CN113661092B - 具有用于触发声音输出的机电触发装置的车辆方向盘*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆方向盘***，具有方向盘本体，方向盘本体具有用于附接到车辆转向***的转向轴上的轮毂区域、具有方向盘轮圈以及具有用于将方向盘轮圈附接到轮毂区域上的至少一个轮辐；机电触发装置，用于通过车辆的声音报警装置触发声音输出，其中，触发装置具有缓冲器盖，缓冲器盖布置在方向盘本体上，至少部分地覆盖轮毂区域并且在这种情况下形成操作表面，其中，缓冲器盖在操作表面上的操作力的作用下在轮毂区域的方向上以弹性自复位的方式可移动地支承在方向盘本体上和/或者缓冲器盖配置为以弹性自复位的方式可在轮毂区域的方向上变形。

Description

具有用于触发声音输出的机电触发装置的车辆方向盘***

技术领域

本发明涉及一种具有节能的机电触发装置的车辆方向盘***，触发装置用于通过车辆的声音报警装置来触发声音输出，即例如用于通过车辆的喇叭输出声音喇叭信号。车辆方向盘通常具有用于固定在转向轴上的轮毂区域(也简称轮毂)、方向盘轮圈以及至少一个轮辐，至少一个轮辐用于将方向盘轮圈附接到轮毂区域上。

背景技术

通常，在这种情况下，覆盖方向盘的轮毂的缓冲器盖形成用于机电的按键的操作表面，其中缓冲器盖以这样的方式进行支承，即缓冲器盖可以被压下以触发喇叭。这种触发应该只是在目标明确的有意的操作的情况下而不是在意外的接触的情况下进行触发。存在这样的需要，即通过机电触发装置更可靠地和更精确地执行触发。由此，要以电子技术和必要时以软件技术的方式运行的、用于确定操作力的费用增加，这与节能的基本要求相冲突，尤其是在车辆至少暂时由可充电电池驱动的情况下。

发明内容

因此，本发明基于的目的是提供一种具有节能的机电触发装置的车辆方向盘***，触发装置用于通过车辆的声音报警装置触发声音输出(喇叭信号)。目的通过根据本发明的车辆方向盘***来实现。一种同样有利的使用以及一种相应的方法分别是并列的独立权利要求的主题。应当指出的是，在以下的描述中单独列出的特征以及措施可以以任意的、在技术上有意义的方式彼此进行组合并且展示出本发明的其他的设计方案。该描述特别是在结合附图下附加地表征和详细说明了本发明。

根据本发明的车辆方向盘***具有方向盘本体，其也简称为方向盘。方向盘本体具有轮毂区域，轮毂区域被设计用于固定在转向轴上，转向轴固定被布置在所谓的转向柱中、方向盘轮圈以及至少一个轮辐，至少一个轮辐用于将方向盘轮圈附接到轮毂区域上。在这种情况下，方向盘轮圈形成方向盘的抓握表面，但是通常不一定被设计为闭合的环。因此，也可以想到一个根据本发明的实施方式，在该实施方式中方向盘轮圈仅形成环的一部分。例如，在一个实施方式中，方向盘轮圈形成所谓的由单个轮辐承载的方向盘喇叭，作为抓握表面，或者在另一个实施方式中，形成半圆至四分之三圆，其中，该半圆至四分之三圆由一个、两个或者更多轮辐来承载。

根据本发明的车辆方向盘此外优选地具有安全气囊启动装置。安全气囊启动装置包括例如气囊(也称为“气囊”)、气囊保持架、用于产生填充气囊的气体的发生器以及发生器支架。

根据本发明，此外设置了一种机电触发装置，用以通过车辆的声音报警装置触发声音输出。根据本发明设置的触发装置具有缓冲器盖(也简称为“罩”)，该缓冲器盖被布置在方向盘本体上并且在这种情况下至少部分地覆盖轮毂区域并且在这种情况下形成操作表面。在一个设计方案中，缓冲器盖用于容纳好固定安全气囊启动装置。但是优选地，以这样的方式来设计缓冲器盖，即缓冲器盖桥接在轮毂区域和缓冲器盖之间设置的并且被设置用于至少部分地容纳安全气囊启动装置的容纳空间。

