[发明专利]具有改善的手指导航模块接口的方向盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的方向盘，具有光学手指导航模块、方向盘电子装置和用于在光学手指导航模块和方向盘电子装置之间传输数据的通信装置。

背景技术

在车辆方向盘的开关单元中可以集成加入光学手指导航模块(OFN)作为用于检测手指运动的传感器。传感器数据必须通过数据总线连接从OFN被传输至方向盘电子装置(LRE，见图1)。此时，在方向盘内可供用于插头连接和电缆连接的结构空间非常有限。另外，在OFN和方向盘电子装置之间的通信应该耐受外界干扰影响并且与从方向盘电子装置到转向柱内的套管开关模块的数据传输是同步的。

在所谓的“消费电子装置”中，通常也采用了OFN 1(见图2)。其中，OFN 1直接与印刷电路板2相连，在印刷电路板上也安放有分析OFN数据的微控制器3。

在消费电子装置中，OFN 1和微控制器3一般通过I2C接口(内部集成电路)相互通信。这种串行接口被设计用于在电路板上的控制器之间进行通信并且只需要两根信号线4和5(串行时钟SCLK和信号数据SDA)。如果OFN在其表面上检测到手指运动，则所述OFN通过向微控制器3发出中断请求的方式来启动与微控制器3的通信。对此，在OFN 1和微控制器3之间需要有中断请求线7(MOTION_N)。总之，为了运行工作而需要三根线。但是，对于在方向盘内所需要的在OFN 1和LRE之间通过长信号线进行的数据传输而言，I2C接口的抗干扰强度不足以用于机动车应用场合。

已知的SPI接口(串行外围接口)对于在机动车方向盘中的应用来说可能是足够强健的。图3示意性示出了OFN通过SPI接口连接在微控制器3上。如在图2的例子中那样，方向盘电子装置LRE的印刷电路板2配设有微控制器3。OFN 1的电子装置6设置在多功能开关(MFS)的印刷电路板8上。微控制器3和OFN 1的电子装置6分别具有一个SPI接口9、10。该SPI接口按照标准需要四条数据线。三条数据线11、12和13是真正的数据传输所需要的，即SCLK(串行时钟)、MOSI(主出从进)、MISO(主进从出)。通过第四条导线14(SS；从选)，主控(在此是微控制器3)选择想与之通信的从控(在此是OFN 1)。因此，原则上能够多个从控与一个主控通信，在这里，这些从控能共享这三条数据线，但各自需要一条自己的从选线。但是，SPI接口9、10的四条信号线导致了在方向盘中需要更多的结构空间用于在两个印刷电路板2、8上的插头15、16以及相应的电缆束。还有用于第五条导线17的结构空间需求，该第五条导线是类似于图2的例子中的中断进程所需要的。

在消费电子装置中，在作为主控的微控制器3和作为从控的OFN 1之间的数据传输由OFN 1来启动。为此，自身的信号线17被用于所谓的动作-中断(Motion_Interrupt)请求。如果OFN 1检测到手指在其表面上的接触状态或运动状态，则它发送动作-中断请求给所述主控3。所述主控随后启动通过串行接口9、10的OFN数据查询。

这种通信概念对于消费电子装置带来了优点，即，只在发生手指运动时根据事件而在主从之间通信。这导致了最少的能量需求，对移动装置是一个重要方面。但对于在方向盘中的应用就是不太重要了。对于在方向盘中的应用不利的是，动作-中断请求需要附加的信号线，这使得结构空间问题变得进一步尖锐了。另一方面，这种根据事件的通信只能很困难地“与在方向盘电子装置和套管开关模块之间的基本周期性的数据传输”同步。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种方向盘，该方向盘使得能够在结构空间需求小的情况下实现OFN抗干扰的工作。

根据本发明，该任务将通过根据权利要求1的方向盘来实现。

由从属权利要求得到了本发明的有利改进方案。

另外，提供一种具有相应方向盘的机动车。

根据本发明的用于机动车的方向盘配备有光学手指导航模块、方向盘电子装置和用于在所述光学手指导航模块和方向盘电子装置之间传输数据的通信装置。在此，该通信装置具有只有三条导线的串行数据总线，三条导线中的两条被设计用于数据传输，另一条被设计用于时钟传输。

就是说，有利地在所述光学手指导航模块和方向盘电子装置之间设置只有三条导线的数据总线。因此，相比于四条或五条导线，明显节约了结构空间。由于针对数据传输设置了两条导线，故可以在本发明方向盘的一个改进方案中，还将一条导线用于从方向盘电子装置到OFN的通信，另一条数据线用于反向通信，由此进一步改善了抗干扰性。