DE102016220236A1 - Lenkeinheit - Google Patents

Lenkeinheit Download PDF

Info

Publication number
DE102016220236A1
DE102016220236A1 DE102016220236.7A DE102016220236A DE102016220236A1 DE 102016220236 A1 DE102016220236 A1 DE 102016220236A1 DE 102016220236 A DE102016220236 A DE 102016220236A DE 102016220236 A1 DE102016220236 A1 DE 102016220236A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
steering
pressure sensor
sensor
steering wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016220236.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Jürgen Brügl
Michael Streifinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016220236.7A priority Critical patent/DE102016220236A1/de
Publication of DE102016220236A1 publication Critical patent/DE102016220236A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04Hand wheels
    • B62D1/046Adaptations on rotatable parts of the steering wheel for accommodation of switches
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L13/00Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
    • G01L13/04Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using floats or liquids as sensing elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Eine Lenkeinheit (10) für ein Kraftfahrzeug ist beschrieben, insbesondere für ein Automobil, mit einem Lenkelement (12) und einem Berührungssensor (16), der dem Lenkelement (12) zugeordnet ist. Der Berührungssensor (16) ist eingerichtet, eine Berührung des Lenkelements (12) zu erfassen. Der Berührungssensor (16) umfasst zumindest ein gasgefülltes Druckelement (18) und zumindest einen Drucksensor (20), der eingerichtet ist, einen veränderten Gasdruck im Druckelement (18) zu erfassen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Automobil.
  • Aus dem Stand der Technik sind Lenkeinheiten für Kraftfahrzeuge bekannt, insbesondere für Automobile bzw. Motorräder, die eine sogenannte Handerkennung umfassen. Diese Handerkennung wird auch als „Hand-ON/OFF-Detection“ (HOD) bezeichnet. Die Handerkennung weist einen Berührungssensor auf, mit dem erkannt wird, ob sich zumindest eine Hand des Fahrzeugführers an der Lenkeinheit befindet oder nicht. Üblicherweise wird hierzu eine Sensortechnologie verwendet, die auf elektrisch leitenden Materialien beruht, beispielsweise elektrisch leitenden Textilien. Darüber hinaus können kapazitive, optische und/oder resistive Sensoren verwendet werden, mit denen erkannt werden soll, ob eine Berührung der Lenkeinheit vorliegt oder nicht.
  • Beispielsweise ist aus der DE 10 2010 035 940 A1 eine Lenkeinheit bekannt, die ein piezoelektrisches Material umfasst, sodass ein beim Berühren der Lenkeinheit entstehender Druck in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
  • Ferner ist aus der DE 10 2004 062 040 A1 eine Lenkeinheit bekannt, die einen Berührungssensor mit einer Lichtleitfaser umfasst. Sofern der Fahrzeugführer die Lenkeinheit berührt, entsteht ein Druck auf die Lichtleitfaser, die dadurch deformiert wird. Hierdurch nimmt die Lichtintensität ab, was entsprechend über den Sensor registriert wird.
  • Des Weiteren ist aus der DE 10 2011 006 713 A1 eine Lenkeinheit bekannt, die einen Berührungssensor mit einem drucksensitiven Material umfasst. Auch hier wird die Berührung der Lenkeinheit aufgrund eines entsprechenden Materials erfasst, beispielsweise einem piezoelektrischen Material.