DE19539396A1

DE19539396A1 - Lenkrad-Fernsteuervorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19539396A1
Application number: DE19539396A
Authority: DE
Inventors: Petru Radu; Joerg Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1995-10-10
Publication date: 1996-05-30
Also published as: DE4437024A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Fern steuervorrichtung für Fahrzeuge, die an einem ge genüber dem Fahrzeugchassis drehbaren Lenkrad an geordnet ist, das Lenkrad einen Hupenkontakt auf weist, der mit einem Schleifring versehen ist und eine in einen lenkradseitigen und einen chassis seitigen Abschnitt unterteilte Hupenleitung auf weist, über die Hupenleitung ein konstanter elek trischer Strom fließt und von einem Sender ver schiedene Steuerimpulse zum Auslösen verschiedener sekundärer Bedienungselemente über die Hupenlei tung versendbar sind.

Kraftfahrzeuge können heute so umgerüstet werden, daß auch Bein- und Armamputierte sie sicher fahren können. Die Erfindung betrifft eine Fernsteuervor richtung, die jedem Kraftfahrzeugführer der zum Lenken eines Kraftfahrzeuges nur eine Hand zur Verfügung hat, ein sicheres Führen gestattet. Ein richtungen und Schaltungsanordnungen dieser Gat tung sind bekannt. Sie gehen davon aus, daß z. B. ein armamputierter Kraftfahrzeugführer das Lenkrad mit nur einer Hand faßt. Gleichzeitig muß er mit dieser Hand, genauer mit den Fingern, Schalter für die sekundären Bedienungselemente wie Blinker, Scheibenwischer und Betriebslichter betätigen.

Eine dabei zu überwindende Schwierigkeit liegt darin, die am Lenkrad angeordneten Schalter elek trisch mit den in der Karosserie befindlichen Stromverbrauchern zu verbinden. Bei den bekannten Schaltungsordnungen wird dazu eine Fernübertragung verwendet, bei der in einer am Lenkrad befestigten Schaltungsanordnung erzeugte Steuersignale über Infrarot oder Ultraschall an einen in der Karosse rie angeordneten Empfänger überträgt. Die Steuer signale werden dort in elektrische Signale umge wandelt und gelangen über Draht zu den Stromver brauchern.

Problematisch ist es, die Modulationen vor Fremd einflüsse durch äußere Störquellen wie z. B. starke Sonneneinstrahlung oder hochfrequente, akustische Signale, die durch Motorgeräusche, ein laufendes Radio, Ampelsignalen, Brems- oder Fahrgeräusche usw. zu schützen, den durch diese Störquellen kön nen Ausfälle und Fehlfunktionen erzeugt werden.

Aus der GB 2 2 261 936 A ist dazu eine Fernsteuer vorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die an dem Lenkrad befestigt werden kann. Sie besteht aus ei nem Steuerungssatelliten, bei dem eine Vielzahl von primäre und sekundäre Bedienungselemente mit einer Hand erreicht und ausgelöst werden können. Diese Fernsteuervorrichtung baut jedoch relativ groß und ragt zudem mit einem Gegengewicht weit über das Lenkrad hinaus.

Auch werden Fahrzeuge zunehmend mit sogenannten Airbags ausgerüstet, die in einer vergrößerten Lenkradnabe untergebracht sind. Wird ein derarti ger Airbag ausgelöst, so vergrößert er sich schlagartig und stößt dabei gegen die Fernsteuer vorrichtung und setzt diese nicht nur außer Funk tion, sondern kann daran auch verletzt und damit wirkungslos werden. Aus der DE 33 06 285 C2 ist es dazu bekannt, innerhalb des Lenkrades Drucktaster anzuordnen, die über Ankupplungselemente direkt mit den chassisseitigen Abschnitten zwischen dem Hupenschleifring und dem Hupenrelais Steuerinfor mation auslösen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fernsteuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der die ausgewählten se kundären Bedienungseinrichtungen eines Kraftfahr zeuges zuverlässig und sicher angesteuert und aus gelöst werden können und das beim Einbau eines Airbag nicht stört.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die sekun dären Bedienungselemente mit modulierten Strom stärkeimpulsen des über die Hupenleitung fließen den elektrischen Stroms steuerbar sind, die Stromstärkeimpulse von einem Kurzschlußwiderstand auslösbar sind, jedem der sekundären Bedienungs elemente eine individuelle Impulsfolge zugeordnet ist und die Zuordnung der einzelnen Stromstärkeim pulse zu den jeweiligen sekundären Bedienungsele mente über einen Mikroprozessor erfolgt.

