt ist. Innerhalb des Lenkradkranzes 2 ist ein Betätigungselement 5 in Gestalt eines Airbagmoduls angeordnet, das mit einem Sensor 6 auf der Unterseite des Betätigungselementes 5 gekoppelt ist. Wird das Betätigungselement 5 berührt oder ein Druck in Richtung auf die Lenksäule 4 oder auf die Speichen 3 ausgeübt, wird über eine Leitung 16, die als Kabel oder physikalischer Leiter oder auch kabellos ausgebildet sein kann, ein Sensorsignal an eine Steuereinheit 10 übermittelt. Innerhalb der Steuerungseinheit 10, die über Kabel 11 mit einer Spanungseinrichtung verbunden ist, wird in Abhängigkeit von dem Sensorsignal eine Hupe 30 aktiviert. Sofern der Sensor 6 oder mehrere Sensoren ein ausreichend starkes und ausreichend langes Sensorsignal an die Steuereinheit 10 übermitteln, wird die mit der Steuerungseinheit 10 gekoppelte Hupe 30 aktiviert und ein Warnsignal ausgelöst.In 1 is a schematic representation of a steering wheel 1 with a steering wheel rim 2 and inwardly projecting spokes 3 shown in a hub, over which the steering wheel 1 on a steering column 4 is attached. Inside the steering wheel rim 2 is an actuator 5 arranged in the form of an airbag module, with a sensor 6 on the underside of the actuating element 5 is coupled. Will the actuator 5 touched or pressure in the direction of the steering column 4 or on the spokes 3 exercised, is over a line 16 , which may be designed as a cable or physical conductor or wireless, a sensor signal to a control unit 10 transmitted. Within the control unit 10 that via cable 11 is connected to a voltage device, in response to the sensor signal is a horn 30 activated. If the sensor 6 or more sensors provide a sufficiently strong and sufficiently long sensor signal to the control unit 10 transmit, which is with the control unit 10 coupled horn 30 activated and a warning signal is triggered.

Innerhalb der Steuerungseinheit 10 kann ein Filter 13 angeordnet oder ausgebildet sein, gegebenenfalls im Rahmen einer elektronischen Programmierung, um die eingehenden Sensorsignale zu beurteilen. Wird ein zur Auslösung der Hupe 30 ausreichendes Sensorsignal detektiert, wird über die Leitung 12 ein Aktuator 20 aktiviert, der an dem Lenkrad 1 gelagert ist. Der Aktuator 20 weist einen Elektromotor 21, eine Unwuchtmasse 22 sowie eine Drehachse 23 auf. Wird der Aktuator 20 aktiviert, dreht sich der Motor 21 und bewirkt aufgrund der exzentrischen Lagerung der Unwuchtmasse 22 eine Vibration in dem Lenkrad 1, die auf den Nutzer übertragen wird, so dass ein mechanischer Reiz aufgrund der Vibration auf den Nutzer ausgeübt wird.Within the control unit 10 can be a filter 13 may be arranged or formed, optionally in the context of electronic programming, to assess the incoming sensor signals. Will be one to trigger the horn 30 sufficient sensor signal detected is via the line 12 an actuator 20 activated, on the steering wheel 1 is stored. The actuator 20 has an electric motor 21 , an imbalance mass 22 and a rotation axis 23 on. Will the actuator 20 activated, the engine turns 21 and causes due to the eccentric storage of imbalance mass 22 a vibration in the steering wheel 1 which is transmitted to the user so that a mechanical stimulus due to the vibration is applied to the user.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aktuator 20 an einer Speiche 3 des Lenkrades 1 angeordnet. Ergänzend oder alternativ kann der Aktuator 20 oder weitere Aktuatoren 20 auch in einem Fahrzeugsitz 25, wie er rechts unten in den 1 gezeigt, ausgebildet sein. Der Aktuator 20 kann dort eine Druckkraft oder eine Vibration auf den Nutzer des Betätigungselementes 5 ausüben.In the illustrated embodiment, the actuator 20 on a spoke 3 of the steering wheel 1 arranged. Additionally or alternatively, the actuator 20 or other actuators 20 also in one vehicle seat 25 as he is right below in the 1 shown to be trained. The actuator 20 can there a pressure force or vibration on the user of the actuator 5 exercise.

