DE102018217333A1

DE102018217333A1 - Steering device for a vehicle

Info

Publication number: DE102018217333A1
Application number: DE102018217333.8A
Authority: DE
Inventors: Marcel Günter; Andreas Kemle; Christian Schulze; Christian Staub
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung (1) für ein Fahrzeug (2), die einen Lenkkörper (3) zum Lenken des Fahrzeugs (1) sowie Temperierelemente (8) zum Temperieren unterschiedlicher Lenkkörperzonen (6) des Lenkkörpers (3) aufweist. Erfindungsgemäß weist die Lenkeinrichtung (1) eine Sensoreinrichtung (10) zum Erkennen der Annäherung einer Hand in Richtung der jeweiligen Lenkkörperzone (6) auf, wobei die Lenkkörperzonen (6) abhängig von der Annäherung der Hand temperiert werden.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkeinrichtung (3) mit verschiedenen Lenkkörperzonen (6), die separat temperierbar sind.The invention relates to a steering device (1) for a vehicle (2), which has a steering body (3) for steering the vehicle (1) and temperature control elements (8) for temperature control of different steering body zones (6) of the steering body (3). According to the invention, the steering device (1) has a sensor device (10) for detecting the approach of a hand in the direction of the respective steering body zone (6), the steering body zones (6) being temperature-controlled depending on the approach of the hand. The invention further relates to a method for operating a steering device (3) with different steering body zones (6) which can be heated separately.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit einem beweglichen Lenkkörper und mit am Lenkkörper angebrachten Temperierelementen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Lenkeinrichtung.The present invention relates to a steering device for a vehicle with a movable steering body and with temperature control elements attached to the steering body. The invention further relates to a method for operating such a steering device.

Eine gattungsgemäße Lenkeinrichtung weist einen Lenkkörper, beispielsweise ein Lenkrad, auf, den ein Nutzer greift und bewegt, um ein zugehöriges Fahrzeug zu lenken. Der Lenkkörper kann hierbei Temperaturen aufweisen, welche von dem Nutzer beim Greifen als unangenehm empfunden werden. Um diese Unannehmlichkeit zu verhindern oder zu reduzieren ist es bekannt, das Lenkrad zu heizen, wenn der Nutzer dies wünscht und/oder wenn niedrige Außen- oder Umgebungstemperaturen herrschen. Aus der JP 2010-173585 A ist es zudem bekannt, bei einem Lenkrad Heizelemente und Kühlelemente vorzusehen, mit denen das Lenkrad bei Bedarf geheizt oder gekühlt werden kann.A generic steering device has a steering body, for example a steering wheel, which a user grips and moves in order to steer an associated vehicle. The steering body can have temperatures which the user perceives as unpleasant when gripping. In order to prevent or reduce this inconvenience, it is known to heat the steering wheel when the user wishes and / or when the outside or ambient temperatures are low. From the JP 2010-173585 A it is also known to provide heating elements and cooling elements in a steering wheel, with which the steering wheel can be heated or cooled if necessary.

Das Heizen oder Kühlen und somit das Temperieren des Lenkrads erfolgt üblicherweise über das gesamte Lenkrad. Hierbei werden also auch Zonen des Lenkrads temperiert, welche der Nutzer beim Lenken nicht anfasst bzw. greift.The heating or cooling and thus the tempering of the steering wheel is usually carried out over the entire steering wheel. Zones of the steering wheel that the user does not touch or grip when steering are also tempered.

