DE19802249A1

DE19802249A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Eingabe von Geschwindigkeitssollwerten für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19802249A1
Application number: DE19802249A
Authority: DE
Inventors: Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2018-01-21
Also published as: EP0930192A2; DE19802249C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eingabe von Steuersignalen für die Beeinflussung der Geschwindigkeit von Kraftfahrzeu gen, wobei die Steuersignale von einer an einem Lenkrad angeordneten Eingabeeinrichtung ausgegeben werden.

Die Steuerung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges erfolgt bekannter weise in der Art, daß mit dem Fuß ein im Fußraum des Fahrerplatzes befind liches Pedal betätigt ("Gas gegeben") wird. Bekannt sind weiterhin an oder in der Nähe des Lenkrades angebrachte, per Hand zu betätigende Hebel zur Geschwindigkeitssteuerung.

Darüber hinaus wurden zur Entlastung des Fahrers auf Strecken wie Autobahnen, auf denen über längere Zeit mit gleichbleibender Geschwindig keit gefahren werden kann, Geschwindigkeitsregelanlagen für Kraftfahr zeuge entwickelt. Bei diesen Geschwindigkeitsregelanlagen wird vom Fahrer ein Geschwindigkeitssollwert vorgegeben und die Geschwindigkeitsregelan lage regelt die Fahrgeschwindigkeit immer konstant auf den vorgegebenen Sollwert aus. Die Geschwindigkeitssollwerte können vorgegeben, gespeichert, aktiviert und gelöscht werden. Dazu dienen z. B. Bedienhebel (EP 441 961 A1, DE 43 38 098 C2), Kippschalter (DE 17 38 660 U1) oder Drucktasten (WO 86/00049 A1, DE 43 01 292 A1).

Zur Änderung der Geschwindigkeit muß vom Fahrer über die genannten Bedienelemente ein neuer Sollwert eingestellt werden. Da die Einstellung des neuen Sollwertes im allgemeinen durch Inkrementieren oder Dekremen tieren des aktuellen Sollwertes, durch direkte numerische Eingabe des neuen Sollwertes oder durch Aktivieren eines gespeicherten Wertes erfolgt, ist das mit einem entsprechenden Zeitaufwand verbunden bzw. nur in vorgegebenen Abstufungen möglich.

Schnelle Geschwindigkeitsänderungen, wie sie im Straßenverkehr außerhalb der Autobahnen erforderlich sind, können mit diesen Vorrichtungen nicht realisiert werden.

Diese Vorrichtungen haben somit den Nachteil, daß sie im Straßenverkehr außerhalb der Autobahnen nicht oder nur in Ausnahmefällen einsetzbar sind. Weitere Nachteile der bekannten Lösungen bestehen darin, daß Zusatzvor richtungen wie die aufgeführten Bedienhebel, Kippschalter u. ä. benötigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue rung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges anzugeben, womit eine bequeme, schnelle und leicht bedienbare Geschwindigkeitssteuerung ermög licht wird, so daß der Einsatz auch auf Strecken, die mit oft wechselnder Geschwindigkeit befahren werden, möglich ist, wobei die Vorrichtung keine zusätzlichen Bedienelemente erfordern soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkma len von Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß die Berührung bzw. ein insbesondere durch die Finger auf den bzw. auf die sensitiven Bereiches des Lenkrades ausgeübter Druck erkannt, ausgewertet und an eine Auswerteeinheit übertragen wird, welche die Meßwerte sinnfäl lig verarbeitet und das Ergebnis zur Steuerung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges nutzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges ist bequem und leicht bedienbar, auch auf Strecken außer halb der Autobahnen einsetzbar und trägt deutlich zur Verbesserung des Fahrkomforts bei. Die Vorrichtung kann alternativ zur üblichen Fußhebel steuerung (eine von beiden ist jeweils nur aktiv) oder parallel zur Fußhebel steuerung (beide sind aktiv) betrieben werden. Sie kann vorteilhaft auch in Fahrzeugen für körperbehinderte Fahrer allein zur Geschwindigkeitssteue rung eingesetzt werden. Als ein besonderer Vorzug der Erfindung ist die Nutzung des besseren Tastsinnes bzw. Dosiergefühls der menschlichen Hand gegenüber dem Fuß sowie die Entlastung des Fußes bei längeren Fahrten anzusehen.