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen haben allesamt den Nachteil, dass die verwendeten Sensormaterialien teuer sind, wodurch die Lenkeinheit ebenfalls teuer ist. Darüber hinaus besteht gerade bei elektrischen bzw. piezoelektrischen Materialien das Problem, dass diese mit weiteren elektrischen Bauteilen wechselwirken können, wodurch es zu Störungen kommen kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkeinheit mit Berührungssensor bereitzustellen, die einerseits einfach aufgebaut und andererseits kostengünstig ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug gelöst, insbesondere für ein Automobil, mit einem Lenkelement und einem Berührungssensor, der dem Lenkelement zugeordnet ist, wobei der Berührungssensor eingerichtet ist, eine Berührung des Lenkelements zu erfassen, wobei der Berührungssensor zumindest ein gasgefülltes Druckelement und zumindest einen Drucksensor umfasst, der eingerichtet ist, einen veränderten Gasdruck im Druckelement zu erfassen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung ist es, bereits die Berührung der Lenkeinheit aufgrund eines sich verändernden Gasdrucks zu erfassen, der sich aufgrund der Berührung des Lenkelements in einem in der Lenkeinheit vorgesehenen Druckelement ergibt, welches gasgefüllt ist. Der Drucksensor ist dementsprechend empfindlich ausgebildet, sodass er bereits den beim normalen Umgreifen des Lenkelements entstehenden Druck im Druckelement erfassen kann. Beispielsweise erfasst der Drucksensor bereits Druckänderungen im Bereich von 1 Pa bzw. 10 µbar. Insbesondere handelt es sich beim verwendeten Gas um Luft, sodass der Drucksensor einen veränderten Luftdruck erfasst. Demnach lässt sich der Berührungssensor entsprechend kostengünstig und einfach aufbauen. Ein derartiger Berührungssensor kann zudem in einfacher Weise in die Lenkeinheit integriert werden, wobei er für den Fahrzeuginsassen weder sichtbar noch spürbar ist. Des Weiteren ist der Preis für einen derartigen Berührungssensor in der Herstellung deutlich geringer im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Berührungssensoren. Da der Berührungssensor nicht mit einem elektromagnetischen Wechselfeld arbeitet, weist die Lenkeinheit eine entsprechend hohe elektromagnetische Verträglichkeit auf, wodurch eine geringe Wechselwirkung mit anderen Funktionsbauteilen vorliegt. Der Berührungssensor kann auch als nichtelektromagnetischer Berührungssensor bezeichnet werden, da seine grundlegende Sensorfunktion nicht auf einer elektromagnetischen Wechselwirkung basiert. Vielmehr handelt es sich beim Berührungssensor um einen pneumatischen Berührungssensor. Des Weiteren ist die Lenkeinheit, insbesondere der Berührungssensor, unempfindlich hinsichtlich etwaiger Fertigungstoleranzen, da das Druckelement nicht faltenfrei angeordnet werden muss, wie dies bei elektrischen oder kapazitiven Sensormatten der Fall ist.
  • Ein Aspekt sieht vor, dass es sich beim Lenkelement um ein Lenkrad handelt, insbesondere wobei der Drucksensor im Schäumling des Lenkradkranzes vorgesehen ist. Die Lenkeinheit ist also für ein Automobil vorgesehen, beispielsweise für einen Personenkraftwagen (PKW). Da der Drucksensor im Schäumling des Lenkrads aufgenommen ist, wird der Fahrzeuginsasse den Drucksensor weder haptisch noch optisch erfassen können.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das wenigstens eine Druckelement am Lenkelement umlaufend ausgebildet ist. Bei einem Lenkrad bedeutet dies, dass das wenigstens eine Druckelement entlang des gesamten Umfangs des Lenkrads angeordnet ist. Sofern mehrere Druckelemente vorgesehen sind, erstecken sich diese über den gesamten Umfang des Lenkrads, insbesondere aneinander anschließend, wobei sie voneinander hermetisch getrennt sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine Berührung des Lenkelements in jedem Fall erfasst wird, auch wenn diese an einer untypischen Position am Lenkrad erfolgt.
