用於機動車的觸覺轉向盤、轉向盤系統和駕駛員輔助系統的製作方法

2023-07-09 16:26:51

專利名稱：用於機動車的觸覺轉向盤、轉向盤系統和駕駛員輔助系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於車輛的轉向盤以及轉向盤系統和駕駛員輔助系統，其中可以應用由轉向盤提供的信息信號。
背景技術：
車輛、例如汽車典型地通過下述方式控制駕駛員利用他的手轉動轉向盤並且以這種方式控制車輛車輪的轉向角(Lenkeinschlag)。在此，駕駛員利用一隻手或兩隻手握住轉向盤的轉向盤輪圈，其中轉向盤輪圈通常是圓環形的並且與轉向盤轂相連接，該轉向盤轂耦合到車輛的轉向柱上。此外已知，在轉向盤上在轉向盤輪圈附近，然而不直接在轉向盤輪圈上設置按鍵 或開關。利用該按鍵或開關，駕駛員例如可以控制車輛的特定的舒適性功能或者安全功能，而不必手從轉向盤上移開。例如可以藉助於按鍵或開關控制汽車收音機的音量、汽車電話或者速度控制器。此外已知，機動車配有駕駛員輔助系統，其控制或支持機動車的特定的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能。用於這種駕駛員輔助系統的實例還有自動的緊急制動輔助系統、動力轉向系統、避讓輔助系統和車道偏離報警系統(車道偏離報警系統(Lane-Departure-ffarning-System))。

發明內容
已經認識到，在現代機動車中可以存在以下需求，更安全地並且匹配於行駛情況地實施駕駛員輔助系統的功能。這種需求可以利用根據獨立權利要求所述的轉向盤、轉向盤系統和駕駛員輔助系統來實現。本發明的其它有利的設計方案在從屬權利要求中定義。根據本發明的第一方面，提出了一種用於車輛的轉向盤。轉向盤在轉向盤輪圈上具有抓握區域，在該抓握區域上可以用駕駛員的手握住轉向盤以用於控制車輛。轉向盤在抓握區域上分布地具有多個接觸敏感的傳感器。在此一種構思是，下述區域配備有多個接觸敏感的傳感器在該區域內駕駛員典型地在控制車輛期間利用他的手握住轉向盤。在此，接觸敏感的傳感器能以下述方式構成利用該傳感器可以識別出，駕駛員是否以及在何處用他的手接觸或握住轉向盤。為此，傳感器可以是壓力敏感的。特別地，傳感器可以設計成平面傳感器，和/或以下述方式集成到轉向盤輪圈的對於機動車而言典型的圓環管狀的幾何結構中所述傳感器不妨礙駕駛員習慣地抓握轉向盤輪圈。在此，傳感器可以操作不同的技術轉換，其能實現接觸敏感性和優選是壓力敏感性。例如，傳感器可以設計有壓力敏感的電容元件、壓電元件，等等。在此，壓力敏感的元件可以集成到覆蓋轉向盤輪圈的、例如形式為薄膜的平面元件中。傳感器的壓力敏感性能以下述方式測定可以區分不同的壓力，如所述壓力由駕駛員典型地利用他的手在轉向盤上產生。
傳感器可以沿著轉向盤輪圈的整個外周布置，其中在相鄰的傳感器的中點之間的距離小於2cm、優選地小於1cm。換句話說，在相鄰的傳感器的中點之間的距離能如此選擇，使得駕駛員的相鄰手指在正常握住轉向盤輪圈時操縱不同的傳感器。在此，傳感器可以沿著轉向盤輪圈的外周布置在一個或多個行列中。相鄰的傳感器可以直接地彼此鄰接，然而在相鄰傳感器的之間也可以存在間隙。多個行列的傳感器可以在橫向於轉向盤輪圈的周向的方向上圍繞轉向盤輪圈的管布置。由此，轉向盤輪圈的一部分或整個表面可以通過二維矩陣的傳感器元件覆蓋。所提出的轉向盤可以應用在轉向盤系統中，轉向盤系統被設計用於，利用轉向盤的接觸敏感的傳感器提供了抓握信息信號。抓握信息信號說明了關於駕駛員手在抓握區域中的支承面積(Auflageflkhe)的信息、駕駛員手在抓握區域中的位置的信息和/或駕駛員手在抓握區域中的抓握力的信息。抓握信息信號例如可以被提供給機動車的CAN總線(Controller Area Network控制器區域網)。以這種方式，抓握信息信號可以由機動車的其它系統接收並且進一步處理。在此，抓握信息信號優選地為數字的或模擬的電信號被提供。