Neben der Anordnung des Aktuators 20 an dem Lenkrad 1 kann der Aktuator 20 auch direkt an dem Betätigungselement 5 angeordnet oder mit diesem gekoppelt sein. Alternativ oder ergänzend kann ein Aktuator 20 auch an der Lenksäule 4 angeordnet sein, um statt einer Vibration über eine Unwuchtmasse ein Hin- und Herschwingen des Lenkrades 1 um die Drehachse des Lenkrades 1 über einen alternierenden Antrieb zu bewirken. Dazu können beispielsweise Stellmotoren mit einer geringen Amplitude alternierend aktiviert werden.In addition to the arrangement of the actuator 20 on the steering wheel 1 can the actuator 20 also directly on the actuator 5 be arranged or coupled with this. Alternatively or additionally, an actuator 20 also on the steering column 4 be arranged to instead of a vibration over an imbalance mass reciprocating the steering wheel 1 around the axis of rotation of the steering wheel 1 to effect over an alternating drive. For this example, actuators with a low amplitude can be activated alternately.

2 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teil der Hupenaktivierungseinrichtung mit einem Betätigungselement 5, das entweder als separates Feld innerhalb einer Abdeckung, einer Polsterung oder eines Betätigungsbereiches innerhalb eines Lenkrades ausgebildet ist. Alternativ kann das Betätigungselement 5 eine Airbagabdeckung, ein Airbagmodul oder einen Teil eines Airbagmoduls sein. 2 shows a sectional view through a part of the horn activation device with an actuating element 5 which is formed either as a separate field within a cover, a padding or an operating area within a steering wheel. Alternatively, the actuating element 5 an airbag cover, an airbag module or a part of an airbag module.

Das Betätigungselement 5 weist eine zum Nutzer der Hupenaktivierungseinrichtung gerichtete erste Oberfläche auf und ist mit einem auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten oder ausgebildeten Rasthaken 51 oder Gehäusehaken 51 versehen. Der Gehäusehaken 51 ist in einer Ausnehmung in dem Grundkörper 7 eingeführt und über eine Befestigungsfeder 9, eine sogenannte Omega-Feder, an dem Grundkörper 7 gehalten. Der Grundkörper 7 kann als Einsatzplatte, als Teil des Lenkrades 1 oder als Teil eines Gehäuses ausgebildet sein. An dem Grundkörper 7 ist ein Sensor 6 angeordnet, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Drucksensor ausgebildet ist. Der Drucksensor 6 kann als kapazitiver Sensor, Halleffektsensor, induktiver Sensor oder als Piezoelement ausgebildet sein. Das Betätigungselement 5 stützt sich auf den Sensor 6 über ein als Feder ausgebildetes Elastomerelement 8 ab, so dass bei Aufbringen einer Druckkraft von der dem Nutzer zugewandten Seite des Betätigungselementes 5 in Richtung auf den Sensor 6 ein entsprechendes Sensorsignal generiert und an die Steuerungseinheit 10 übermittelt wird. Der Verlagerungsweg, den das Betätigungselement 5 maximal in Richtung auf den Sensor 6 zurücklegen kann, beträgt weniger als 1 mm, grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Betätigungselement 5 unmittelbar auf dem Sensor 6 aufliegt.The actuator 5 has a directed to the user of Hupenaktivierungseinrichtung first surface and is arranged with a arranged on the opposite side or trained locking hooks 51 or housing hook 51 Mistake. The housing hook 51 is in a recess in the body 7 introduced and via a mounting spring 9 , a so-called omega spring, on the body 7 held. The main body 7 Can be used as an insert plate, as part of the steering wheel 1 or be formed as part of a housing. At the base body 7 is a sensor 6 arranged, which is formed in the illustrated embodiment as a pressure sensor. The pressure sensor 6 can be designed as a capacitive sensor, Hall effect sensor, inductive sensor or as a piezoelectric element. The actuator 5 relies on the sensor 6 via an elastomer element designed as a spring 8th from, so that when applying a compressive force of the user-facing side of the actuating element 5 towards the sensor 6 generates a corresponding sensor signal and to the control unit 10 is transmitted. The displacement path that the actuator 5 maximum in the direction of the sensor 6 is less than 1 mm, in principle it is also possible that the actuator 5 directly on the sensor 6 rests.

