DE102018221136A1

DE102018221136A1 - Device and method for detecting an object when stowing a steering wheel

Info

Publication number: DE102018221136A1
Application number: DE102018221136.1A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dreyer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2038-12-07
Also published as: DE102018221136B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung des Einklemmens eines Objektes zwischen Lenkrad und Armaturenbrett beim Verstauen des Lenkrads in oder an dem Armaturenbrett eines Fahrzeugs zu Beginn einer autonomen Fahrt. Dazu detektiert mindestens ein Sensorelement einen Kontakt des Lenkrads mit einem Objekt und übermittelt die Messwerte an eine Auswerteeinrichtung. Die Auswerteeinrichtung übermittelt Steuersignale an einer Steuereinrichtung, die daraufhin das Verstauen unterbricht und/oder ein Warnsignal an den Fahrer beziehungsweise die Insassen des Fahrzeugs übermittelt, so dass diese das Objekt, das ein Gegenstand oder ein Körperteil eines Fahrzeuginsassen sein kann, aus dem Gefahrenbereich entfernen können.The invention relates to a device and a method for avoiding the jamming of an object between the steering wheel and the dashboard when the steering wheel is stowed in or on the dashboard of a vehicle at the start of an autonomous journey. For this purpose, at least one sensor element detects contact of the steering wheel with an object and transmits the measured values to an evaluation device. The evaluation device transmits control signals to a control device, which then interrupts the stowing and / or transmits a warning signal to the driver or the occupants of the vehicle, so that they can remove the object, which can be an object or a body part of a vehicle occupant, from the danger area .

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion eines Objekts zwischen einem Lenkrad und einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs beim Verstauen des Lenkrads an dem und/oder in dem Armaturenbrett.The invention relates to a device and a method for detecting an object between a steering wheel and a dashboard of a vehicle when the steering wheel is stowed on and / or in the dashboard.

Das autonome Fahren von Fahrzeugen, insbesondere nicht schienengebundenen Fahrzeugen, ist an sich bekannt und gewinnt zunehmend an Bedeutung. Autonome Fahrzeuge bewegen sich ohne Eingriff von einem Fahrer durch den Verkehr, so dass sich ein Fahrer während der autonomen Fahrt anderweitig beschäftigen kann und gegebenenfalls auch den Fahrersitz verlassen kann.The autonomous driving of vehicles, especially non-rail vehicles, is known per se and is becoming increasingly important. Autonomous vehicles move through traffic without any intervention by a driver, so that a driver can do other things during the autonomous drive and possibly also leave the driver's seat.

Dazu hat sich auch die Idee herausgebildet, das Lenkrad während der Fahrt aus seiner Ursprungsposition, die üblicherweise eine Position ist, in der das Lenkrad zur Steuerung des Fahrzeugs genutzt wird, in eine alternative Position zu bewegen, um die Sicht des Fahrers während der autonomen Fahrt nicht zu einzuschränken und ihm außerdem zusätzlichen Raum zu schaffen. Dazu wurden verschiedene Konzepte ausgearbeitet, so zum Beispiel das Einklappen beziehungsweise Falten des Lenkrads und Verstauen im Armaturenbrett wie beispielsweise nach US 2017/0297606 A1 , oder das Versenken das Lenkrads in das Armaturenbrett, wie beispielsweise in US 2016/0347348 A1 .For this purpose, the idea has also developed to move the steering wheel from its original position, which is usually a position in which the steering wheel is used to control the vehicle, to an alternative position while driving, in order to improve the driver's view during autonomous driving not to restrict and also to create additional space for him. Various concepts were developed for this, such as folding or folding the steering wheel and storing it in the dashboard, such as after US 2017/0297606 A1 , or sinking the steering wheel into the dashboard, such as in US 2016/0347348 A1 .

Bei allen bekannten Lösungen ist das Verstauen des Lenkrads mit einer Überwachung derart verbunden, dass geprüft wird, ob zu dem gewünschten Zeitpunkt das autonome Fahrer überhaupt möglich ist. In manchen Ausführungsformen kann durch das Verstauen das autonome Fahren gestartet werden.In all known solutions, the stowing of the steering wheel is connected to monitoring in such a way that it is checked whether the autonomous driver is even possible at the desired time. In some embodiments, stowing can initiate autonomous driving.

Keine der Lösungen im Stand der Technik stellt jedoch sicher, dass während des Verstauens des Lenkrads keine Gegenstände zwischen dem Lenkrad und dem Armaturenbrett eingeklemmt werden. Insbesondere, wenn das Lenkrad automatisch in Richtung des Armaturenbrettes bewegt, also zum Beispiel in einer Richtung im Wesentlichen entlang der Lenksäule verfahren wird, ist es von höchster Bedeutung, dass weder Körperteile eines Fahrers und/oder eines Insassen des Fahrzeugs oder aber Gegenstände zwischen dem Lenkrad und dem Armaturenbrett eingeklemmt werden. Dies kann ein Sicherheitsrisiko für alle Fahrzeuginsassen und auch den das Fahrzeug umgebenden Verkehr bedeuten, weil zum Beispiel ein unbeabsichtigter Lenkeingriff durch die eingeklemmte Person, die sich zu befreien versucht, zu einem Unfall führen kann. Außerdem kann das Einklemmen zu Verletzungen der eingeklemmten Person beziehungsweise zu Beschädigungen oder Zerstörungen des eingeklemmten Gegenstandes oder des Fahrzeugs führen.However, none of the solutions in the prior art ensures that no objects are jammed between the steering wheel and the dashboard while the steering wheel is stowed. In particular, if the steering wheel is automatically moved in the direction of the dashboard, for example in a direction essentially along the steering column, it is of the utmost importance that neither body parts of a driver and / or an occupant of the vehicle nor objects between the steering wheel and pinched the dashboard. This can pose a safety risk for all vehicle occupants and also for the traffic surrounding the vehicle, because, for example, unintentional steering intervention by the trapped person trying to free himself can lead to an accident. In addition, the pinching can lead to injuries to the pinched person or to damage or destruction of the pinched object or the vehicle.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, um ein Einklemmen von Gegenständen und/oder Körperteilen beim Verstauen eines Lenkrads in oder an einem Armaturenbrett zu vermeiden.The invention is based on the object of proposing a device and a method in order to avoid jamming objects and / or body parts when stowing a steering wheel in or on a dashboard.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.The object of the invention is achieved with a device according to claim 1 and a method according to claim 10. Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Detektion eines Objektes zwischen einem Lenkrad und einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs beim Verstauen des Lenkrads in und/oder an dem Armaturenbrett zumindest mit mindestens einem Sensorelement, einer Auswerteeinrichtung und einer Steuereinrichtung gebildet.A device according to the invention is designed to detect an object between a steering wheel and a dashboard of a vehicle when the steering wheel is stowed in and / or on the dashboard, at least with at least one sensor element, an evaluation device and a control device.

