WO2024115244A1 - Vorrichtung und verfahren zur handkontakterkennung und zum beheizen eines lenkrads eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur handkontakterkennung und zum beheizen eines lenkrads eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2024115244A1
WO2024115244A1 PCT/EP2023/082778 EP2023082778W WO2024115244A1 WO 2024115244 A1 WO2024115244 A1 WO 2024115244A1 EP 2023082778 W EP2023082778 W EP 2023082778W WO 2024115244 A1 WO2024115244 A1 WO 2024115244A1
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WO
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routine
steering wheel
heating
sensor element
measuring
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/082778
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mohamed ELAMIN
Benjamin Dietz
Mostafa Sadik
Sascha Staude
Iordanis Tsinistidis
Stefan Mueller
Markus Hartmueller
Original Assignee
Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh filed Critical Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/06—Rims, e.g. with heating means; Rim covers
    • B62D1/065—Steering wheels with heating and ventilating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/046—Adaptations on rotatable parts of the steering wheel for accommodation of switches

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for hand contact detection and for heating a steering wheel of a motor vehicle.
  • US 11,145,996 B2 shows a device for hand contact detection.
  • a grip sensor which can be used to detect the grip on a steering wheel, is integrated into a steering wheel rim.
  • a signal that the grip sensor outputs to the steering wheel depending on the grip can be determined using a control circuit.
  • a capacitance of the grip sensor changes depending on whether the driver is gripping the steering wheel or not.
  • a heating element for heating the steering wheel can be integrated into the steering wheel.
  • the integration of both elements into the steering wheel can lead to feedback or mutual interference.
  • the heating element in heating mode can couple interference, such as electromagnetic interference, into the sensor element for hand contact detection.
  • interference can cause an interference signal that is incorrectly interpreted as a grip on the steering wheel when hand contact detection is used.
  • the measurement result is a false positive. This means that hand contact detection for such systems does not work reliably.
  • the invention proposes, according to one aspect, a device for hand contact detection and for heating a steering wheel of a motor vehicle.
  • the device comprises a heating element for heating the steering wheel.
  • the heating element is thus designed to heat or temper the steering wheel during operation.
  • the device also comprises a sensor element for hand contact detection on the steering wheel.
  • the sensor element is thus designed to detect a grip or grasp of the steering wheel with the hand, for example by a vehicle operator or driver.
  • the heating element and the sensor element are assigned to a common functional group for integration into the steering wheel. This means that the heating element and the sensor element can be installed together in the steering wheel. They can form an integrated system.
  • the device also includes control electronics. These are designed to alternately control the heating element in a heating routine for heating the steering wheel and the sensor element in a measuring routine for detecting hand contact on the steering wheel using a time-division multiplexing method. This means that the control electronics can control or operate the heating element and the sensor element in such a way that the steering wheel heating and the hand contact detection are carried out one after the other.
  • the control electronics are further designed to check in a test routine before carrying out the respective measuring routine whether the sensor signal is affected by an interference signal, hereinafter also referred to as noise or interference.
  • the control electronics are designed to carry out the test routine (in terms of time) before each measuring routine in the time-division multiplexing method.
  • control electronics are designed to carry out a predetermined measure for adapting the measuring routine for the immediately following or subsequent measuring routine in the time-division multiplexing method only if the interference signal according to the test routine exceeds a predetermined limit value.
  • the immediately following measuring routine means the one to which a time interval is assigned in the time-division multiplexing method that directly follows that of the test routine.
  • control electronics can be used to check the status or absence of interference signals of the device, in particular the sensor element, before the measurement routine for hand contact detection is carried out.
  • the device can thus be checked for interference that can be attributed, for example, to electromagnetic interference.
  • a steering wheel refers in particular to a control device for steering or driving the motor vehicle.
  • the control device can be operated directly by the vehicle operator, i.e. the driver.
  • the steering wheel can mean a steering wheel in the classic sense or another suitable control device that performs the same function, such as a joystick.
  • the device described can also be used for components other than a steering wheel. It is conceivable, for example, for all systems that carry out hand contact detection. These include, for example, touch-sensitive control elements such as displays or touchpads or other known control elements such as those used in vehicles.
  • touch-sensitive control elements such as displays or touchpads or other known control elements such as those used in vehicles.
  • the heating element for example, another sensor element can be provided, such as a lighting element for illuminating the associated system or a radio element for radio transmission, such as an antenna.
  • the sensor element and the heating element can be designed, for example, as a sensor and/or actuator in the form of an antenna. It can be a wire, for example. Other design examples are described in more detail later.
  • the heating element can be supplied with electrical current in the heating routine, for example. Due to an electrical resistance that the heating element provides or has, the heating element can heat up when energized depending on the selected current strength.
  • the heating element can preferably comprise a temperature sensor.
  • the temperature sensor can monitor the temperature of the heating element, i.e. measure or record it and provide the measured temperature to the control electronics for temperature control.
  • the control electronics can carry out temperature control as part of the heating routine. This means that the heating routine can comprise measuring the current temperature, evaluating the measured temperature and adjusting to a target temperature depending on the measured temperature.
  • measuring routines for hand contact detection are known per se.
  • a measuring routine can, for example, be based on determining a predetermined characteristic, such as a capacitance, a resistance and/or an impedance of the sensor element.
  • the sensor element has a variable characteristic in particular. Variable here means that the characteristic or property depends in particular on the hand contact, preferably whether a hand is on or at least in the vicinity of the steering wheel or not.
  • the sensor element can be supplied with a specified reference signal in the measurement routine.
  • the reference signal can be an alternating signal, in particular a clocked direct voltage or an alternating voltage.
  • the sensor element can influence or change the reference signal.
  • the changed reference signal can be used to For example, it can be provided as a measurement signal from the sensor element and read out by the control electronics.
  • the read-out measured values of the measurement signal can provide information about the characteristics of the sensor element.
  • the measurement signal can be evaluated in the measurement routine using the control electronics.
  • the evaluation can, for example, include comparing or checking a signal curve of the measurement signal with a previously known comparison measurement signal.
  • the comparison measurement signal can be a signal that represents a predetermined change in the characteristics of the sensor element, for example an increase or decrease in the impedance, capacitance or resistance.
  • a pattern recognition algorithm or another known evaluation method can be used for the evaluation.
  • it can be checked, for example, whether a voltage value of the measurement signal falls below or exceeds a predetermined limit value.
  • the limit value represents the transition between hand contact (hands on) and no hand contact (hands off).
  • the measurement routine can therefore include measuring or recording the measurement signal and evaluating the measurement signal.
  • the measurement routine can include generating a warning signal to control a warning device in the vehicle depending on the result of the evaluation.
  • the warning device can be, for example, an emergency stop or brake assistant or a visual display device for the driver. If, for example, the absence of hands on the steering wheel is detected in autonomous driving mode, an emergency stop maneuver can be carried out or a visual warning can be issued to the driver.
  • the test routine includes, for example, evaluating a test signal that the sensor element outputs or provides.
  • the test signal can be a signal that arises or occurs when the sensor element is exposed to electromagnetic interference, for example, or when there are residual capacitive charges in the sensor element.
  • Electromagnetic interference can arise, for example, from magnetic fields that are transmitted to the sensor element by the heating element and/or electrical lines of the device and/or other elements in the vicinity of the device, such as when using radio, in particular mobile radio or broadcasting.
  • the test signal can be compared with the aforementioned limit value.
  • the limit value represents the transition as to whether the test signal is interpreted as an interference signal or not. If the limit value is exceeded, the test signal is classified or identified as an interference signal, for example.
  • interference signal here is that the signal can distort the measurement signal so that the hand contact detection produces a false positive result (hand contact is confirmed even though the hand is not on the steering wheel).
  • the sensor element is only controlled using the time-division multiplex method (measurement routine) if no interference is detected, i.e. the interference signal falls below the limit value. If, however, an interference is detected, the measurement routine is adjusted. Adjusting can mean, for example, that the interference signal is compensated or filtered. This will be discussed in more detail later.
  • Time division multiplexing is a well-known method in which several signals are transmitted at different times. This can be achieved, for example, by using temporally nested (transmission) channels. Each channel is processed in a specific time using a fixed grid. Each channel is assigned a fixed time window or time interval (time slot). The time windows can be synchronized and of equal length, or asynchronous and dependent on requirements. Each transmission channel can be provided with the entire bandwidth for data transmission in the specified time window. In this case, for example, a first channel can be assigned to the measuring routine and a second channel different from the first channel to the heating routine. The test routine can also be integrated into the time division multiplexing method, for example. A third channel different from the first and second channels can be provided for the test routine, for example.
  • control electronics means in particular an electrical circuit for data processing.
  • the electrical circuit can, for example, comprise at least one computing unit or control unit.
  • the control electronics preferably comprise two or more computing units.
  • a computing unit can be understood in particular as a data processing device that contains a processing circuit.
  • the computing unit can therefore in particular process data for carrying out computing operations. This may also include operations for indexed access to a data structure, for example a conversion table, LUT (English: “look-up table”).
  • the computing unit can, for example, generate and provide control data for controlling coupled components for their control.
  • the computing unit can in particular contain one or more computers, one or more microcontrollers and/or one or more integrated circuits, for example one or more application-specific integrated circuits (ASICs), one or more field-programmable gate arrays (FPGAs), and/or one or more single-chip systems (SoCs).
  • the computing unit can also contain one or more processors, for example one or more microprocessors, one or more central processing units (CPUs), one or more graphics processing units (GPUs) and/or one or more signal processors, in particular one or more digital signal processors (DSPs).
  • the computing unit can also contain a physical or virtual network of computers or other of the aforementioned units.
  • the computing unit includes one or more hardware and/or software interfaces and/or one or more memory units.
  • a memory unit can be in the form of a volatile data storage device, such as a dynamic random access memory (DRAM) or a static random access memory (SRAM), or a non-volatile data storage device, such as a read-only memory (ROM), a programmable read-only memory (PROM), an erasable programmable read-only memory (EPROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a flash memory or flash EEPROM, a ferroelectric random access memory (FRAM), a magnetoresistive random access memory (MRAM) or a phase change random access memory (PROM). Access, PCRAM (phase-change random access memory).
  • DRAM dynamic random access memory
  • SRAM static random access memory
  • ROM read-only memory
  • PROM programmable read-only memory
  • EPROM erasable programmable read-only memory
  • EEPROM electrically erasable
  • control electronics are designed according to the measure, depending on at least one determined signal characteristic or signal property of the interference signal, at least one associated signal characteristic or signal property of a reference signal by means of which the sensor element is used for carrying out the This has the advantage that the interference signal is compensated or removed in advance, i.e. before the measurement signal is evaluated.
  • adaptation can mean that the determined signal characteristic of the interference signal is removed or omitted when generating the reference signal.
  • the reference signal is thus calculated or determined and output without the signal characteristic of the interference signal.
  • the signal characteristic of the interference signal can be determined or determined using the control electronics, for example.
  • the reference signal is, as previously described, the signal that is output to the sensor element and whose change is measured by the sensor element depending on the hand contact in order to carry out the hand contact detection.
  • the signal characteristic of the interference signal here and below means, for example, a frequency, an amplitude and/or an edge steepness.
  • the signal characteristic of the reference signal can be understood analogously here and below, for example, as a frequency, an amplitude or a baseline or a threshold, i.e. a so-called zero line. If, for example, an interference signal with a certain frequency and/or amplitude is measured, this frequency and/or amplitude can be avoided when generating the reference signal.
  • the bandwidth of the reference signal can be restricted.
  • a different signal characteristic is selected, preferably different by a predetermined limit from the signal characteristic of the interference signal. This can prevent the interference signal from influencing the reference signal, for example in the relevant area, and thereby falsifying the measurement signal and thus the measurement result when reading the sensor element.
  • control electronics are designed according to the measure of filtering a measurement signal that can be provided by the sensor element when carrying out the measurement routine, depending on at least one determined signal characteristic of the interference signal.
  • the measurement signal as previously described, can be tapped or output by the sensor.
  • control electronics are designed to adapt a sampling rate, by means of which the measurement signal can be sampled when carrying out the measurement routine, depending on the determined signal characteristics.
  • Sampling is What is meant here is digitization, i.e. the well-known capture of a time-continuous signal as a time-discrete signal.
  • the interference signal can be compensated for later.
  • later means that the compensation is only carried out on the basis of the measurement signal (instead of the reference signal).
  • Compensation can include adjustment, for example masking or removal, or filtering.
  • filtering a known frequency filter, such as a high-pass, low-pass or band-pass, can be applied to the measurement signal.
  • control electronics are designed to skip the measurement routine that immediately follows in the time-division multiplexing method when the interference signal exceeds the predetermined limit value. This means that the relevant measurement routine can be suspended or not carried out. Instead, the time interval reserved for the measurement routine can be waited for or, for example, the heating routine can be carried out directly.
  • the device can be put into a safe state. This can completely prevent hand detection from taking place at all.
  • the sensor element for hand contact detection can only be activated if the interference signal falls below the predetermined limit.
  • control electronics are designed redundantly and have at least two separate measuring modules for carrying out the measuring routine, in particular independently of one another.
  • a redundant design can, for example, bring advantages for functional safety or classification according to ASIL (Automotive Safety Integrity Level according to ISO standard 26262).
  • a module can be understood as a separate or separated component or part of the control electronics. Separate here means that the modules, for example the measuring modules, are electrically isolated from one another. Each module can, for example, form a computing unit of the control electronics, as described above. Each module can, for example, form a separate channel or a separate connection to a respective element, such as the sensor element and the heating element, of the device. The signals from the modules can therefore be transmitted independently of one another, i.e. in multiple channels.
  • a module here and below refers in particular to a hardware module or a software module.
  • a module can also have a hardware and software component that is implemented on the hardware.
  • the respective routines for example the measuring routine, the test routine and the heating routine, can form such a software or such a software component.
  • the heating routine can be assigned to one of the measuring modules and the testing routine to the other of the measuring modules. Otherwise, the heating and testing routines themselves can be carried out separately using assigned modules, as will be described in more detail later.