例如，安全气囊启动装置或者只被固定在缓冲器盖上，或者只被固定在方向盘本体上，特别是固定在轮毂区域上。根据本发明，缓冲器盖在操作表面上的操作力的作用下在轮毂区域的方向上以弹性自复位的方式可移动地支承在方向盘主体如方向盘轮毂上，和/或者缓冲器盖配置为以弹性自复位的方式可在轮毂区域的方向上变形。

根据本发明，机电触发装置此外具有至少一个力传感器，力传感器被布置在缓冲器盖好方向盘本体如轮毂区域之间，缓冲器盖经由力传感器被支撑在方向盘本体上，用以测量力值，力值可以与作用在缓冲器盖的操作表面上的操作力。力传感器例如相对于转向轴被偏心地布置，也就是说，相对于由转向轴限定的轴线在横向上错开地进行布置。

根据本发明，机电触发装置此外对于每个力传感器包括与力传感器以导电的方式连接的电子评估***。电子评估***应该理解为是一种电子电路，例如作为集成的电子电路，其用于提供借助于力传感器获得的并且与相应的操作力成比例的力值。此外，设置了一个、优选地恰好一个评估单元，评估单元位于这个或者这些电子电子评估***的上级并且可以选择性地在节能模式下和在运行模式下运行。节能模式被理解为例如这样的一种模式，在模式中，相对于运行模式，属于评估单元的至少一个处理器的处理器时钟和/或者处理器电源电压与运行模式相比是降低的。优选地，节能模式的特征在于，经由在至少一个力传感器和评估单元之间的数据连接的数据交换被减少，更优选地被限于唤醒信号的传输。通过根据本发明的节能模式可以有利地节省能源。

在一个设计方案中，评估单元是属于力传感器的电子评估***之一，其中，电子评估***被作为主设备运行并且其余的电子评估***被作为从设备运行。由于层级结构，每个力传感器的电子评估***分别经由数据连接，例如数据总线(I2C总线)与上级的评估单元相连接。根据本发明，针对每个力传感器预先规定了力值阈值。在至少一个力值阈值被力值之一超过时，将唤醒信号经由数据连接传输到评估单元，例如作为中断必要时经由单独的中断线路传输到评估单元，以便评估单元从节能模式切换到运行模式，在运行模式下，借助于由至少一个力传感器测量的力值来确定操作力值，用以在必要时，例如在超过预定义的操作力值时，触发车辆的声音报警装置的声音输出。

例如，当每个力值已经下降到低于预定义的针对每个力传感器预定义的切断力阈值时，例如所有力值的总和已经下降到低于预定义的切断总力阈值时，更优选地，所确定的操作力已经下降到低于预定义的操作力阈值时，就进行按时间在前的从运行模式到节能模式的切换。优选地，仅当持续预定义的持续时间上力值中的每个保持低于相关的触发力阈值或者在预定义的持续时间上所有力值的总和保持低于切断总力阈值时，才触发到节能模式的切换，或者持续预定义的持续时间上操作力保持低于预定义的切断操作力阈值。在一个设计方案中，切断力阈值分别对应于确定到运行模式的切换的预定义的力阈值。

优选地，设置有围绕转向轴分布布置的多个力传感器，多个力传感器具有相关联的电子评估***，电子评估***分别经由数据连接与评估单元相连接，以便提高操作力确定的精确性。

优选地，每个力传感器的电子评估***可以选择性地在节能模式下和在运行模式下运行。在这种情况下，此外可以通过评估单元触发电子评估***从节能模式到运行模式的切换，在运行模式中确定力值。

优选地，设置了至少两个，例如三个力传感器。

优选地，力传感器被设计用于以光学的、电容的、电感的或者电阻的方式测量力值。优选地，使用以光学的方式进行测量的力传感器。例如，使用一种光学反射测量方法，在光学反射测量方法中光强度或者光的传播时间随着待测量的力而变化。