  • Ein weiterer Aspekt sieht eine Auswerteeinheit vor, die dem Drucksensor zugeordnet ist. Der Drucksensor erfasst den Gas- bzw. Luftdruck im Druckelement und übermittelt die Daten an die Auswerteeinheit, die daraufhin berechnet, ob eine Berührung des Lenkelements durch den Fahrzeugführer vorliegt oder nicht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist das wenigstens eine Druckelement an zumindest einer Stelle hermetisch unterbrochen, sodass das Druckelement zwei Sektionen umfasst. Die Sektionen sind demnach jeweils gas- bzw. luftgefüllt. Hierdurch kann detektiert werden, ob ein Fahrzeugführer das Lenkelement, insbesondere das Lenkrad, mit einer Hand oder mit zwei Händen berührt, da zwei unabhängig detektierbare Sektionen gegeben sind. Demnach kann eine Überwachung der linken sowie der rechten Hälfte des Lenkrads erfolgen, sofern die Sektionen der linken und der rechten Hälfte zugeordnet sind. Alternativ kann die obere und untere Hälfte überwacht werden, wenn die Stelle entsprechend gewählt ist, an der das Druckelement hermetisch unterbrochen ist.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass der zumindest eine Drucksensor mit zwei Sektionen gleichzeitig verbunden ist, sodass der zumindest eine Drucksensor zwei Sektionen gleichzeitig überwacht. Hierbei kann der Drucksensor sowie die damit verbundene Auswerteeinheit den Druck im jeweiligen Druckelement mit hinterlegten Werten im nicht berührten Zustand vergleichen, um beide Sektionen gleichzeitig überwachen zu können. Der Drucksensor kann hierzu zwei unabhängige Eingänge aufweisen, die jeweils mit einem Druckelement bzw. jeweils einer Sektion eines einzigen Druckelements gekoppelt sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Drucksensor ein Differenzdrucksensor, der zumindest zwei Eingänge umfasst. An die beiden Eingänge können zwei Sektionen eines Druckelements oder zwei Druckelemente angeschlossen werden. Der Differenzdrucksensor stellt demnach die beiden, über die Eingänge zugeführten Drücke in Relation zueinander. Der Differenzdrucksensor kann negative wie auch positive Differenzdrücke erfassen, weswegen es sich vorzugsweise um einen bidirektionalen Differenzdrucksensor handelt. Ferner kann der Differenzdrucksensor eine Membran umfassen, die vom Überdruck am entsprechenden Eingang verstellt wird, was von der Auswerteeinheit entsprechend erfasst wird. Hierdurch ist der Berührungssensor auch unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen, da in den am Differenzdrucksensor angeschlossenen Druckelementen bzw. Sektionen im Wesentlichen die gleiche Temperatur vorliegt.
  • Insbesondere umfasst der als Differenzdrucksensor ausgebildete Drucksensor zumindest zwei Kammern, insbesondere wobei eine Membran zwischen den beiden Kammern angeordnet ist. Die beiden Kammern können jeweils mit einem abgeschlossenen Druckelement verbunden sein, wobei die Kammern durch die Membran voneinander getrennt sind. In Abhängigkeit des Differenzdrucks zwischen den beiden Kammern schlägt die Membran in die eine oder andere Richtung aus. Das entsprechende Ausschlagen der Membran wird von der Auswerteeinheit erfasst.
  • Des Weiteren können mehrere Drucksensoren und/oder mehrere Druckelemente vorgesehen sein. Hierbei ist es möglich, dass das Lenkelement in mehrere Sektionen unterteilt wird, die allesamt überwacht werden können. Beispielsweise ist es möglich, die Positionen der Hände am Lenkelement zu erfassen. Dies kann dazu genutzt werden, um zu überwachen, ob der Fahrzeugführer die optimale Position mit seinen Händen eingenommen hat. Bei einem Automobil mit einem Lenkrad ist dies beispielsweise die sogenannte „10 nach 10Uhr“-Stellung. Sofern zwei Drucksensoren vorgesehen sind, die als Differenzdrucksensoren ausgebildet sind, lassen sich vier Quadranten des Lenkrads überwachen.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das wenigstens eine Druckelement mäandernd oder spiralförmig ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich das gesamte Volumen des Lenkelements mit dem wenigstens einen Druckelement und dem daran angeschlossenen Drucksensor überwachen, also Vorder-, Unter-, Rück- und Oberseite, wobei die im Druckelement entstehenden Drücke vom Abstand des Druckelements zur Oberfläche des Lenkelements abhängen.
  • In jedem Fall ist eine flächige Abdeckung der gesamten Oberfläche des Lenkelements nicht notwendig, wie dies bei elektronischen Kontaktflächen oder ähnlichem der Fall ist, da das Druckelement in Abhängigkeit von der gewünschten Sensibilität näher an der Oberfläche des Lenkelements oder entsprechend weiter entfernt von der Oberfläche angeordnet ist, beispielsweise näher zum Skelett des Lenkradkranzes des Lenkrads.
  • Generell kann das zumindest eine Druckelement als eine Schicht im Lenkelement integriert sein. Beispielsweise lässt sich das Druckelement direkt unterhalb der Oberfläche des Lenkelements anordnen, wobei eine hohe Sensibilität geschaffen ist. Der Fahrzeugführer nimmt das Druckelement und den Berührungssensor entsprechend weder optisch noch haptisch wahr.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkeinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
    • - 2 eine Detailansicht der 1,
    • - 3 eine weitere Detailansicht der Lenkeinheit aus 1,
    • - 4 eine weitere Detailansicht der Lenkeinheit aus 1 im aufgeschnittenen Zustand, und
    • - 5 eine Detailansicht des mit dem Druckelement verbundenen Drucksensors der Lenkeinheit gemäß 1.