  • the control electronics have at least one measuring module for carrying out the measuring routine and/or the heating routine and at least one test module separate from the measuring module for carrying out the test routine, in particular independently of one another.
  • the test module can preferably have improved evaluation properties compared to the measuring module.
  • the test module can enable an increased sampling rate and thus be designed for so-called oversampling, for example.
  • the test module can be provided as a so-called scanning IC (integrated circuit).
  • the test module can be designed specifically for high-frequency signals, for example in the megahertz or gigahertz range.
  • the test module can be designed to be frequency-selective. This means that it can, for example, provide a particularly good resolution for certain frequencies that are typical or previously known for interference signals in the area of hand contact detection.
  • control electronics have at least one measuring module for carrying out the measuring routine and at least one heating module separate from the measuring module for carrying out the heating routines. This means that the measuring module and the heating module can be independent components of the control electronics.
  • any combination of the previously described module designs can also be provided.
  • three separate modules namely a measuring module, a heating module and a test module
  • the modules can also be designed in any combination with one another.
  • the heating module is designed in a separate module
  • the control electronics are designed to carry out the test routine at least partially during the heating routine. This means that the time range in which the test routine is carried out can fall within the time range or time interval of the heating routine.
  • the interference signal can thus be determined during or when the heating routine is being carried out. This has the advantage that electromagnetic interference that results from the heating of the heating element is precisely known as an interference signal. This can be determined particularly easily later when the measuring routine is being carried out.
  • test routine is integrated into the time-division multiplexing procedure and is thus carried out separately in time from the heating routine and the measuring routine.
  • control electronics have at least two test connections for carrying out the test routine.
  • a first of the test connections is coupled to the input connection of the sensor element and a second of the test connections is coupled to the output connection of the sensor element.
  • a connection here and below means in particular a pin or an electrical contact.
  • a connection of the control electronics, in particular a computing unit of the control electronics can be designed, for example, as a so-called GPIO (General Purpose Input/Output) or as an ADC input (ADC: Analog Digital Converter) or as a DIO (Digital Input Output). These are types of interfaces that are known per se and are known in particular in connection with ICs or microcontrollers.
  • the interference signal can be determined particularly precisely. For example, the measurement signal that can be tapped or is present at the input connection and the output connection of the sensor element can be compared. The interference signal can be determined based on the comparison.
  • control electronics in particular the respective measuring module, can have at least two measuring connections for carrying out the measuring routine.
  • a first of the measuring connections is coupled to the input connection and a second of the connections to the output connection of the sensor element or connected.
  • four connections can be provided for the test and measurement routine.
  • the aforementioned test connections and the test module can also be used advantageously, for example, to carry out the measurement routine, in particular the evaluation of the measurement signal, to check hand recognition.
  • control electronics are designed to determine the interference signal and/or the hand contact detection depending on the capacitance value and/or an impedance value of the sensor element.
  • a capacitive measurement i.e. a capacitive change in the system, can thus be determined in order to carry out the interference signal and/or the hand contact detection. This makes it possible to determine effects on the system or the device that result from electromagnetic interference.
  • the capacitive measurement can be carried out, for example, using the charging/discharging method mentioned above.
  • the capacitance or impedance value of a capacitive voltage divider provided by the device is determined.
  • the voltage divider can, for example, be realized from a reference capacitance with a predetermined capacitance value provided by the control electronics and a variable capacitance with a variable capacitance value that results depending on the hand detection on the respective sensor element.
  • control electronics are designed to carry out a humidity measurement to determine the interference signal and/or the hand contact detection and to determine at least the interference signal depending on the resistance value of the sensor element.
  • humidity means in particular liquid, preferably electrically conductive liquid such as water.
  • the moisture measurement can be according to the principle of a resistive voltage divider.
  • the voltage divider can be formed by a reference resistor with a known resistance value, which is provided by the control electronics, for example, and a variable resistor of the sensor element, which depends on the ambient humidity.
  • the heating element and/or the sensor element are provided at least by a wire or a wire mesh.
  • the wire or the wire mesh extends around a steering wheel rim of the steering wheel.
  • a wire means in particular an element made of an electrically conductive material, in particular a metal, whose length is much greater than its cross section.
  • a wire mesh can be a mesh or a connection of several such wires.
  • the wires can preferably be connected to form a grid.
  • the sensor element and/or the heating element are in the form of a mat or film that is made from the wire.
  • a mat means a flat component whose length and width are much greater than its thickness.
  • the heating element and the sensor element form a common component.
  • the heating element is part of the sensor element and vice versa.
  • the heating element and the sensor element can be formed by a common wire or a common wire mesh. This means that two different functions, namely heating and hand contact detection, can be carried out with one component.
  • the sensor element and the heating element can be separate components from each other.
  • a wire or wire mesh can be provided for each element.
  • the sensor element and the heating element can be constructed in a layered structure, for example in the functional group, with the layer with the heating element being separated from the layer with the sensor element by a shielding layer.
  • the shielding layer can, for example, consist of a material that can at least partially shield electromagnetic radiation or electromagnetic fields.
  • the invention relates to a steering wheel system for a motor vehicle.
  • the steering wheel system comprises a steering wheel and a device as described above.
  • the functional group comprising the sensor element and the heating element is integrated into the steering wheel, in particular into the steering wheel rim.
  • a motor vehicle with a corresponding steering wheel system can also be provided.
  • the motor vehicle can preferably be designed as a passenger car or truck or passenger bus or motorcycle.
  • the invention in a further aspect, relates to a method for hand contact detection and for heating a steering wheel of a motor vehicle.
  • a heating element for heating the steering wheel and a sensor element for hand contact detection on the steering wheel are controlled or operated alternately in a heating routine and in a measuring routine by means of control electronics in a time-division multiplexing method.
  • the heating element and the sensor element are assigned to a common functional group for integration into the steering wheel.
  • the control electronics are used to check, in particular before the respective measuring routine is carried out, in a test routine whether the sensor element is subjected to an interference signal.
  • the adaptation is carried out in such a way that the effect of the interference signal on the hand contact detection is at least reduced.
  • an error message and/or a request to enter user feedback is issued and/or a default setting and/or a predetermined initial state is set.
  • all steps of the method can be carried out by a data processing device that has at least one computing unit, in particular by a data processing device of the vehicle, in this case the control electronics.
  • the at least one computing unit is configured or adapted to carry out the steps of the (computer-implemented) method.
  • the at least one computing unit can, for example, store a computer program that contains commands that, when executed by the at least one computing unit, cause the at least one computing unit to carry out the computer-implemented method.
  • a computer program with instructions is provided.
  • the instructions When the instructions are executed by at least one computing unit, the instructions cause the at least one computing unit to execute an inventive
  • the computer program can comprise the aforementioned routines.
  • the instructions can be in the form of program code.
  • the program code can be provided as binary code or assembler and/or as source code of a programming language, for example C, and/or as a program script, for example Python.
  • the steering wheel system and the computer program result directly from the various embodiments of the device according to the invention and vice versa.
  • the device according to the invention can be set up to carry out a method according to the invention or it carries out such a method.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a steering wheel system with a device for hand contact detection and for heating a steering wheel according to an embodiment
  • Fig. 2 is a schematic process flow diagram according to an embodiment for operating the steering wheel system.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a steering wheel system 1.
  • the steering wheel system 1 comprises a steering wheel 3 and a device 2 for hand contact detection and for heating a steering wheel 3.
  • the steering wheel 3 comprises a steering wheel rim 3a.
  • the steering wheel rim 3a is connected to a central part 3c by means of spokes 3b.
  • the central part 3c serves to attach the steering wheel 3 to a steering column of the motor vehicle.
  • the steering wheel 3, also called a steering wheel is part of the steering for the motor vehicle.
  • a vehicle operator or driver can operate the steering wheel 3, for example to bring the vehicle tires into a desired steering position and thus achieve a change of direction.
  • the operation is carried out with the hands, in particular with at least one hand.
  • the steering wheel rim 3a serves as a grip area or operating area for holding or grasping with the hand or hands.
  • the device 2 is used to ensure that the driver keeps at least one hand on the steering wheel 3 while driving.
  • the device 2 comprises control electronics 4 and a functional group 7.
  • the functional group 7 comprises a sensor element 8 and a heating element 9.
  • the sensor element 8 can be a sensor for detecting hand contact.
  • the heating element 9 can be an actuator for heating the steering wheel 3.
  • the sensor element 8 and the heating element 9 are implemented by a common component.
  • the sensor and heating elements 8, 9 are shown as a wire by way of example. It can be, for example, a metal wire with high electrical conductivity, such as a copper wire or an aluminum wire.
  • the heating and sensor elements 9, 8 can preferably also be present as a wire mesh in the form of a mat. This means that several wires can be connected to one another in a flat, networked structure.
  • the combination of heating element and sensor element 9, 8 is referred to below as functional group 7.
  • functional group 7 is integrated into steering wheel rim 3a.
  • the wire extends once around steering wheel rim 3a of steering wheel 3.
  • sensor and heating elements 8, 9 form a type of antenna. Due to the length of the wire, sensor and heating elements 8, 9 can be particularly sensitive to electromagnetic interference (EMI).
  • EMI electromagnetic interference
  • the functional group 7 in the present case comprises two connections which are led out of the steering wheel rim 3a as electrical contacts. One of the connections forms an input connection 7a which is arranged at one end of the wire. A second of the connections forms an output connection 7b which is formed at the opposite end of the wire.
  • the control electronics 4 are provided in order to operate the functional group 7 to carry out the respective function.
  • the control electronics 4 can be understood here, for example, as a data processing device or control device.
  • the control electronics 4 comprises a test module 5 and a measuring and heating module.
  • the measuring and heating module is referred to below as the functional module 6.
  • the modules 5 and 6 can be understood here as hardware and software components.
  • the modules 5 and 6 are separate or separate components or parts of the control electronics.
  • the modules 5, 6 can be designed, for example, as computing units, in particular as microcontrollers or ICs (integrated circuits).
  • the measuring module is designed to implement the hand contact detection function. This means that the sensor element 8 for hand contact detection can be operated using the measuring module.
  • the heating module is designed to implement the steering wheel heating function. This means that the heating element 9 for heating the steering wheel can be operated or controlled using the heating module.
  • the test module is designed to implement a noise detection function. This means that the test module can be used to determine whether the sensor element 8 is exposed to an interference signal N, also known as noise.
  • the functional module 6 comprises two connections, namely a measuring connection 6a and a measuring connection 6b.
  • the measuring connection 6a is electrically connected to the input connection 7a.
  • the measuring connection 6b is electrically connected to the output connection 7b.
  • the connection provides a transmission channel between the functional group 7 and the functional module 6. Electrical signals can be transmitted via the transmission channel, i.e. the lines that run between the connections to make contact.
  • the test module 5 also comprises two connections, namely a test connection 5a and a test connection 5b.
  • the Test connection 5a is electrically connected to input connection 7a.
  • Test connection 5b is electrically connected to output connection 7b.
  • the connection creates a transmission channel between test module 5 and function group 7. This means that, as previously described, electrical signals can be transmitted via lines that connect the connections to one another.
  • the connections 5a, 5b and 6a, 6b are designed in the present case, for example, as so-called GPIO (General Purpose Input/Output) connections.
  • the test connections 5a, 5b are preferably each coupled to an analog-digital converter function (ADC - Analog Digital Converter) of the test module 5 or assigned to this.
  • the test module comprises, for example, a first converter element ADC1, to which the test connection 5a is coupled, and a second converter element ADC2, to which the test connection 5b is coupled.
  • Analog signals at the test connections 5a, 5b can thus be converted into binary signals, i.e. a digital signal.
  • This analog-digital converter function enables the test module to read in measured values from analog sources and then process them digitally.
  • a different arrangement or division of the modules 5, 6 can be provided.
  • a common module for example a common microcontroller, can be provided, by which the test module, the measuring module and the heating module are implemented.
  • the measuring module and the heating module can also be designed as separate modules.
  • the test module can simultaneously function as a measuring module and thus carry out the hand contact detection.
  • an impedance can comprise, for example, a resistive and a capacitive component.
  • the resistive component can result from an electrical resistance (ohmic resistance) that the respective associated component has.
  • the capacitive component can result from an electrical capacity or a capacitor. when the respective component acts as an electrical capacitor or an electrical capacitance.
  • an impedance can also have an inductive component.
  • An inductive component arises, for example, when the respective component acts as an electrical inductor or coil, or has one.
  • the inductive component of an impedance is not relevant in the present case for the described steering wheel system 1 for implementing the desired function.
  • the capacitive component of the impedance of the steering wheel system 1 is used in particular. This takes advantage of the fact that the functional group 7, in particular the sensor element 8, as shown in Fig. 1, has a variable impedance Zx.
  • the impedance Zx results from the sensor element 8 relative to a predetermined reference potential GND, such as a vehicle chassis.
  • GND such as a vehicle chassis.
  • Variable means that an impedance value, in particular a capacitance value of the impedance Zx, can change. The change depends on whether the hand is on the steering wheel or not.
  • the capacitance changes i.e. decreases or increases, when the hand is placed on the steering wheel 3, i.e. the steering wheel is gripped or grasped, or the hand is moved away from the steering wheel 3, i.e. the grip is released.
  • This change in capacitance can be determined by means of the measuring module according to a predetermined measuring routine M for hand contact detection.
  • the measuring module can apply a reference signal R to the sensor element 8.
  • the reference signal R can preferably be an alternating signal (alternating current or clocked direct current) with a predetermined signal characteristic.
  • the signal characteristic can, for example, specify a frequency, an amplitude and/or another signal property, such as a duty cycle.
  • the reference signal R in this case can be a five-volt square pulse. If the reference signal R passes through the sensor element 8, the shape or characteristic of the reference signal R changes depending on the impedance Zx of the sensor element 8.
  • the changed reference signal R can be output as a measuring signal S from the sensor element 8 and made available to the measuring module.
  • the measuring module can evaluate the measuring signal S and use its signal characteristic to infer the impedance or the impedance change of the sensor element 8.
  • Such methods for hands-on detection i.e. for hand contact detection, are known per se.
  • An example of a known method that works according to the capacitive measuring principle is the so-called charging/discharging method. This method is known from the patent specification US 9,823,798 B2.