Da zur Beibehaltung der Fahrgeschwindigkeit die einfache Berührung des Sensorbandes ohne Druckausübung ausreicht, kann die Fahrgeschwindigkeit auf diese Weise über längere Zeit ohne Ermüdung der Hand- bzw. Finger muskulatur gesteuert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Lenkrad und

Fig. 2 ein Blockschaltbild für die Signalverarbeitung.

Fig. 1 erläutert in schematischer Darstellung das Lenkrad eines Kraftfahr zeuges mit einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie aus der Figur ersichtlich, ist an der Innenseite des Lenkradkranzes in die Grifffläche ein ca. 1 bis 1,5 cm breites umlaufendes Sensorband derart integriert, daß es mit den Fingerspitzen und insbesondere durch die Daumen des Fahrers bequem und gut erreichbar ist. Dieses Sensorband ist so ausgeführt, daß es sowohl eine Berührung ohne Druckausübung signalisiert als auch ein vom Druck, der durch die Fingerspitzen auf das Lenkrad ausgeübt wird, abhängi ges Signal liefert und diese beiden Signale an eine Auswerteeinheit überträgt. Zweckmäßigerweise ist das zweite Signal dem ausgeübten Druck proportional. Die Signalübertragung erfolgt im Ausführungsbeispiel auf elektrischem Wege.

Fig. 2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Ankopplung des Sensor bandes an die Auswerteeinheit, die Motorelektronik und den Motor und die Nutzung der Signale des Sensorbandes zur Steuerung der Kraftfahrzeugge schwindigkeit. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges wird nach folgen dem Prinzip mittels der Signale des Sensorbandes gesteuert:
Durch Druck auf das Sensorband wird die Geschwindigkeit erhöht ("Gas gegeben"), durch einfache Berührung wird die Geschwindigkeit beibehalten und die Geschwindigkeit gesenkt, wenn die Finger vom Sensorband genom men werden, somit keine Berührung mehr erfolgt und das Lenkrad dabei am Außenumfang und den anderen nicht sensitiven Bereichen gehalten wird. Die Vorrichtung bzw. die Steuerung der Geschwindigkeit mittels dieser Vorrichtung ist über ein Schaltelement ein- und ausschaltbar, so daß der Fahrer wahlweise nach herkömmlicher Art mittels Fußpedal oder alternativ unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung fahren kann. Als Schalter kann ein einfacher Handschalter dienen oder ein Schalter, der durch Signale der Druck- bzw. Berührungssensoren angesteuert wird. Im Ausfüh rungsbeispiel dienen dazu ein kurzer, kräftiger Druckimpuls, der z. B. mit einem Daumen ausgelöst wird oder z. B. zwei dieser Druckimpulse hinterein ander (Doppelklick).

Im ausgeschalteten Zustand wird die Vorrichtung mit dem Druckimpuls eingeschaltet, während im eingeschalteten Zustand der Druckimpuls das Ausschalten der Vorrichtung bewirkt.

Der Fahrer hat somit beispielsweise die Möglichkeit, auf herkömmlichem Wege mit dem Pedal anzufahren und dann auf die Steuerung mittels des Sensorbandes umzuschalten und mit dieser allein weiter zu fahren. Die Druckausübung auf das Sensorband kann mit einem oder beiden Daumen oder auch den anderen Fingern erfolgen, wobei ersteres der norma len Lage der Hände am Lenkrad am besten entspricht. Wird ein Druck auf das Sensorband ausgeübt, so beschleunigt das Kraftfahrzeug mit einer dem Druck proportionalen Beschleunigung. Das Fahrzeug wird solange beschleu nigt, wie der Druck ausgeübt wird bzw. bis die Endgeschwindigkeit erreicht ist. Wenn der Fahrer nicht weiter beschleunigen will, beendet er die Druck ausübung. Solange der Fahrer danach das Sensorband weiterhin berührt, fährt das Fahrzeug mit der erreichten Geschwindigkeit weiter. Sobald das Sensorband nicht mehr berührt wird, wird die Geschwindigkeit durch Drosseln der Treibstoffzufuhr gesenkt. Auf diese Weise kann der Fahrer die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges einfach und bequem mit einem oder mehreren Fingern steuern. Da zur Beibehaltung der Fahrgeschwindigkeit die einfache Berührung des Sensorbandes ohne Druckausübung ausreicht, kann die Fahrgeschwindigkeit auf diese Weise über längere Zeit ohne Ermüdung der Hand- bzw. Fingermuskulatur gesteuert werden.