Unter Verstauen soll dabei die Bewegung des Lenkrads vom Fahrer weg auf das Armaturenbrett zu verstanden werden. Dabei kann das Lenkrad auch zumindest teilweise in eine geeignete Vertiefung oder Öffnung des Armaturenbrettes versenkt werden. Üblicherweise folgt diese Bewegung des Lenkrads in die verstaute Position und auch zurück einem vorgegebenen Bewegungspfad, beispielsweise entlang einer Richtung, die im Wesentlichen der Drehachse des Lenkrads für Lenkbewegungen beziehungsweise der Lenksäule entspricht. Verstauen und Verstauvorgang sollen dabei im Folgenden synonym verwendet werden.Stowing should be understood to mean the movement of the steering wheel away from the driver onto the dashboard. The steering wheel can also be at least partially sunk into a suitable recess or opening of the dashboard. Usually this movement of the steering wheel into the stowed position and also back follows a predetermined movement path, for example along a direction which essentially corresponds to the axis of rotation of the steering wheel for steering movements or the steering column. Stowing and stowing are to be used synonymously in the following.

Das Verstauen kann manuell und/oder automatisch erfolgen, das heißt, das Verstauen kann durch Eingreifen des Fahrers geschehen, der das Lenkrad aktiv aus der Ausgangsposition in die verstaute Position schiebt, klappt, schwenkt oder anderweitig in diese Position bewegt. Alternativ oder gleichzeitig kann das Verstauen automatisch erfolgen, wobei der Fahrer oder ein Fahrzeuginsasse durch ein geeignetes Bedienelement das Verstauen auslöst und dann durch eine entsprechend ausgebildete Verfahrvorrichtung beziehungsweise Bewegungsvorrichtung das Lenkrad ohne aktives Zutun des Fahrers oder Insassens in die verstaute Position geschoben, geklappt, geschwenkt oder anderweitig bewegt wird.Stowing can be done manually and / or automatically, that is, stowing can be done by intervention of the driver who actively pushes, folds, swivels or otherwise moves the steering wheel from the starting position into the stowed position. Alternatively or at the same time, the stowing can take place automatically, with the driver or a vehicle occupant triggering the stowing by means of a suitable control element and then the steering wheel being pushed, folded, swiveled or swung into a stowed position by an appropriately trained moving device or movement device without the driver or occupant being actively involved is moved otherwise.

Ein Objekt kann dabei ein Gegenstand, aber auch ein Körperteil des Fahrers oder eines Insassen sein.An object can be an object, but also a body part of the driver or an occupant.

Das mindestens eine Sensorelement ist zumindest auf einer dem Armaturenbrett zugewandten Oberfläche des Lenkrads angeordnet und ausgebildet, einen Kontakt mit einem Objekt zu erfassen. Es ist mit der Auswerteeinrichtung verbunden. Die Auswerteeinrichtung ist ausgebildet, den von dem mindestens einen Sensorelement erfassten Kontakt auszuwerten und Steuersignale an die Steuereinrichtung zu übermitteln. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, ein Warnsignal an den Fahrer zu übermitteln und/oder das Verstauen zu unterbrechen.The at least one sensor element is arranged at least on a surface of the steering wheel facing the dashboard and trained to detect contact with an object. It is connected to the evaluation device. The evaluation device is designed to evaluate the contact detected by the at least one sensor element and to transmit control signals to the control device. The control device is designed to transmit a warning signal to the driver and / or to interrupt the stowing.

Das mindestens eine Sensorelement ist also an dem Lenkrad so angeordnet, dass es wenigstens in Richtung Armaturenbrett ausgerichtet ist. Im einfachsten Fall ist es dazu an der dem Armaturenbrett zugewandten Oberfläche des Lenkrads, insbesondere einem Lenkradkranz des Lenkrads angeordnet. Es kann aber auch so ausgebildet sein, dass es zusätzlich auch an weiteren Oberflächenbereichen des Lenkrads oder des Lenkradkranzes platziert ist beziehungsweise sich über sie erstreckt. Es können auch eine Vielzahl von Sensorelementen an dem Lenkrad, insbesondere an der dem Armaturenbrett zugewandten Oberfläche des Lenkrads angeordnet sein.The at least one sensor element is therefore arranged on the steering wheel in such a way that it is oriented at least in the direction of the dashboard. In the simplest case, it is arranged on the surface of the steering wheel facing the dashboard, in particular a steering wheel rim of the steering wheel. However, it can also be designed such that it is additionally placed on further surface areas of the steering wheel or the steering wheel rim or extends over them. A plurality of sensor elements can also be arranged on the steering wheel, in particular on the surface of the steering wheel facing the dashboard.