  • the measuring connections 6a and 6b are first switched to the high level and the low level and then both are switched to high impedance. In the high impedance state, it is then checked to what extent the signals applied to the measuring connections 6a and 6b differ in their voltage values.
  • the voltage values depend in particular on the capacitance value of the capacitive part of the impedance Zx relative to a capacitance value of a reference capacitance provided by the measuring module.
  • the reference capacitance and the capacitive part of the impedance form a so-called capacitive voltage divider.
  • the heating module can carry out a heating routine H.
  • the heating module can, for example, apply an electric current of a predetermined current intensity to the heating element 9.
  • the heating element heats up depending on an electric resistance provided by the heating element 9.
  • the heating module can, for example, monitor an electric resistance of the heating element 9. The resistance is a value dependent on the temperature and can therefore be calculated.
  • the current intensity for heating can be adjusted or set, for example in a control circuit.
  • the heating and the hand contact detection are decoupled in an integrated system as shown in Fig. 1.
  • parasitic signals or current flows can occur in the steering wheel system 1 even after the heating routine H has ended. If the measuring routine M is then carried out, the parasitic signals can affect the hand contact detection as an interference signal N. It can happen that, for example, the hand contact is confirmed even though the hand is not on the steering wheel 3.
  • a test routine P can be carried out using the test module 5. Depending on the result that the test routine P delivers, a corresponding measure can then be carried out to adapt the measurement routine M.
  • the test module 5 can, for example, provide a trigger signal to the measuring module.
  • the test module 5 can record a test signal at the respective test connection 5a, 5b and, for example, digitize it. If two test connections 5a, 5b are used, as in this case, the digitized measurement data can be compared in order to make the interference signal test even more precise. The test signal can then be evaluated, as described in more detail below.
  • the interference signal N can, as already described for the measurement routine M, be determined, for example, using the aforementioned charging/discharging method.
  • Fig. 1 shows example reference impedances Z1, Z2, Z11, Z12, Z21, Z22, each of which has a reference capacitance that can be taken into account for this method.
  • Z1 and Z2 represent the impedances of the lines that form the transmission channel between test module 5 and function group 7.
  • the impedances Z11, Z12, Z21 and Z22 are shown as impedances that arise between the respective transmission channel and the reference potential GND, for example the vehicle chassis.
  • the impedances Z1, Z2, Z11, Z12, Z13, Z14 can also be provided analogously as reference impedances for the transmission channel between function module 6 and function group 7.
  • Fig. 2 shows an example of a schematic process flow diagram V.
  • the individual steps, which are also referred to here as routines, are shown as a function of the time t1.
  • the device 2 is operated by means of the control electronics 4 for hand contact detection and for heating the steering wheel 3 in a time-division multiplexing method TDM.
  • the heating routine H, the test routine P and the measuring routine M are carried out alternately one after the other, i.e. separated from one another in time, in predetermined, for example, assigned time intervals. This is followed by a delay D, i.e. a predetermined time delay, before the cycle of heating routine H, test routine P and measuring routine M is carried out again, for example.
  • the heating routine H the steering wheel 3 is heated, as previously described.
  • the test routine checks whether the sensor element 8 is subjected to the interference signal N.
  • test routine checks whether the test signal provided by the sensor element 8 during the test routine P exceeds a predetermined limit or threshold value.
  • the limit represents a limit for the test signal distorting the measurement signal S in such a way that incorrect hand contact detection occurs.
  • test signal is interpreted or identified as the interference signal N. Otherwise, the test signal is identified as harmless. If the interference signal N exceeds the limit, the predetermined measure is carried out for the measurement routine M that immediately follows in the time-division multiplexing method TDM.
  • test module 5 can control the measuring module with the trigger signal.
  • a different protocol for carrying out the measuring routine M is then selected, for example in the measuring routine M.
  • Fig. 2 shows, for example, that a corresponding interference signal N is present for the second cycle.
  • one measure can now consist, for example, in putting the measuring module or the sensor element 8 for hand detection into a safe state. In this safe state, the measuring routine M in the assigned cycle is suspended, i.e. not carried out. The hand contact detection is thus skipped once. This preferably only applies to the measuring routine M that is immediately pending or imminent in the cycle of the time-division multiplexing method.
  • Fig. 2 shows, for example, that instead of the measuring routine M, the delay D is then carried out directly and then a new cycle of the time-division multiplexing method TDM is started with the heating routine H.
  • a different measure compared to Fig. 2 could be that the interference signal N is compensated.
  • the test module 5 it is possible to use the test module 5 to determine a signal characteristic of the interference signal, such as a frequency or amplitude or an edge steepness.
  • the corresponding signal characteristic of the reference signal R can then be adapted for carrying out the measurement routine.
  • a frequency, amplitude and/or a baseline, i.e. a zero line of the reference signal can be adapted depending on the signal characteristic of the interference signal N.
  • the compensation could be carried out subsequently, i.e. in particular after the measurement of the sensor element 8 has been carried out.
  • a filter can be used to filter out the known signal characteristics of the interference signal N from the measurement signal S. By filtering the measurement signal S the bandwidth of the measurement signal S can be restricted or reduced so that the noise frequencies are blocked or excluded from the frequency spectrum of the measurement signal S.
  • Another possibility is to adapt the sampling rate with which the measurement signal S is sampled or digitized when acquired by the measuring module, depending on the signal characteristics of the interference signal N.
  • the measurement frequency or filter frequency can be optimally adapted to the respective requirements.
  • an analog and measurement interface of a microcontroller can be used in a simple manner to check the status of the functional group 7 before the hand contact detection and processing is carried out.
  • the idea is to check whether there is electromagnetic interference, for example from the heating element or, for example, supply lines of the control electronics.
  • One or more analog inputs or connections or, for example, so-called GPIO connections with ADC capability can be used for this purpose.
  • Such electromagnetic interference can generate feedback for the hand contact detection, since the functional group 9, i.e. the wire, acts like an antenna. Due to the feedback, a strong electric field can induce a voltage in the functional group, which can be observed via the input of the microcontroller.
  • the heating function is usually deactivated.
  • parasitic capacitances especially serial capacitances, which are present between the supply lines, i.e. the channels, can be charged during heating.
  • pure DC voltage can be split there and any noise in the supply line can lead to fluctuations in the voltages of these capacitors, which in turn can be monitored with the inputs of the microcontroller.
  • This noise can be detected or identified as interference signal N if, for example, For example, measurement results output by an ADC converter of the microcontroller may increase and/or there may be fluctuations in the hand contact detection channel.
  • noise i.e. as an interference signal N. Then the system should, for example, go into a safe state in which hand contact detection is no longer carried out, or the noise should be filtered out of the raw measurement data of the hand contact detection.
  • An improvement could be to use two connections of the control electronics or a microcontroller, for example with ADC capability, in order to be able to measure both ends of the functional group 7. Any interference signals will be visible at both inputs. This makes it possible to compare the interference signals on both lines and thus to be able to draw conclusions about the characteristics of the interference signal N more precisely and easily.
  • the test module can be used as an additional measuring module.
  • the known impedances Z1, Z2, Z11, Z12, Z21 and Z22 can be used to determine the variable impedance of the steering wheel with or without a hand Zx, for example by using the aforementioned charging/discharging method.
  • a resistive voltage divider can be used to determine hand contact instead of a capacitive voltage divider. This means that hand contact detection is implemented redundantly, which meets higher safety requirements according to the ASIL standard, in particular higher than ASIL C.
  • the test module 5 can be designed as a separate component, for example as a second microcontroller for the functional module.
  • This can be used as a noise scanner, for example, to determine for the functional module which frequencies for hand contact detection are less noisy and therefore subject to noise.
  • a noise scanner can be implemented, for example, by using a dedicated frequency-selective RF power detector IC. This can, for example, measure the amplitude at each frequency in the relevant range directly on the transmission channel of the functional group 7 and thus be able to determine the strength of the interference signal N and its frequencies. In this way, a frequency-selective detector can be implemented. In this way, a more accurate method can be realized to determine the frequency spectrum of the interference signal and its strength, while reducing the data processing load for hand contact detection.
  • an analog-digital converter of the microcontroller that is used to evaluate the interference signal N can be designed for oversampling. This means that an increased sampling rate can be realized, which simplifies and improves the resolution of the interference signal and thus the determination of the signal characteristics.
  • Another possibility is to use an average value of the interference signal. If the interference signal N follows a deterministic structure or pattern, second-order filtering could be sufficient, for example to add or superimpose an inverted interference signal onto the measurement signal in order to improve the quality of hand contact detection. A similar procedure is known, for example, from so-called dittering, also known as error diffusion, in image processing.
  • a further improvement could be to execute the test routine, for example, during the heating routine.
  • the solution described above can be applied to all interference signals N that are coupled into the steering wheel system, for example due to electromagnetic interference.
  • interference can arise, for example, from the environment, e.g. when making a phone call, or due to interference in the system.
  • the system can also be used to measure humidity. The focus is on the resistive component of the impedance Zx. If the humidity on the steering wheel, i.e. on the functional group, increases, the resistive component of the impedance Zx will fall. This will be visible as a change in the impedance of the system at the measuring connection of the measuring module.
  • the detection of interference can be made even finer and the measurements can be more robust and accurate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (2) zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads (3) eines Kraftfahrzeugs. Dazu ist vorgesehen ein Heizelement (9) zum Beheizen des Lenkrads (3), und ein Sensorelement (8) zur Handkontakterkennung am Lenkrad (3). Das Heizelement (9) und das Sensorelement (8) sind einer gemeinsamen Funktionsgruppe (7) zum Integrieren in das Lenkrad (3) zugeordnet. Eine Steuerelektronik (4) ist ausgebildet, in einem Zeitmultiplexverfahren (TDM) abwechselnd das Heizelement (9) in einer Heizroutine (H) zum Beheizen des Lenkrads (3) und das Sensorelement (8) in einer Messroutine (M) zur Handkontakterkennung am Lenkrad (3) anzusteuern. Die Steuerelektronik (4) ist weiterhin ausgebildet ist, vor dem Durchführen der jeweiligen Messroutine (M) in einer Prüfroutine (P) zu überprüfen, ob das Sensorelement (8) mit einem Störsignal (N) beaufschlagt ist. Nur dann, wenn das Störsignal (N) einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird für die in dem Zeitmultiplexverfahren (TDM) unmittelbar nachfolgende Messroutine (M) eine vorbestimmte Maßnahme zum Anpassen der Messroutine (M) durchgeführt, sodass eine Auswirkung des Störsignals (N) auf die Handkontakterkennung zumindest reduziert ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs.
Für den heute eingesetzten Standard zum assistierten oder pilotierten Fahren eines Kraftfahrzeugs, kurz Fahrzeug, ist es wichtig, dass der Fahrer jederzeit die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen kann. Hierzu gehört unter anderem, dass der Fahrer während der Fahrt zumindest eine Hand oder beide Hände am Lenkrad behält. Um den Handkontakt, also den Griff am Lenkrad, zu erkennen, gibt es in Kraftfahrzeugen verschiedene Systeme, die eine entsprechende Handkontakterkennung, im Folgenden auch Handerkennung oder Hands on/off Detection (kurz: HoD) durchführen können. Beliebt sind zum Beispiel Systeme, bei denen die Handkontakterkennung auf Basis einer Impedanzmessung oder einer kapazitiven Messung erfolgt.
Die US 11 ,145,996 B2 zeigt zum Beispiel eine Vorrichtung zur Handkontakterkennung. Dabei wird ein Griffsensor, mit dem der Griff um ein Lenkrad festgestellt werden kann, in einen Lenkradkranz integriert. Ein Signal, das der Griffsensor in Abhängigkeit von dem Griff ans Lenkrad ausgibt, kann mittels einer Steuerschaltung ermittelt werden. Eine Kapazität des Griffsensors ändert sich dabei in Abhängigkeit davon, ob der Fahrer an das Lenkrad greift oder nicht.
Eine Möglichkeit zur kapazitiven Kontakterkennung ist zum Beispiel auch aus der US 9,823,798 B2 bekannt. Hier ist ein kapazitives Sensorsystem beschrieben, mittels welchem nach einem vorbestimmten Messprinzip eine Kapazitätsveränderung einer variablen Kapazität in dem System ermittelt werden kann. Das Messprinzip wird im Folgenden auch als Charging/Discharging-Methode (Lade/Entlademethode) bezeichnet.
In modernen Fahrzeugen gibt es aber die Möglichkeit zusätzlich zu der Handkontakterkennung, das Lenkrad zu beheizen. Hierzu kann zusätzlich zu einem Sensorelement zur Handkontakterkennung ein Heizelement zum Beheizen des Lenkrads in das Lenkrad integriert werden.
Durch die Integration beider Elemente in das Lenkrad, kann es jedoch zu Rückkopplungen oder zu gegenseitigen Beeinflussungen kommen. Insbesondere kann das Heizelement im Heizbetrieb Störungen, wie beispielsweise elektromagnetischen Interferenzen, in das Sensorelement zur Handkontakterkennung einkoppeln. Solche Störungen können ein Störsignal verursachen, das bei der Handkontakterkennung fälschlicherweise als Griff ans Lenkrad interpretiert wird. Das Messergebnis ist falsch positiv. Damit funktioniert die Handkontakterkennung für solche Systeme unzuverlässig.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für ein integriertes System zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs eine Möglichkeit bereitzustellen, die Handkontakterkennung zuverlässig zu gestalten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Um für ein integriertes System mit Handkontakterkennung und Beheizfunktion für ein Lenkrad die Handerkennung zuverlässig zu gestalten, schlägt die Erfindung gemäß einem Aspekt eine Vorrichtung zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs vor. Die Vorrichtung umfasst ein Heizelement zum Beheizen des Lenkrads. Das Heizelement ist somit ausgebildet, im Betrieb das Lenkrad zu erwärmen oder zu temperieren. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung ein Sensorelement zur Handkontakterkennung am Lenkrad. Das Sensorelement ist somit dazu ausgebildet, einen Griff oder ein Umgreifen des Lenkrads mit der Hand zum Beispiel durch einen Fahrzeugführer oder Fahrer zu erkennen.