Bei Betätigung der Bremse wird unabhängig vom ausgeübten Druck auf das Sensorband der Geschwindigkeits-Sollwert automatisch auf Null gesetzt. Dadurch werden Fehlbedienungen, wie z. B. Gasgeben am Lenkrad bei gleichzeitigem Bremsen oder auch ungewollte Beschleunigungen, wie sie durch ein eventuelles Festklammern am Lenkrad bei Erschrecken in Gefah rensituationen auftreten können, ausgeschlossen.

Durch die unmittelbare Auswirkung der Druckausübung bzw. des Berührens und Loslassens des Sensorbandes auf die Fahrgeschwindigkeit bekommt der Fahrer sehr schnell ein gutes Gefühl für die Steuerung und die Eingewöh nungszeit ist sehr kurz.

Das Sensorband wurde im beschriebenen Ausführungsbeispiel umlaufend um das Lenkrad ausgeführt, um bei beliebiger Griffhaltung des Lenkrades und auch bei Lenkbewegungen die sensitive Fläche immer im Griffbereich zu haben. Zur Steuerung der Geschwindigkeit reicht es aus, mit einem Finger zu drücken. Falls mit mehreren Fingern bzw. den Fingern beider Hände gedrückt wird, so wird der jeweils höchste Druck als Sollwert genutzt. Zur Steuerung der Geschwindigkeit ist es somit auch ausreichend, wenn eine Hand am Lenkrad bleibt. Die Berührung bzw. Druckausübung kann außer dem an einer beliebigen Stelle des Sensorbandes erfolgen. Ein Wechsel der Hände und der Stelle, an denen die Berührung bzw. Druckausübung erfolgt, hat somit wie auch ein Übergreifen bei starkem Lenkradeinschlag keinerlei nachteilige Auswirkung.

In einer zweiten Ausführungsform kann die Vorrichtung zusätzlich zur Fußhebelsteuerung eingeschaltet und parallel mit dieser betrieben werden. Der Fahrer kann in diesem Fall die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ohne Umschalten je nach Bedarf bzw. Verkehrssituation mit der einen oder der anderen Vorrichtung steuern. Diese Variante ist besonders im Stadtver kehr vorteilhaft einsetzbar.

In einer weiteren Ausführung besteht das Sensorband aus einer Vielzahl von Einzelsensoren, von denen jeder sowohl das Berührungs- als auch das Drucksignal an die Auswerteeinheit liefert. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Erkennung und Bestimmung des bzw. der Bereiche, an denen der Druck ausgeübt wird. Wenn dieser bestimmte Bereich wieder losgelas sen wird, so wird das als Signal zum Verringern der Geschwindigkeit inter pretiert, obwohl andere sensitive Bereiche noch berührt werden. Das hat den Vorteil, daß bei einer Druckausübung z. B. mit dem Daumen zum Verringern der Geschwindigkeit nur der Daumen angehoben zu werden braucht und die restlichen Finger und die Handfläche auf den anderen sensitiven Bereichen liegen bleiben können (diese Bereiche sind praktisch inaktiv geschaltet). Die Unterscheidung des bzw. der Bereiche, an denen der Druck ausgeübt wird von den übrigen berührten sensitiven Bereichen ist dabei ebenfalls unabhängig von der Griffhaltung am Lenkrad und unabhängig davon, ob sich eine oder beide Hände am Lenkrad befinden.

Weitere Ausführungsmöglichkeiten bestehen darin, daß die sensitiven Berei che des Lenkrades nicht als umlaufendes Band ausgeführt sind, sondern aus einem oder mehreren getrennten Bereichen bestehen oder die gesamte Lenkradoberfläche als ein Sensor ausgebildet ist oder mit Sensoren überzo gen ist.