  • In 1 ist eine Lenkeinheit 10 für ein Kraftfahrzeug gezeigt, insbesondere für ein Automobil.
  • Die Lenkeinheit 10 umfasst ein Lenkelement 12, das in der gezeigten Ausführungsform als ein Lenkrad 14 ausgebildet ist. Das Lenkrad 14 kann in vier Quadranten Q1 bis Q4 unterteilt angesehen werden, wie aus der 1 hervorgeht.
  • Zudem sind in der 1 ellipsenförmige Bereiche gezeigt, die die optimale Berührungsposition des Lenkrads 14 darstellen. Diese Haltung der Hände am Lenkrad 14 wird auch als „10 nach 10 (Uhr)“-Stellung bezeichnet.
  • Des Weiteren umfasst die Lenkeinheit 10 einen Berührungssensor 16, der dem Lenkrad 14 zugeordnet ist. Der Berührungssensor 16 ist eingereicht, um eine Berührung des Lenkrads 14 durch den Fahrzeugführer zu erkennen. Demnach stellt der Berührungssensor 16 fest, ob der Fahrzeugführer das Lenkrad 14 berührt bzw. umgreift, insbesondere mit einer Hand oder mit zwei Händen.
  • Der Berührungssensor 16 weist in der gezeigten Ausführungsform zwei Druckelemente 18 auf, die jeweils als ein luftgefüllter Schlauch ausgebildet sind. Die Enden der jeweiligen Druckelemente 18 werden im Bereich der Lenkradspeiche zur Nabe des Lenkrads 14 geführt, wie aus der 1 bereits ersichtlich ist.
  • Die luftgefüllten Druckelemente 18 können zumindest teilweise, insbesondere vollständig, im Schäumling des Lenkrads 14 angeordnet sein, sodass die Druckelemente 18 im fertiggestellten Lenkrad 14 integriert sind. Der Fahrzeugführer sieht die Druckelemente 18 demnach nicht von außen. Auch kann der Fahrzeugführer die Druckelemente 18 haptisch nicht wahrnehmen.
  • In jedem Fall sind die Druckelemente 18 im Lenkrad 14 integriert, wie unter anderem auch aus der 2 hervorgeht, die einen Abschnitt des Lenkrads 14 im Detail zeigt.
  • Die luftgefüllten Druckelemente 18 erstrecken sich zusammen im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Lenkrads 14, weswegen die Druckelemente 18 am Lenkrad 14 umlaufend ausgebildet sind.
  • Alternativ zu den zwei gezeigten Druckelementen 18 kann auch nur ein Druckelement 18 vorgesehen sein. Je nach gewünschtem Detektionsbereich des Berührungssensors 16 erstreckt sich das zumindest eine Druckelement 18 ebenfalls im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Lenkrads 14.
  • Zudem umfasst der Berührungssensor 16 wenigstens einen in 1 nicht gezeigten Drucksensor 20, der jedoch in 5 detailliert gezeigt ist, insbesondere mit dem daran angeschlossenen Druckelement 18. Aus der 5 geht zudem hervor, dass das schlauchförmige Druckelement 18 mit einem Ende mit dem Drucksensor 20 gekoppelt ist, wobei der Drucksensor 20 mit einer Auswerteeinheit 22 gekoppelt ist. Die Auswerteeinheit 22 kann im Drucksensor 20 integriert sein.
  • Alternativ kann es sich bei der Auswerteeinheit 22 um die allgemeine Fahrzeugsteuerung handeln, sodass eine elektrische Verbindung zwischen dem Drucksensor 20 und der Fahrzeugsteuerung vorgesehen ist.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind zwei Drucksensoren 20 vorgesehen, wie nachfolgend noch erläutert wird.