Das mindestens eine Sensorelement ist ausgebildet, einen Kontakt mit einem Objekt zu erfassen. Es erfasst also Messwerte, die auf einen Kontakt schließen lassen. Es kann somit mittels des mindestens einen Sensorelements erfasst, also detektiert werden, ob sich ein Objekt in unmittelbarer Nähe und/oder in berührendem Kontakt mit dem Sensorelement befindet. Da das mindestens eine Sensorelement zumindest an einer dem Armaturenbrett zugewandten Oberfläche des Lenkrads angeordnet ist, wird ein Kontakt mit einem Objekt detektiert, das sich zwischen dem Lenkrad und dem Armaturenbrett befindet oder dazwischen bewegt und bei dem die Gefahr besteht, beim Verstauen eingeklemmt zu werden.The at least one sensor element is designed to detect contact with an object. It therefore records measured values that indicate a contact. It can thus be detected by means of the at least one sensor element, that is to say it can be detected whether an object is in the immediate vicinity and / or in touching contact with the sensor element. Since the at least one sensor element is arranged on at least one surface of the steering wheel facing the dashboard, contact with an object is detected which is located between the steering wheel and the dashboard or moves between them and which has the risk of being caught when stowed away.

Die mit dem mindestens einen Sensorelement verbundene Auswerteeinrichtung empfängt ein Signal des mindestens einen Sensorelements, dass ein Kontakt erfasst wurde. Die Auswerteeinrichtung wertet dieses Signal aus. Darunter soll verstanden werden, dass sie anhand der erfassten Messwerte ermittelt, ob der Kontakt während des Verstauens erfolgt oder während eines regulären manuellen Fahrbetriebs, in dem der Fahrer das Lenkrad mit seinen Händen berührt, insbesondere umfasst beziehungsweise umgreift. Wird durch die Auswerteeinrichtung festgestellt, dass der Kontakt während des Verstauens des Lenkrads erfolgt, werden durch die Auswerteeinrichtung Steuersignale generiert, die an eine Steuereinrichtung übermittelt werden.The evaluation device connected to the at least one sensor element receives a signal from the at least one sensor element that a contact has been detected. The evaluation device evaluates this signal. This is to be understood to mean that, on the basis of the recorded measured values, it determines whether the contact takes place during stowing or during regular manual driving, in which the driver touches the steering wheel with his hands, in particular embraces or embraces it. If the evaluation device determines that the contact takes place while the steering wheel is stowed, the evaluation device generates control signals which are transmitted to a control device.

Die Steuereinrichtung ist dabei so ausgebildet, dass sie die übermittelten Steuersignale in ein Warnsignal an den Fahrer beziehungsweise einen Insassen das Fahrzeugs übermittelt und/oder das Verstauen des Lenkrads unterbricht.The control device is designed such that it transmits the transmitted control signals to the driver or an occupant of the vehicle in a warning signal and / or interrupts the stowing of the steering wheel.

Ein Warnsignal kann ein akustisches und/oder optisches Signal sein, also ein Warnton, eine Warntonfolge, ein Aufleuchten eines Warnsignals auf einer Anzeige in/an dem Armaturenbrett und/oder eine Abfolge von Leuchtsignalen einer Lichtquelle. In anderen Worten, ein Signal, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers oder eines Insassen erregt und ihm die Gefahr des Einklemmens bewusst macht, so dass der Fahrer oder der Insasse das Objekt zwischen dem Lenkrad und dem Armaturenbrett entfernen kann.A warning signal can be an acoustic and / or optical signal, that is to say a warning tone, a warning tone sequence, a lighting up of a warning signal on a display in / on the dashboard and / or a sequence of light signals from a light source. In other words, a signal that attracts the attention of the driver or an occupant and makes them aware of the risk of getting caught so that the driver or the occupant can remove the object between the steering wheel and the dashboard.

Das Unterbrechen des Verstauens kann bei einem manuellen Verstauvorgang beispielsweise durch Initiieren beziehungsweise Auslösen einer Sperrvorrichtung erfolgen, die verhindert, dass das Lenkrad weiter in Richtung Armaturenbrett bewegt wird, um ein weiteres oder festeres Einklemmen zu verhindern. Bei einem automatischen Verstauvorgang kann die Steuereinrichtung so auf die Verstauvorrichtung einwirken, dass sie den Verstauvorgang stoppt, also das Lenkrad nicht weiter in Richtung Armaturenbrett bewegt.In a manual stowing process, stowing can be interrupted, for example, by initiating or triggering a locking device which prevents the steering wheel from being moved further in the direction of the dashboard in order to prevent further or firmer pinching. In the case of an automatic stowing process, the control device can act on the stowing device in such a way that it stops the stowing process, that is to say the steering wheel does not move any further in the direction of the dashboard.

Vorteilhafterweise bleibt das Warnsignal und/oder die Unterbrechung, gleich in welcher der zuvor nur beispielhaft benannten Varianten, solange bestehen, bis kein Kontakt mehr durch das mindestens eine Sensorelement detektiert wird.Advantageously, the warning signal and / or the interruption, regardless of which of the above-mentioned variants, persists until no more contact is detected by the at least one sensor element.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Steuereinrichtung eine Zurückbewegung des Lenkrads vom Armaturenbrett weg auslöst, so dass der Abstand zwischen Lenkrad und Armaturenbrett vergrößert, und das Entfernen des Objektes dazwischen vereinfacht wird.It is particularly advantageous if the control device triggers a backward movement of the steering wheel away from the dashboard, so that the distance between the steering wheel and the dashboard is increased and the removal of the object therebetween is simplified.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Objekt, dessen Kontakt mit dem mindestens einen Sensorelement detektiert werden soll, ein Körperteil eines Insassen des Fahrzeugs ist. Dabei kann mit Insasse auch der Fahrer selbst gemeint sein. Die Erfassung des Kontakts mit einem Körperteil eines Insassen ist von besonderer Wichtigkeit, weil durch das Einklemmen Verletzungen des Insassen entstehen können und zudem die betroffene Person durch Schmerz, Erschrecken und dergleichen beim Einklemmen reflexartig und nicht berechenbar reagiert und dabei möglicherweise einen unbeabsichtigten Lenkeingriff ausübt, so dass es zu Unfällen kommen kann.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the object, the contact of which is to be detected with the at least one sensor element, is a body part of an occupant of the vehicle. The occupant can also mean the driver himself. The detection of contact with a body part of an occupant is of particular importance because the injuries can result in injuries to the occupants and, moreover, the person affected reacts reflexively and unpredictably when he is injected by pain, fright and the like, and possibly thereby performs an unintentional steering intervention that accidents can occur.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung weist das mindestens eine Sensorelement einen piezoelektrischen Sensor oder einen kapazitiven Sensor auf. Das mindestens eine Sensorelement kann also auf einem piezoelektrischen Funktionsprinzip oder auf einem kapazitiven Funktionsprinzip basieren.In another preferred embodiment, the at least one sensor element has a piezoelectric sensor or a capacitive sensor. The at least one sensor element can therefore be based on a piezoelectric functional principle or on a capacitive functional principle.