Um den Energieverbrauch beim Heizen eines Lenkrads zu reduzieren, ist es aus der US 8,983,732 B2 bekannt, ein Lenkrad in unterschiedlichen Zonen zu unterteilen und die jeweilige Zone mit einem zugehörigen Heizelement und einem zugehörigen Berührungssensor auszustatten. Greift ein Nutzer das Lenkrad in einer Zone, so wird dies mit Hilfe des Sensors erkannt und das Heizen des Lenkrads erfolgt lediglich in dieser Zone. Hierzu weist die zugehörige Lenkeinrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche mit den Sensoren und den Heizelementen verbunden ist.To reduce the energy consumption when heating a steering wheel, it is out of the US 8,983,732 B2 known to divide a steering wheel into different zones and to equip the respective zone with an associated heating element and an associated touch sensor. If a user grips the steering wheel in a zone, this is recognized with the aid of the sensor and the steering wheel is only heated in this zone. For this purpose, the associated steering device has a control device which is connected to the sensors and the heating elements.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für eine Lenkeinrichtung der eingangs genannten Art sowie für ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkeinrichtung verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch einen verbesserten Komfort für einen Nutzer auszeichnen.The present invention is concerned with the task of specifying improved or at least alternative embodiments for a steering device of the type mentioned at the beginning and for a method for operating a steering device, which are characterized in particular by improved comfort for a user.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Lenkkörper einer Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug in unterschiedlichen Zonen, nachfolgend auch Lenkkörperzonen genannt, zu unterteilen, welche jeweils separat temperierbar sind und die Lenkkörperzonen bereits dann zu temperieren, wenn sich eine Hand eines Nutzers der zugehörigen Lenkkörperzone annähert. Es erfolgt also eine Vortemperierung bzw. Vorkonditionierung der entsprechenden Lenkkörperzone, so dass eine Temperaturänderung der entsprechenden Lenkkörperzone bereits eingesetzt hat, wenn die Hand die entsprechende Lenkkörperzone berührt oder greift. Hierdurch wird der Komfort für den Nutzer weiter erhöht. Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Lenkeinrichtung also den Lenkerkörper zum Lenken eines zugehörigen Fahrzeugs auf, der zum Lenken von einem Nutzer mit der Hand berührt und/oder umgriffen wird. Zum Lenken des Fahrzeugs wird der Lenkkörper mit der Hand bewegt, beispielsweise gedreht und/oder verschoben. Der Lenkkörper weist zumindest zwei Lenkkörperzonen auf, welche sich über unterschiedliche Bereiche des Lenkkörpers erstrecken und zueinander beabstandet sein können. In der jeweiligen Lenkkörperzone ist ein Temperierelement zum Temperieren der zugehörigen Lenkkörperzone angeordnet. Die Lenkeinrichtung weist zudem eine Sensoreinrichtung auf, welche im Betrieb erkennt, ob sich die Hand der jeweiligen Lenkkörperzone annähert. Die Sensoreinrichtung ist, ebenso wie das jeweilige Temperierelement, mit einer Steuereinrichtung der Lenkeinrichtung kommunizierend verbunden, wobei die Steuereinrichtung das Temperierelement zumindest einer der Lenkkörperzonen, vorzugsweise der jeweiligen Lenkkörperzone, abhängig von der Annäherung der Hand in Richtung der zugehörigen Lenkkörperzone steuert. Dabei wird vorzugsweise das Temperierelement zum Temperieren der zugehörigen Lenkkörperzone aktiviert, wenn sich die Hand der zugehörigen Lenkkörperzone annähert.The present invention is based on the general idea of dividing a steering body of a steering device for a vehicle into different zones, hereinafter also referred to as steering body zones, which can each be separately temperature-controlled and temperature-regulating the steering body zones when a user's hand is in the associated steering body zone approximates. The corresponding steering body zone is thus preheated or preconditioned so that a temperature change in the corresponding steering body zone has already started when the hand touches or grasps the corresponding steering body zone. This further increases the comfort for the user. In accordance with the inventive concept, the steering device thus has the handlebar body for steering an associated vehicle, which is touched and / or gripped by a user by hand for steering. To steer the vehicle, the steering body is moved by hand, for example rotated and / or shifted. The steering body has at least two steering body zones, which extend over different areas of the steering body and can be spaced apart from one another. A temperature control element for temperature control of the associated steering body zone is arranged in the respective steering body zone. The steering device also has a sensor device which recognizes in operation whether the hand is approaching the respective steering body zone. The sensor device, like the respective temperature control element, is communicatively connected to a control device of the steering device, the control device controlling the temperature control element of at least one of the steering body zones, preferably the respective steering body zone, depending on the approach of the hand in the direction of the associated steering body zone. The temperature control element for temperature control of the associated steering body zone is preferably activated when the hand approaches the associated steering body zone.

Der Lenkkörper kann prinzipiell beliebig ausgebildet, insbesondere geformt sein. Beim Lenkkörper kann es sich beispielsweise um einen Hebel handeln, der zum Lenken des Fahrzeugs mit der Hand bewegt wird. Ebenso kann es sich beim Lenkkörper um ein Lenkrad handeln, welches zum Lenken des Fahrzeugs bewegt, insbesondere gedreht wird.In principle, the steering body can have any design, in particular it can be shaped. The steering body can, for example, be a lever that is moved by hand to steer the vehicle. Likewise, the steering body can be a steering wheel which moves, in particular rotates, to steer the vehicle.

Die jeweilige Lenkkörperzone kann prinzipiell beliebig dimensioniert sein. Vorstellbar sind gleichmäßig über den Lenkkörper verteilt angeordnete Lenkkörperzonen. Dies erlaubt ein präziseres und/oder energieeffizienteres Temperieren des Lenkkörpers.The respective steering body zone can in principle be dimensioned as desired. Steering body zones arranged evenly distributed over the steering body are conceivable. This allows a more precise and / or more energy-efficient temperature control of the steering body.