Bei dieser vorliegenden Erfindung handelt es sich somit um eine Sender-Empfänger-Kombination, die zur Übertragung des Signals den in jedem Kraft fahrzeug serienmäßig vorhandenen Hupenschleifring am Lenkrad als eine Quasistandleitung benutzt, die vor äußeren Störquellen geschützt ist.

Die Stromversorgung des Senders am Lenkrad erfolgt ebenfalls über den Hupenschleifring, wodurch ein sonst erforderlicher regelmäßiger Austausch von Batterien entfällt. Zwei Kreuztaster die sich aus vier Richtungen betätigen lassen, ermöglichen ein Höchstmaß an Funktionsumfassung auf kleinstem Raum. Die Funktionsbelegung der Kreuztaster ist abhängig von dem momentanen Status des Senders, so wird z. B. bei ausgeschaltetem Abblendlicht mit ei ner Taste die Lichthupe betätigt und bei einge schaltetem Abblendlicht mit der gleichen Taste zwischen Abblendlicht und Fernlicht umgeschaltet. Jede gewählte Funktion wird akustisch durch einen Bestätigungston und zum Teil auch optisch durch eine Leuchtdiode bestätigt. Dadurch wird die Si cherheit gesteigert und die Möglichkeit einer Fehlbedienung gesenkt. Ein zusätzlicher Drehsen sor, der sich im Zentrum des Lenkrades befindet, ist mit dem Sender gekoppelt und ermöglicht es, den Blinker nach Beenden des Lenkvorganges au tomatisch auszuschalten.

Ein Single-Chip-Microcomputer, programmiert mit einer speziell dafür entwickelten Software, wan delt jede Tasteneingabe in ein individuelles binäres Signal um und führt es strommoduliert über einen Transistor dem Hupenschleifring und schließ lich dem Empfänger zu. Hier wird es durch einen zweiten Single-Chip-Microcomputer zurückgewandelt und ein entsprechendes Relais ein- oder ausge schaltet. Jedes empfangene Signal wird mehrmals miteinander verglichen, bevor ein entsprechendes Relais geschaltet wird um die Möglichkeit einer Fehlübertragung nahezu auszuschließen. Eine Schal tungsvorrichtung im Sender gewährleistet auch bei Kontaktstörungen am Hupenschleifring eine ausrei chende Stromversorgung des Microcomputers.

Mit Hilfe eines Schnellverschlusses kann der Sen der jederzeit werkzeuglos von dem Lenkrad abgenom men werden. Das Kraftfahrzeug kann danach ohne Einschränkungen wie jedes andere bedient werden.

Es wird somit eine Vorrichtung geschaffen, die es Kraftfahrern, die nur eine Hand zum Führen eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung haben, ermöglicht, alle wichtigen elektrischen Funktionen, wie bei spielsweise Blinker, Licht und Scheibenwischer des Kraftfahrzeuges zu bedienen, ohne dabei die Hand vom Lenkrad lösen zu müssen. Durch den konstanten, über eine Festleitung geführten Strom bietet das Gerät einen absoluten Schutz gegenüber Fremdein flüssen und ein Höchstmaß an Bedienungskomfort. Die Stromversorgung und die Übertragung der Signale, die zum Ausführen einer Funktion benötigt werden, erfolgen drahtgebunden über die serien mäßig vorhandene Hupenleitung und den Hupen schleifring. Diese Hupenleitung ist quasi eine Standleitung, an der ständig ein elektrische Span nung anliegt. Sie ist damit vor äußeren Störquel len geschützt und durch das ständige Anliegen ei ner Spannung absolut funktionssicher.

Die Vorrichtung ragt nur sehr geringfügig in den Lenkradinnenraum hinein, wodurch das Entfalten ei nes Airbags nicht behindert wird. Die Airbag abdeckung wird nicht behindert und kann sich wi derstandsfrei entfalten. Eine Verletzung des Air bags ist ausgeschlossen.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist an hand eines Ausführungsbeispieles in der beiliegen den Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend nä her beschreiben; es zeigt:

Fig. 1 die isometrische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Fahrersitzes mit Bedie nungs- und Überwachungsvorrichtungen;

Fig. 1a den vergrößerten Ausschnitt eines Lenkradabschnittes, mit aufgesetzter Fernsteuervorrichtung;

Fig. 2 die Detaildarstellung einer Fern steuervorrichtung nach den Fig. 1 und 1a, an einem Lenkrad befestigt;

Fig. 2a die Detaildarstellung eines Dreh sensors mit Quecksilberneigungsschal tern zur Rückstellung ausgelöster Steuerimpulse;

Fig. 3 das Teilschaltbild des dem Lenkrad zugeordneten Senders und Empfängers ei ner Fernsteuervorrichtung nach der Fig. 2;

Fig. 4 den Anschlußplan des Senders und des Empfängers der Fernsteuervorrich tung nach Fig. 3;

Fig. 5 das Blockschaltbild des an dem Lenkrad befestigten Senders der Fern steuervorrichtung;

Fig. 6 das Blockschaltbild des Empfängers der Fernsteuervorrichtung.