  • In 3 ist der obere Teil des Lenkrads 14 aus 1 im Detail gezeigt, in dem sich das erste Druckelement 18 befindet. Hieraus geht hervor, dass das erste Druckelement 18 an einer Stelle 24 hermetisch unterbrochen ist, da das schlauchförmige erste Druckelement 18 über eine erste hülsenartige Klammer 26 derart zusammengequetscht ist, dass zwei voneinander unabhängige erste Sektionen 28, 30 des Druckelements 18 entstehen. Demnach liegt eine erste hermetische Unterbrechung 32 an der Stelle 24 vor.
  • Die Stelle 24 ist am obersten Punkt des Lenkrads 14 in dessen Neutralstellung vorgesehen, sodass die beiden ersten Sektionen 28, 30 dem Quadranten Q1 und dem Quadranten Q2 zugeordnet sind.
  • In analoger Weise ist am zweiten Druckelement 18 ebenfalls eine Stelle hermetisch unterbrochen, wobei in analoger Weise eine hülsenartige Klammer vorgesehen ist, sodass zwei voneinander unabhängige zweite Sektionen 28, 30 des zweiten Druckelements 18 gebildet sind. Diese Stelle ist in der Neutralstellung des Lenkrads 14 an dessen untersten Stelle angeordnet, sodass die die beiden zweiten Sektionen 28, 30 dem Quadranten Q3 und dem Q4 zugeordnet sind.
  • Die beiden Drucksensoren 20 sind derart ausgebildet, dass jeweils zwei Sektionen 28, 30 gleichzeitig mit einem Drucksensor 20 verbunden sind, sodass der Drucksensor 20 die beiden mit ihm verbundenen Sektionen 28, 30 gleichzeitig überwacht. Dementsprechend handelt es sich bei dem Drucksensor 20 um einen Differenzdrucksensor.
  • Der erste Drucksensor 20 überwacht beispielsweise den oberen rechten Quadranten Q1 und den oberen linken Quadranten Q2, wobei der zweite Drucksensor 20 den unteren rechten Quadranten Q4 und den unteren linken Quadranten Q3 des Lenkrads 14. Hierdurch ist sichergestellt, dass der obere rechte Quadrant Q1 und der untere rechte Quadrant Q4 von zwei unterschiedlichen Drucksensoren 20 überwacht werden. Dies gilt ebenso für die beiden linken Quadranten Q2, Q3.
  • Generell ist es jedoch möglich, dass ein Drucksensor 20 mit den ersten Sektionen 28, 30 des ersten Druckelements 18 oder den zweiten Sektionen 28, 30 des zweiten Druckelements 18 verbunden ist. Demnach ist es beispielsweise auch möglich, dass die Quadranten Q1 und Q4 einem Drucksensor 20 zugeordnet sind.
  • Insgesamt liegen also vier Sektionen 28, 30 vor, die sich durch die zwei als Differenzdrucksensoren ausgebildeten Drucksensoren 20 überwachen lassen. Diese vier Sektionen 28, 30 sind den vier Quadranten Q1 bis Q4 des Lenkrads 14 zugeordnet.
  • Die beiden vorgesehenen Druckelemente 18 können zusammen eine Lage des Lenkrads 14 bilden, insbesondere eine innenliegende Lage im Lenkrad 14.
  • Wie aus der 4 insbesondere hervorgeht, können die beiden Druckelemente 18 jeweils im Bereich der optimalen Griffposition, beim Lenkrad 14 die sogenannte „10 nach 10“-Position, in Richtung zur Lenkradnabe geführt werden, wobei sich die Druckelemente 18 bzw. Sektionen 28, 30 wenigstens an einem Überkreuzungspunkt überkreuzen. Hierdurch lässt sich neben den vier Quadranten Q1 bis Q4 zusätzlich die optimale Griffposition am Lenkrad 14 überwachen.
  • Hierbei ist es jedoch notwendig, dass die dem ersten Quadranten Q1 und dem vierten Quadranten Q4 zugeordneten Druckelemente 18 bzw. Sektionen 28, 30 zwei unterschiedlichen Drucksensoren 20 zugeordnet sind. Die sich überkreuzenden Druckelemente 18 bzw. Sektionen 28, 30 dürfen also nicht demselben Drucksensor 20 zugeordnet sein.