Die Sensoreinrichtung zur Erkennung der Annäherung der Hand in Richtung der jeweiligen Lenkkörperzone kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Denkbar ist insbesondere eine elektromagnetische Strahlen und/oder Schall, insbesondere Ultraschall, verwendende Sensoreinrichtung, eine resistive Sensoreinrichtung, eine mechanische Sensoreinrichtung, die beispielsweise ein Piezoelement und/oder einen Druckschalter aufweist.The sensor device for recognizing the approach of the hand in the direction of the respective steering body zone can in principle be of any design. In particular, it is conceivable to use an electromagnetic radiation and / or sound, in particular ultrasound, sensor device, a resistive sensor device, a mechanical one Sensor device which has, for example, a piezo element and / or a pressure switch.

Bevorzugt weist die Sensoreinrichtung zur Erkennung der Annäherung der Hand zumindest einen kapazitiven Sensor auf, der am Lenkkörper angebracht ist. Der kapazitive Sensor, auch kapazitiver Näherungsschalter genannt, erlaubt ein einfaches Umsetzen der Sensoreinrichtung. Zugleich ist es somit möglich, auch zu erkennen, ob die Hand die zugehörige Lenkkörperzone berührt und/oder umgreift.The sensor device for detecting the approach of the hand preferably has at least one capacitive sensor which is attached to the steering body. The capacitive sensor, also called capacitive proximity switch, allows the sensor device to be easily moved. At the same time, it is also possible to recognize whether the hand touches and / or grips the associated steering body zone.

Vorteilhaft ist hierbei für die jeweilige Lenkkörperzone ein zugehöriger kapazitiver Sensor vorgesehen. Somit wird ein genaueres und/oder differenziertes Erkennen der Annäherung der Hand ermöglicht.An associated capacitive sensor is advantageously provided for the respective steering body zone. This enables a more precise and / or differentiated recognition of the approach of the hand.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen das jeweilige Temperierelement unterhalb einer Außenhülle des Lenkkörpers angeordnet ist, derart, dass das Temperierelement von außen optisch nicht erkennbar und/oder für den Nutzer haptisch nicht erfassbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine kapazitive Sensor unterhalb der Außenhülle angeordnet sein, so dass er von außen nicht erkennbar und/oder haptisch nicht erfassbar ist.Preferred embodiments are those in which the respective temperature control element is arranged below an outer shell of the steering body in such a way that the temperature control element is not visually recognizable from the outside and / or haptically cannot be detected by the user. As an alternative or in addition, the at least one capacitive sensor can be arranged below the outer shell, so that it cannot be recognized from the outside and / or cannot be haptically detected.

Die Steuereinrichtung ist vorteilhaft derart ausgestaltet, dass sie die Temperierelemente zusätzlich abhängig von der Umgebungstemperatur des Lenkkörpers steuert. Hierdurch erkennt die Steuereinrichtung, welcher Temperierbedarf der Lenkkörper, insbesondere die jeweilige Lenkkörperzone, hat. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen wird beispielsweise mit dem Temperierelement die zugehörige Lenkkörperzone geheizt. Umgekehrt kann die jeweilige Lenkkörperzone bei hohen Umgebungstemperaturen gekühlt werden. Die Steuereinrichtung ist zu diesem Zweck vorteilhaft mit zumindest einem Temperatursensor verbunden. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Innentemperatursensor des zugehörigen Fahrzeugs handeln.The control device is advantageously designed such that it additionally controls the temperature control elements as a function of the ambient temperature of the steering body. In this way, the control device recognizes the temperature control requirement of the steering body, in particular the respective steering body zone. At low ambient temperatures, for example, the associated steering body zone is heated with the temperature control element. Conversely, the respective steering body zone can be cooled at high ambient temperatures. For this purpose, the control device is advantageously connected to at least one temperature sensor. In particular, this can be an interior temperature sensor of the associated vehicle.

Das jeweilige Temperierelement kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Insbesondere kann es sich beim jeweiligen Temperierelement um ein Heizelement auf Kaltleiterbasis, eine Heizfolie mit metallischen Leitern, ein Carbonheizelement, ein fluidgeführtes Heizelement, einen Halbleiter und dergleichen oder Mischungen daraus handeln.The respective temperature control element can in principle be designed in any way. In particular, the respective temperature control element can be a PTC-based heating element, a heating foil with metallic conductors, a carbon heating element, a fluid-guided heating element, a semiconductor and the like or mixtures thereof.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen zumindest eines der Temperierelemente, vorzugsweise das jeweilige Temperierelement, als ein thermoelektrisches Element, insbesondere als ein Peltierelement, ausgebildet ist. Dies erlaubt einerseits ein vereinfachtes und effizientes Temperieren der zugehörigen Lenkkörperzone. Andererseits kann durch eine entsprechende Bestromung des jeweiligen Peltierelements mit dem gleichen Temperierelement neben dem Heizen auch ein Kühlen der zugehörigen Lenkkörperzone realisiert werden.Embodiments are preferred in which at least one of the temperature control elements, preferably the respective temperature control element, is designed as a thermoelectric element, in particular as a Peltier element. On the one hand, this allows the associated steering body zone to be tempered in a simplified and efficient manner. On the other hand, a corresponding energization of the respective Peltier element with the same temperature control element can also be used to cool the associated steering body zone in addition to heating.

Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen zumindest eines der Temperierelemente, vorzugsweise das jeweilige Temperierelement, bei Annäherung der Hand in Richtung der zugehörigen Lenkkörperzone mit einer ersten Temperierleistung und nach Kontakt mit der Lenkkörperzone mit einer zweiten Temperierleistung betrieben wird, die niedriger ist als die erste Temperierleistung. Das Betreiben mit der zweiten Temperierleistung kann dabei beim Kontakt der Hand unmittelbar oder zeitversetzt beginnen. Das heißt, dass beim Erkennen der Annäherung eine höhere Temperierleistung zur Vorkonditionierung eingesetzt wird, so dass die zugehörige Lenkkörperzone bereits eine Temperaturänderung erfahren hat, wenn die Hand die Lenkkörperzone berührt, so dass bei der Berührung die Temperierleistung reduziert werden kann. Hierdurch kann die Temperierung des Lenkkörpers für den Nutzer komfortabler und energieeffizienter erfolgen. Insbesondere ist es vorstellbar, zumindest eines der Temperierelemente bei Annäherung in Richtung der zugehörigen Lenkkörperzone mit einer maximalen Temperierleistung und bei Berührung mit der Lenkkörperzone mit einer Temperierleistung von 70% der maximalen Temperierleistung zu betreiben.Embodiments have proven to be advantageous in which at least one of the temperature control elements, preferably the respective temperature control element, is operated with a first temperature control power when the hand approaches in the direction of the associated steering body zone and after contact with the steering body zone with a second temperature control power which is lower than the first Temperature control. Operation with the second temperature control output can begin immediately or with a time delay when the hand contacts. This means that when the approach is recognized, a higher temperature control output is used for preconditioning, so that the associated steering body zone has already undergone a temperature change when the hand touches the steering body zone, so that the temperature control output can be reduced when touched. As a result, the temperature of the steering body can be more comfortable and energy-efficient for the user. In particular, it is conceivable to operate at least one of the temperature control elements with a maximum temperature control output when approaching in the direction of the associated steering body zone and with a temperature control output of 70% of the maximum temperature control output when in contact with the steering body zone.

Vorstellbar ist es auch, nicht berührte Lenkkörperzonen und/oder Lenkkörperzonen, an die sich keine Hand nähert, mit einer minimalen Temperierleistung zu Temperieren, um bei einer Annäherung der Hand schneller eine gewünschte Temperatur der Lenkkörperzone zu erreichen. Hierzu kann die Steuereinrichtung entsprechend ausgestaltet sein.It is also conceivable to temper non-touched steering body zones and / or steering body zones to which no hand is approaching with a minimal temperature control output in order to reach a desired temperature of the steering body zone more quickly when the hand approaches. For this purpose, the control device can be designed accordingly.

Bei der Vorkonditionierung der Lenkkörperzonen kann ferner die aktuelle Fahrsituation des zugehörigen Fahrzeugs und/oder ein Verlauf einer vom zugehörigen Fahrzeug zurückzulegenden Strecke berücksichtigt werden. Hierzu werden insbesondere Informationen und Daten eines Navigationsgeräts herangezogen, welches Bestandteile der Lenkeinrichtung und/oder des Fahrzeugs sein kann. Dabei wird beispielsweise berücksichtigt, dass bei einer Langstreckenfahrt, insbesondere auf einer Autobahn oder einer Landstraße, die Hände des Nutzers üblicherweise länger in den gleichen Lenkkörperzonen verbleiben, wogegen bei einer kurvenreichen Fahrt und/oder Stadtfahrt, häufiger unterschiedliche Lenkkörperzonen berührt und umgriffen werden. Basierend darauf kann eine entsprechende Vorkonditionierung der Lenkkörperzonen erfolgen, wenn ein Umgreifen des Nutzers zu erwarten ist, und unterbleiben, wenn ein solches Umgreifen nicht zu erwarten ist. Auch hierzu kann die Steuereinrichtung entsprechend ausgestaltet sein.When the steering body zones are preconditioned, the current driving situation of the associated vehicle and / or a course of a route to be covered by the associated vehicle can also be taken into account. For this purpose, information and data from a navigation device are used in particular, which can be part of the steering device and / or the vehicle. It is taken into account, for example, that on a long-distance journey, in particular on a motorway or a country road, the user's hands usually remain longer in the same steering body zones, whereas on a winding journey and / or city drive, different steering body zones are more often touched and gripped. Based on this, the steering body zones can be preconditioned appropriately if the user is expected to reach around, and are omitted if such a reaching around is not expected. The control device can also be designed accordingly for this purpose.