Wird über einen ausreichend langen Zeitraum ein ausreichend hoher Druck auf den Sensor 6 ausgeübt, erkennt die Steuerungseinheit 10, dass nicht nur aufgrund des Befahrens einer Schlechtwegstrecke ein Sensorsignal generiert wurde, sondern dass eine Betätigung willkürlich erfolgt, so dass ein entsprechendes Hupensignal aktiviert und gleichzeitig der Aktuator 20 aktiviert wird, um einen mechanischen, optischen oder elektrischen Reiz auf den Nutzer auszuüben. Der mechanische Reiz kann neben einer Vibration auch durch eine Verlagerung der gesamten Hupenaktivierungseinrichtung beispielsweise in Richtung auf den Nutzer ausgeübt werden, so dass sich eine gefühlte Gegenkrafterhöhung einstellt, ohne dass eine tatsächliche Verlagerungsänderung zwischen dem Betätigungselement 5 und dem Sensor 6 einstellt.Sufficient pressure on the sensor for a sufficient period of time 6 exercised, recognizes the control unit 10 in that not only was a sensor signal generated due to the occurrence of a poor road, but that an actuation takes place arbitrarily, so that a corresponding horn signal is activated and at the same time the actuator 20 is activated to exert a mechanical, optical or electrical stimulus on the user. The mechanical stimulus can be exerted in addition to a vibration by a displacement of the entire horn activation device, for example, in the direction of the user, so that sets a perceived counter-force increase, without an actual displacement change between the actuator 5 and the sensor 6 established.

Es können mehrere Sensoren 6 an dem Grundkörper 7 verteilt sein, um unabhängig von dem Ort der Betätigung ein gleichmäßiges Sensorsignal zu erfassen. Sofern mehrere Sensoren 6 sind mit der Steuerungseinheit 10 gekoppelt sind, werden in ihr die Sensorsignale entweder einzeln oder als Summensignal ausgewertet. Bei einer Einzelauswertung genügt es, wenn ein Sensorsignal einen Schwellwert überschreitet, um ein Hupensignal und eine Aktuatoraktivierung auszulösen, werden die einzelnen Sensorsignale als Summensignale ausgewertet, ist in der Regel eine geringere Empfindlichkeit gegeben, die Gefahr einer Fehlaktivierung jedoch verringert.There can be several sensors 6 on the body 7 be distributed to detect a uniform sensor signal, regardless of the location of the operation. If several sensors 6 are with the control unit 10 are coupled, the sensor signals are evaluated in it either individually or as a sum signal. In a single evaluation it is sufficient if a sensor signal exceeds a threshold value to trigger a horn signal and an actuator activation, the individual sensor signals are evaluated as sum signals, a lower sensitivity is usually given, the risk of incorrect activation, however, reduced.

Statt einer Feder 8 kann ein anderes elastisches Element zwischen dem Betätigungselement und dem Sensor angeordnet sein, beispielsweise eine elastische Folie.Instead of a spring 8th may be arranged another elastic element between the actuating element and the sensor, for example an elastic film.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Filters mit einem Sensorwert S als analogen Wert über die Zeit t. Zu verschiedenen Zeitpunkten t1, t2, t3 werden die jeweiligen Signale S erfasst. Liegen über einen Zeitraum t1 bis t3 der Signalwert S oberhalb eines Schwellwertes, wird über diesen Zeitraum hinweg ein Hupensignal und damit auch eine Aktivierung des Aktuators ausgelöst. 3 shows a schematic representation of a filter with a sensor value S as an analog value over time t. At different times t1, t2, t3, the respective signals S are detected. If the signal value S is above a threshold value over a period of time t1 to t3, a horn signal and thus also an activation of the actuator are triggered over this period of time.

Das Lenkrad 1 mit einer solchen Hupenaktivierungseinrichtung kann als vorgefertigtes Modul hergestellt und in Verkehr gebracht werden.The steering wheel 1 with such a horn activation device can be manufactured as a prefabricated module and placed on the market.