Das Heizelement und das Sensorelement sind dabei einer gemeinsamen Funktionsgruppe zum Integrieren in das Lenkrad zugeordnet. Das heißt, das Heizelement und das Sensorelement können gemeinsam in das Lenkrad eingebaut sein. Sie können ein integriertes System ausbilden.
Die Vorrichtung umfasst zudem eine Steuerelektronik. Diese ist ausgebildet, in einem Zeitmultiplexverfahren abwechselnd das Heizelement in einer Heizroutine zum Beheizen des Lenkrads und das Sensorelement in einer Messroutine zur Handkontakterkennung am Lenkrad anzusteuern. Das heißt, die Steuerelektronik kann das Heizelement und das Sensorelement derart ansteuern oder betreiben, dass zeitlich nacheinander die Lenkradbeheizung und die Handkontakterkennung durchgeführt werden. Die Steuerelektronik ist weiterhin ausgebildet, vor dem Durchführen der jeweiligen Messroutine in einer Prüfroutine zu überprüfen, ob das Sensorsignal mit einem Störsignal, im Folgenden auch Noise oder Störung genannt, beaufschlagt ist. Insbesondere ist die Steuerelektronik ausgebildet, die Prüfroutine (zeitlich) vor jeder Messroutine in dem Zeitmultiplexverfahren durchzuführen. Des Weiteren ist die Steuerelektronik ausgebildet, nur dann, wenn das Störsignal gemäß der Prüfroutine einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, für die in dem Zeitmultiplexverfahren unmittelbar nachfolgende oder anschließende Messroutine eine vorbestimmte Maßnahme zum Anpassen der Messroutine durchzuführen. Mit der unmittelbar nachfolgenden Messroutine ist vorliegend diejenige gemeint, der in dem Zeitmultiplexverfahren ein Zeitintervall zugeordnet ist, das direkt an das der Prüfroutine anschließt. Durch das Anpassen der Messroutine ist eine Auswirkung des Störsignals auf die Handkontakterkennung zumindest reduziert, vorzugsweise vollständig unterdrückt.
Anders ausgedrückt, kann mittels der Steuerelektronik der Status oder das Fehlen von Störsignalen der Vorrichtung, insbesondere des Sensorelements, überprüft werden, bevor die Messroutine zur Handkontakterkennung durchgeführt wird. Die Vorrichtung kann somit auf Störungen, die zum Beispiel auf elektromagnetische Interferenzen zurückzuführen sind, überprüft werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei der Handkontakterkennung nur störungsfreie Daten ausgewertet werden. Solche Auswertungen sind nämlich aufwendig und benötigen in der Regel viel Zeit und Rechenkapazität. Insgesamt kann so die Verarbeitungsdauer für die Rohdaten, die das Sensorelement bereitstellt, reduziert werden, wenn nur relevante oder störungsfreie Daten ausgewertet werden. Außerdem kann die Handkontakterkennung zuverlässig erfolgen. Auf ein Störsignal zurückzuführende Daten, die das Sensorelement ausgibt, werden dann nicht fälschlicherweise als Handkontakt interpretiert.
Mit einem Lenkrad ist vorliegend insbesondere ein Steuermittel zum Lenken oder Führen des Kraftfahrzeugs gemeint. Das Steuermittel ist dabei durch den Fahrzeugführer, also den Fahrer, unmittelbar bedienbar. In der vorliegenden Anmeldung kann mit dem Lenkrad ein Lenkrad im klassischen Sinne oder ein anderes geeignetes Steuermittel, welches dieselbe Funktion erfüllt, wie zum Beispiel ein Joystick, gemeint sein.
Natürlich kann die beschriebene Vorrichtung auch für andere Komponenten als ein Lenkrad eingesetzt werden. Denkbar ist der Einsatz zum Beispiel für alle Systeme, die eine Hands Handkontakterkennung durchführen. Dazu zählen zum Beispiel berührungssensitive Bedienelemente, wie Displays oder Touchpads oder andere vorbekannte Bedienelemente, wie sie im fahrzeugbereich zum Einsatz kommen. Anstelle des Heizelements kann zum Beispiel ein weiteres Sensorelement, wie zum Beispiel ein Beleuchtungselement zum Beleuchten des zugeordneten Systems oder ein Funkelement zur Funkübertragung, wie etwa eine Antenne, vorgesehen sein.
Das Sensorelement und das Heizelement können zum Beispiel als Sensor und/oder Aktor nach Art einer Antenne ausgebildet sein. Es kann sich zum Beispiel um einen Draht handeln. Weitere Ausgestaltungsbeispiele sind später noch näher beschrieben.
Zum Beheizen kann das Heizelement in der Heizroutine zum Beispiel mit elektrischem Strom beaufschlagt werden. Aufgrund eines elektrischen Widerstands, den das Heizelement bereitstellt oder aufweist, kann sich das Heizelement beim Bestromen in Abhängigkeit von der gewählten Stromstärke erwärmen. Das Heizelement kann bevorzugt einen Temperatursensor umfassen. Der Temperatursensor kann die Temperatur des Heizelements überwachen, also messen oder erfassen und die gemessene Temperatur an die Steuerelektronik für eine Temperaturregelung bereitstellen. Die Steuerelektronik kann die Temperaturregelung als Bestandteil der Heizroutine durchführen. Das heißt, die Heizroutine kann ein Messen der aktuellen Temperatur, ein Auswerten der gemessenen Temperatur und ein Einregeln auf eine Zieltemperatur in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur umfassen.
Messroutinen zur Handkontakterkennung sind, wie eingangs erwähnt, an sich bekannt. Eine Messroutine kann zum Beispiel auf einer Bestimmung einer vorbestimmten Charakteristik, wie einer Kapazität, eines Widerstands und/oder einer Impedanz des Sensorelements basieren. Dabei weist das Sensorelement insbesondere eine variable Charakteristik auf. Variabel bedeutet hier, dass sich die Charakteristik oder Eigenschaft insbesondere in Abhängigkeit von dem Handkontakt, bevorzugt ob sich eine Hand auf oder zumindest im Nahbereich des Lenkrads befindet oder nicht.
Zum Durchführen der Handkontakterkennung kann das Sensorelement in der Messroutine zum Beispiel mit einem vorgegebenen Referenzsignal beaufschlagt werden. Bei dem Referenzsignal kann es sich zum Beispiel um ein Wechselsignal, insbesondere zum Beispiel eine getaktete Gleichspannung oder eine Wechselspannung, handeln. In Abhängigkeit von der Charakteristik des Sensorelements kann das Sensorelement das Referenzsignal beeinflussen oder verändern. Das veränderte Referenzsignal kann zum Beispiel als Messsignal von dem Sensorelement bereitgestellt und mittels der Steuerelektronik ausgelesen werden. Die ausgelesenen Messwerte des Messsignals können Aufschluss über die Charakteristik des Sensorelements liefern. Dazu kann mittels der Steuerelektronik das Messsignal in der Messroutine ausgewertet werden. Das Auswerten kann zum Beispiel ein Vergleichen oder Überprüfen eines Signalverlaufs des Messsignals mit einem vorbekannten Vergleichsmesssignal umfassen. Das Vergleichsmesssignal kann ein Signal sein, das eine vorbestimmte Veränderung der Charakteristik des Sensorelements repräsentiert, also zum Beispiel ein Anstieg oder ein Abfall der Impedanz, der Kapazität oder des Widerstands. Somit kann durch Überprüfen auf das Vergleichssignal auf das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Hand am Lenkrad rückgeschlossen werden. Hierbei kann zum Beispiel ein Mustererkennungsalgorithmus oder ein anderes an sich bekanntes Auswerteverfahren für die Auswertung herangezogen werden. Insbesondere kann zum Beispiel überprüft werden, ob ein Spannungswert des Messsignals einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet oder überschreitet. Der Grenzwert repräsentiert den Übergang zwischen Handkontakt (Hands on) und kein Handkontakt (Hands off).
Insgesamt kann die Messroutine somit ein Messen oder Erfassen des Messsignals und ein Auswerten des Messsignals umfassen. Zusätzlich kann die Messroutine das erzeugen eines Warnsignals zum Ansteuern einer Warnvorrichtung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Auswertens umfassen. Die Warnvorrichtung kann zum Beispiel ein Nothalt- oder Bremsassistent oder eine optische Anzeigevorrichtung für den Fahrer sein. Falls zum Beispiel im autonomen Fahrmodus die Abwesenheit der Hände am Lenkrad detektiert wird, kann so ein Nothaltmanöver durchgeführt oder ein optischer Warnhinweis an den Fahrer ausgegeben werden.
Die Prüfroutine umfasst zum Beispiel ein Auswerten eines Prüfsignals, das das Sensorelement ausgibt oder bereitstellt. Das Prüfsignal kann ein Signal sein, das sich ergibt oder einstellt, wenn das Sensorelement zum Beispiel mit elektromagnetischen Interferenzen beaufschlagt wird, oder sich beispielsweise kapazitive Restladungen im Sensorelement befinden. Elektromagnetische Interferenzen können zum Beispiel durch magnetische Felder entstehen, die von dem Heizelement und/oder elektrischen Leitungen der Vorrichtung und/oder anderen Elementen im Umfeld der Vorrichtung, wie beispielsweise bei der Verwendung von Funk, insbesondere Mobilfunk oder Rundfunk, an das Sensorelement übertragen werden. Zum Auswerten kann das Prüfsignal mit dem vorgenannten Grenzwert verglichen werden. Der Grenzwert repräsentiert den Übergang dazu, ob das Prüfsignal als Störsignal interpretiert wird oder nicht. Wird der Grenzwert überschritten, wird das Prüfsignal zum Beispiel als das Störsignal klassifiziert oder identifiziert. Mit Störsignal ist hier gemeint, dass das Signal das Messsignal so verfälschen kann, dass die Handkontakterkennung falsch positives Ergebnis (Handkontakt wird bestätigt, obwohl die Hand nicht am Lenkrad ist) liefert. Bevorzugt wird nur dann, wenn keine Störung festgestellt wird, also das Störsignal den Grenzwert unterschreitet, in dem Zeitmultiplexverfahren das Ansteuern des Sensorelements durchgeführt (Messroutine). Wird hingegen eine Störung festgestellt, wird die Messroutine angepasst. Das Anpassen kann zum Beispiel bedeuten, dass das Störsignal kompensiert oder gefiltert wird. Darauf wird später noch näher eingegangen.
Das Zeitmultiplexverfahren (Time Division Multiplex) ist ein an sich bekanntes Verfahren, bei dem mehrere Signale zeitlich versetzt zueinander übertragen werden. Das kann zum Beispiel durch zeitlich verschachtelte (Übertragungs)Kanäle realisiert werden. Jeder Kanal wird mit einem festen Raster in einer bestimmten Zeit abgearbeitet. Dabei ist jedem Kanal ein festes Zeitfenster oder Zeitintervall (Time Slot) zugeordnet. Die Zeitfenster können synchronisiert und gleich lang oder asynchron und bedarfsabhängig sein. Jedem Übertragungskanal kann in dem festgelegten Zeitfenster die gesamte Bandbreite für die Datenübertragung zur Verfügung gestellt werden. Vorliegend kann zum Beispiel der Messroutine ein erster Kanal und der Heizroutine ein von dem ersten Kanal verschiedener zweiter Kanal zugeordnet sein. Die Prüfroutine kann zum Beispiel ebenfalls in das Zeitmultiplexverfahren integriert sein. Dabei kann zum Beispiel ein von dem ersten und zweiten Kanal verschiedener dritter Kanal für die Prüfroutine vorgesehen sein.
Mit einer Steuerelektronik ist vorliegend insbesondere eine elektrische Schaltung zur Datenverarbeitung gemeint. Die elektrische Schaltung kann dazu zum Beispiel wenigstens eine Recheneinheit oder Steuereinheit umfassen. Vorzugsweise umfasst die Steuerelektronik zwei oder mehrere Recheneinheiten. Unter einer Recheneinheit kann insbesondere ein Datenverarbeitungsgerät verstanden werden, das einen Verarbeitungsschaltkreis enthält. Die Recheneinheit kann also insbesondere Daten zur Durchführung von Rechenoperationen verarbeiten. Darunter fallen gegebenenfalls auch Operationen, um indizierte Zugriffe auf eine Datenstruktur, beispielsweise eine Umsetzungstabelle, LUT (englisch: „look-up table“). Des Weiteren kann die Recheneinheit zum Beispiel Steuerdaten zum Ansteuern von gekoppelten Komponenten zu deren Ansteuerung erzeugen und bereitstellen. Die Recheneinheit kann insbesondere einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder einen oder mehrere integrierte Schaltkreise enthalten, beispielsweise eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASIC (englisch: „application-specific integrated circuit“), eines oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, FPGA, und/oder eines oder mehrere Einchipsysteme, SoC (englisch: „system on a chip“). Die Recheneinheit kann auch einen oder mehrere Prozessoren, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere zentrale Prozessoreinheiten, CPU (englisch: „central processing unit“), eine oder mehrere Grafikprozessoreinheiten, GPU (englisch: „graphics processing unit“) und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren, DSP, enthalten. Die Recheneinheit kann auch einen physischen oder einen virtuellen Verbund von Computern oder sonstigen der genannten Einheiten beinhalten.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Recheneinheit eine oder mehrere Hardware- und/oder Softwareschnittstellen und/oder eine oder mehrere Speichereinheiten. Eine Speichereinheit kann als flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, DRAM (englisch: „dynamic random access memory“) oder statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, SRAM (englisch: „static random access memory“), oder als nicht-flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als Festwertspeicher, ROM (englisch: „read-only memory“), als programmierbarer Festwertspeicher, PROM (englisch: „programmable read-only memory“), als löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EPROM (englisch: „erasable programmable readonly memory“), als elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EEPROM (englisch: „electrically erasable programmable read-only memory“), als Flash-Speicher oder Flash-EEPROM, als ferroelektrischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, FRAM (englisch: „ferroelectric random access memory“), als magnetoresistiver Speicher mit wahlfreiem Zugriff, MRAM (englisch: „magnetoresistive random access memory“) oder als Phasenänderungsspeicher mit wahlfreiem Zugriff, PCRAM (englisch: „phase-change random access memory“), ausgestaltet sein.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsformen näher beschrieben.