Bei der Anordnung von mehr als einem Sensorelement zum Detektieren eines Objektes zwischen dem Lenkrad und dem Armaturenbrett können die Sensorelemente mit verschiedenen oder mit gleichen Funktionsprinzipien ausgebildet sein, und die erfindungsgemäße Vorrichtung an die individuellen Bedingungen im Fahrzeug und die unmittelbar angrenzenden Bauteile und Funktionselemente anzupassen. So sind beispielsweise Lenkräder heutzutage häufig mit Heizelementen ausgerüstet, die die Funktionsweise eines kapazitiven Sensorelementes beeinträchtigen können, sofern nicht eine abschirmendes Element zwischen Sensorelement und Heizelement angeordnet wird. Dieses abschirmende Element kann je nach Anordnung in dem Lenkrad gegebenenfalls die Funktionalität der des Sensorelements und/oder des Heizelements einschränken. Daher wäre in diesem Fall die Verwendung eines Sensorelements mit piezoelektrischem Funktionsprinzip vorteilhafter, da diese unempfindlich gegen elektromagnetische Felder oder Strahlung sind und in unmittelbarer Nähe zu einem Heizelement angeordnet und betrieben werden können. With the arrangement of more than one sensor element for detecting an object between the steering wheel and the dashboard, the sensor elements can be designed with different or with the same functional principles, and adapt the device according to the invention to the individual conditions in the vehicle and the immediately adjacent components and functional elements. For example, nowadays steering wheels are often equipped with heating elements that can impair the functioning of a capacitive sensor element, unless a shielding element is arranged between the sensor element and the heating element. Depending on the arrangement in the steering wheel, this shielding element may limit the functionality of the sensor element and / or the heating element. In this case, the use of a sensor element with a piezoelectric functional principle would therefore be more advantageous, since they are insensitive to electromagnetic fields or radiation and can be arranged and operated in the immediate vicinity of a heating element.

In bevorzugter Weise werden piezoelektrische Sensoren als Drucksensoren ausgebildet, wobei Drucksensoren, die auf dem Transversaleffekt beruhen, besonders bevorzugt sind.Piezoelectric sensors are preferably designed as pressure sensors, with pressure sensors based on the transverse effect being particularly preferred.

Piezoelektrische Drucksensoren sind Sensoren, die auf Druck reagieren, dabei aber nahezu keine Verformung zeigen. Sie sind robust und unempfindlich gegen elektromagnetische Felder oder Strahlung. Weiterhin weisen sie eine hohe Stabilität über große Temperaturbereiche auf, so dass sie insbesondere in unmittelbarer Nähe zu Heizelementen, die sie bei Lenkradheizungen verwendet werden, eingesetzt werden können.Piezoelectric pressure sensors are sensors that react to pressure but show almost no deformation. They are robust and insensitive to electromagnetic fields or radiation. Furthermore, they have a high stability over large temperature ranges, so that they can be used in particular in the immediate vicinity of heating elements which are used in steering wheel heaters.

Bei piezoelektrischen Drucksensoren, die auf dem Transversaleffekt beruhen, ist die Höhe der durch die einwirkende Kraft erzeugten Ladungen von den Dimensionen des piezoelektrischen Sensors, also den geometrischen Abmaßen des Sensors, abhängig. Die so erzeugbare Ladungsmenge, die die Empfindlichkeit des piezoelektrischen Drucksensors beschreibt, kann also über die Größe des Elements beeinflusst werden. Eine erhöhte Empfindlichkeit des piezoelektrischen Drucksensors hat der Vorteil, dass auch leichte Berührungen oder ein leichter Kontakt mit dem piezoelektrischen Sensor erfasst werden können, und somit auch schon früh die Gefahr des Einklemmens eines Objekts zwischen Lenkrad und Armaturenbrett erkannt wird. So können Verletzungen beziehungsweise Beschädigungen durch Einklemmen noch wirksamer vermieden werden.In the case of piezoelectric pressure sensors which are based on the transverse effect, the amount of the charges generated by the force acting is dependent on the dimensions of the piezoelectric sensor, that is to say the geometric dimensions of the sensor. The amount of charge that can be generated in this way, which describes the sensitivity of the piezoelectric pressure sensor, can thus be influenced via the size of the element. An increased sensitivity of the piezoelectric pressure sensor has the advantage that even slight touches or slight contact with the piezoelectric sensor can be detected, and the risk of an object getting caught between the steering wheel and the dashboard is thus recognized at an early stage. Injuries or damage caused by trapping can be avoided even more effectively.