Der in der Fig. 1 dargestellte Kraftfahrzeugfahr stand 10 besteht im wesentlichen aus einem Lenkrad 11 zur Bedienung der Fahrzeuglenkung, einem Arma turenbrett 12, in dem die zur Fahrzeugbedienung erforderlichen Instrumente und Anzeigen unterge bracht sind, sowie einen Gangwahlhebel 13, mit dem die gewünschte Fahrzeugbewegung eingestellt werden kann. An dem Lenkrad 11 ist eine Fernsteuervor richtung 14 angebracht, die wie die Fig. 1a zeigt, aus einem Steuerungssatelliten 15 und einem den Steuerungssatelliten 15 haltenden Haltebügel 16 besteht.

Wie die Fig. 2 zeigt, besteht der Steuerungssatel lit 15 aus einer Grundplatte 17, die über ein Schnellverschluß 18 mit dem Haltebügel 16 verbind bar ist. Auf der Grundplatte 17 sind zwei Kreuzta ster 19 und 20, sowie eine Kontrolleuchte 21 ange ordnet. Mit dem Kreuztaster 19 können die sekun dären Bedienungselemente angesteuert werden. So läßt sich in der Position 19a die Hupe 32, in der Position 19b die erste Stufe des Scheibenwischers, in der Position 19c die zweite Stufe des Scheiben wischers und in der Position 19d eine Sonderfunk tion ansteuern. Mit dem Kreuztaster 20 läßt sich in der Position 20a das Abblendlicht, in der Posi tion 20b das Fernlicht, in der Position 20c der linke Blinker und in der Position 20d der rechte Blinker bedienen.

Die jeweils angesteuerten Funktionen werden von der Kontrolleuchte 21 und einem - nicht darge stellten - akustischem Signal angezeigt. Unmittel bar im Bereich der Fernsteuervorrichtung 14 ist ein Drehknauf 22 auf dem Lenkrad 11 vorgesehen, mit dem dieses mit einer Hand bedient werden kann.

Um die jeweils angesteuerten Funktionen nach Been digung des damit verbundenen Steuerungsvorgangs wieder auf Null zu stellen, ist ein Drehsensor 33 vorgesehen, wie er in der Fig. 2a dargestellt ist. Der Drehsensor 33 besteht aus drei Quecksil berneigungsschaltern 23, die um jeweils 120° ge geneinander versetzt angeordnet sind.

Ausgelöst werden die Steuerungsimpulse mit einem Kurzschlußwiderstand (R₁) 25, wobei die jeweils unterschiedlichen Stromimpulse über einen Mikroprozessor 24 vom Sender 26 zu dem Empfänger 27 gelangen, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist.

Zwischen dem Sender 26 und dem Empfänger 27 be steht über die Hupenleitung 29 eine ständig strom führende Quasistandleitung, in der ein Hupen schleifring (HS) 28 vorgesehen ist. Diese Quasi standleitung 29 verbindet den dem Lenkrad 11 zuge ordneten Sender 26 mit den am Fahrzeugchassis ver teilt angeordneten sekundären Bedingungselementen 19a bis 19d und 20a bis 20d, wie dies die Fig. 4 zeigt.

Wie das in der Fig. 5 dargestellte Blockschalt bild des am Lenkrad 11 befindlichen Senders 26 zeigt, erfolgt der Signalausgang über den Hupen schleifring 28. Wie die Fig. 6 zeigt, erfolgt der Signaleingang für einen Modulationsverstärker 30 in Form eines Transistors (T₁) des Empfängers 27. Der Modulationsverstärker 30 ist als ein Transi stor (T₁) ausgebildet.

Die zu bedienenden sekundären Bedienungselemente 19a bis 19d und 20a bis 20d werden auf der anderen Seite des Hupenschleifringes 28 angesprochen. Hier ist ein weiterer Mikroprozessor 31 angeordnet, der die ankommenden Kurzschlußsignale, die in Form von morsezeichenartigen Stromimpulsen erfolgen, den jeweilig anzusteuernden Instrumente zuordnet und dieses steuert. Bei Anschluß des Senders 26 muß die Hupenleitung 29 zum Hupentaster (HT) 34 der Hupe 32 getrennt werden. Die Auslösung der Hupe 32 erfolgt dann über den Kreuztaster 19, und zwar in seiner Position 19a, wie dies die Fig. 2 zeigt.

