具有改善的手指導(dǎo)航模塊接口的方向盤(pán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的方向盤(pán)，具有光學(xué)手指導(dǎo)航模塊、方向盤(pán)電子裝置和用于在光學(xué)手指導(dǎo)航模塊和方向盤(pán)電子裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛方向盤(pán)的開(kāi)關(guān)單元中可以集成加入光學(xué)手指導(dǎo)航模塊(OFN)作為用于檢測(cè)手指運(yùn)動(dòng)的傳感器。傳感器數(shù)據(jù)必須通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接從OFN被傳輸至方向盤(pán)電子裝置(LRE，見(jiàn)圖1)。此時(shí)，在方向盤(pán)內(nèi)可供用于插頭連接和電纜連接的結(jié)構(gòu)空間非常有限。另夕卜，在OFN和方向盤(pán)電子裝置之間的通信應(yīng)該耐受外界干擾影響并且與從方向盤(pán)電子裝置到轉(zhuǎn)向柱內(nèi)的套管開(kāi)關(guān)模塊的數(shù)據(jù)傳輸是同步的。
[0003]在所謂的“消費(fèi)電子裝置”中，通常也采用了 OFN 1(見(jiàn)圖2)。其中，OFN I直接與印刷電路板2相連，在印刷電路板上也安放有分析OFN數(shù)據(jù)的微控制器3。
[0004]在消費(fèi)電子裝置中，OFN I和微控制器3 —般通過(guò)I2C接口(內(nèi)部集成電路)相互通信。這種串行接口被設(shè)計(jì)用于在電路板上的控制器之間進(jìn)行通信并且只需要兩根信號(hào)線4和5 (串行時(shí)鐘SCLK和信號(hào)數(shù)據(jù)SDA)。如果OFN在其表面上檢測(cè)到手指運(yùn)動(dòng)，則所述OFN通過(guò)向微控制器3發(fā)出中斷請(qǐng)求的方式來(lái)啟動(dòng)與微控制器3的通信。對(duì)此，在OFN I和微控制器3之間需要有中斷請(qǐng)求線7(M0T10N_N)?？傊?，為了運(yùn)行工作而需要三根線。但是，對(duì)于在方向盤(pán)內(nèi)所需要的在OFN I和LRE之間通過(guò)長(zhǎng)信號(hào)線進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸而言，I2C接口的抗干擾強(qiáng)度不足以用于機(jī)動(dòng)車應(yīng)用場(chǎng)合。
[0005]已知的SPI接口(串行外圍接口)對(duì)于在機(jī)動(dòng)車方向盤(pán)中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)可能是足夠強(qiáng)健的。圖3示意性示出了 OFN通過(guò)SPI接口連接在微控制器3上。如在圖2的例子中那樣，方向盤(pán)電子裝置LRE的印刷電路板2配設(shè)有微控制器3。OFN I的電子裝置6設(shè)置在多功能開(kāi)關(guān)(MFS)的印刷電路板8上。微控制器3和OFN I的電子裝置6分別具有一個(gè)SPI接口 9、10。該SPI接口按照標(biāo)準(zhǔn)需要四條數(shù)據(jù)線。三條數(shù)據(jù)線11、12和13是真正的數(shù)據(jù)傳輸所需要的，即SCLK (串行時(shí)鐘)、M0SI (主出從進(jìn))、MIS0 (主進(jìn)從出)。通過(guò)第四條導(dǎo)線14 (SS ;從選)，主控(在此是微控制器3)選擇想與之通信的從控(在此是OFN I)。因此，原則上能夠多個(gè)從控與一個(gè)主控通信，在這里，這些從控能共享這三條數(shù)據(jù)線，但各自需要一條自己的從選線。但是，SPI接口 9、10的四條信號(hào)線導(dǎo)致了在方向盤(pán)中需要更多的結(jié)構(gòu)空間用于在兩個(gè)印刷電路板2、8上的插頭15、16以及相應(yīng)的電纜束。還有用于第五條導(dǎo)線17的結(jié)構(gòu)空間需求，該第五條導(dǎo)線是類似于圖2的例子中的中斷進(jìn)程所需要的。