In weiter bevorzugter Weise sollte der piezoelektrische Drucksensor beschleunigungskompensiert ausgebildet sein. Sensoren erfassen unter Umständen mehr als eine Messgröße, beispielsweise kann ein piezoelektrischer Drucksensor unter Umständen auch infolge von Beschleunigung Messwerte erfassen. Derartige Beschleunigungen können durch die Bewegung des Lenkrads selbst, aber auch durch den Fahrbetrieb des Fahrzeugs auf den Sensor einwirken. Ein piezoelektrische Drucksensor für die erfindungsgemäße Vorrichtung sollte daher also beispielsweise ein zusätzliches Element aufweisen, dass lediglich Beschleunigungsvorgänge erfasst, die aus den erfassten Werten des piezoelektrischen Drucksensors herausgerechnet werden können. Diese Berechnung beziehungsweise Bereinigung geschieht im Rahmen der Auswertung der Messwerte durch die Auswerteeinrichtung. Sie so ermittelten und bereinigten Messwerte lassen einen zuverlässigeren Rückschluss über den erfassten Kontakt und die Kontaktintensität zu, also auch eine Aussage darüber, wieviel Druck auf den Sensor wirkt und damit wie weit der Einklemmprozess gegebenenfalls schon fortgeschritten ist. Daraus könnte wiederum ein Maß der Zurückbewegung des Lenkrads, um das es vom Armaturenbrett weg bewegt werden sollte, um ein eingeklemmtes Objekt befreien zu können, bestimmt werden.In a further preferred manner, the piezoelectric pressure sensor should be designed to be acceleration-compensated. Under certain circumstances, sensors record more than one measurement variable, for example a piezoelectric pressure sensor may also record measurement values as a result of acceleration. Such accelerations can act on the sensor through the movement of the steering wheel itself, but also through the driving operation of the vehicle. A piezoelectric pressure sensor for the device according to the invention should therefore have, for example, an additional element that only detects acceleration processes that can be calculated from the detected values of the piezoelectric pressure sensor. This calculation or adjustment is carried out as part of the evaluation of the measured values by the evaluation device. The measured values determined and cleaned in this way allow a more reliable conclusion about the detected contact and the contact intensity, i.e. also a statement about how much pressure acts on the sensor and thus how far the pinching process may have progressed. This in turn could be used to determine a measure of the backward movement of the steering wheel by which it should be moved away from the dashboard in order to be able to free a jammed object.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das ein kapazitiver Sensor als kapazitiver Näherungssensor ausgebildet ist. Diese Sensorausgestaltung erlaubt eine berührungsfreie Detektion eines Objektes. Ein Objekt zwischen Lenkrad und Armaturenbrett kann also ohne direkten berührenden Kontakt erfasst werden. Dies erlaubt ein noch früheres Erkennen der Gefahr des Einklemmens und damit eine noch wirksamere Vermeidung des Einklemmens. Vorteilhafte Abstände zur berührungsfreien Detektion durch einen kapazitiven Näherungssensor sind bis zu 30 Millimeter.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the one capacitive sensor is designed as a capacitive proximity sensor. This sensor design allows contactless detection of an object. An object between the steering wheel and the dashboard can therefore be detected without direct contact. This allows the risk of pinching to be recognized even earlier and thus an even more effective avoidance of the pinching. Advantageous distances for non-contact detection by a capacitive proximity sensor are up to 30 millimeters.

In noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf der dem Fahrer zugewandten Oberfläche des Lenkrads mindestens ein weiteres Sensorelement angeordnet. Somit ist des Lenkrad in dieser Ausgestaltung mit mindestens zwei Sensorelementen ausgestattet, von denen eines auf der dem Armaturenbrett zugewandten Oberfläche und das andere auf der dem Fahrer zugewandten Oberfläche angeordnet ist. In yet another embodiment of the device according to the invention, at least one further sensor element is arranged on the surface of the steering wheel facing the driver. In this embodiment, the steering wheel is thus equipped with at least two sensor elements, one of which is arranged on the surface facing the dashboard and the other on the surface facing the driver.

Besonders bevorzugt sind die Sensorelemente an beziehungsweise auf dem Lenkradkranz angeordnet. Diese Anordnung erlaubt die Detektion des Kontaktes mit einem Objekt in einer Weise, die Rückschluss darüber ermöglicht, ob ein Objekt zwischen Lenkrad und Armaturenbrett befindlich ist oder ob das Lenkrad beispielsweise von einem Insassen umgriffen oder umfasst wird. Daraus lässt sich ableiten, ob beispielsweise der Insasse das Lenkrad während des Verstauens weiterhin umfasst und damit den Verstauvorgang mit seinen Händen begleitet. Außerdem lässt sich durch das dem Fahrer zugewandte mindestens eine weitere Sensorelement auch eine Annäherung eines Objekts an das Lenkrad erfassen, die gegebenenfalls in ein Umgreifen oder in eine Bewegung in den Zwischenraum zwischen Armaturenbrett und Lenkrad übergeht, und so vorbeugend ein Warnsignal ausgelöst und/oder das Verstauen unterbrochen werden.The sensor elements are particularly preferably arranged on or on the steering wheel rim. This arrangement allows the contact with an object to be detected in a manner which enables conclusions to be drawn as to whether an object is located between the steering wheel and the dashboard or whether the steering wheel is gripped or gripped by an occupant, for example. From this it can be deduced whether, for example, the occupant continues to hold the steering wheel during the stowing and thus the stowing process with his hands accompanied. In addition, the at least one further sensor element facing the driver can also detect an approach of an object to the steering wheel, which may change into a grip or movement into the space between the dashboard and the steering wheel, thus triggering a warning signal and / or that in a preventive manner Stowage interrupted.

Durch eine Vielzahl von Sensorelementen auf der dem Armaturenbrett zugewandten Oberfläche und/oder der dem Fahrer zugewandten Oberfläche, und eine geeignete Größe der einzelnen Sensorelemente ist es möglich, eine örtliche beziehungsweise räumliche Auflösung der erfassten Messwerte zu erreichen, und damit auch eine Aussage über die Größe und die Position des erfassten Objektes in Kontakt oder unmittelbarer Nähe zum Lenkrad. Weiterhin kann durch solch eine örtliche Auflösung und Zuordnung der Messwerte auch Bewegungen des detektierten Objektes entlang des Lenkrades erfasst werden, so dass beispielsweise auch erkannt werden kann, ob sich das Objekt während des Verstauvorgangs aus dem Gefahrenbereich für das Einklemmen heraus bewegt.A large number of sensor elements on the surface facing the dashboard and / or the surface facing the driver, and a suitable size of the individual sensor elements make it possible to achieve a local or spatial resolution of the measured values acquired, and thus also a statement about the size and the position of the detected object in contact or in close proximity to the steering wheel. Furthermore, such a local resolution and assignment of the measured values can also be used to record movements of the detected object along the steering wheel, so that, for example, it can also be recognized whether the object is moving out of the danger area for pinching during the stowing process.

In einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das das mindestens eine Sensorelement und/oder das mindestens eine weitere Sensorelement ausgebildet, einen Zustand des Fahrers des Fahrzeugs zu erfassen. So kann die Auswerteeinrichtung anhand der Messwerte aus dem direkten Kontakt eines der Sensorelemente beziehungsweise der Sensorelemente mit einem Körperteil des Fahrers, die beispielsweise ein Puls und/oder eine Temperatur sein können, bestimmen, ob der Fahrer möglicherweise eingeschlafen ist oder ein medizinischer Notfall vorliegt, so dass aus diesem Grund der Kontakt zu dem/den Sensorelement(en) während des Verstauvorgangs vorliegt. Der Verstauvorgang kann dann abgebrochen werden und gegebenenfalls ein Notsignal oder ein Nothalt des Fahrzeugs ausgelöst werden. Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Erfassung des Zustandes des Fahrers nicht nur während des Verstauvorganges, sondern auch während der nichtautonomen Fahrt des Fahrzeugs erfolgt.In a next embodiment of the device according to the invention, the at least one sensor element and / or the at least one further sensor element is designed to detect a state of the driver of the vehicle. The evaluation device can use the measured values from the direct contact of one of the sensor elements or the sensor elements with a body part of the driver, which can be, for example, a pulse and / or a temperature, to determine whether the driver may have fallen asleep or a medical emergency is present that for this reason there is contact with the sensor element (s) during the stowing process. The stowing process can then be interrupted and, if necessary, an emergency signal or an emergency stop of the vehicle can be triggered. It is also advantageous if the condition of the driver is recorded not only during the stowing process, but also during the non-autonomous driving of the vehicle.

In einer übernächsten bevorzugten Ausgestaltung ist das mindestens eine Sensorelement und/oder das mindestens eine weitere Sensorelement ausgebildet, die Eingabe von Befehlen zu erfassen. Dazu können eine oder mehrere logische Verknüpfung(en) in der Auswerteeinrichtung hinterlegt sein, sodass bei Kontakt eines Objektes an einem der Sensorelemente eine fahrzeugseitige Funktion ausgelöst wird. Eine solche Funktion kann das Licht des Fahrzeugs oder ein Hupsignal sein, aber auch die Bedienung eines Fahrzeugunterhaltungssystems, das Auslösen eines Telefonats, insbesondere eines Notrufs, oder der Verstauvorgang selbst. Insbesondere wenn eine Vielzahl von Sensorelementen auf beziehungsweise an dem Lenkrad angeordnet sind, können einem oder mehreren jeweils eine zusätzliche Funktion zugeordnet werden, die insbesondere im Fahrbetrieb ausgelöst werden kann. Somit kann der Fahrer verschiedenen Funktionen betätigen, ohne die Hände vom Lenkrad zu entfernen. Diese Ausgestaltung kann weiterführend so ausgestaltet sein, dass die Erfassung von Befehlen lediglich im Fahrbetrieb, nicht jedoch während des Verstauvorgangs möglich ist.In a second preferred embodiment, the at least one sensor element and / or the at least one further sensor element is designed to detect the input of commands. For this purpose, one or more logical links can be stored in the evaluation device, so that a function on the vehicle side is triggered when an object comes into contact with one of the sensor elements. Such a function can be the light of the vehicle or a horn signal, but also the operation of a vehicle entertainment system, the initiation of a telephone call, in particular an emergency call, or the stowing process itself. In particular if a large number of sensor elements are arranged on or on the steering wheel, one can One or more additional functions can be assigned, which can be triggered in particular while driving. This enables the driver to operate various functions without removing his hands from the steering wheel. This configuration can further be designed such that the acquisition of commands is only possible while driving, but not during the stowing process.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zu Detektion eines Objekts zwischen einem Lenkrad und einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs beim Verstauen des Lenkrads im und/oder am Armaturenbrett mit der vorgeschlagenen Vorrichtung sieht vor, dass das mindestens eine Sensorelement einen Kontakt mit einem Objekt erfasst und an die Auswerteeinrichtung übermittelt, die Auswerteeinrichtung den von dem mindestens einen Sensorelement erfassten Kontakt auswertet und Steuersignale an die Steuereinrichtung übermittelt, so dass die Steuereinrichtung ein Warnsignal an den Fahrer übermittelt und/oder das Verstauen des Lenkrads unterbricht.A method according to the invention for detecting an object between a steering wheel and a dashboard of a vehicle when the steering wheel is stowed in and / or on the dashboard with the proposed device provides that the at least one sensor element detects contact with an object and transmits it to the evaluation device, which Evaluation device evaluates the contact detected by the at least one sensor element and transmits control signals to the control device, so that the control device transmits a warning signal to the driver and / or interrupts the stowing of the steering wheel.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nicht nur ein Kontakt detektiert, sondern auch ein Einklemmen wirksam verhindert oder zumindest unterbrochen werden, so dass keine Beschädigungen an dem Gegenstand und/oder Verletzungen an einem Körperteil entstehen oder durch das Einklemmen ein Unfall ausgelöst wird. Es wird dadurch ein erhöhter Komfort für den Fahrer beziehungsweise die Insassen des Fahrzeugs geschaffen, da ein Verletzungsrisiko vermieden wird. Insgesamt wird auch die Sicherheit des Verstauvorgangs und in der Folge des gesamten Verkehrs um das Fahrzeug herum erhöht, da durch das Verhindern des Einklemmens auch die Gefahr von unbeabsichtigten Lenkeingriffen bei einem Befreiungsversuch, und damit das mögliche Auslösen von Unfällen, vermieden wird.With the device according to the invention and the method according to the invention, not only a contact can be detected, but also pinching can be effectively prevented or at least interrupted, so that no damage to the object and / or injuries occur on a part of the body or an accident is triggered by the pinching. This creates increased comfort for the driver or the occupants of the vehicle, since a risk of injury is avoided. Overall, the safety of the stowing process and, consequently, of all traffic around the vehicle is also increased, since the prevention of the pinching also avoids the risk of unintentional steering interventions during an attempt to release, and thus the possible triggering of accidents.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless otherwise stated in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen

1 eine Draufsicht auf ein Lenkrad mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
2 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it

1 a plan view of a steering wheel with a device according to the invention, and
2nd a schematic diagram of a device according to the invention in a side sectional view.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Lenkrad 12 mit einem Lenkradkranz 12a. Entlang des Lenkradkranzes 12a ist ein Sensorelement 16 umlaufend um den Lenkradkranz 12a ausgebildet und dabei so angeordnet, dass es sich über die dem Armaturenbrett 14 zugewandte Oberfläche des Lenkrads 12 und zumindest teilweise auch über den äußeren Umfang des Lenkradkranzes 12a erstreckt. In einer alternativen Ausführungsform könnten auch eine Vielzahl einzelner Sensorelemente 16 auf der dem Armaturenbrett 14 zugewandten Oberfläche des Lenkrads 12 und entlang des äußeren Umfangs des Lenkradkranzes 12a angeordnet sein. 1 shows a top view of a steering wheel 12 with a steering wheel rim 12a . Along the steering wheel rim 12a is a sensor element 16 all around the steering wheel rim 12a trained and arranged so that it over the dashboard 14 facing surface of the steering wheel 12 and at least partially over the outer circumference of the steering wheel rim 12a extends. In an alternative embodiment, a large number of individual sensor elements could also be used 16 on the dashboard 14 facing surface of the steering wheel 12 and along the outer circumference of the steering wheel rim 12a be arranged.

Das Sensorelement 16 ist ausgebildet, einen Kontakt mit einem Objekt 10 zu erfassen, und kann beispielsweise mit einem kapazitiven Sensor oder einem piezoelektrischen Sensor gebildet sein.The sensor element 16 is designed to make contact with an object 10th and can be formed, for example, with a capacitive sensor or a piezoelectric sensor.

In 2 ist einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt. Dabei ist das Lenkrad 12 mit einer Lenksäule 24 ausgebildet, und in einem Armaturenbrett 14 angeordnet. Der Pfeil 22 verdeutlicht die Richtung, in der das Lenkrad 12 beim Verstauen in und/oder an dem Armaturenbrett 14 bewegt wird. Sie entspricht im Wesentlichen dem Verlauf der Lenksäule 24.In 2nd the device according to the invention is shown in a sectional view. Here is the steering wheel 12 with a steering column 24th trained, and in a dashboard 14 arranged. The arrow 22 clarifies the direction in which the steering wheel 12 when stowing in and / or on the dashboard 14 is moved. It essentially corresponds to the course of the steering column 24th .

Es ist zudem ein Objekt 10 dargestellt, dass sich zwischen Lenkrad 12 und Armaturenbrett 14 befindet und bei einem Verstauvorgang eingeklemmt werden würde. Dieses Objekt 10 kann ein Gegenstand sein oder ein Körperteil eines Insassen des Fahrzeugs.It is also an object 10th shown that between steering wheel 12 and dashboard 14 located and would be jammed during a stowing process. This object 10th can be an object or a body part of an occupant of the vehicle.

Das Lenkrad 12 ist mit einem Sensorelement 16 und einem weiteren Sensorelement 26 ausgebildet. Das Sensorelement 16 ist auf der dem Armaturenbrett 14 zugewandten Oberfläche des Lenkrads 12 angeordnet. Das weitere Sensorelement 26 ist auf der dem Fahrer zugewandten Oberfläche des Lenkrads 12 angeordnet. Das Sensorelement 16 ist mit einem kapazitiver Näherungssensor ausgebildet.The steering wheel 12 is with a sensor element 16 and another sensor element 26 educated. The sensor element 16 is on the dashboard 14 facing surface of the steering wheel 12 arranged. The further sensor element 26 is on the surface of the steering wheel facing the driver 12 arranged. The sensor element 16 is designed with a capacitive proximity sensor.

Die Sensorelemente 12, 26 sind mittels einer Leitung 16a mit der Auswerteeinrichtung 18 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 18 ist mit der Steuereinrichtung 20 verbunden.The sensor elements 12 , 26 are by means of a line 16a with the evaluation device 18th connected. The evaluation device 18th is with the control device 20th connected.

Wenn der Verstauvorgang ausgelöst wird, durch den das Lenkrad 12 in Richtung 22 zum Armaturenbrett 14 bewegt wird, detektiert das Sensorelement 16 den Kontakt mit Objekt 10 oder die unmittelbare Nähe zu einem Objekt 10, das heißt, es erfasst Messwerte, die auf einen Kontakt oder die unmittelbare Nähe, also einen bevorstehenden Kontakt, schließen lassen. Diese Messwerte werden an die Auswerteeinrichtung 18 übermittelt, die sie auswertet.If the stowing process is triggered by the steering wheel 12 in the direction 22 to the dashboard 14 is moved, the sensor element detects 16 contact with object 10th or the immediate proximity to an object 10th , that is, it records measured values that indicate a contact or the immediate vicinity, i.e. an impending contact. These measured values are sent to the evaluation device 18th transmitted, which it evaluates.