In einer Ausführungsform ist die Steuerelektronik gemäß der Maßnahme ausgebildet, in Abhängigkeit von zumindest einer ermittelten Signalcharakteristik oder Signaleigenschaft des Störsignals zumindest eine zugeordnete Signalcharakteristik oder Signaleigenschaft eines Referenzsignals, mittels welchem das Sensorelement für das Durchführen der Messroutine beaufschlagbar ist, anzupassen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Störsignal vorab, also vor dem Auswerten des Messsignals kompensiert oder entfernt wird.
In diesem Zusammenhang kann das Anpassen kann bedeuten, dass die ermittelte Signalcharakteristik des Störsignals beim Generieren des Referenzsignals entfernt oder weggelassen wird. Das Referenzsignal wird somit ohne die Signalcharakteristik des Störsignals berechnet oder bestimmt und ausgegeben. Die Signalcharakteristik des Störsignals kann zum Beispiel mittels der Steuerelektronik ermittelt oder bestimmt werden. Das Referenzsignal ist vorliegend, wie zuvor beschrieben, das Signal, das an das Sensorelement ausgegeben wird und dessen Veränderung durch das Sensorelement in Abhängigkeit von dem Handkontakt gemessen wird, um die Handkontakterkennung durchzuführen.
Mit der Signalcharakteristik des Störsignals ist hier und im Folgenden zum Beispiel eine Frequenz, eine Amplitude und/oder eine Flankensteilheit gemeint. Die Signalcharakteristik des Referenzsignals kann analog hier und im Folgenden zum Beispiel als eine Frequenz, eine Amplitude oder eine Baseline oder ein Threshold, also eine sogenannte Nulllinie, verstanden werden. Wird nun zum Beispiel ein Störsignal mit bestimmter Frequenz und/oder Amplitude gemessen, kann diese Frequenz und/oder Amplitude beim Erzeugen des Referenzsignals vermieden werden. Es kann zum Beispiel die Bandbreite des Referenzsignals eingeschränkt werden. Stattdessen wird zum Beispiel eine andere Signalcharakteristik, vorzugsweise um einen vorgegebenen Grenzbetrag verschieden von der Signalcharakteristik des Störsignals, gewählt. So kann vermieden werden, dass das Störsignal das Referenzsignal zum Beispiel im relevanten Bereich beeinflusst und dadurch zum Beispiel das Messsignal und somit das Messergebnis beim Auslesen des Sensorelements verfälscht wird.
In einer Ausführungsform ist die Steuerelektronik gemäß der Maßnahme ausgebildet, in Abhängigkeit von zumindest einer ermittelten Signalcharakteristik des Störsignals ein Messsignal, welches beim Durchführen der Messroutine von dem Sensorelement bereitstellbar ist, zu filtern. Mit Bereitstellen ist hier gemeint, dass das Messsignal, wie es zuvor beschrieben wurde, von dem Sensor abgreifbar ist oder ausgegeben werden kann.
Zusätzlich oder alternativ ist die Steuerelektronik gemäß der Maßnahme ausgebildet, in Abhängigkeit von der ermittelten Signalcharakteristik eine Abtastrate, mittels welcher das Messsignal beim Durchführen der Messroutine abtastbar ist, anzupassen. Mit Abtasten ist hierbei ein Digitalisieren, also das an sich bekannte Erfassen eines zeitkontinuierlichen Signals als ein zeitdiskretes Signal, gemeint.
Somit kann ein nachträgliches Kompensieren des Störsignals erfolgen. Nachträglich bedeutet hier, dass das Kompensieren erst auf Basis des Messsignals (anstelle des Referenzsignals) durchgeführt wird. Das Kompensieren kann ein Anpassen, also zum Beispiel ein Ausblenden oder Entfernen oder das Filtern umfassen. Zum Filtern kann zum Beispiel ein an sich bekannter Frequenzfilter, wie zum Beispiel ein Hochpass, ein Tiefpass oder ein Bandpass, auf das Messsignal angewendet werden.
In einer Ausführungsform ist die Steuerelektronik gemäß der Maßnahme ausgebildet, dann, wenn das Störsignal den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, die in dem Zeitmultiplexverfahren unmittelbar nachfolgende Messroutine zu überspringen. Das heißt, die relevante Messroutine kann ausgesetzt oder nicht durchgeführt werden. Stattdessen kann das für die Messroutine reservierte Zeitintervall abgewartet oder zum Beispiel direkt die Heizroutine durchgeführt werden.
Hierdurch kann die Vorrichtung in einem sicheren Zustand oder Safe State gebracht werden. Dabei kann vollständig verhindert werden, dass die Handerkennung überhaupt stattfindet. Im Gegensatz dazu kann zum Beispiel nur dann, wenn das Störsignal den vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, das Sensorelement zur Handkontakterkennung angesteuert werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerelektronik redundant ausgebildet und weist zumindest zwei separate Messmodule zum Durchführen der Messroutine, insbesondere unabhängig voneinander, auf. Eine solche redundante Ausgestaltung kann zum Beispiel Vorteile für die funktionale Sicherheit oder die Klassifizierung gemäß ASIL (Automotive Safety Integrity Level gemäß der ISO-Norm 26262) mit sich bringen.
Vorliegend und im Folgenden kann als ein Modul jeweils ein separates oder getrenntes Bauteil oder Bestandteil der Steuerelektronik verstanden werden. Getrennt bedeutet hier, dass die Module, hier zum Beispiel die Messmodule, elektrisch voneinander isoliert sind. Jedes Modul kann zum Beispiel eine Recheneinheit der Steuerelektronik, wie sie zuvor beschrieben worden sind, ausbilden. Jedes Modul kann beispielsweise einen separaten Kanal oder eine separate Verbindung zu einem jeweiligen Element, wie zum Beispiel dem Sensorelement und dem Heizelement, der Vorrichtung ausbilden. Somit kann die Signalübertragung der Module unabhängig voneinander, also mehrkanalig erfolgen. Mit einem Modul ist hier und im Folgenden insbesondere ein Hardwaremodul oder ein Softwaremodul gemeint. Bevorzugt kann ein Modul auch einen Hardware- und Softwareanteil aufweisen, der auf der Hardware implementiert ist. Zum Beispiel können die jeweiligen Routinen, also zum Beispiel die Messroutine, die Prüfroutine und die Heizroutine, eine solche Software oder einen solchen Softwareanteil bilden.
Um in dieser Ausgestaltung das Heizen und Prüfen durchführen zu können, kann zum Beispiel einem der Messmodule die Heizroutine und dem jeweiligen anderen der Messmodule die Prüfroutine zugeordnet sein. Ansonsten können die Heiz- und Prüfroutinen selbst separat mittels zugeordneter Module durchgeführt werden, wie dies im späteren Verlauf noch näher beschrieben ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Steuerelektronik zumindest ein Messmodul zum Durchführen der Messroutine und/oder der Heizroutine und zumindest ein zu dem Messmodul separates Prüfmodul zum Durchführen der Prüfroutine, insbesondere unabhängig voneinander, auf. Das heißt, das Prüfen und Messen kann in separaten Bauteil erfolgen. Vorzugsweise kann das Prüfmodul im Vergleich zu dem Messmodul verbesserte Auswerteeigenschaften aufweisen. Zum Beispiel kann das Prüfmodul eine erhöhte Abtastrate ermöglichen und somit zum Beispiel zum sogenannten Oversampling ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Prüfmodul als sogenannter Scanning IC (integrated circuit) bereitgestellt werden. Hierbei kann das Prüfmodul zum Beispiel speziell für hochfrequente Signale, beispielsweise im Bereich von Megahertz oder Gigahertz ausgelegt sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Prüfmodul frequenzselektiv ausgebildet sein. Das heißt, es kann zum Beispiel für bestimmte Frequenzen, die für Störsignale im Bereich der Handkontakterkennung typisch oder vorbekannt sind, eine besonders gute Auflösung bereitstellen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Steuerelektronik zumindest ein Messmodul zum Durchführen der Messroutine und zumindest ein zu dem Messmodul separates Heizmodul zum Durchführen der Heizroutinen auf. Das heißt, das Messmodul und das Heizmodul können unabhängige Bauteile der Steuerelektronik sein.
Natürlich können auch beliebige Kombinationen der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Module vorgesehen sein. Zum Beispiel können drei separate Module, nämlich ein Messmodul, ein Heizmodul und ein Prüfmodul, vorgesehen sein. Die Module können aber auch in beliebigen Kombinationen untereinander ausgeführt sein. Sofern das Heizmodul in einem separaten Modul ausgebildet ist, ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Steuerelektronik ausgebildet ist, die Prüfroutine zumindest teilweise während der Heizroutine durchzuführen. Das heißt, der Zeitbereich, in dem die Prüfroutine durchgeführt wird, kann in den Zeitbereich oder das Zeitintervall der Heizroutine fallen. Somit kann das Störsignal während oder beim Durchführen der Heizroutine ermittelt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass elektromagnetische Interferenzen, die sich aufgrund des Beheizens des Heizelements ergeben, als Störsignal exakt bekannt sind. Diese können später beim Durchführen der Messroutine besonders einfach bestimmt werden.
Alternativ kann natürlich vorgesehen sein, dass die Prüfroutine in das Zeitmultiplexverfahren integriert ist und somit zeitlich getrennt von der Heizroutine und der Messroutine durchgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Steuerelektronik zumindest zwei Prüfanschlüsse zum Durchführen der Prüfroutine auf. Ein erster der Prüfanschlüsse ist mit dem Eingangsanschluss des Sensorelements gekoppelt und ein zweiter der Prüfanschlüsse ist mit dem Ausgangsanschluss des Sensorelements gekoppelt. Mit einem Anschluss ist hier und im Folgenden insbesondere ein Pin oder ein elektrischer Kontakt gemeint. Ein Anschluss der Steuerelektronik, insbesondere eine Recheneinheit der Steuerelektronik, kann zum Beispiel als sogenannter GPIO (General Purpose Input/Output - AllzweckeingabeZ-ausgabe) oder als ADC-Input (ADC: Analog Digital Converter - Analogdigitalwandler) oder als DIO (Digital Input Output) ausgebildet sein. Dabei handelt es sich um an sich bekannte Arten von Schnittstellen, die insbesondere im Zusammenhang mit ICs oder Mikrocontrollern bekannt sind.
Indem zwei oder mehr Prüfanschlüsse verwendet werden, ergibt sich der Vorteil, dass das Störsignal besonders exakt bestimmt werden kann. Hierzu kann zum Beispiel das Messsignal, das am Eingangsanschluss und am Ausgangsanschluss des Sensorelements abgreifbar ist oder anliegt, verglichen werden. In Abhängigkeit von dem Vergleich kann das Störsignal ermittelt werden.
Analog dazu kann die Steuerelektronik, insbesondere das jeweilige Messmodul, zumindest zwei Messanschlüsse zum Durchführen der Messroutine aufweisen. Dabei sind ein erster der Messanschlüsse an den Eingangsanschluss und ein zweiter der Anschlüsse an den Ausgangsanschluss des Sensorelements gekoppelt oder angeschlossen. Insgesamt können somit zum Beispiel vier Anschlüsse für die Prüf- und Messroutine vorgesehen sein. In vorteilhafter Weise können die vorgenannten Prüfanschlüsse und das Prüfmodul zum Beispiel auch zum Durchführen der Messroutine, insbesondere der Auswertung des Messsignals, zum Überprüfen der Handerkennung verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerelektronik ausgebildet, das Störsignal und/oder die Handkontakterkennung in Abhängigkeit von dem Kapazitätswert und/oder einem Impedanzwert des Sensorelements zu bestimmen. Es kann somit eine kapazitive Messung, also eine kapazitive Veränderung des Systems ermittelt werden, um das Störsignal und/oder die Handkontakterkennung durchzuführen. Dadurch sind Auswirkungen auf das System oder die Vorrichtung, die sich aufgrund von elektromagnetischen Interferenzen ergeben, bestimmbar.
Werden für die Messung zum Beispiel zwei Anschlüsse (Prüfanschlüsse oder Messanschlüsse) verwendet, kann die kapazitive Messung zum Beispiel nach der eingangs genannten Charging/Discharging-Methode erfolgen. Dabei wird insbesondere der Kapazitäts- oder Impedanzwert eines kapazitiven Spannungsteilers, den die Vorrichtung bereitstellt, bestimmt. Der Spannungsteiler kann sich zum Beispiel aus einer Referenzkapazität mit einem vorbestimmten Kapazitätswert, der von der Steuerelektronik bereitgestellt ist, und einer variablen Kapazität mit einem variablen Kapazitätswert, der sich in Abhängigkeit von der Handerkennung am jeweiligen Sensorelement ergibt, realisiert sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerelektronik ausgebildet, zum Bestimmen des Störsignals und/oder der Handkontakterkennung eine Feuchtigkeitsmessung durchzuführen und dabei zumindest das Störsignal in Abhängigkeit von dem Widerstandswert des Sensorelements zu bestimmen. Hierbei wird das Prinzip ausgenutzt, dass sich der resistive Anteil der Vorrichtung, insbesondere des Sensorelements, in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit in der Umgebung verändert. Mit Feuchtigkeit ist vorliegend insbesondere Flüssigkeit, bevorzugt elektrisch leitfähige Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser, gemeint.