[0006]在消費(fèi)電子裝置中，在作為主控的微控制器3和作為從控的OFN I之間的數(shù)據(jù)傳輸由OFN I來(lái)啟動(dòng)。為此，自身的信號(hào)線17被用于所謂的動(dòng)作-中斷(Mot1n_Interrupt)請(qǐng)求。如果OFN I檢測(cè)到手指在其表面上的接觸狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則它發(fā)送動(dòng)作-中斷請(qǐng)求給所述主控3。所述主控隨后啟動(dòng)通過(guò)串行接口 9、10的OFN數(shù)據(jù)查詢。
[0007]這種通信概念對(duì)于消費(fèi)電子裝置帶來(lái)了優(yōu)點(diǎn)，即，只在發(fā)生手指運(yùn)動(dòng)時(shí)根據(jù)事件而在主從之間通信。這導(dǎo)致了最少的能量需求，對(duì)移動(dòng)裝置是一個(gè)重要方面。但對(duì)于在方向盤(pán)中的應(yīng)用就是不太重要了。對(duì)于在方向盤(pán)中的應(yīng)用不利的是，動(dòng)作-中斷請(qǐng)求需要附加的信號(hào)線，這使得結(jié)構(gòu)空間問(wèn)題變得進(jìn)一步尖銳了。另一方面，這種根據(jù)事件的通信只能很困難地“與在方向盤(pán)電子裝置和套管開(kāi)關(guān)模塊之間的基本周期性的數(shù)據(jù)傳輸”同步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種方向盤(pán)，該方向盤(pán)使得能夠在結(jié)構(gòu)空間需求小的情況下實(shí)現(xiàn)OFN抗干擾的工作。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)將通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的方向盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010]由從屬權(quán)利要求得到了本發(fā)明的有利改進(jìn)方案。
[0011]另外，提供一種具有相應(yīng)方向盤(pán)的機(jī)動(dòng)車。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)動(dòng)車的方向盤(pán)配備有光學(xué)手指導(dǎo)航模塊、方向盤(pán)電子裝置和用于在所述光學(xué)手指導(dǎo)航模塊和方向盤(pán)電子裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的通信裝置。在此，該通信裝置具有只有三條導(dǎo)線的串行數(shù)據(jù)總線，三條導(dǎo)線中的兩條被設(shè)計(jì)用于數(shù)據(jù)傳輸，另一條被設(shè)計(jì)用于時(shí)鐘傳輸。
[0013]就是說(shuō)，有利地在所述光學(xué)手指導(dǎo)航模塊和方向盤(pán)電子裝置之間設(shè)置只有三條導(dǎo)線的數(shù)據(jù)總線。因此，相比于四條或五條導(dǎo)線，明顯節(jié)約了結(jié)構(gòu)空間。由于針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)置了兩條導(dǎo)線，故可以在本發(fā)明方向盤(pán)的一個(gè)改進(jìn)方案中，還將一條導(dǎo)線用于從方向盤(pán)電子裝置到OFN的通信，另一條數(shù)據(jù)線用于反向通信，由此進(jìn)一步改善了抗干擾性。
[0014]該方向盤(pán)電子裝置優(yōu)選被構(gòu)造用于:通過(guò)該通信裝置周期性查詢?cè)揙FN模塊。通過(guò)這種周期性查詢，可以放棄單獨(dú)的中斷請(qǐng)求線。
[0015]數(shù)據(jù)總線尤其可以是SPI數(shù)據(jù)總線。所述SPI數(shù)據(jù)總線的特點(diǎn)是抗干擾性足夠強(qiáng)。
[0016]該OFN模塊還可以被構(gòu)造用于檢測(cè)在OFN模塊表面上的手指運(yùn)動(dòng)作為至少一個(gè)差值，該差值描繪了手指在一個(gè)通信周期中經(jīng)過(guò)的路程。通過(guò)該差值能可靠發(fā)現(xiàn)手指是否曾經(jīng)在OFN模塊表面上運(yùn)動(dòng)。