Vorstellbar ist es zudem, ein Verhalten und/oder Gewohnheiten eines Nutzers bei der Vorkonditionierung der Lenkkörperzonen zu berücksichtigen. Dabei kann insbesondere berücksichtigt werden, welche Lenkkörperzonen ein Nutzer bevorzugt und/oder in welchen Fahrsituationen berührt bzw. umgreift, um in den entsprechenden Lenkkörperzonen eine Vorkonditionierung vorzunehmen. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass bevorzugt verwendete Lenkkörperzonen unabhängig von der Annäherung der Hand mit einer vorgegebenen Temperierleistung vorkonditioniert werden. Auch hierzu kann die Steuereinrichtung zum Einsatz kommen, die entsprechend ausgestaltet sein kann. It is also conceivable to take a user's behavior and / or habits into account when preconditioning the steering body zones. In particular, it can be taken into account which steering body zones a user prefers and / or in which driving situations touches or grips in order to carry out preconditioning in the corresponding steering body zones. This is done, for example, by the fact that preferably used steering body zones are preconditioned with a predefined temperature control output regardless of the approach of the hand. The control device, which can be designed accordingly, can also be used for this purpose.

Die Steuerung des jeweiligen Temperierelements kann selbstverständlich auch eine Betätigung des Temperierelements abhängig von der aktuellen Temperatur des Temperierelements und/oder des Lenkkörpers, insbesondere der zugehörigen Lenkkörperzone, umfassen. Die Steuerung kann also auch einen Regelkreis umfassen, der die aktuelle Temperatur des jeweiligen Temperierelements und/oder des Lenkkörpers, insbesondere der jeweiligen Lenkkörperzone, berücksichtigt und das jeweilige Temperierelement entsprechend steuert. Zu diesem Zweck kann die Lenkeinrichtung zumindest einen Temperatursensor aufweisen, die mit der Steuereinrichtung kommunizierend verbunden ist.The control of the respective temperature control element can of course also include an actuation of the temperature control element depending on the current temperature of the temperature control element and / or the steering body, in particular the associated steering body zone. The control can therefore also comprise a control circuit which takes into account the current temperature of the respective temperature control element and / or the steering body, in particular the respective steering body zone, and controls the respective temperature control element accordingly. For this purpose, the steering device can have at least one temperature sensor, which is communicatively connected to the control device.

Es versteht sich, dass neben der Lenkeinrichtung auch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Lenkeinrichtung zum Umfang dieser Erfindung gehört. Dabei erfolgt insbesondere eine Temperierung der unterschiedlichen Lenkkörperzonen abhängig von der Annäherung einer Hand in Richtung der Lenkkörperzonen.It goes without saying that in addition to the steering device, a corresponding method for operating a steering device also belongs to the scope of this invention. In particular, the different steering body zones are tempered depending on the approach of a hand in the direction of the steering body zones.

Es versteht sich ferner, dass der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung sich auch auf andere Berührungsflächen in einem Fahrzeug übertragen lässt. Hierzu gehört beispielsweise eine Armlehne des Fahrzeugs.It also goes without saying that the basic idea of the present invention can also be applied to other contact surfaces in a vehicle. This includes, for example, an armrest of the vehicle.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, the same reference numerals referring to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,

1 eine stark vereinfachte Darstellung einer Lenkeinrichtung mit einer Draufsicht auf einen Lenkkörper der Lenkeinrichtung,
2 einen Querschnitt durch den Lenkkörper,
3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Lenkkörpers.

Each shows schematically

1 1 shows a greatly simplified illustration of a steering device with a plan view of a steering body of the steering device,
2nd a cross section through the steering body,
3rd a longitudinal section through part of the steering body.