Bezugszeichenliste

10 Kraftfahrzeug-Fahrstand
11 Lenkrad
12 Armaturenbrett
13 Gangwahlhebel
14 Fernsteuervorrichtung
15 Steuerungssatellit
16 Haltebügel
17 Grundplatte
18 Schnellverschluß
19, 20 Kreuztaster
19a, 19b, 19c, 19d sekundäres Bedienungselement
20a, 20b, 20c, 20d sekundäres Bedienungselement
21 Kontrolleuchte
22 Drehknauf
23 Quecksilberneigungsschalter
24 Mikroprozessor
25 Kurzschlußwiderstand
26 Sender
27 Empfänger
28 Hupenschleifring
29 Hupenleitung
30 Modulationsverstärker
31 Mikroprozessor
32 Hupe
33 Drehsensor
34 Hupentaster

Claims

1. Elektrische Fernsteuervorrichtung für Fahrzeuge, die an einem gegenüber dem Fahrzeugchassis drehbaren Lenkrad angeordnet ist, das Lenkrad einen Hupenkontakt aufweist, der mit einem Schleifring versehen ist und eine in einen lenkradseitigen und einen chassisseitigen Abschnitt unterteilte Hupen leitung aufweist, über die Hupenleitung ein kon stanter elektrischer Strom fließt und von einem Sender verschiedene Steuerimpulse zum Auslösen ver schiedener sekundärer Bedienungselemente über die Hupenleitung versendbar sind, dadurch gekennzeich net, daß die sekundären Bedienungselemente (19a-19d, 20a-20d) mit modulierten Stromstärkeimpulsen des über die Hupenleitung (26) fließenden elek trischen Stroms steuerbar sind, die Stromstärke impulse von einem Kurzschlußwiderstand (25) auslös bar sind, jedem der sekundären Bedienungselemente (19a-19d, 20a-20d) eine individuelle Impuls folge zugeordnet ist und die Zuordnung der einzelnen Stromstärkeimpulse zu den jeweiligen se kundären Bedienungselemente (19a-19d, 20a-20d) über einen Mikroprozessor (24) erfolgt.

2. Fernsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Stromstärke des über die Hu penleitung (29) fließende elektrischen Stroms zur Auslösung der sekundären Bedienungselemente (19a-19d, 20a-20d) eine impulsweise Vervielfachung er fährt.

3. Fernsteuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärkeimpulse des über die Hupenleitung (29) fließende elektri schen Stroms bis zur Auslösung der sekundären Be dienungselemente (19a-19d, 20a-20d) eine kon stante Wiederholung erfahren.

4. Fernsteuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sender (26) ein sich koaxial zu der Lenkradachse erstreckender Steuerungssatellit (15) vorgesehen ist, dessen Be dienungsknöpfe (19, 20) unmittelbar am Lenkrad (11) angeordnet sind und der Steuerungssatellit (15) mit lösbaren Haltemitteln (16) an dem Lenkrad (11) be festigt ist.

5. Fernsteuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungssatellit (15) mit seinem Betriebsspannungseingang gleich spannungsmäßig am Hupenschleifring (28) anliegt, wobei die Hupe (32) von dem Hupenschleifring (28) getrennt ist.

6. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsknöpfe (19, 20) über eine konstante elek trische Leitung (29) mit einer Stromversorgung und den von ihnen angesteuerten sekundären Bedienungs elementen (19a-19d, 20a-20d) verbunden sind.

7. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußwiderstand (25) eine Belastbarkeit von zehn bis dreißig, vorzugsweise fünfzehn Watt auf weist.

8. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (26) einen Single-Chip-Microcomputer (24) mit einem transistorischen Modulationsverstärker (30) an seinem Ausgang aufweist.

9. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungssatellit (15) über ein Schnellverschluß (18) lösbar mit dem Haltemittel (16) verbunden ist.

10. Fernsteuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schnellverschluß (18) des Steuerungssatelliten (15) werkzeuglos abnehmbar ist.

11. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sender (26) ein Drehsensor (33) zugeordnet ist, der drei sternförmig angeordnete Quecksilberneigungs schalter (23) aufweist.

12. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach Betätigung eines sekundären Bedienungselementes (19a-19d, 20a-20d) nach einer Zeitkonstanten die Ausgabe eines akustischen Warnsignals vorgese hen ist.

13. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Bedienungselemente (19a-19d, 20a-20d) nach dem erfolgter Durchführung der gewünsch ten Funktion automatisch ausschaltbar sind.

14. Fernsteuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede gewählte Funktion von dem Sender (26) aku stisch und/oder optisch durch eine Kontrolleuchte (21) bestätigbar ist.