由轉向盤系統提供的抓握信息信號特別是可以應用在機動車的駕駛員輔助系統中。在此，駕駛員輔助系統可以被設計用於，基於抓握信息信號來調節用於支持或控制機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能的功能。調節在此可以理解為，安全功能、行駛功能和/或舒適性功能能以不同的方式與提供的抓握信息信號相關被影響或設定。在此可以使用，抓握信息信號提供了關於以下內容的信息駕駛員當前是否、在何處以及如何用他的手握住轉向盤。基於該信息，例如可以影響駕駛員輔助系統的工作模式或者駕駛員輔助系統的安全功能或行駛功能的觸發閾值。駕駛員輔助系統例如可以被設計用於，在下述情況下更強地控制或支持機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能藉助所述抓握信息信號識別出，對於駕駛員來說由於其手在轉向盤上的當前抓握狀態不能實現充分地控制安全功能、行駛功能和/或舒適性功能。換句話說，如果基於抓握信息信號識別出駕駛員僅不符合要求地、即例如僅用一隻手或在不利的位置處握住轉向盤，則駕駛員輔助系統可以自動化更高地控制或支持車輛的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能，以便因此使得駕駛員操縱轉向盤變得容易，或者能補償地克服通過駕駛員有缺陷地操縱轉向盤。此外，駕駛員輔助系統還可以被設計用於，與抓握信息信號相關地發出報警信號。報警信號例如可以說明，即即將發生危險的行駛情況，從而駕駛員能及時充分地握住轉向盤。此外，駕駛員輔助系統還可以被設計用於，與抓握信息信號相關地來影響自動化支持或控制機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能的時刻。駕駛員輔助系統例如可以在下述情況下提早激活安全功能識別出，駕駛員僅不充分地握住轉向盤。此外，可以與抓握信息信號相關地影響發出報警信號的時刻，從而例如在駕駛員不充分地握住轉向盤時提早發出這種報警信號。駕駛員輔助系統還可以被設計用於，與抓握信息信號相關地來影響自動化支持或控制車輛的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能的方式。例如，方式一駕駛員輔助系統如何支持或補充駕駛員的轉向主動性一可以與以下方式相關地來選擇駕駛員如何握住轉向盤。補充地，發出報警信號的方式可以與抓握信息信號相關地來影響。例如，在充分地握住轉向盤時，可以將報警信號通過可觸覺識別的、在轉向盤上的信號發生器傳輸給駕駛員；相反地在不充分地握住轉向盤時補充地或替代地以聲學或視覺的方式可獲悉產生報警信號。需要指出，即本發明的可能的特徵和優點在這方面部分地相關於根據本發明的轉向盤或轉向盤系統的實施方式並且部分地參考根據本發明的駕駛員輔助系統來描述。然而本領域技術人員已知，所述的特徵不僅能以不同方式相互組合併且也可以從轉向盤或轉向盤系統轉用到駕駛員輔助系統上並且相反以類似方式轉用，以便由此能實現特別的協同效應(Synergieeffekte)0


下面參考附圖描述本發明的實施方式，其中然而不僅說明書而且附圖都不應視為對本發明的限制。圖I示出了根據本發明的實施方式的轉向盤和駕駛員輔助系統。 附圖僅是示意性的並且不是按比例的。
具體實施例方式在圖I中示出了根據本發明的轉向盤I的一種實施方式。轉向盤輪圈5通過連杆11與中心部件9相連接，該中心部件又與機動車的轉向柱(未示出)共同作用。沿著設計成圓環形的管的轉向盤輪圈5的圓周方向，多個接觸敏感的且壓力敏感的傳感器7以矩陣形式集成到轉向盤輪圈5中。傳感器7在此設計成平面元件，其基本上覆蓋了轉向盤輪圈5的整個表面。在此傳感器7的大小以及在相鄰的傳感器7之間的距離如此選擇，使得特別可以識別轉向盤輪圈5是否被駕駛員握住，並且如果是這種情況，駕駛員用多少只手或者說手指以及在哪個位置上握住轉向盤輪圈5。此外可以基於傳感器7的壓力敏感性來識別駕駛員以何種牢固程度握住轉向盤輪圈5。相應的抓握信息信號可以通過線路15提供給機動車的CAN總線13。與該CAN總線13相連接的駕駛員輔助系統3可以讀出抓握信息信號並且用於與抓握信息信號相關地來調節機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能。以這種方式，例如可以與駕駛員的當前瞬時的轉向能力相關地預先調節、控制自主幹涉的、與安全相關的輔助和舒適性系統、例如自動緊急制動輔助系統、動力轉向裝置、避讓輔助系統(Ausweichassistenz)或者車道偏離報警系統，或者改變其觸發閾值。在此，駕駛員的轉向能力藉助支承面、手或者說手指的支承點的數量、壓力或者抓握強度和/或在轉向盤上的位置來確定。由此能以有利的方式通過有針對性地幹涉邏輯電路或者控制輔助系統重新建立或者至少改進至少一部分所需要的安全性，該安全性例如以下述方式喪失駕駛員未正確地握住轉向盤。如果例如在駕駛員處通過在轉向盤上進行測量確定了 鬆弛的轉向盤抓握和/或單手控制和/或較小的支承面和/或手的低壓力，或者轉向盤未被正確握住或被保持在不利的位置處，則轉向盤系統或駕駛員輔助系統可以例如通過CAN接口或其它接口將該抓握信息提供給所有相關的系統。
在本發明的實施變型中例如能以下述方式作出反應
在接近物體並同時鬆弛地抓握轉向盤時，例如可以提前發出碰撞警報，以便使得駕駛員還有足夠的時間穩定地握住轉向盤，以便能適合地作出反應。替代地或附加地，也可以提前開始自動制動或制動支持。類似的反應也可以被實施用於自動避讓。在車道變換警報時，例如警報可以在駕駛員輕微地直到完全沒有接觸轉向盤的情況下至少附加地以光學或聲學的方式實現，或許甚至可以完全地省略觸覺警報。在危險情況下，例如在彎道之前，例如在下述情況下可以改變動力轉向裝置的參數化基於導航數據中的信息可以識別出，車輛的當前速度對於臨近的彎道的半徑來說過高；以及附加地探測到過於鬆弛的轉向盤抓握，從而駕駛員也可以暫時利用當前主要的並且探測到的手支承面圍繞彎道進行控制。
所提出的轉向盤、轉向盤系統或駕駛員輔助系統能以這種方式不僅有助於提高行駛安全性而且必要時還有助於提高行駛舒適性。
權利要求
1.用於車輛的轉向盤(1)，其中，所述轉向盤(I)在轉向盤輪圈(5)上具有抓握區域，在所述抓握區域上能夠用駕駛員的手握住轉向盤以用於控制所述車輛， 其特徵在於， 在所述抓握區域上分布地具有多個接觸敏感的傳感器(7)。
2.根據權利要求I所述的轉向盤，其中，所述接觸敏感的傳感器(7)是壓力敏感的。
3.根據權利要求I或2所述的轉向盤，其中，所述傳感器(7)沿著所述轉向盤輪圈(5)的整個外周布置，並且其中，在相鄰的傳感器的中點之間的距離小於2cm。
4.具有根據權利要求I至3中任一項所述的轉向盤(I)的轉向盤系統，其中，所述轉向盤系統被設計用於利用所述轉向盤(I)的接觸敏感的傳感器(7)提供了抓握信息信號，即說明了關於駕駛員手在抓握區域處的支承面、駕駛員手在抓握區域處的位置和/或駕駛員手在抓握區域處的抓握力的信息。
5.根據權利要求4所述的轉向盤系統，其中，所述抓握信息信號被提供給機動車的CAN總線(13)。
6.用於機動車的駕駛員輔助系統(3)，其中，所述駕駛員輔助系統(3)被設計用於基於根據權利要求4所述的轉向盤系統的抓握信息信號來調節用於支持或控制機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能的功能。
7.根據權利要求6所述的駕駛員輔助系統，其中，所述駕駛員輔助系統(3)被設計用於，在下述情況下更強地控制或支持機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能藉助所述抓握信息信號識別出，對於駕駛員來說由於其手在轉向盤上的當前抓握狀態不能實現充分地控制安全功能、行駛功能和/或舒適性功能。
8.根據權利要求6或7所述的駕駛員輔助系統，其中，所述駕駛員輔助系統(3)被設計用於與所述抓握信息信號相關地發出報警信號。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的駕駛員輔助系統，其中，所述駕駛員輔助系統(3)被設計用於與所述抓握信息信號相關地來影響自動化支持或控制所述機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能的時刻和/或發出報警信號的時刻。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的駕駛員輔助系統，其中，所述駕駛員輔助系統(3)被設計用於與所述抓握信息信號相關地來影響自動化支持或控制所述機動車的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能的方式和/或發出報警信號的方式。
全文摘要
本發明涉及一種轉向盤(1)以及駕駛員輔助系統(3)，它們能實現改進地控制車輛的安全功能、行駛功能和/或舒適性功能。在此，轉向盤(1)在轉向盤輪圈(5)上具有多個接觸敏感的和優選壓力敏感的傳感器(7)。該傳感器(7)可以將抓握信息信號例如提供給CAN總線(13)，該抓握信息信號說明了關於駕駛員手在轉向盤輪圈(5)上的支承面、位置和/或抓握力的信息。駕駛員輔助系統(3)可以將該抓握信息信號用於，使得安全功能、行駛功能和/或舒適性功能、例如自動的緊急制動輔助系統、動力轉向裝置、避讓輔助系統或者車道變換報警器適合地匹配於駕駛員在轉向盤輪圈上的當前主要的抓握方式。
文檔編號B60Q9/00GK102785689SQ20121015531
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月18日 優先權日2011年5月20日
發明者C.莫茨, M.M.韋爾赫費爾 申請人:羅伯特·博世有限公司