Eine Lenkeinrichtung 1, wie sie in 1 gezeigt ist, ist üblicherweise Bestandteil eines im Übrigen nicht gezeigten Fahrzeugs 2 und dient dem Lenken des Fahrzeugs 2. Die Lenkeinrichtung 1 weist zum Lenken des Fahrzeugs 2 einen Lenkkörper 3 auf, der zum Lenken des Fahrzeugs 2 bewegt wird. Im gezeigten Beispiel ist der Lenkkörper 3 als ein Lenkrad 4 ausgebildet, das in Draufsicht zu sehen ist. Zum Lenken des Fahrzeugs wird der Lenkkörper 3 um eine Lenkachse 5 gedreht. Der Lenkkörper 3 ist in unterschiedlichen Zonen 6, nachfolgend Lenkkörperzonen 6 genannt, unterteilt, welche jeweils separat und unabhängig voneinander temperierbar sind. In der in 1 gezeigten Draufsicht auf den Lenkkörper 3 sind rein beispielhaft vier verschiedene Lenkkörperzonen 6 zu sehen, die entlang einer Umfangsrichtung 7, die vorliegend bezüglich der Lenkachse 5 definiert ist, gleichmäßig verteilt und zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Lenkkörperzonen 6 sind dabei rein zur Verdeutlichung unterschiedlich dargestellt, optisch jedoch nicht voneinander unterscheidbar.A steering device 1 as in 1 is usually part of a vehicle that is otherwise not shown 2nd and serves to steer the vehicle 2nd . The steering device 1 points to the steering of the vehicle 2nd a steering body 3rd on that to steer the vehicle 2nd is moved. In the example shown is the steering body 3rd as a steering wheel 4th trained, which can be seen in plan view. The steering body is used to steer the vehicle 3rd about a steering axis 5 turned. The steering body 3rd is in different zones 6 , hereinafter steering body zones 6 called, divided, which are each separately and independently temperature controlled. In the in 1 shown top view of the steering body 3rd are purely exemplary four different steering body zones 6 to be seen along a circumferential direction 7 , the present with respect to the steering axis 5 is defined, evenly spaced and spaced apart. The steering body zones 6 are shown purely for clarity, but are not visually distinguishable.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Lenkkörper 3 aus 1. Zu erkennen ist, dass der Lenkkörper 3 auch im Querschnitt mehrere solche Lenkkörperzonen 6 aufweisen kann, wobei der Lenkkörper 3 in 2 rein beispielhaft sechs solche Lenkkörperzonen 6 aufweist, die gleichmäßig verteilt und zueinander beabstandet angeordnet sind. 2nd shows a cross section through the steering body 3rd out 1 . It can be seen that the steering body 3rd also in cross section several such steering body zones 6 can have, wherein the steering body 3rd in 2nd purely by way of example six such steering body zones 6 has, which are evenly distributed and spaced from each other.