Somit kann eine resistive Messung oder eine resistive Änderung der Vorrichtung bestimmt werden. Dadurch können Auswirkungen aufgrund von Feuchtigkeit auf dem Lenkrad zum Beispiel aus der Umgebung oder der Luft ermittelt werden. Falls zwei Prüfanschlüsse oder Messanschlüsse vorgesehen sind, kann die Feuchtigkeitsmessung zum Beispiel nach dem Prinzip eines resistiven Spannungsteilers erfolgen. Der Spannungsteiler kann dabei durch einen Referenzwiderstand mit einem vorbekannten Widerstandswert, der zum Beispiel von der Steuerelektronik bereitgestellt ist, und einem variablen Widerstand, der abhängig von der Umgebungsfeuchtigkeit ist, des Sensorelements gebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform sind das Heizelement und/oder das Sensorelement zumindest durch einen Draht oder ein Drahtgeflecht bereitgestellt. Der Draht oder das Drahtgeflecht erstrecken sich dabei im integrierten Zustand um einen Lenkradkranz des Lenkrads. Mit einem Draht ist vorliegend insbesondere ein Element aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall, gemeint, dessen Länge sehr viel größer ist als dessen Querschnitt. Ein Drahtgeflecht kann ein Geflecht oder eine Verbindung aus mehreren solchen Drähten sein. Bevorzugt können die Drähte zu einem Gitter verbunden sein. Vorzugsweise liegen das Sensorelement und/oder das Heizelement in Form nach Art einer Matte oder Folie vor, die aus dem Draht gefertigt ist. Mit einer Matte ist ein flächiges Bauteil gemeint, dessen Länge und Breite sehr viel Größer ist als dessen Dicke.
Gemäß einer Ausführungsform bilden das Heizelement und das Sensorelement ein gemeinsames Bauteil aus. Das heißt, das Heizelement ist Bestandteil des Sensorelements und umgekehrt. Zum Beispiel können das Heizelement und das Sensorelement durch einen gemeinsamen Draht oder ein gemeinsames Drahtgeflecht ausgebildet sein. Somit können mit einem Bauteil zwei verschiedene Funktionen, nämlich das Heizen und die Handkontakterkennung durchgeführt werden.
Alternativ hierzu können das Sensorelement und das Heizelement separate Bauteile zueinander sein. Somit kann zum Beispiel ein Draht oder Drahtgeflecht für jedes Element vorgesehen sein. In der getrennten Ausgestaltung können das Sensorelement und das Heizelement zum Beispiel in der Funktionsgruppe in einem Schichtaufbau aufgebaut sein, wobei die Schicht mit dem Heizelement von der Schicht mit dem Sensorelement durch eine Abschirmschicht getrennt ist. Die Abschirmschicht kann zum Beispiel aus einem Material bestehen, welches elektromagnetische Strahlung oder elektromagnetische Felder zumindest teilweise abschirmen kann.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Lenkradsystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Das Lenkradsystem umfasst ein Lenkrad und eine Vorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Dabei sind die Funktionsgruppe umfassend das Sensorelement und das Heizelement in das Lenkrad, insbesondere in den Lenkradkranz, integriert. Natürlich kann auch ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Lenkradsystem vorgesehen sein. Das Kraftfahrzeug kann bevorzugt als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder Personenbus oder Motorrad ausgestaltet sein.
In einem weiteren Aspekt betrifft der Erfindung ein Verfahren zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs. In dem Verfahren wird mittels einer Steuerelektronik in einem Zeitmultiplexverfahren abwechselnd in einer Heizroutine ein Heizelement zum Beheizen des Lenkrads und in einer Messroutine ein Sensorelement zur Handkontakterkennung am Lenkrad angesteuert oder betrieben. Das Heizelement und das Sensorelement sind dabei einer gemeinsamen Funktionsgruppe zum Integrieren in das Lenkrad zugeordnet. Mittels der Steuerelektronik wird insbesondere zeitlich vor dem Durchführen der jeweiligen Messroutine in einer Prüfroutine überprüft, ob das Sensorelement mit einem Störsignal beaufschlagt ist. Nur dann, wenn das Störsignal den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird für die in dem Zeitmultiplexverfahren unmittelbar nachfolgende Messroutine eine vorbestimmte Maßnahme zum Anpassen der Messroutine durchgeführt. Das Anpassen erfolgt dabei so, dass eine Auswirkung des Störsignals auf die Handkontakterkennung zumindest reduziert wird.
Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
Sofern nicht anders angegeben, können alle Schritte des Verfahrens von einem Datenverarbeitungsgerät durchgeführt werden, welches wenigstens eine Recheneinheit aufweist, insbesondere von einem Datenverarbeitungsgerät des Fahrzeugs, hier also der Steuerelektronik. Insbesondere ist die wenigstens eine Recheneinheit zur Durchführung der Schritte des (computerimplementierten) Verfahrens konfiguriert oder angepasst. Hierzu kann die wenigstens eine Recheneinheit beispielsweise ein Computerprogramm speichern, das Befehle beinhaltet, die bei Ausführung durch die wenigstens eine Recheneinheit die wenigstens eine Recheneinheit dazu veranlassen, das computerimplementierte Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Wenn die Befehle durch wenigstens eine Recheneinheit ausgeführt werden, veranlassen die Befehle die wenigstens eine Recheneinheit dazu, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Das Computerprogramm kann die vorgenannten Routinen umfassen. Die Befehle können als Programmcode vorliegen. Der Programmcode kann als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache, zum Beispiel C, und/oder als Programmskript, zum Beispiel Python, bereitgestellt sein.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, des Lenkradsystems und des Computerprogramms ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und jeweils umgekehrt. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu eingerichtet sein, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen oder es führt ein solches Verfahren durch.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von der Erfindung umfasst sein. Es können insbesondere auch Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst sein, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es können darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Hierzu zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lenkradsystems mit einer Vorrichtung zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 2 ein schematisches Verfahrensablaufdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben des Lenkradsystems.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Lenkradsystems 1. Das Lenkradsystem 1 umfasst ein Lenkrad 3 und eine Vorrichtung 2 zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads 3. Das Lenkrad 3 umfasst einen Lenkradkranz 3a. Der Lenkradkranz 3a ist mittels Speichen 3b mit einem Mittelteil 3c verbunden. Das Mittelteil 3c dient zur Befestigung des Lenkrads 3 an einer Lenksäule des Kraftfahrzeugs. Das Lenkrad 3, auch Steuerrad genannt, ist Bestandteil der Lenkung für das Kraftfahrzeug. Ein Fahrzeugführer oder Fahrer kann das Lenkrad 3 bedienen, um zum Beispiel Fahrzeugreifen in eine gewünschte Lenkstellung zu bringen und so eine Richtungsänderung zu erzielen. Die Bedienung erfolgt mit den Händen, insbesondere mit zumindest einer Hand. Der Lenkradkranz 3a dient dabei als Griffbereich oder Bedienbereich zum Anlegen oder Greifen mit der Hand oder den Händen.
Um sicherzustellen, dass der Fahrer während der Fahrt zumindest eine Hand am Lenkrad 3 behält, wird die Vorrichtung 2 eingesetzt. Die Vorrichtung 2 umfasst eine Steuerelektronik 4 und eine Funktionsgruppe 7. Die Funktionsgruppe 7 umfasst ein Sensorelement 8 und ein Heizelement 9. Das Sensorelement 8 kann ein Sensor zur Handkontakterkennung sein. Das Heizelement 9 kann ein Aktor zum Beheizen des Lenkrads 3 sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Sensorelement 8 und das Heizelement 9 durch ein gemeinsames Bauteil realisiert. Dabei sind das Sensor- und Heizelement 8, 9 beispielhaft als ein Draht dargestellt. Es kann sich zum Beispiel um einen Metalldraht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie zum Beispiel einen Kupferdraht oder einen Aluminiumdraht, handeln. Bevorzugt können das Heiz- und Sensorelement 9, 8 auch als Drahtgeflecht in Form einer Matte vorliegen. Das heißt, mehrere Drähte können in einer flächigen, vernetzten Struktur miteinander verbunden sein.
Im Folgenden wird zur Vereinfachung die Gemeinschaft aus Heizelement und Sensorelement 9, 8 als die Funktionsgruppe 7 bezeichnet. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Funktionsgruppe 7 in den Lenkradkranz 3a integriert. Dabei erstreckt sich der Draht in dem integrierten Zustand einmal um den Lenkradkranz 3a des Lenkrads 3 herum. Dadurch bilden das Sensor- und Heizelement 8, 9 eine Art Antenne aus. Aufgrund der Länge des Drahts können das Sensor- und Heizelement 8, 9 somit besonders empfindlich für elektromagnetische Interferenzen (EMI) sein. Zum elektrischen Verbinden oder Anschließen der Funktionsgruppe 7 umfasst die Funktionsgruppe 7 vorliegend zwei Anschlüsse, die als elektrische Kontakte aus dem Lenkradkranz 3a herausgeführt sind. Eine der Anschlüsse bildet einen Eingangsanschluss 7a, der an einem Ende des Drahts angeordnet ist. Ein zweiter der Anschlüsse bildet einen Ausgangsanschluss 7b, der am gegenüberliegenden Ende des Drahts ausgebildet ist.
Um die Funktionsgruppe 7 zum Durchführen der jeweiligen Funktion zu betreiben, ist die Steuerelektronik 4 vorgesehen. Die Steuerelektronik 4 kann vorliegend zum Beispiel als Datenverarbeitungsgerät oder Steuergerät verstanden werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Steuerelektronik 4 ein Prüfmodul 5 und ein Mess- und Heizmodul. Das Mess- und Heizmodul wird im Folgenden als Funktionsmodul 6 bezeichnet. Die Module 5 und 6 können vorliegend als Hardware- und Softwarekomponenten verstanden werden. Insbesondere sind die Module 5 und 6 separate oder getrennte Bestandteile oder Bauteile der Steuerelektronik. Die Module 5, 6 können zum Beispiel als Recheneinheiten, insbesondere als Mikrocontroller oder ICs (Integrated Circuit - integrierte Schaltkreise) ausgebildet sein.
Das Messmodul ist ausgebildet, die Funktion der Handkontakterkennung umzusetzen. Das heißt, mittels des Messmoduls kann das Sensorelement 8 für die Handkontakterkennung betrieben werden. Das Heizmodul ist ausgebildet, die Funktion der Lenkradbeheizung umzusetzen. Das heißt, mittels des Heizmoduls kann das Heizelement 9 zum Beheizen des Lenkrads betrieben oder angesteuert werden. Das Prüfmodul ist ausgebildet, eine Funktion der Störgeräuscherkennung umzusetzen. Das heißt, mittels des Prüfmoduls kann ermittelt werden, ob das Sensorelement 8 mit einem Störsignal N, auch Noise benannt, beaufschlagt ist.
Das Funktionsmodul 6 umfasst vorliegend zwei Anschlüsse, nämlich einen Messanschluss 6a und einen Messanschluss 6b. Der Messanschluss 6a ist mit dem Eingangsanschluss 7a elektrisch verbunden. Der Messanschluss 6b ist mit dem Ausgangsanschluss 7b elektrisch verbunden. Durch die Verbindung ist ein Übertragungskanal zwischen der Funktionsgruppe 7 und dem Funktionsmodul 6 bereitgestellt. Über den Übertragungskanal, also die Leitungen, die zur Kontaktierung zwischen den Anschlüssen verlaufen, können elektrische Signale übertragen werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Prüfmodul 5 ebenfalls zwei Anschlüsse, nämlich einen Prüfanschluss 5a und einen Prüfanschluss 5b. Der Prüfanschluss 5a ist mit dem Eingangsanschluss 7a elektrisch verbunden. Der Prüfanschluss 5b ist mit dem Ausgangsanschluss 7b elektrisch verbunden. Durch die Verbindung ist ein Übertragungskanal zwischen dem Prüfmodul 5 und der Funktionsgruppe 7 realisiert. Das heißt, es können, wie zuvor beschrieben, über Leitungen, die die Anschlüsse miteinander verbinden, elektrische Signale übertragen werden.
Die Anschlüsse 5a, 5b und 6a, 6b sind vorliegend beispielsweise als sogenannte GPIO (General Purpose Input/Output)-Anschlüsse ausgebildet. Vorzugsweise sind die Prüfanschlüsse 5a, 5b jeweils mit einer Analog-Digitalwandler-Funktion (ADC - Analog Digital Converter) des Prüfmoduls 5 gekoppelt oder dieser zugeordnet. Dabei umfasst das Prüfmodul zum Beispiel eine erstes Wandlerelement ADC1 , an welches der Prüfanschluss 5a angekoppelt ist, und ein zweites Wandlerelement ADC2, an welches der Prüfanschluss 5b angekoppelt ist. Die Wandlerelement ADC1 , ADC2. Somit können analoge Signale an den Prüfungsanschlüssen 5a, 5b in binäre Signale, also ein Digitalsignal umgewandelt werden. Diese Analog-Digitalwandler -Funktion versetzt das Prüfmodul in die Lage Messwerte von analogen Quellen einzulesen und diese dann digital zu verarbeiten.
Alternativ zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel eine andere Zusammenstellung oder Aufteilung der Module 5, 6 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann ein gemeinsames Modul, also zum Beispiel ein gemeinsamer Mikrocontroller, vorgesehen sein, durch den das Prüfmodul, das Messmodul und das Heizmodul realisiert sind. Alternativ können das Messmodul und das Heizmodul ebenfalls als separate Module ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann das Prüfmodul gleichzeitig als Messmodul fungieren und somit die Handkontakterkennung durchführen.
Mit dem in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Lenkradsystem 1 soll eine zuverlässige Handkontakterkennung durchführbar sein. Die Handkontakterkennung basiert vorliegend insbesondere auf einer Impedanzauswertung des Lenkradsystems 1 , insbesondere auf einer Auswertung eines kapazitiven Anteils der Impedanz. Mit Impedanz ist hier und im Folgenden insbesondere ein sogenannter Wechselstromwiderstand gemeint. Im Vorliegenden kann eine Impedanz zum Beispiel einen resistiven und einen kapazitiven Anteil umfassen. Der resistive Anteil kann sich durch einen elektrischen Widerstand ergeben (ohmscher Widerstand), den das jeweils zugeordnete Bauteil aufweist. Der kapazitive Anteil kann sich aufgrund einer elektrischen Kapazität oder eines Kondensators ergeben, wenn das jeweilige Bauteil als ein elektrischer Kondensator oder eine elektrische Kapazität wirkt.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass eine Impedanz zum Beispiel auch einen induktiven Anteil aufweisen kann. Ein induktiver Anteil ergibt sich zum Beispiel, wenn das jeweilige Bauteil als eine elektrische Induktivität oder Spule wirkt, oder eine solche aufweist.