在一个设计方案中，根据本发明的车辆方向盘***包括用于输出声音报警信号的声音报警装置。

本发明此外涉及在上面描述的实施方式中的车辆方向盘***在车辆中、特别是在机动车辆中的使用。

本发明此外涉及一种用于通过车辆的声音报警装置触发声音输出的方法，具有以下步骤：

在提供的步骤中提供一种车辆方向盘***。该***具有方向盘本体。方向盘本体包含用于附接到车辆转向***的转向轴上的轮毂区域、方向盘轮圈以及用于将方向盘轮圈附接到轮毂区域上的至少一个轮辐。优选地，此外提供安全气囊启动装置。

根据本发明，提供机电触发装置，以通过车辆的声音报警装置触发声音输出。所提供的触发装置具有缓冲器盖，缓冲器盖被布置在方向盘本体上并且至少部分地覆盖轮毂区域并且在这种情况下形成操作表面。优选地，缓冲器盖桥接被设置在轮毂区域和缓冲器盖之间的并且被设置用于至少部分地容纳安全气囊启动装置的容纳空间。

根据本发明，所提供的缓冲器盖在操作表面上的操作力的作用下在轮毂区域的方向上以弹性自复位的方式可移动地支承在方向盘主体上，和/或者缓冲器盖配置为以弹性自复位的方式可在轮毂区域的方向上变形。根据本发明，机电触发装置此外具有至少一个力传感器，力传感器被布置在缓冲器盖和方向盘本体之间，缓冲器盖通过力传感器支撑在方向盘本体上。对于每个力传感器，机电触发装置此外具有以导电方式与力传感器相连接的电子评估***，并且具有一个，优选地恰好一个位于这个或者这些电子评估***的上级的评估单元，评估单元可以选择地在节能模式下和在运行模式下运行，其中，电子评估***经由数据连接与上级的评估单元连接，并且对于每个力传感器预定义了一个力值阈值。

在测量步骤中，借助至少一个力传感器来测量力值，力值可以与作用在缓冲器盖的操作表面上的操作力相关联。在有多个力传感器的情况下，则测量多个力值。

在比较步骤中，将力值与相应的相关联的力值阈值进行比较，其中，仅仅在力值阈值被至少一个力值超过时，才将唤醒信号，也称为唤醒信号，经由数据连接传输到评估单元。

一旦唤醒信号被评估单元接收到，唤醒信号就会触发从节能模式到运行模式的切换。

评估单元在运行模式下的后续操作，在运行模式下借助于由至少一个力传感器测量的力值来确定操作力值；

如果有必要，例如在预定义的操作力值***作力值超过时，评估单元促使触发车辆的声音警报装置的声音输出。

优选地规定，此外，所有电子评估***可以选择性地在节能模式下和在运行模式下运行，并且通过评估单元触发电子评估***的运行方式分别从节能模式到运行模式的至少一次切换，更优选地，在评估单元的运行模式下操作力值被确定之前。

例如，此外通过评估单元可以触发电子评估***从运行模式到节能模式的切换。更优选地，电子评估***可以在每种情况下独立地从运行模式切换到节能模式。

根据本发明的方法的一个优选的设计方案，力传感器分别配置为以光学的、电容的、电感的或者电阻的方式测量力值。

优选地规定，在时间上将从运行模式到节能模式的切换前置于从节能模式到运行模式的切换，并且从运行模式到节能模式的切换是通过以下情况触发的，即每个力值已经下降到低于各预定义的切断力阈值，优选地，操作力值已经下降到低于预定义的切断操作力阈值，更优选地，分别在预定义的持续时间上。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明已经技术环境。应该指出的是，附图示出了本发明的特别优选的实施方案变型，但是本发明不限于这些实施方案变型。附图所示：

图1示出了车辆方向盘***的一个实施方式的示意性的俯视图或视图；

图2示出了在图1中所示出的实施方式的示意性的水平剖视图；以及

图3示出了根据本发明的方法的示意图。

具体实施方式

根据本发明的车辆方向盘***1具有方向盘本体2和机电触发装置7。后者包括被布置在方向盘本体2上的缓冲器盖8。方向盘本体2具有中心的轮毂区域2b，该轮毂区域用于将方向盘本体2以抗旋转的方式固定在转向轴10上，该转向轴通常被布置在转向柱中。方向盘本体1此外包括环形的方向盘轮圈2a，该方向盘轮圈通过多个轮辐2c附接到轮毂区域2b上。对于操作车辆方向盘***1的操作者来说，缓冲器盖8以这样的方式被布置在方向盘本体2的面向操作者的一侧上，即使得缓冲器盖8覆盖轮毂区域2b。在缓冲器盖8下方以及在缓冲器盖与方向盘本体2之间，更准确地说，在缓冲器盖8与轮毂区域2b之间，布置了三个力传感器3a、3b、3c，该三个力传感器分别确定一个力值，该三个力传感器此外用于将缓冲器盖8以弹性自复位的方式可运动地支撑在方向盘本体2的轮毂区域2b上。

属于机电触发装置7的力传感器3a、3b、3c用于通过车辆的没有示出的声音报警装置触发声音输出，也称为喇叭信号，该触发取决于操作力。例如它们是光学的、电容的、电感的或者MEMS力传感器3a、3b、3c。力传感器3a、3b、3c各自具有相关联的电子评估***4a、4b和4c，其中，后者经由总线(例如I2C)作为数据连接与上级的评估单元9相连接。此外，电子评估***4a、4b、4c中的每一个经由中断线路6a、6b、6c与评估单元9相连接，以便能够将唤醒信号从电子评估***4a、4b、4c传输到评估单元9，或者反之亦然。电子评估***4a、4b、4c分别经由总线5a、5b、5c将通过力传感器3a、3b、3c测量的力值发送到评估单元9。该评估单元可以选择性地在节能模式和运行模式下运行，其中，通过经由中断线6a、6b、6c接收至少一个唤醒信号来触发从节能模式到运行模式的切换。如果评估单元9在运行模式下运行，那么力值被以电子的方式进一步处理并且操作力被确定为总力并且可选地确定操作力的作用位置。如果操作力高于用于触发预定义的操作力阈值，那么激活车辆喇叭，例如借助于经由车辆总线或者硬接线的信号来激活车辆喇叭。

为了节省能量，至少评估单元9以及优选地附加地力传感器3a、3b、3c的电子评估***4a、4b、4c例如在切断的“启动”的情况下在节能模式下运行，也称为“睡眠模式”。例如这意味着，只有相应的部件的一些基本功能处于活动状态。电子评估***4a、4b、4c例如在睡眠模式下以这样的方式运行，即在节能模式期间，力值确定的时间间隔与运行模式相比被增大。优选地，节能模式的特征在于，经由总线5a、5b、5c在力传感器3a、3b、3c和评估单元9之间不进行任何数据交换。图2以剖视图示出了根据本发明的车辆方向盘***1。如在图中所示出的那样，缓冲器盖8配置为用于桥接面向轮毂区2b的容纳空间12，在该容纳空间中容纳有安全气囊启动装置11，安全气囊启动装置11被固定在轮毂区域11上。下面借助于图3中的示意图解释根据本发明的用于通过车辆的声音报警装置触发声音输出的方法。在用“开始”标记的步骤中，提供了车辆方向盘***，例如参照图1和图2所描述的那样。在步骤S1中，车辆方向盘***处于节能模式下。针对来自图1中的每个力传感器3a、3b、3c，预先规定了一个力值阈值。如果在步骤S2中力值阈值在节能模式下被力值之一超过，力值已经通过来自图1的力传感器3a、3b、3c确定，那么在步骤S3中将唤醒信号经由中断线路6a、6b、6c发送到评估单元9。评估单元在步骤S4中从节能模式切换到运行模式并且在步骤S5中经由总线5a、5b、5c借助于相应的唤醒信号激活力传感器3a、3b、3c的所有电子评估***4a、4b、4c，以便在步骤S6中启动相关联的力值的测量并且传输给评估单元9。评估单元在步骤S7中确定操作力F，如果操作力F在步骤S8中高于操作力阈值F_Schwelle，那么喇叭，即声音报警信号被激活。如果操作力阈值F_Schwelle不超过预定义的持续时间，那么评估单元9并且特别是电子评估***4a、4b、4c被重新置于节能模式中。

Claims (10)

1.一种车辆方向盘***（1），包括：

方向盘本体（2），所述方向盘本体具有用于附接到车辆转向***的转向轴（10）上的轮毂区域（2b）、具有方向盘轮圈（2a）以及具有用于将所述方向盘轮圈（2a）附接到所述轮毂区域（2b）上的至少一个轮辐（2c）；

机电触发装置（7），用于通过所述车辆的声音报警装置触发声音输出，其中，所述触发装置（7）具有缓冲器盖（8），所述缓冲器盖布置在所述方向盘本体（2）上并且至少部分地覆盖所述轮毂区域（2b）的同时形成操作表面，其中，所述缓冲器盖（8）在所述操作表面上的操作力（F）的作用下在所述轮毂区域（2b）的方向上以弹性自复位的方式可移动地支承在所述方向盘本体（2）上，和/或所述缓冲器盖（8）配置为以弹性自复位的方式在所述轮毂区域（2b）的方向上可变形；

其中，所述机电触发装置（7）还具有至少一个力传感器（3a、3b、3c），所述力传感器布置在所述缓冲器盖（8）和所述方向盘本体（2）之间，所述缓冲器盖（8）经由所述力传感器支撑在所述方向盘本体（2）上，以测量力值，所述力值能够与作用在所述缓冲器盖（8）的操作表面上的操作力（F）相关联；

其中，所述机电触发装置（7）对于每个力传感器（3a、3b、3c）还具有与相应的力传感器（3a、3b、3c）以导电的方式连接的电子评估***（4a、4b、4c），和位于这个或这些电子评估***（4a、4b、4c）的上级的评估单元（9），所述评估单元（9）可以选择地在节能模式下和在运行模式下运行，其中，所述电子评估***（4a、4b、4c）在每种情况下经由至少一个数据连接与上级的评估单元（9）连接，其中，对于每个力传感器（3a、3b、3c）预定义了力值阈值，并且仅当至少一个力值超过所述力值阈值时，才将唤醒信号经由所述数据连接传输到所述评估单元（9），以便所述评估单元（9）从所述节能模式切换到所述运行模式，在所述运行模式下，借助于由所述至少一个力传感器（3a、3b、3c）测量的力值确定操作力值（F），以便在超过预定义的操作力值时，触发所述车辆的所述声音报警装置的声音输出；

其中，进一步地，所有电子评估***（4a、4b、4c）可以选择性地在节能模式下和在运行模式下运行，并且通过所述评估单元（9）触发所述电子评估***（4a、4b、4c）分别从所述节能模式到所述运行模式的切换。

2.根据前述权利要求所述的车辆方向盘***（1），其中，一个或者多个力传感器（3a、3b、3c）相对于所述转向轴（10）偏心地进行布置。

3.根据前述两项权利要求中的任一项所述的车辆方向盘***（1），其中，设置有围绕所述转向轴（10）分布布置的多个力传感器（3a、3b、3c），每个具有相关联的电子评估***（4a、4b、4c），每个经由至少一个数据连接与所述评估单元（9）相连接。

4.根据前述权利要求1所述的车辆方向盘***（1），车辆方向盘***还具有安全气囊启动装置（11）并且所述缓冲器盖（8）配置为用于桥接容纳空间（12），所述容纳空间（12）设置在所述轮毂区域和所述缓冲器盖之间并且设置用于至少部分地容纳所述安全气囊启动装置（11）。

5.根据前述权利要求1所述的车辆方向盘***（1），其中，所述力传感器（3a、3b、3c）分别以光学的、电容的、电感的或者电阻的方式测量所述力值。

6.根据前述权利要求1所述的车辆方向盘***（1），其中，所述评估单元（9）配置为，在时间上将从所述运行模式到所述节能模式的切换前置于从所述节能模式到所述运行模式的切换，并且从所述运行模式到所述节能模式的切换是通过以下情况触发的，即每个力值在每种情况下已经下降到低于预定义的切断力阈值。

7.一种车辆，使用根据前述权利要求1-6中的任一项所述的车辆方向盘***（1）。

8.一种用于通过车辆的声音报警装置触发声音输出的方法，包括以下步骤：

提供一种车辆方向盘***（1），所述车辆方向盘***具有方向盘本体（2），所述方向盘本体具有用于附接到转向轴（10）上的轮毂区域（2b）、方向盘轮圈（2a）以及用于将所述方向盘轮圈（2a）附接到所述轮毂区域（2b）上的至少一个轮辐（2c）；具有机电触发装置（7），用于通过所述车辆的所述声音报警装置触发声音输出，其中，所述触发装置（7）具有缓冲器盖（8），所述缓冲器盖布置在所述方向盘本体（2）上，至少部分地覆盖所述轮毂区域（2b）并且同时形成操作表面，其中，所述缓冲器盖（8）在所述操作表面上的操作力（F）的作用下在所述轮毂区域（2b）的方向上以弹性自复位的方式可移动地支承在所述方向盘本体（2）上，和/或所述缓冲器盖（8）配置为以弹性自复位的方式可在所述轮毂区域（2b）的方向上变形；其中，所述机电触发装置（7）此外具有至少一个力传感器（3a、3b、3c），所述力传感器布置在所述缓冲器盖（8）和所述方向盘本体（2）之间，所述缓冲器盖（8）经由所述力传感器支撑在所述方向盘本体（2）上；并且所述机电触发装置（7）对于每个力传感器（3a、3b、3c）还包括与相应的力传感器（3a、3b、3c）以导电的方式连接的电子评估***（4a、4b、4c）和位于这个或这些电子评估***（4a、4b、4c）的上级的评估单元（9），所述评估单元（9）能够选择地在节能模式下和在运行模式下运行，其中，所述电子评估***（4a、4b、4c）在每种情况下经由至少一个数据连接与上级的评估单元（9）连接，其中，对于每个力传感器（3a、3b、3c）预先规定了力值阈值；

借助至少一个力传感器（3a、3b、3c）测量力值，所述力值能够与作用在所述缓冲器盖（8）的所述操作表面上的操作力（F）相关联；

将所述力值与所述力值阈值进行比较，其中，仅当所述力值阈值被至少一个力值超过时，才将唤醒信号经由所述数据连接传输到所述评估单元（9）；

如果所述唤醒信号被所述评估单元（9）接收到，则从所述节能模式切换到所述运行模式；

在所述运行模式下所述评估单元（9）的后续操作，其中借助于由所述至少一个力传感器测量的力值来确定操作力值；

在预定义的操作力值被所述操作力值超过时，通过所述评估单元（9）促使触发所述车辆的声音报警装置的声音输出；

其中，进一步地，所有电子评估***（4a、4b、4c）能够选择性地在节能模式下和在运行模式下运行，并且通过所述评估单元（9）触发所述电子评估***（4a、4b、4c）分别从所述节能模式到所述运行模式的至少一次切换。

9.根据前述权利要求8所述的方法，其中，所述力传感器（3a、3b、3c）分别以光学的、电容的、电感的或者电阻的方式测量所述力值。

10.根据前述权利要求8或9所述的方法，其中，在时间上将从所述运行模式到所述节能模式的切换前置于从所述节能模式到所述运行模式的切换，并且从所述运行模式到所述节能模式的切换是通过以下情况触发的，即每个力值在每种情况下已经下降到低于各预定义的切断力阈值。