Wie in 1 angedeutet, ist für die jeweilige Lenkkörperzone 6 ein zugehöriges Temperierelement 8 vorgesehen, welches in der zugehörigen Lenkkörperzone 6 angeordnet ist und vorliegend als ein Peltierelement 9 ausgebildet ist. Die Temperierelemente 8 sind dabei von außen nicht sichtbar und nicht erfassbar und dementsprechend in 1 lediglich gestrichelt angedeutet. Die Lenkeinrichtung 1 weist zudem eine Sensoreinrichtung 10 auf, mit der erkannt werden kann, ob sich eine Hand (nicht gezeigt) der jeweiligen Lenkkörperzone 6 annähert. Die Sensoreinrichtung 10 ist zudem in der Lage, zu erkennen, ob die Hand die entsprechende Lenkkörperzone 6 berührt und/oder umgreift. Im gezeigten Beispiel weist die Sensoreinrichtung 10 hierzu für die jeweilige Lenkkörperzone 6 einen zugehörigen kapazitiven Sensor 11 auf, der sowohl die Annäherung der Hand in Richtung der zugehörigen Lenkkörperzone 6 als auch die Berührung und das Umgreifen der zugehörigen Lenkkörperzone 6 erkennt. Die Temperierelemente 8 sowie die Sensoreinrichtung 10 und somit der jeweilige kapazitive Sensor 11 sind jeweils mit einer Steuereinrichtung 12 der Lenkeinrichtung 1 kommunizierend verbunden. Mit Hilfe der Steuereinrichtung 12 wird die Lenkeinrichtung 1 derart betrieben, dass die die jeweilige Lenkkörperzone 6 mit dem zugehörigen Temperierelement 8 bereits temperiert wird, wenn sich die Hand dieser Lenkkörperzone 6 annähert. Somit findet eine Vortemperierung bzw. Vorkonditionierung der Lenkkörperzone 6 statt, bevor die Hand die Lenkkörperzone 6 berührt und umgreift. Dies ermöglicht einen erhöhten Komfort für den Nutzer der Lenkeinrichtung. Mit dem als Peltierelement 9 ausgebildeten Temperierelement 8 ist es dabei möglich, die zugehörige Lenkkörperzone 6 zu heizen oder zu kühlen. Dies erfolgt insbesondere durch eine entsprechende Bestromung des jeweiligen Peltierelements 9. Auch dies kann mit Hilfe der Steuereinrichtung 12 realisiert werden. Darüber hinaus kann über einen Temperatursensor 13, der ebenfalls kommunizierend mit der Steuereinrichtung 12 verbunden ist, bestimmt werden, ob der Lenkkörper 1, insbesondere die jeweilige Lenkkörperzone 6 geheizt oder gekühlt werden soll. Obwohl der Temperatursensor 13 im gezeigten Beispiel zum Lenkkörper 3 beabstandet angeordnet ist und Bestandteil des Fahrzeugs 2 sein kann, kann der Temperatursensor 13 ebenso unmittelbar am Lenkkörper 3 oder in der Nähe des Lenkkörpers 3 angeordnet und/oder Bestandteil der Lenkeinrichtung 1 sein. Die Lenkeinrichtung 1, insbesondere die Steuereinrichtung 12, kann ferner kommunizierend mit einem Navigationsgerät 14 des Fahrzeugs 2 verbunden sein, um die Temperierelemente 8 zu steuern. Dabei kann mit Hilfe des Navigationsgeräts 14 berücksichtigt werden, in welcher Fahrsituation sich das zugehörige Fahrzeug 2 befindet, beispielsweise ob eine kurvenreiche Fahrt, insbesondere durch die Stadt, oder eine konstante Fahrt, beispielsweise auf einer Schnellstraße oder einer Autobahn, ansteht. Abhängig hiervon erfolgt eine Vorkonditionierung entsprechender Lenkkörperzonen 6. Bei einer Langstreckenfahrt erfolgt beispielsweise gewöhnlich kein häufiger Griffwechsel durch den Nutzer, so dass nicht berührte bzw. gegriffene Lenkkörperzonen 6 nicht vorkonditioniert werden. Bei einer kurvenreichen Fahrt, insbesondere in der Stadt, findet demgegenüber ein häufiger Griffwechsel statt, so dass auch die aktuell nicht gegriffenen Lenkkörperzonen 6 bereits vor der Annäherung der Hand vorkonditioniert werden können.As in 1 is indicated for the respective steering body zone 6 an associated temperature control element 8th provided which in the associated steering body zone 6 is arranged and in the present case as a Peltier element 9 is trained. The temperature control elements 8th are not visible from the outside and cannot be detected and accordingly in 1 only indicated by dashed lines. The steering device 1 also has a sensor device 10th with which it can be recognized whether a hand (not shown) of the respective steering body zone 6 approximates. The sensor device 10th is also able to recognize whether the hand is the corresponding steering body zone 6 touches and / or embraces. In the example shown, the sensor device 10th for this for the respective steering body zone 6 an associated capacitive sensor 11 on who both the approximation of the Hand in the direction of the associated steering body zone 6 as well as touching and grasping the associated steering body zone 6 recognizes. The temperature control elements 8th as well as the sensor device 10th and thus the respective capacitive sensor 11 are each with a control device 12th the steering device 1 communicating connected. With the help of the control device 12th becomes the steering device 1 operated such that the respective steering body zone 6 with the associated temperature control element 8th is already tempered when the hand is this steering body zone 6 approximates. A pre-tempering or preconditioning of the steering body zone thus takes place 6 instead of the hand before the steering body zone 6 touched and embraced. This enables increased comfort for the user of the steering device. With that as a Peltier element 9 trained temperature control element 8th it is possible to use the associated steering body zone 6 to heat or cool. This is done in particular by a corresponding energization of the respective Peltier element 9 . This can also be done using the control device 12th will be realized. It can also have a temperature sensor 13 who is also communicating with the control device 12th connected, determine whether the steering body 1 , in particular the respective steering body zone 6 to be heated or cooled. Although the temperature sensor 13 in the example shown for the steering body 3rd is arranged at a distance and is part of the vehicle 2nd can be the temperature sensor 13 also directly on the steering body 3rd or near the steering body 3rd arranged and / or part of the steering device 1 be. The steering device 1 , especially the control device 12th , can also communicate with a navigation device 14 of the vehicle 2nd be connected to the temperature control elements 8th to control. You can use the navigation device 14 are taken into account in which driving situation the associated vehicle is 2nd is, for example, whether a winding journey, especially through the city, or a constant journey, for example on an expressway or a motorway, is pending. Depending on this, corresponding steering body zones are preconditioned 6 . During a long-distance journey, for example, the user usually does not change the handle frequently, so that the steering body zones are not touched or gripped 6 not be preconditioned. In contrast, on a winding journey, especially in the city, there is a frequent change of grip, so that the steering body zones that are currently not gripped also change 6 can be preconditioned before the hand approaches.

Das Vorkonditionieren der jeweiligen Lenkkörperzone 6 kann insbesondere dadurch erfolgen, dass bei der Annäherung der Hand in Richtung der Lenkkörperzone 6 das Temperierelement 6 mit der maximalen Temperierleistung, also 100% der Temperierleistung, betrieben wird. Sobald die Hand die Lenkkörperzone 6 berührt und/oder wenn eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist und/oder wenn die Lenkkörperzone 6 eine vorgegebene Temperatur erreicht, wird die Temperierleistung des zugehörigen Temperierelements 8, beispielsweise auf 70%, reduziert.The preconditioning of the respective steering body zone 6 can in particular take place in that when the hand approaches in the direction of the steering body zone 6 the temperature control element 6 is operated at the maximum temperature, i.e. 100% of the temperature. Once the hand reaches the steering body zone 6 touches and / or when a predetermined time has passed and / or when the steering body zone 6 reaches a predetermined temperature, the temperature control output of the associated temperature control element 8th , for example reduced to 70%.