Der induktive Anteil einer Impedanz ist vorliegend für das beschriebene Lenkradsystem 1 zum Umsetzen der gewünschten Funktion jedoch nicht relevant. Für die Handkontakterkennung wird insbesondere auf den kapazitiven Anteil der Impedanz des Lenkradsystems 1 abgestellt. Dabei wird ausgenutzt, dass die Funktionsgruppe 7, insbesondere das Sensorelement 8, wie in Fig. 1 gezeigt, eine variable Impedanz Zx aufweist. Die Impedanz Zx ergibt sich dabei ausgehend von dem Sensorelement 8 relativ zu einem vorgegebenen Bezugspotential GND, wie zum Beispiel einem Fahrzeugchassis. Mit variabel ist gemeint, dass sich ein Impedanzwert, insbesondere ein Kapazitätswert der Impedanz Zx, verändern kann. Die Veränderung hängt dabei davon ab, ob sich die Hand am Lenkrad befindet oder nicht. Insbesondere verändert sich die Kapazität, also sinkt oder steigt, wenn die Hand an das Lenkrad 3 angelegt wird, also das Lenkrad gegriffen oder umgriffen wird, oder die Hand vom Lenkrad 3 wegbewegt wird, also der Griff gelöst wird.
Diese Kapazitätsänderung kann mittels des Messmoduls gemäß einer vorbestimmten Messroutine M zur Handkontakterkennung ermittelt werden. Dazu kann das Messmodul das Sensorelement 8 mit einem Referenzsignal R beaufschlagen. Das Referenzsignal R kann vorzugsweise ein Wechselsignal (Wechselstrom oder getakteter Gleichstrom) mit einer vorbestimmten Signalcharakteristik sein. Die Signalcharakteristik kann zum Beispiel eine Frequenz, eine Amplitude und/oder eine andere Signaleigenschaft, wie zum Beispiel ein Tastverhältnis, vorgeben. Zum Beispiel kann das Referenzsignal R vorliegend ein Fünf-Volt-Rechteckpuls sein. Durchläuft das Referenzsignal R das Sensorelement 8, verändert sich die Form oder Charakteristik des Referenzsignals R in Abhängigkeit von der Impedanz Zx des Sensorelements 8. Das veränderte Referenzsignal R kann als Messsignal S von dem Sensorelement 8 ausgegeben und an das Messmodul bereitgestellt werden. Das Messmodul kann das Messsignal S auswerten und anhand dessen Signalcharakteristik auf die Impedanz beziehungsweise die Impedanzveränderung des Sensorelements 8 rückschließen. Solche Verfahren zur Hands-on-Detection, also zur Handkontakterkennung, sind an sich bekannt. Ein Beispiel für ein bekanntes Verfahren, das nach dem kapazitiven Messprinzip arbeitet, ist zum Beispiel die sogenannte Charging/Discharging-Methode. Diese Methode ist aus der Patentschrift US 9,823,798 B2 bekannt. Hierbei werden die Messanschlüsse 6a und 6b zuerst auf den Pegel high und den Pegel low und anschließend beide hochohmig geschaltet. Im hochohmigen Zustand wird dann überprüft, inwiefern sich die Signale, die an den Messanschlüssen 6a und 6b anliegen, sich in ihren Spannungswerten unterscheiden. Die Spannungswerte hängen insbesondere davon ab, welchen Kapazitätswert der kapazitive Anteil der Impedanz Zx relativ zu einem Kapazitätswert einer Referenzkapazität, die von dem Messmodul bereitgestellt ist, aufweist. Die Referenzkapazität und der kapazitive Anteil der Impedanz bilden nämlich einen sogenannten kapazitiven Spannungsteiler.
Zum Beheizen des Lenkrads 3 kann das Heizmodul eine Heizroutine H durchführen. Dazu kann das Heizmodul das Heizelement 9 zum Beispiel mit einem elektrischen Strom einer vorbestimmten Stromstärke beaufschlagen. Abhängig von einem elektrischen Widerstand, den das Heizelement 9 bereitstellt, erwärmt sich das Heizelement. Zur Temperaturüberwachung kann das Heizmodul zum Beispiel einen elektrischen Widerstand des Heizelements 9 überwachen. Der Widerstand ist eine von der Temperatur abhängig Größe und kann dadurch berechnet werden. Abhängig von der ermittelten Temperatur kann beispielsweise in einem Regelkreis die Stromstärke für das beheizen angepasst oder eingestellt werden.
In vorteilhafter Weise sind das Beheizen und die Handkontakterkennung bei einem integrierten System, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, entkoppelt. Das heißt, das Beheizen und die Handkontakterkennung können gezielt umgeschaltet werden und erfolgen somit nur abwechselnd oder zeitlich nacheinander. Aufgrund der Impedanz Zx der Funktionsgruppe 7 kann es jedoch auch nach Beendigung der Heizroutine H zu parasitären Signalen oder Stromflüssen in dem Lenkradsystem 1 kommen. Wird dann die Messroutine M ausgeführt, können die parasitären Signale sich als Störsignal N auf die Handkontakterkennung auswirken. Es kann passieren, dass zum Beispiel der Handkontakt bestätigt wird, obwohl sich die Hand nicht am Lenkrad 3 befindet.
Zur Störgeräuscherkennung, also um das Störsignal N zu ermitteln kann mittels des Prüfmoduls 5 eine Prüfroutine P durchgeführt werden. Abhängig von einem Ergebnis, das die Prüfroutine P liefert, kann dann eine entsprechende Maßnahme zum Anpassen der Messroutine M durchgeführt werden. Welche Maßnahmen hier möglich sind, wird im späteren Verlauf noch näher beschrieben. Zum Durchführen der Maßnahme kann das Prüfmodul 5 zum Beispiel ein Auslösesignal an das Messmodul bereitstellen.
Um das Störsignal N zu ermitteln, kann das Prüfmodul 5 ein Prüfsignal am jeweiligen Prüfanschluss 5a, 5b erfassen und beispielsweise digitalisieren. Werden wie vorliegend zwei Prüfanschlüsse 5a, 5b verwendet, können die digitalisierten Messdaten verglichen werden, um die Störsignalprüfung noch genauer zu gestalten. Anschließend kann das Prüfsignal ausgewertet werden, wie es nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Das Störsignal N kann, wie bereits zuvor für die Messroutine M beschrieben, beispielweise nach der vorgenannten Charging/Discharging-Methode ermittelt werden. In Fig. 1 sind beispielhaft Referenzimpedanzen Z1 , Z2, Z11 , Z12, Z21 , Z22 dargestellt, die jeweils eine Referenzkapazität aufweisen, die für diese Methode berücksichtigt werden können. Z1 und Z2 stellen dabei die Impedanzen der Leitungen dar, die den Übertragungskanal zwischen Prüfmodul 5 und Funktionsgruppe 7 bilden. Die Impedanzen Z11 , Z12, Z21 und Z22 sind als Impedanzen dargestellt, die sich zwischen dem jeweiligen Übertragungskanal und dem Referenzpotential GND, also zum Beispiel dem Fahrzeugchassis, ergeben. Die Impedanzen Z1 , Z2, Z11 , Z12, Z13, Z14 können im Übrigen analog auch als Referenzimpedanzen für den Übertragungskanal zwischen Funktionsmodul 6 und Funktionsgruppe 7 vorgesehen sein.
Ein Beispiel für einen konkreten Betrieb der Vorrichtung 2, wie sie zur zuverlässigen Handkontakterkennung gesteuert werden kann, kann anhand von Fig. 2 näher beschrieben werden. Fig. 2 zeigt hierzu beispielhaft ein schematisches Verfahrensablaufdiagramm V. Die einzelnen Schritte, die hier auch als Routinen bezeichnet werden, sind in Abhängigkeit von der Zeit t1 dargestellt.
Wie in Fig. 2 beispielhaft dargestellt, erfolgt der Betrieb der Vorrichtung 2 mittels der Steuerelektronik 4 zur Handkontakterkennung und zum Beheizen des Lenkrads 3 in einem Zeitmultiplexverfahren TDM. Dabei werden abwechselnd nacheinander, also zeitlich getrennt voneinander, in vorbestimmten zum Beispiel jeweils zugeordneten Zeitintervallen die Heizroutine H, die Prüfroutine P und die Messroutine M durchgeführt. Anschließend erfolgt ein Delay D, also eine vorbestimmte Zeitverzögerung, bevor der Zyklus aus Heizroutine H, Prüfroutine P und Messroutine M zum Beispiel erneut durchgeführt wird. In der Heizroutine H wird, wie zuvor beschrieben, das Beheizen des Lenkrads 3 durchgeführt. Anschließend wird in der Prüfroutine überprüft, ob das Sensorelement 8 mit dem Störsignal N beaufschlagt ist. Dazu wird in der Prüfroutine überprüft, ob das während der Prüfroutine P von dem Sensorelement 8 bereitgestellte Prüfsignal einen vorbestimmten Grenzwert oder Schwellenwert überschreitet. Der Grenzwert repräsentiert eine Grenze dafür, das Prüfsignal das Messsignal S derart verfälscht, dass es zu einer fehlerhaften Handkontaktdetektion kommt.
Ist der Grenzwert überschritten, wird das Prüfsignal als das Störsignal N interpretiert oder gekennzeichnet. Ansonsten wird das Prüfsignal als unschädlich identifiziert. Wenn das Störsignal N den Grenzwert überschreitet, wird für die in dem Zeitmultiplexverfahren TDM unmittelbar nachfolgende Messroutine M die vorbestimmte Maßnahme durchgeführt.
Dazu kann das Prüfmodul 5 das Messmoduls mit dem Auslösesignal ansteuern. Abhängig von dem Auslösesignal wird dann zum Beispiel in der Messroutine M ein anderes Protokoll zum Durchführen der Messroutine M ausgewählt.
Fig. 2 zeigt beispielhaft, dass für den zweiten Zyklus ein entsprechendes Störsignal N vorliegt. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann eine Maßnahme nun zum Beispiel darin bestehen, dass das Messmodul beziehungsweise das Sensorelement 8 zur Handerkennung in einen Safe State versetzt wird. In diesem Safe State wird die Messroutine M in dem zugeordneten Zyklus ausgesetzt, also nicht durchgeführt. Die Handkontakterkennung wird somit einmal übersprungen. Das gilt vorzugsweise nur für diejenige Messroutine M, die in dem Zyklus des Zeitmultiplexverfahrens unmittelbar ansteht oder bevorsteht. In Fig. 2 ist beispielhaft gezeigt, dass dann anstelle der Messroutine M direkt der Delay D durchgeführt wird und danach ein neuer Zyklus des Zeitmultiplexverfahrens TDM mit der Heizroutine H begonnen wird.
Eine im Vergleich zu Fig. 2 verschiedene Maßnahme könnte darin bestehen, dass das Störsignal N kompensiert wird. Hiebei besteht die Möglichkeit, mittels des Prüfmoduls 5 eine Signalcharakteristik des Störsignals, wie zum Beispiel eine Frequenz oder Amplitude oder eine Flankensteilheit, zu ermitteln. Abhängig davon kann dann die korrespondierende Signalcharakteristik des Referenzsignals R für das Durchführen der Messroutine angepasst werden. Das heißt, es kann zum Beispiel eine Frequenz, Amplitude und/oder eine Baseline, also eine Nulllinie des Referenzsignals, in Abhängigkeit von der Signalcharakteristik des Störsignals N angepasst werden.
Zusätzlich oder alternativ könnte das Kompensieren nachträglich, also insbesondere nach dem Durchführen der Messung des Sensorelements 8, durchgeführt werden. Hier kann zum Beispiel ein Filter eingesetzt werden, um die bekannte Signalcharakteristik des Störsignals N aus dem Messsignal S herauszufiltern. Durch das Filtern des Messsignals S kann die Bandbreite des Messsignals S eingeschränkt oder reduziert werden, sodass die Störgeräuschfrequenzen aus dem Frequenzspektrum des Messsignals S blockiert oder ausgeschlossen werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Abtastrate, mit der das Messsignal S beim Erfassen mittels des Messmoduls abgetastet wird oder digitalisiert wird, in Abhängigkeit von der Signalcharakteristik des Störsignals N anzupassen.
Insgesamt können somit Störgeräusche oder Noise entfernt oder gefiltert werden, bevor die Daten zur Handkontakterkennung verarbeitet werden. Das kann die Verarbeitungszeit für die Handkontakterkennung verbessern, denn es wird keine Zeit damit verbracht, verfälschte Daten auszuwerten. Außerdem kann so zum Beispiel die Messfrequenz oder Filterfrequenz optimal an den jeweiligen Bedarf angepasst werden.
Die gemäß den Ausführungsbeispielen beschriebene Funktion des Lenkrad systems 1 kann insgesamt wie folgt zusammengefasst werden. Wie zum Beispiel in Fig. 1 gezeigt, auf einfache Weise eine Analog- und Messschnittstelle eines Mikrocontrollers verwendet werden, um den Status der Funktionsgruppe 7 zu überprüfen, bevor die Handkontakterkennung und Verarbeitung durchgeführt wird. Allgemein ist die Idee, zu überprüfen, ob elektromagnetische Interferenzen zum Beispiel durch das Heizelement oder zum Beispiel Versorgungsleitungen der Steuerelektronik vorhanden sind. Dazu können einer oder mehr analoge Eingänge oder Anschlüsse oder zum Beispiel sogenannte GPIO- Anschlüsse mit ADC-Fähigkeit verwendet werden. Solche elektromagnetischen Störungen können Rückkopplungen für die Handkontakterkennung erzeugen, da die Funktionsgruppe 9, also der Draht, wie eine Antenne wirkt. Durch die Rückkopplung kann ein starkes elektrisches Feld eine Spannung in der Funktionsgruppe induzieren, was über den Eingang des Mikrocontrollers beobachtet werden kann.