[0017]尤其是，該OFN模塊可以被構(gòu)造用于由多個(gè)差值計(jì)算加和值并用于通過(guò)該通信裝置將該加和值傳輸至該方向盤(pán)電子裝置。而且，該方向盤(pán)電子裝置可以被構(gòu)造用于:由所傳輸?shù)募雍椭岛退鎯?chǔ)的另一加和值來(lái)計(jì)算出一差值，作為用于手指運(yùn)動(dòng)的指標(biāo)。即，如果該OFN模塊傳輸加和值，則也可以當(dāng)數(shù)據(jù)值因錯(cuò)誤而未被收到時(shí)在接收側(cè)通過(guò)加和值處理，尤其是形成差值來(lái)推斷出運(yùn)動(dòng)。
[0018]在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方向盤(pán)電子裝置被構(gòu)造用于:根據(jù)方向盤(pán)電子裝置中存儲(chǔ)或提供的內(nèi)部數(shù)據(jù)來(lái)控制OFN模塊的溫度補(bǔ)償。這相比于只采用OFN模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)的常見(jiàn)溫度補(bǔ)償具有以下優(yōu)點(diǎn):在該方向盤(pán)電子裝置外或在OFN模塊外獲得的數(shù)據(jù)如環(huán)境溫度、室內(nèi)溫度等也可以被考慮用于溫度補(bǔ)償。
[0019]另外，該方向盤(pán)電子裝置可以配備有微處理器，所述微處理器具有至少兩個(gè)SPI接口，在此，通過(guò)其中一個(gè)所述的SPI接口來(lái)連接該OFN模塊，并且通過(guò)其中另一個(gè)所述的SPI接口來(lái)連接另一個(gè)OFN模塊。借此可以將一個(gè)方向盤(pán)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)單元的OFN模塊按照本發(fā)明的有利方式與一個(gè)中央方向盤(pán)電子裝置連接。
[0020]另外，該方向盤(pán)可以與轉(zhuǎn)向柱的套管開(kāi)關(guān)模塊通信連接，其中，在OFN模塊和方向盤(pán)電子裝置之間的通信與在方向盤(pán)電子裝置和套管開(kāi)關(guān)模塊之間的通信同步。同步的優(yōu)點(diǎn)是時(shí)間上優(yōu)化的傳輸。
[0021]尤其有利的是，機(jī)動(dòng)車配備有根據(jù)本發(fā)明的方向盤(pán)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]將結(jié)合附圖來(lái)詳述本發(fā)明，其中:
[0023]圖1是具有光學(xué)手指導(dǎo)航模塊的方向盤(pán)的示意圖，
[0024]圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)I2C接口來(lái)連接的OFN模塊，
[0025]圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)4線SPI接口來(lái)連接的OFN模塊，以及
[0026]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明利用3線SPI接口來(lái)連接的OFN模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下詳述的實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0028]圖1示意性地示出了方向盤(pán)18。在該方向盤(pán)上，在這里在符合人體工程學(xué)的位置上有兩個(gè)開(kāi)關(guān)單元19和20，所述開(kāi)關(guān)單元也可以被稱為多功能開(kāi)關(guān)(MFS)。在其它實(shí)施例中，只設(shè)有一個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)單元，或者設(shè)有多于兩個(gè)的開(kāi)關(guān)單元或者說(shuō)多功能開(kāi)關(guān)。
[0029]在圖1的例子中，每個(gè)開(kāi)關(guān)單元19、20具有一個(gè)光學(xué)手指導(dǎo)航模塊(OFN)。另外，所述開(kāi)關(guān)單元19、20分別還具有其它的機(jī)械操作元件21。電纜23用于將數(shù)據(jù)從左側(cè)開(kāi)關(guān)單元19傳輸至方向盤(pán)電子裝置22 (LRE)，該電纜在其兩端分別配備有插頭24。與此相似，借助電纜25實(shí)現(xiàn)從右側(cè)開(kāi)關(guān)單元20至方向盤(pán)電子裝置22的通信。從方向盤(pán)電子裝置22至例如套管開(kāi)關(guān)模塊(圖1未示出)的信號(hào)輸出借助另