  • Sofern nun der Fahrzeugführer das Lenkrad 14 im Bereich der optimalen Griffposition umgreift, wird ein Druck am Überkreuzungspunkt der beiden Druckelemente 18 oder Sektionen 28, 30 gleichzeitig aufgebaut, beispielsweise an der rechten Hälfte des Lenkrads 14. Die beiden Druckelemente 18 bzw. die Sektionen 28, 30 werden dabei beide zusammengedrückt, wodurch der Druck in beiden Druckelementen 18 bzw. Sektionen 28, 30 steigt. Dies wird von beiden Drucksensoren 20 gleichzeitig registriert.
  • Hierdurch lässt sich auf eine optimale Griffpositionen an der rechten Hälfte des Lenkrads 14 schließen.
  • Sofern der Fahrzeugführer nun auch an der linken Hälfte des Lenkrads 14 die optimale Griffposition einnimmt, verringert sich der Differenzdruck in den beiden Drucksensoren 20, da beispielsweise der erste Drucksensor 20 mit den Druckelementen 18 bzw. Sektionen 28, 30 gekoppelt ist, die dem ersten Quadranten Q1 (oben rechts und dem zweiten Quadraten Q2 (oben links) zugeordnet sind. Der zweite Drucksensor 20 ist entsprechend mit den Druckelementen 18 bzw. Sektionen 28, 30 gekoppelt, die dem dritten Quadranten Q3 (unten links) und dem vierten Quadraten Q2 (unten rechts) zugeordnet sind.
  • Bei der optimalen Griffposition an beiden Hälften des Lenkrads 14 liegen somit ganz geringe Differenzdrücke in den Drucksensoren 20 vor.
  • Da der Fahrzeugführer nur zwei Hände hat, werden zwei zwar sehr geringe, jedoch absolut synchron verlaufende Differenzdrücke in den beiden Drucksensoren 20 so interpretiert, dass der Fahrzeugführer die optimale Griffposition eingenommen hat.
  • Alternativ können die Quadranten Q1 und Q3 dem ersten Drucksensor 20 und die Quadranten Q2 und Q4 den zweiten Drucksensor 20 zugeordnet sein. Auch hier wird eine Berührung am Überkreuzungspunkt durch beide Drucksensoren 20 gleichzeitig erfasst.
  • Somit ist es mit zwei Drucksensoren 20 sowie zwei in zwei Sektionen hermetisch unterteilte Druckelementen 18 möglich, sechs unterschiedliche Berührpositionen gleichzeitig zu überwachen, nämlich die vier Quadranten Q1 bis Q4 des Lenkrads 14 sowie die optimale Griffposition an der rechten Hälfte des Lenkrads 14 und die optimale Griffposition an der linken Hälfte des Lenkrads 14.
  • Beispielsweise lässt sich mit den Drucksensoren 20 ein Druckunterschied von 1 Pa bzw. 10 µbar erfassen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die erfassten Drücke gespeichert werden, sodass eine Historie ermittelt bzw. eine Veränderung der Berührpositionen erfasst werden kann.
  • Generell kann der Drucksensor 20 als Differenzdrucksensor ausgebildet sein, der eine Membran aufweist, über die sich der Differenzdruck ermitteln lässt. Die Membran liegt dann zwischen den beiden Eingängen des Differenzdrucksensors, an denen die Druckelemente 18 oder die Sektionen 28, 30 direkt angeschlossen sind. In Abhängigkeit vom Differenzdruck bzw. der Druckveränderung bewegt sich die Membran in die eine oder andere Richtung, was über die Auswerteeinheit 22 entsprechend erfasst wird. Insbesondere kann der Differenzdrucksensor zwei Kammern umfassen, die durch die Membran voneinander getrennt sind.
  • Beiden Kammern können jeweils mit einem Druckelement 18 bzw. einer Sektion 28, 30 eines Druckelements 18 verbunden sein.
  • Auch ist es möglich, dass nur ein Druckelement 18 vorgesehen ist, wodurch nur ein Drucksensor 20 ausreichend ist. Auch wenn das Druckelement 18 zwei Sektionen 28, 30 umfasst, die beispielsweise der linken und der rechten Hälfte des Lenkrads 14 zugeordnet sind. Eine Berührung der beiden Hälften kann dabei unabhängig voneinander erfasst werden, sofern der eine Drucksensor 20 als Differenzdrucksensor ausgebildet ist. Ebenso kann eine Berührungserkennung der oberen bzw. der unteren Hälfte des Lenkrads 14 erfolgen, sofern die Sektionen 28, 30 des einen Druckelements 18 diesen Bereichen zugeordnet sind.