Falls solche Störungen während des Durchführens einer Handkontakterkennung auftreten, ist die Heizfunktion in der Regel deaktiviert. Jedoch können parasitäre Kapazitäten, insbesondere serielle Kapazitäten, die zwischen den Versorgungsleitungen, also den Kanälen, vorhanden sind, während des Heizens aufgeladen werden. In Abhängigkeit von der Kapazität der parasitären Kondensatoren, kann reine Gleichspannung dort aufgespalten werden und jedes Störgeräusch in der Versorgungsleitung kann zu Fluktuationen der Spannungen dieser Kondensatoren führen, was dann wiederum mit den Eingängen des Mikrocontrollers überwachbar ist. Diese Störgeräusche können als Störsignal N detektiert oder identifiziert werden, wenn zum Beispiel Messergebnisse, die ein ADC-Wandler des Mikrocontrollers ausgibt, ansteigen und/oder es Schwankungen im Kanal für die Handkontakterkennung gibt.
Falls diese Änderungen oder Schwankungen einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, wird dies als Störgeräusch, also als Störsignal N detektiert. Dann sollte das System zum Beispiel in einen Safe State gehen, in dem keine Handkontakterkennung mehr ausgeführt wird, oder die Störgeräusche sollten aus den rohen Messdaten der Handkontakterkennung gefiltert werden.
Eine Verbesserung könnte darin bestehen, zwei Anschlüsse der Steuerelektronik oder eines Mikrocontrollers zum Beispiel mit ADC-Fähigkeit zu verwenden, um beide Enden der Funktionsgruppe 7 ausmessen zu können. Eventuelle Störsignale werden an beiden Eingängen zu sehen sein. Dadurch wird ermöglicht, die Störsignale auf beiden Leitungen zu vergleichen und so genauer und einfacher auf die Charakteristik des Störsignals N zurückschließen zu können.
Beim Verwenden von zwei Eingängen für die Überprüfung auf Störgeräusche können diese auch genutzt werden, um ein zweites Handerkennungskonzept zu realisieren. Hier kann zum Beispiel das Prüfmodul als zusätzliches Messmodul eingesetzt werden. Am Beispiel von Fig. 1 können zum Beispiel die bekannten Impedanzen Z1 , Z2, Z11 , Z12, Z21 und Z22 verwendet werden, um die variable Impedanz des Lenkrads mit oder ohne Hand Zx zu bestimmen, indem beispielsweise die vorgenannte Charging/Discharging- Methode verwendet wird. Alternativ kann anstelle eines kapazitiven Spannungsteilers auf einen resistiven Spannungsteiler zur Bestimmung des Handkontakts zurückgegriffen werden. Damit ist die Handkontakterkennung redundant realisiert, wodurch höhere Sicherheitsanforderungen gemäß ASIL-Standard, insbesondere höher als ASIL C, erfüllt ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, kann das Prüfmodul 5 zum Beispiel als separates Bauteil, also zum Beispiel als zweiter Mikrocontroller zu dem Funktionsmodul, ausgestaltet sein. Dieser kann zum Beispiel als Störgeräuschscanner eingesetzt werden, um für das Funktionsmodul zu bestimmen, welche Frequenzen für die Handkontakterkennung zum Beispiel weniger verrauscht und damit mit Störgeräuschen beaufschlagt sind. Ein solcher Störgeräuschscanner kann zum Beispiel dadurch realisiert werden, dass ein dedizierter frequenzselektiver RF-Powerdetektor IC eingesetzt wird. Dieser kann zum Beispiel die Amplitude bei jeder Frequenz in dem relevanten Bereich direkt am Übertragungskanal der Funktionsgruppe 7 messen und dadurch in der Lage sein, die Stärke des Störsignals N und dessen Frequenzen zu ermitteln. So kann ein frequenzselektiver Detektor umgesetzt werden. Auf diese Art und Weise kann eine akkuratere Methode realisiert werden, um das Frequenzspektrum des Störsignals und dessen Stärke zu bestimmen und gleichzeitig die Datenverarbeitungslast für die Handkontakterkennung zu reduzieren.
Vorzugsweise kann zum Beispiel ein Analog-Digital-Konverter des Mikrocontrollers, der zum Auswerten des Störsignals N verwendet wird, zum Oversampling ausgebildet sein. Das heißt, es kann eine erhöhte Abtastrate realisiert werden, wodurch die Auflösung des Störsignals und somit die Bestimmung der Signalcharakteristik vereinfacht und verbessert wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen Mittelwert des Störsignals zu nutzen. Falls das Störsignal N einer deterministischen Struktur oder einem deterministischen Muster folgt, könnte eine Filterung zweiten Grades ausreichen, um zum Beispiel ein invertiertes Störsignal auf das Messsignal aufzuschlagen oder zu überlagern, um die Qualität der Handkontakterkennung zu verbessern. Ein ähnliches Vorgehen ist zum Beispiel vom sogenannten Dittering, auch als Fehlerdiffusion bezeichnet, in der Bildbearbeitung bekannt.
Eine weitere Verbesserung kann darin bestehen, die Prüfroutine zum Beispiel während der Heizroutine auszuführen.
Die zuvor beschriebene Lösung kann auf alle Störsignale N angewendet werden, die zum Beispiel aufgrund von elektromagnetischen Interferenzen in das Lenkradsystem eingekoppelt werden. Solche Interferenzen können sich dabei zum Beispiel aufgrund der Umwelt, zum Beispiel beim Telefonieren oder aufgrund von Störgeräuschen im System ergeben. Des Weiteren kann mittels des Systems auch eine Feuchtigkeitsmessung durchgeführt werden. Dabei wird auf den resistiven Anteil der Impedanz Zx abgestellt. Wenn die Feuchtigkeit am Lenkrad, also an der Funktionsgruppe, steigt, wird der resistive Anteil der Impedanz Zx fallen. Das wird als Veränderung der Impedanz des Systems am Messanschluss des Messmoduls sichtbar sein. Indem die Werte für die Impedanzen Z1 , Z2, Z11 , Z12, Z21 und Z22 angepasst werden, kann die Detektion der Störgeräusche noch feiner gestaltet werden und die Messungen können robuster und akkurater erfolgen.
Insgesamt zeigen die Ausführungsbeispiele, wie eine Störgeräuschdetektion bei Messungen zur Handkontakterkennung am Lenkrad realisiert werden kann.

Claims

Patentansprüche Vorrichtung
(2) zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads (3) eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch ein Heizelement (9) zum Beheizen des Lenkrads (3), und ein Sensorelement (8) zur Handkontakterkennung am Lenkrad (3), wobei das Heizelement (9) und das Sensorelement (8) einer gemeinsamen Funktionsgruppe (7) zum Integrieren in das Lenkrad (3) zugeordnet sind, und eine Steuerelektronik (4), welche ausgebildet ist, in einem Zeitmultiplexverfahren (TDM) abwechselnd das Heizelement (9) in einer Heizroutine (H) zum Beheizen des Lenkrads (3) und das Sensorelement (8) in einer Messroutine (M) zur Handkontakterkennung am Lenkrad
(3) anzusteuern, wobei die Steuerelektronik (4) weiterhin ausgebildet ist, vor dem Durchführen der jeweiligen Messroutine (M) in einer Prüfroutine (P) zu überprüfen, ob das Sensorelement (8) mit einem Störsignal (N) beaufschlagt ist, und die Steuerelektronik (4) ausgebildet ist, nur dann, wenn das Störsignal (N) einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, für die in dem Zeitmultiplexverfahren (TDM) unmittelbar nachfolgende Messroutine (M) eine vorbestimmte Maßnahme zum Anpassen der Messroutine (M) durchzuführen, sodass eine Auswirkung des Störsignals (N) auf die Handkontakterkennung zumindest reduziert ist. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 , wobei die Steuerelektronik (4) gemäß der Maßnahme ausgebildet ist, in Abhängigkeit von zumindest einer ermittelten Signalcharakteristik des Störsignals (N) zumindest eine zugeordnete Signalcharakteristik eines Referenzsignals (R), mittels welchem das Sensorelement (8) für das Durchführen der Messroutine (M) beaufschlagbar ist, anzupassen. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) gemäß der Maßnahme ausgebildet ist, in Abhängigkeit von zumindest einer ermittelten Signalcharakteristik des Störsignals (N) ein Messsignal (S), welches beim Durchführen der Messroutine (M) von dem Sensorelement (8) bereitstellbar ist, zu filtern und/oder eine Abtastrate, mittels welcher das Messsignal (S) beim Durchführen der Messroutine (M) abtastbar ist, anzupassen.
4. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) gemäß der Maßnahme ausgebildet ist, dann, wenn das Störsignal (N) den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, die in dem Zeitmultiplexverfahren (TDM) unmittelbar nachfolgende Messroutine (M) zu überspringen.
5. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) redundant ausgebildet ist, und zumindest separate zwei Messmodule zum Durchführen der Messroutine (M) aufweist.
6. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) zumindest ein Messmodul zum Durchführen der Messroutine (M) und/oder der Heizroutine (H) und zumindest ein zu dem Messmodul separates Prüfmodul (5) zum Durchführen der Prüfroutine (P) aufweist.
7. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) zumindest ein Messmodul zum Durchführen der Messroutine (M) und zumindest ein zu dem Messmodul separates Heizmodul zum Durchführen der Heizroutine (H) aufweist.
8. Vorrichtung (2) nach Anspruch 7, wobei die Steuerelektronik (4) ausgebildet ist, die Prüfroutine (P) zumindest teilweise während der Heizroutine (H) durchzuführen.
9. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) zumindest zwei Prüfanschlüsse (5a, 5b) zum Durchführen der Prüfroutine aufweist, wobei ein erster der Prüfanschlüsse (5a) mit einem Eingangsanschluss (7a) des Sensorelements (8) und ein zweiter der Prüfanschlüsse (5b) mit einem Ausgangsanschluss (7b) des Sensorelements (8) gekoppelt ist.
10. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) ausgebildet ist, das Störsignal (N) und/oder die Handkontakterkennung in Abhängigkeit von einem Kapazitätswert und/oder einen Impedanzwert des Sensorelements (8) zu bestimmen. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerelektronik (4) ausgebildet ist, zum Bestimmen des Störsignals (N) und/oder der Handkontakterkennung eine Feuchtigkeitsmessung durchzuführen und dabei zumindest das Störsignal (N) in Abhängigkeit von einem Widerstandswert des Sensorelements (8) zu bestimmen. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (9) und/oder das Sensorelement (8) durch zumindest einen Draht oder ein Drahtgeflecht, der oder das sich im integrierten Zustand um einen Lenkradkranz (3a) des Lenkrads (3) erstrecken kann, bereitgestellt sind. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (9) und das Sensorelement (8) ein gemeinsames Bauteil ausbilden. Lenkradsystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad (3) und einer Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Funktionsgruppe (7) umfassend das Sensorelement (8) und das Heizelement (9) in das Lenkrad (3) integriert ist. Verfahren zur Handkontakterkennung und zum Beheizen eines Lenkrads (3) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerelektronik (4) in einem Zeitmultiplexverfahren (TDM) abwechselnd in einer Heizroutine (H) ein Heizelement (9) zum Beheizen des Lenkrads (3) und in einer Messroutine (M) ein Sensorelement (8) zur Handkontakterkennung am Lenkrad (3) angesteuert werden, wobei das Heizelement (9) und das Sensorelement (8) einer gemeinsamen Funktionsgruppe (7) zum Integrieren in das Lenkrad (3) zugeordnet sind, und mittels der Steuerelektronik (4) vor dem Durchführen der jeweiligen Messroutine (M) in einer Prüfroutine (P) überprüft wird, ob das Sensorelement (8) mit einem Störsignal (N) beaufschlagt ist, wobei nur dann, wenn das Störsignal (N) einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, für die in dem Zeitmultiplexverfahren (TDM) unmittelbar nachfolgende Messroutine (M) eine vorbestimmte Maßnahme zum Anpassen der Messroutine (M) durchgeführt wird, sodass eine Auswirkung des Störsignals (N) auf die Handkontakterkennung zumindest reduziert wird.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140253151A1 (en) * 2011-10-20 2014-09-11 Takata AG Sensor system for a motor vehicle
US9823798B2 (en) 2016-04-08 2017-11-21 Nxp Usa, Inc. Capacitive sensor device and method of operation
US20180022374A1 (en) * 2015-03-13 2018-01-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Steering wheel grip detection device
US20200041680A1 (en) * 2017-02-08 2020-02-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Capacitive sensor and grip sensor
US20210163055A1 (en) * 2018-06-06 2021-06-03 Autoliv Development Ab Steering, steering system, method for controlling steering, and non-temporary computer readable storage media
US11145996B2 (en) 2018-04-23 2021-10-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrode connection structure and electrode connection method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106959A1 (de) 2019-03-19 2020-09-24 Joyson Safety Systems Germany Gmbh Kapazitiver Berührungs- oder Annäherungssensor für ein Kraftfahrzeug
DE102019128887A1 (de) 2019-10-25 2021-04-29 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Kombinierte, kapazitive Sensor- und Heizvorrichtung, Verfahren zum Betrieb einer Sensor- und Heizvorrichtung, Lenkeingabevorrichtungs-Baugruppe mit einer Sensor- und Heizvorrichtung und Fahrzeug mit einer Lenkeingabevorrichtungs-Baugruppe
DE102021101455A1 (de) 2021-01-25 2022-07-28 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Kapazitive Sensorvorrichtung, Lenkrad mit einer kapazitiven Sensorvorrichtung, Verfahren zum Betrieb einer kapazitiven Sensorvorrichtung und/oder eines Lenkrads sowie Fahrzeug mit einer kapazitiven Sensorvorrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140253151A1 (en) * 2011-10-20 2014-09-11 Takata AG Sensor system for a motor vehicle
US20180022374A1 (en) * 2015-03-13 2018-01-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Steering wheel grip detection device
US9823798B2 (en) 2016-04-08 2017-11-21 Nxp Usa, Inc. Capacitive sensor device and method of operation
US20200041680A1 (en) * 2017-02-08 2020-02-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Capacitive sensor and grip sensor
US11145996B2 (en) 2018-04-23 2021-10-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrode connection structure and electrode connection method
US20210163055A1 (en) * 2018-06-06 2021-06-03 Autoliv Development Ab Steering, steering system, method for controlling steering, and non-temporary computer readable storage media

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