Ergibt die Auswertung, dass der Kontakt mit dem Objekt 10 während des Verstauens des Lenkrads 12 stattgefunden hat oder unmittelbar bevorsteht, übermittelt die Auswerteeinrichtung 18 Steuersignale an die Steuereinrichtung 20, die die Steuereinrichtung 20 veranlassen, ein Warnsignal an den Fahrer zu übermitteln und/oder das Verstauen des Lenkrads 12 zu unterbrechen. Das Warnsignal kann ein akustisches Signal wie ein Warnton sein, aber auch ein optisches Signal, wie das Aufleuchten eines Symbols auf einer Anzeige in dem Fahrzeug. Zum Unterbrechen des Verstauens kann die Steuereinrichtung auf die Verfahrvorrichtung derart einwirken, dass das Verfahren gestoppt wird. Der Fahrer kann bei Erkennen des Warnsignals und/oder Unterbrechung des Verstauens das Objekt 10 aus dem Bereich zwischen Armaturenbrett 14 und Lenkrad 12 entfernen.The evaluation reveals that the contact with the object 10th while stowing the steering wheel 12 has taken place or is imminent, the evaluation device transmits 18th Control signals to the control device 20th that the control device 20th cause to send a warning signal to the driver and / or stow the steering wheel 12 to interrupt. The warning signal can be an acoustic signal such as a warning tone, but also an optical signal, such as the lighting up of a symbol on a display in the vehicle. To interrupt the stowing, the control device can act on the traversing device in such a way that the method is stopped. The driver can see the object when the warning signal is recognized and / or when the stowage is interrupted 10th from the area between the dashboard 14 and steering wheel 12 remove.

Wenn sich während des Verstauens ein Objekt 10 auf das Lenkrad 12 zu bewegt und es auf der dem Fahrer zugewandten Oberfläche kontaktiert, wird dieser Kontakt durch das weitere Sensorelement 26 detektiert. Auch ein solcher Kontakt kann zum Auslösen eines Warnsignals und/oder zum Unterbrechen des Verstauvorgangs führen.If there is an object during storage 10th on the steering wheel 12 to move and contact it on the surface facing the driver, this contact is made by the further sensor element 26 detected. Such a contact can also trigger a warning signal and / or interrupt the stowing process.

Sofern das Lenkrad 12 nicht im Verstauvorgang auf das Armaturenbrett 14 zu oder von ihm weg bewegt wird, kann das Lenkrad 12 mittels der Sensoren 16, 26 bei Kontakt des Fahrers mit dem Lenkrad 12 im Bereich der Sensoren 16, 26 einen Zustand des Fahrers überwachen. Dazu werden durch die Sensoren 16, 26 Messwerte, die beispielsweise Rückschlüsse über Puls oder Temperatur ermöglichen, erfasst und an die Auswerteeinrichtung 18 übermittelt, die die Messwerte interpretiert und bestimmen kann, ob der Fahrer zum Beispiel eingeschlafen ist oder möglicherweise medizinische Hilfe braucht. In Abhängigkeit von der erkannten Situation kann ein Warnsignal ausgelöst werden, ein Notsignal oder ein Nothalt des Fahrzeugs initiiert werden.Unless the steering wheel 12 not when stowing on the dashboard 14 the steering wheel can be moved to or away from it 12 by means of the sensors 16 , 26 when the driver comes into contact with the steering wheel 12 in the field of sensors 16 , 26 monitor a driver's condition. This is done by the sensors 16 , 26 Measured values that, for example, allow conclusions about pulse or temperature, are recorded and sent to the evaluation device 18th transmitted, which interprets the measured values and can determine whether the driver has fallen asleep or may need medical help. Depending on the detected situation, a warning signal can be triggered, an emergency signal or an emergency stop of the vehicle can be initiated.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010th: Objektobject
1212: Lenkradsteering wheel
12a12a: LenkradkranzSteering wheel rim
1414: Armaturenbrettdashboard
1616: SensorelementSensor element
16a16a: Verbindung vom Sensorelement 16 zu Auswerteeinrichtung 18 Connection from the sensor element 16 to evaluation device 18th
1818th: AuswerteeinrichtungEvaluation device
2020th: SteuereinrichtungControl device
22 22: Richtung des VerstauvorgangsDirection of stowing
2424th: LenksäuleSteering column
2626: weiteres Sensorelementanother sensor element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2017/0297606 A1 [0003]
US 2016/0347348 A1 [0003]

Claims

Device for detecting an object (10) between a steering wheel (12) and a dashboard (14) of a vehicle when the steering wheel (12) is stowed in and / or on the dashboard (14), which has at least one sensor element (16) , an evaluation device (18) and a control device (20), characterized in that the at least one sensor element (16) is arranged at least on a surface of the steering wheel (12) facing the dashboard (14), the at least one sensor element ( 16) is designed to detect contact with the object (10), the at least one sensor element (16) being connected to the evaluation device (18), which is designed to evaluate the contact detected by the at least one sensor element (16) and To transmit control signals to the control device (20) and the control device (20) is designed to transmit a warning signal to the driver and / or to stow the steering wheel (12) to interrupt.

Device after Claim 1 , characterized in that the object (10) is a body part of an occupant of the vehicle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor element (16) has a piezoelectric sensor or a capacitive sensor.

Device after Claim 3 , characterized in that the piezoelectric sensor is designed as a pressure sensor.

Device after Claim 4 , characterized in that the piezoelectric sensor is designed to be acceleration-compensated.

Device after Claim 3 , characterized in that the capacitive sensor is designed as a capacitive proximity sensor.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further sensor element (26) is arranged on a surface of the steering wheel (12) facing the driver of the vehicle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor element (16) and / or the at least one further sensor element (26) is designed to detect a state of a driver of the vehicle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor element (16) and / or the at least one further sensor element (26) is designed to detect the input of commands.

Method for detecting an object (10) between a steering wheel (12) and a dashboard (14) of a vehicle when stowing the steering wheel (12) in and / or on the dashboard (14) with a device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the at least one sensor element (16) detects a contact with an object (10) and transmits it to the evaluation device (18), and the evaluation device (18) evaluates the contact detected by the at least one sensor element (16) and sends control signals to the Control device (20) is transmitted so that the control device (20) transmits a warning signal to the driver and / or interrupts the stowing of the steering wheel (12).