  • Zudem können mehr als zwei Drucksensoren 20 und/oder mehr als zwei Druckelemente 18 im Lenkrad 14 verteilt angeordnet sein, wodurch sich eine entsprechend genauere Einteilung in einzelne Bereiche am Lenkrad 14 ergibt.
  • Alternativ zu der gezeigten Darstellung kann das Druckelement 18 auch spiralförmig oder mäandernd am Lenkelement 12 angeordnet sein, sodass es in periodischen Abständen an der Vorder-, Unter-, Rück- und Oberseite des Lenkelements 12 vorgesehen ist. Hierdurch lässt sich das gesamte Volumen des Lenkelements 12 überwachen.
  • Alternativ kann das Druckelement 18 gleichzeitig als ein visuelles Element am Lenkelement 12 ausgebildet sein, sofern es von außen sichtbar ist, sodass das Druckelement 18 beispielsweise als ein Zierelement oder ein Lichtelement dient, welches aktiv beleuchtet wird.
  • Generell ist eine Lenkeinheit 10 für ein Kraftfahrzeug geschaffen, die in einfacher Weise die Berührung des Lenkelements 12 erfasst, insbesondere des Lenkrads 14. Zudem ist die Lenkeinheit 10 kostengünstig ausgebildet, insbesondere der vorgesehene Berührungssensor 16.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010035940 A1 [0003]
    • DE 102004062040 A1 [0004]
    • DE 102011006713 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Lenkeinheit (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Automobil, mit einem Lenkelement (12) und einem Berührungssensor (16), der dem Lenkelement (12) zugeordnet ist, wobei der Berührungssensor (16) eingerichtet ist, eine Berührung des Lenkelements (12) zu erfassen, wobei der Berührungssensor (16) zumindest ein gasgefülltes Druckelement (18) und zumindest einen Drucksensor (20) umfasst, der eingerichtet ist, einen veränderten Gasdruck im Druckelement (18) zu erfassen.
  2. Lenkeinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkelement ein Lenkrad (14) ist, insbesondere wobei der Drucksensor (20) im Schäumling des Lenkradkranzes vorgesehen ist.
  3. Lenkeinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckelement (18) am Lenkelement (12) umlaufend ausgebildet ist.
  4. Lenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (22) vorgesehen ist, die dem Drucksensor (20) zugeordnet ist.
  5. Lenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckelement (18) an zumindest einer Stelle (24) hermetisch unterbrochen ist, sodass das Druckelement (18) zwei Sektionen (28, 30) umfasst.
  6. Lenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Drucksensor (20) mit zwei Sektionen (28, 30) gleichzeitig verbunden ist, sodass der zumindest eine Drucksensor (20) zwei Sektionen (28, 30) gleichzeitig überwacht.
  7. Lenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (20) ein Differenzdrucksensor ist, der zumindest zwei Eingänge umfasst.
  8. Lenkeinheit (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der als Differenzdrucksensor ausgebildete Drucksensor (20) zumindest zwei Kammern umfasst, insbesondere wobei eine Membran zwischen den beiden Kammern angeordnet ist.
  9. Lenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drucksensoren (20) und/oder mehrere Druckelemente (18) vorgesehen sind.