Die Steuereinrichtung 12 kann ferner ein Nutzungsverhalten des zugehörigen Nutzers, insbesondere bevorzugte Lenkkörperzonen 6 des Nutzers, berücksichtigen. Vorstellbar ist es insbesondere, die bevorzugten Lenkkörperzonen 6, die von der Fahrsituation abhängen können, bereits vor der Annäherung der Hand zu konditionieren.The control device 12th can also determine the usage behavior of the associated user, in particular preferred steering body zones 6 of the user. It is conceivable, in particular, the preferred steering body zones 6 condition, which may depend on the driving situation, before the hand approaches.

3 zeigt einen Längsschnitt durch eine der Lenkkörperzonen 6 des Lenkkörpers 3. Zu erkennen ist dabei, dass der Lenkkörper 3 eine Außenhülle 15 aufweist, wobei das Temperierelement 8 und der kapazitive Sensor 11 unterhalb der Außenhülle 15 angeordnet und somit, wie vorstehend beschrieben, von außen nicht erkennbar, vorzugsweise auch nicht haptisch erfassbar, sind. 3rd shows a longitudinal section through one of the steering body zones 6 of the steering body 3rd . It can be seen that the steering body 3rd an outer shell 15 has, wherein the tempering element 8th and the capacitive sensor 11 below the outer shell 15 arranged and thus, as described above, not recognizable from the outside, preferably also not haptically detectable.

Zu erkennen ist ferner, dass das Temperierelement 8 auf einer Folie 17 angebracht ist, wobei auch die übrigen Temperierelemente 8 auf dieser Folie 17 angebracht sind und somit ein zusammenhängendes Temperiermodul 18 bilden. Auch die kapazitiven Sensoren 11 sind auf dieser Folie 17 angebracht und somit Bestandteil des Temperiermoduls 18.It can also be seen that the temperature control element 8th on a slide 17th is attached, with the other temperature control elements 8th on this slide 17th are attached and thus a coherent temperature control module 18th form. The capacitive sensors too 11 are on this slide 17th attached and thus part of the temperature control module 18th .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP 2010173585 A [0002]
US 8983732 B2 [0004]

Claims

Steering device (1) for a vehicle (2), - with a movable steering body (3) for steering the vehicle (2) with at least one hand of a user, - the steering body (3) having at least two steering body zones (6), which are extend over different areas of the steering body (3), - a temperature control element (8) for temperature control of the associated steering body zone (6) being arranged in the respective steering body zone (6), - with a control device (12) for controlling the temperature control elements, characterized in that - The steering device (1) has a sensor device (10) communicating with the control device (14), which is designed in such a way that it detects the approach of a hand in the direction of the respective steering body zone (6), - The control device (12) is designed such that it controls the temperature control element (8) of at least one of the steering body zones (6) depending on the approach of the hand in the direction of the associated steering body one (6) controls.

Steering device after Claim 1 , characterized in that the sensor device (10) has at least one capacitive sensor (11) for detecting the approach, which is attached to the steering body (3).

Steering device after Claim 2 , characterized in that for the respective steering body zone (6) an associated capacitive sensor (11) is arranged in the steering body zone (6).

Steering device according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the control device (12) is designed such that it controls the temperature control elements (8) depending on the ambient temperature of the steering body (3).

Steering device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that at least one of the temperature control elements (8) is designed as a thermoelectric element (9), in particular as a Peltier element (16).

Steering device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the control device (12) is designed in such a way that at least one temperature control element (8) when the hand approaches in the direction of the associated steering body zone (6) with a first temperature control performance and after the hand comes into contact with the associated steering body zone (6) a second temperature control output is operated, the first temperature control output being greater than the second temperature control output.

Steering device according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the temperature control elements (8) are arranged below an outer shell (15) of the steering body (3) and are part of a temperature control module (18) which has a film (17) on which the temperature control element (8) is attached.

Steering device according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the control device (12) is designed such that it controls the temperature control elements (8) depending on a course of a distance to be covered by the associated vehicle.

Method for operating a steering device (3) for a vehicle, which has a movable steering body (3) for steering the vehicle (1) with at least one hand of a user, the steering body zones (6) of the steering body (3) depending on an approximation of the Hand tempered in the direction of the respective steering body zone (6).

Procedure according to Claim 9 , characterized in that the steering body zones (6) are tempered depending on a distance to be traveled by the associated vehicle (2).

Procedure according to Claim 9 or 10th , characterized in that - for at least one user of the steering device (1), preferably used steering body zones (6) are determined, - that the preferably used steering body zones (6) are temperature-controlled with a predetermined temperature control independently of the approach of the hand.