Mit der beschriebenen Lösung ist es möglich, eine weglose oder zumindest wegarme Hupenaktivierungseinrichtung bereitzustellen, mit der eine Betätigungskraft gemessen wird, ohne dass das Betätigungselement 5 einen Verlagerungsweg oder einen merklich langen Verlagerungsweg aufweisen muss. Der Sensor 6 oder die Sensoren 6 können entweder unmittelbar unter dem Betätigungselement 5 oder aber unter Zwischenschaltung eines oder mehreren elastischen Elementen 8 angeordnet sein, diese elastischen Elemente 8 dienen jedoch nicht mehr dazu, einen Betätigungsweg zuzulassen, der eine gewisse Sicherheit gegen eine Fehlauslösung bereitstellt, sondern als Ausgleichselement, um anfallende Toleranzen der Einzelkomponenten der Hupenaktivierungseinrichtung oder des Lenkrades auszugleichen.With the described solution, it is possible to provide a trackless or at least low-way horn activation device with which an actuating force is measured, without the actuating element 5 must have a displacement path or a considerably long displacement path. The sensor 6 or the sensors 6 can either be directly under the actuator 5 or with the interposition of one or more elastic elements 8th be arranged, these elastic elements 8th However, they no longer serve to allow an actuation path, which provides a certain security against a false trip, but as a compensation element to accumulating To compensate for tolerances of the individual components of the horn activation device or the steering wheel.

Durch die elektronische Auswertung der gemessenen Kräfte als Einzelwerte oder in Summe kann die Hupenkraft elektronisch eingestellt werden. Neben der unmittelbaren mechanischen oder haptischen Rückmeldung an dem Lenkrad 1 ist es auch möglich, andere Aktuatoren alternativ oder ergänzend zu aktivieren, beispielsweise die Aktuatoren in den Sitzen 25, die für die Anpassung der Sitzkontur oder bei der Warnung bei einem Spurwechsel eingesetzt werden.By electronically evaluating the measured forces as individual values or in total, the horn force can be adjusted electronically. In addition to the immediate mechanical or haptic feedback on the steering wheel 1 It is also possible to activate other actuators alternatively or in addition, for example, the actuators in the seats 25 , which are used to adjust the seat contour or when warning when changing lanes.

Mit der vorgestellten Hupenaktivierungseinrichtung können hohe Modulkräfte bei Airbagmodulen mit niedrigen Hupenwegen kombiniert werden, da über einen elektronischen Filter ungewollte Hupensignale herausgefiltert werden können.With the presented horn activation device, high modulus forces can be combined with airbag modules with low horns because unwanted horn signals can be filtered out via an electronic filter.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009043601 A1 [0005]
US 7481450 B2 [0006]

Claims

Horn activating device with a basic body ( 7 ), one on the main body ( 7 ) mounted actuator ( 5 ), which is equipped with at least one sensor ( 6 ) which generates an electrical signal and is connected to a control unit ( 10 ), which in dependence on the sensor signal a horn ( 30 ), characterized in that the control unit ( 10 ) with at least one actuator ( 20 ) is activated when the horn ( 30 ) exerts a charm on a user.

Horn activating device according to claim 1, characterized in that the actuating element ( 5 ) against a spring force via an actuation path in the direction of the base body ( 7 ) is mounted displaceable.

Horn activating device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating element ( 5 ) is designed as an airbag module, attached to the airbag module or is part of an airbag module.

Horn activating device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of sensors ( 6 ) the actuating element ( 5 ) and the control unit ( 10 ) evaluates the sensor signals individually or as a sum signal.

Horn activating device according to one of the preceding claims, characterized in that between the at least one sensor ( 6 ) and the actuating element ( 5 ) an elastic element ( 8th ) is arranged, which the actuating element on the sensor ( 6 ) is supported.

Horn activating device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 20 ) is designed as a mechanical stimulus triggering actuator, in particular vibration motor, servomotor, adjustable support drive and / or linear drive and / or as an optical or electrical stimulus triggering actuator.

Horn activating device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 20 ) in or on the base body ( 7 ), a steering column ( 4 ) and / or a vehicle seat ( 25 ) is arranged.

Horn activating device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 6 ) is designed as a pressure sensor or touch-sensitive sensor.

Horn activating device according to claim 8, characterized in that the pressure sensor ( 6 ) is designed as a piezo element, capacitive sensor, Hall effect sensor or inductive sensor.

Horn activating device according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 7 ) as a steering wheel ( 1 ) is trained.

Horn activating device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element ( 5 ) has a displacement of less than 0.1 mm.

Horn activation device according to one of the preceding claims, characterized in that in the control unit ( 10 ) at least one filter ( 13 ) is stored or arranged for filtering the sensor signals.

Steering wheel ( 1 ) with a horn activation device according to one of the preceding claims.