  10. Lenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckelement (18) mäandernd oder spiralförmig ausgebildet ist.
DE102016220236.7A 2016-10-17 2016-10-17 Lenkeinheit Withdrawn DE102016220236A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016220236.7A DE102016220236A1 (de) 2016-10-17 2016-10-17 Lenkeinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016220236.7A DE102016220236A1 (de) 2016-10-17 2016-10-17 Lenkeinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016220236A1 true DE102016220236A1 (de) 2018-04-19

Family

ID=61765217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016220236.7A Withdrawn DE102016220236A1 (de) 2016-10-17 2016-10-17 Lenkeinheit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016220236A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110893880A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 本田技研工业株式会社 判定系统、车辆控制系统、车辆、判定方法以及介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4540979A (en) * 1982-09-28 1985-09-10 Gerger Edward J Grip-responsive operator alertness monitor
DE10311895A1 (de) * 2003-03-18 2004-10-07 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH System zur Einschlafdetektierung eines Kraftfahrers
US20060022442A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Aphrodite Agencies Limited Steering control for self-propelled vehicles
DE102004062040A1 (de) 2004-12-23 2006-07-13 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Optischer Sensor für das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs zur Überwachung der körperlichen Verfassung des Fahrzeugführers
DE102009019663A1 (de) * 2009-04-30 2010-11-04 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Erfassen einer pysikalischen Größe an einer Lenkhandhabe
DE102011006713A1 (de) 2010-04-02 2011-12-15 Tk Holdings, Inc. Lenkrad mit Messung des Handdrucks
DE102010035940A1 (de) 2010-08-31 2012-03-01 Denis Güzelocak Überwachungs- und Notfallsystem für Kraftfahrzeuge

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4540979A (en) * 1982-09-28 1985-09-10 Gerger Edward J Grip-responsive operator alertness monitor
DE10311895A1 (de) * 2003-03-18 2004-10-07 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH System zur Einschlafdetektierung eines Kraftfahrers
US20060022442A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Aphrodite Agencies Limited Steering control for self-propelled vehicles
DE102004062040A1 (de) 2004-12-23 2006-07-13 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Optischer Sensor für das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs zur Überwachung der körperlichen Verfassung des Fahrzeugführers
DE102009019663A1 (de) * 2009-04-30 2010-11-04 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Erfassen einer pysikalischen Größe an einer Lenkhandhabe
DE102011006713A1 (de) 2010-04-02 2011-12-15 Tk Holdings, Inc. Lenkrad mit Messung des Handdrucks
DE102010035940A1 (de) 2010-08-31 2012-03-01 Denis Güzelocak Überwachungs- und Notfallsystem für Kraftfahrzeuge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110893880A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 本田技研工业株式会社 判定系统、车辆控制系统、车辆、判定方法以及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013000927A1 (de) Lenkrad mit optischem Fingernavigationsmodul
DE102011076174A1 (de) Haptisches Lenkrad, Lenkradsystem und Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug
DE19927464A1 (de) Lenkrad mit Tastelementen
DE102015118531A1 (de) Bedienelement, insbesondere in Kraftfahrzeugen
DE102014221092A1 (de) Verfahren zur Verformung einer elastisch verformbaren Anzeige- und Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug
DE102010035940A1 (de) Überwachungs- und Notfallsystem für Kraftfahrzeuge
WO2008119424A1 (de) Bedienelement für kraftfahrzeuge
EP2943368B1 (de) Bedieneinrichtung, fahrzeuglenkrad sowie verfahren zum betrieb einer bedieneinrichtung
EP3551491A1 (de) Bedieneinrichtung für ein infotainmentsystem eines kraftfahrzeugs, verfahren zur ermittlung des aufenthaltsortes einer bedienperson eines solchen bedienelements
WO2016016050A1 (de) Verfahren zum bedienen einer lichtfunktion von kraftfahrzeugscheinwerfern und kraftfahrzeug mit einer anzeigeeinrichtung und einem bedienelement für eine bedienung der lichtfunktion der kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102016220236A1 (de) Lenkeinheit
DE102018009543A1 (de) Bedienvorrichtung
DE102020200229A1 (de) Multifunktionslenkrad
DE102019129390A1 (de) Fortbewegungsmittel, Vorrichtung und Verfahren zum Ausgeben einer Hilfestellung vor einer beabsichtigten Betätigung einer Eingabevorrichtung an einem Multifunktionslenkrad eines Fortbewegungsmittels
DE102016109467A1 (de) Bauteil, insbesondere Innenausstattungsbauteil für Fahrzeuge
DE102011081098A1 (de) Bedienvorrichtung zur Steuerung elektrisch verstellbarer Komponenten
DE102015000480A1 (de) Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit verschiedenen Bedienbereichen sowie Kraftfahrzeug
DE102004031309A1 (de) Lenkrad mit einem Bedienelement
DE102014019128A1 (de) Bedieneinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Bedieneinrichtung
DE102015011196A1 (de) Bedieneinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102018107430A1 (de) Transportfahrzeug
DE102016001244A1 (de) Lenkhandhabe für ein Fahrzeug
DE102018101145A1 (de) Verbesserter Kraftsensor in Folientechnik
DE102017220433A1 (de) Bedieneinrichtung für ein Fahrzeug und Fahrzeuglenkeinrichtung
DE102015015315A1 (de) Verkleidungsteil für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination