Hoffmann+ Krippner entwickelte zusammen mit den Partnerunternehmen Guttersberg Consulting und

Hoffmann+ Krippner entwickelte zusammen mit den Partnerunternehmen Guttersberg Consulting und Freescale Halbleiter Deutschland ein resistiv arbeitendes Handerkennungssystem am Lenkrad.

Eine Kooperation der Unternehmen Guttersberg Consluting, Hoffmann + Krippner und Freescale entwickelte ein alternatives Handerkennungssystem für vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Fahrzeugen.

Das Lenkrad hat sich von einem ursprünglich reinem Steuerelement zu einem Sicherheitsbauteil mit komplexem Anforderungsprofil gewandelt. Schon vor über 30 Jahren führte die Verschärfung der Grenzwerte beim Aufprall auf die Lenkanlage zur serienmäßigen Einführung der Airbag. Die Unterbringung dieses Sicherheitssystems im Lenkrad war eine Herausforderung an die Ingenieure und bedurfte umfangreicher Konzeptanpassungen.

Obwohl die Zahl der im Straßenverkehr tödlich verunglückten Menschen daraufhin stark sank, ließ die Forschung nicht nach und wandte sich nun dem Fahrzeugführer zu: Müdigkeit, Unachtsamkeit und falsche Reaktionen sind nach wie vor häufige Ursachen für Unfälle.

Abweichungen rechtzeitig erkennen

Hier Abweichungen rechtzeitig zu erkennen und davor zu warnen hilft, den Sicherheitsaspekt in einem Kraftfahrzeug deutlich zu verbessern. So wurde 2005 die im Lenkrad integrierte „Lane Departure Warning“-Funktion entwickelt. Ein im Lenkrad integrierter Motor mit einer Unwucht-Masse regt im Bedarfsfalle das Lenkelement zum Vibrieren an. Neuere Entwicklungen befassen sich mit der Entlastung des Fahrers in Situationen, in denen auch eine teilautomatische oder später sogar vollautomatische Fahrweise möglich ist.

Unter der Hands-Handerkennung (Hands ON/OFF Detection) versteht man hier die Erkennung, ob sich die Hände des Fahrers am Lenkradkranz befinden oder nicht. Neben Aspekten der Komforterhöhung geht mit dieser Detektion auch eine Entlastung für den Fahrzeugführer einher. Stop-and-Go-Situationen oder Kolonnenfahrten beispielsweise kann das System automatisch erkennen und das Fahrzeug in Zusammenwirken mit anderen Systemen autark in ausreichendem Abstand zum Vordermann führen.

Integriertes Sensorsystem Hoffmann + Kippner

Hoffmann+ Krippner entwickelte zusammen mit den Partnerunternehmen Guttersberg Consulting und Freescale Halbleiter Deutschland ein resistiv arbeitendes Handerkennungssystem am Lenkrad.

Zwei Systeme für die Sensierung im Lenkrad

Grundsätzlich gibt es heute zwei Systeme für die Sensierung im Lenkradkranz – Sensoren auf Basis kapazitiver oder resistiver Technologie. Um die Nachteile der kapazitiven Systeme zu umgehen, entwickelte Guttersberg Consulting in Zusammenarbeit mit Hoffmann + Krippner sowie Freescale Halbleiter Deutschland ein resistiv arbeitendes Handerkennungssystem am Lenkrad. Die in der EP 2611642 A2 patentierte Erkennung besteht aus mehreren in  Abstand zueinander befindlichen Folien, welche die Verformung beim Berühren mit der Hand in ein auswertbares Schaltsignal umwandeln. Diese Folien liegen unter der Lederummantelung und umfassen das Lenkradkranz zu etwa 65 Prozent.

Bestandteil des Lenkrades ist auch eine Auswert-Elektronik. Diese Elektronik sowie die zugehörige Software wurden von der Firma Freescale Halbleiter Deutschland auf Basis der MagniV-Microcontrollerfamilie entwickelt. Um die Toleranzen bei der Umlederung auszugleichen, setzt die Elektronik im End-of-line-Tester das spezifische Niveau des jeweiligen Lenkrades auf null. Spätere Toleranzen, beispielsweise hervorgerufen durch Temperaturunterschiede, gleicht die Auswerteelektronik aus, indem sie die Widerstände mehrerer Lenkradbereiche prüft, diese vermittelt und Abweichungen eines Bereiches zum Mittelwert durch Anlegen der Hand an das Lenkrad als Signal erkennt.

Aufbau des Sensors

Der Sensor besteht aus zwei übereinander liegenden Folien, die durch druckbare Abstandselemente auf Distanz gehalten werden. Durch ein spezielles Druckverfahren wird eine eigens von Hoffmann + Krippner entwickelte Widerstandspaste im Siebdruckverfahren auf die Folien gebracht. Ein elektrischer Kontakt wird hergestellt, sobald sich die Folien berühren. Dieses Signal wird ausgewertet und kann mit Hilfe einer intelligenten Software die entsprechenden Aktionen auslösen. Die bereits in einem industriellen Prozess gefertigten Sensorfolien können in verschiedenen Designs auf das jeweilige Lenkradprofil (KFZ, Flugzeug, Schiff aber auch Medizinische Geräte) angepasst werden. Alle verwendeten Materialien sind automotive-tauglich und in anderen Bereichen des Fahrzeuges bereits im Einsatz.

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