Ferner ist es möglich, einzelnen Sensorflächen in den Griffbereichen des Lenkrades abhängig oder unabhängig von der Drehstellung des Lenkrades verschiedene Funktionen zuzuordnen, wie beispielsweise links oben "Gas geben" und rechts oben "Gas wegnehmen".

Als Berührungs- bzw. Drucksensoren werden vorteilhaft piezoresistive und/oder kapazitive Sensoren und/oder andere Sensoren mit vergleichbaren Eigenschaften eingesetzt.

Claims

1. Verfahren zur Eingabe von Steuersignalen für die Beeinflussung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen, wobei die Steuersignale von einer an einem Lenkrad angeordneten Eingabeeinrichtung ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einer Grifffläche des Lenkradkranzes mindestens ein Bereich befindet, der aus einer Berüh rung und/oder aus einem durch den Fahrer auf diesen Bereich ausgeübten Druck Signale ableitet und an eine Auswerteeinheit überträgt, welche die Signale auswertet und das Ergebnis an eine Steuereinheit zur Steuerung der Geschwindigkeit weitergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührung und/oder Druckausübung auf diesen Bereich durch die Finger des Fahrers erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß durch die Berührung und/oder Druckausübung auf diesen Bereich des Lenkradkranzes Signale ausgelöst werden, wobei eine Berüh rung ohne Druckausübung das Beibehalten der Geschwindigkeit signalisiert und durch unterschiedlichen Druck ein Signal zur unterschiedlichen Geschwindigkeitserhöhung ausgelöst wird und durch Loslassen dieses Bereiches in der Form, daß das Lenkrad nur noch an den nicht sensitiven Bereichen berührt und gehalten wird, ein Signal zur Geschwindigkeits verringerung ausgelöst wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß bei einer Anordnung mehrerer sensitiver Bereiche am Lenkradkranz eine Erkennung und Bestimmung des/der Bereiche erfolgt, an denen Druck ausgeübt wird, und diese Informationen so ausgewertet werden, daß ein Loslassen dieses/dieser erkannten Bereiche bei gleichzeitiger weiterer Berüh rung der anderen sensitiven Bereiche des Lenkradkranzes ein Signal zur Geschwindigkeitsverringerung auslöst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß einzelnen Bereichen der mit Sensoren versehenen Grifffläche des Lenkradkranzes unabhängig von der Drehstellung des Lenkrades die Funktionen Geschwindigkeit erhöhen, Geschwindigkeit halten und Geschwindigkeit verringern zugeordnet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die Steuerung durch ein Drucksignal oder eine Folge von Drucksi gnalen ein- oder ausgeschaltet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß die Auswertung der Signale des/der sensitiven Bereiche des Lenkradkranzes bis hin zur Steuerung der Geschwindigkeit in mindestens einer Steuereinheit erfolgt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für die Eingabe von Steuersignalen zur Beeinflussung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Grifffläche des Lenkradkranzes mindestens ein Druck- und/oder Berüh rungssensor angeordnet ist, dessen Signale an eine Steuereinheit zur Steue rung der Geschwindigkeit geleitet werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und/oder Berührungssensoren an der dem Fahrer zugewandten inneren Seite des Lenkradkranzes angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Grifffläche des Lenkradkranzes lückenlos mit Druck- und/oder Berührungssensoren versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß an den Druck- und/oder Berührungssensoren mindestens eine Auswerteeinheit angeschlossen ist, die die Sensorsignale aufbereitet, daraus Geschwindigkeitssollwerte berechnet und diese Geschwindigkeitssollwerte an die Motorelektronik zur weiteren Verarbeitung weiterleitet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit mit im Lenkrad integriert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalaufbereitung und Signalauswertung durch die Motorelektronik erfolgt.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Schalter zu ihrem Ein- und Ausschalten verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch Auswertung von Signalen der Druck- bzw. Berührungssenso ren betätigt wird.

16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anlage mit einer optischen und/oder akustischen Anzeige einrichtung verbunden ist, welche den Einschaltzustand der Anlage signalisiert.