CN110770067A - 用于车辆的方向盘的操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的方向盘(11)的操作装置(10)，该操作装置包括至少一个第一操作元件(1)，该第一操作元件借助在各自的施力点(19a、19b)进行的操纵动作能以有选择的方式围绕第一旋转轴线(2)和第二旋转轴线(3)转动，用以控制调节系统，其中，操作元件(1)还能从初始位置转动到至少一个调设级中，其中，第一旋转轴线(2)与操作元件(1)的纵向轴线(12)同轴，并且第二旋转轴线(3)基本上横向于第一旋转轴线(2)延伸，其中，在围绕第二旋转轴线(3)操纵操作元件(1)时，施力点(19a)具有关于第二旋转轴线(3)的杠杆力臂(20)，并且其中，在围绕第一旋转轴线(2)操纵操作元件(1)时，施力点(19b)基本上不具有关于第二旋转轴线(3)的杠杆力臂(20)，以免同时围绕第一和第二旋转轴线(2、3)操纵操作元件(1)。本发明还涉及具有这样操作装置的用于车辆的方向盘(11)。

Description

用于车辆的方向盘的操作装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的方向盘的操作装置。本发明还涉及一种具有这样操作装置的用于车辆的方向盘。
背景技术
例如，由DE 10 2008 056 974 A1揭示了一种用于机动车的方向盘，其具有用于控制机动车的至少一个纵向动态调节系统的操作元件。这些操作元件包括调整元件，用以改变针对至少一个纵向动态调节系统的设定速度值。该调整元件能沿两个相反的操纵方向操纵，以便通过操纵方向来预给定设定速度值的改变的方向，并且在这两个操纵方向中的每个操纵方向上在操纵的程度方面能以至少两个级来操纵。通过操纵的程度，预给定了设定速度值的改变的程度。
发明内容
本发明的任务在于，改进所述类型的操作装置，并提高操作安全性和操作舒适性。该任务通过权利要求1和13的特征来解决。优选实施方式参阅从属权利要求。
根据本发明的用于车辆的方向盘的操作装置包括操作元件，该操作元件借助在施力点进行的操纵动作能以有选择的方式能围绕第一旋转轴线或第二旋转轴线转动，用以控制至少一个调节系统。操作元件还能从初始位置转动到至少一个调设级中，其中，第一旋转轴线与操作元件的纵向轴线同轴延伸，并且第二旋转轴线基本上横向于第一旋转轴线延伸。在围绕第二旋转轴线操纵操作元件时，施力点具有关于第二旋转轴线的杠杆力臂。在围绕第一旋转轴线操纵操作元件时，施力点基本上不具有关于第二旋转轴线的杠杆力臂，以免同时围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线操纵操作元件。
操作装置优选至少部分地容纳在方向盘中，并且被用于控制至少一个调节系统，其中，也能够使用操作装置来控制多个调节系统。调节系统优选被理解为车辆的辅助和舒适系统，其被设置成用于简化车辆驾驶员的驾驶体验并且/或者感受舒适。尤其地，在驾驶员驾驶车辆时，通过辅助和舒适系统对驾驶员提供支持。这样的辅助和舒适系统可以例如是能够启用、停用和/或借助操作装置来控制的巡航控制器或距离调节系统。此外，借助操作装置，例如也能够控制音频系统用来回放音频数据，或者能够在选定菜单中浏览或挑选列表条目。
尤其地，操作装置的操作元件被设置成用于发出用于至少其中一个所述调节系统的控制指令。操作元件被理解为组合式的转动-按压-操作元件。在此，操作元件优选具有两种操作功能。因此，一方面，通过操作元件围绕第一旋转轴线的旋转运动可以向调节系统实现一个或多个控制指令。另一方面，通过操作元件围绕第二旋转轴线的转动的运动或倾斜运动可以向调节系统附加实现一个或多个控制指令。基于操作元件的设计方案，操作元件可以要么围绕第一旋转轴线要么围绕第二旋转轴线旋转。因此，防止同时操纵。
在围绕第一旋转轴线操纵操作元件时，由于沿第一运动方向和第二运动方向将操纵力引入到施力点中能使得操作元件转动。对此替选地或附加地，由于通过沿第一运动方向和第二运动方向将操纵力引入到施力点中能使得操作元件倾斜。操纵力由车辆的驾驶员或操作者来引入到操作元件中。施力点被理解为操作元件上的如下部位，在该部位上操作者借助操纵力来操纵操作元件。在此，可以在操纵元件的任意点进行对操作元件的操纵。优选地，可以在筋腹的区域中进行对操作元件的操纵。
但是在下文中为了说明，用于围绕第一旋转轴线操纵操作元件的各自的施力点和用于围绕第二旋转轴线操纵操作元件的各自的施力点被用作示例。操作元件的第一旋转轴线优选水平取向。纵向轴线是操作元件居中划分的轴线。换而言之，纵向轴线描述操作元件的中轴线，操作元件能围绕该中轴线旋转。操作元件的第一和第二运动方向优选竖直向上或向下延伸，用以将操作元件调整到至少一个调设级中。优选地，操作元件在每个运动方向上具有至少两个调设级。当然，操作元件也可以具有三个调设级或者四个或更多个调设级。每个调设级可以具有用于控制各自的调节系统的不同功能。
操作装置的操作元件还能沿第三运动方向围绕第二旋转轴线转动，其中，第三运动方向优选垂直于操作元件的取向。对此替选地或附加地，操作元件能沿第三运动方向倾斜。换而言之，第二旋转轴线在此布置成使得运动元件围绕第二旋转轴线倾斜。第二旋转轴线优选竖直取向。因此，第二旋转轴线优选正交于第一旋转轴线的取向。经由沿第三运动方向操纵操作元件，例如致动了开关或按钮，以便启用或停用调节系统，例如巡航控制器或距离调节系统。
正如第一运动方向和第二运动方向，该第三运动方向可以多级地成形。也就是说，操作元件针对第三运动方向可以具有两个或更多个调设级。在此情况下，操作元件可以构造成使得该操作元件具有用于克服沿第三运动方向的各自的调设级的可感阻力。如果针对第三运动方向使用卡锁式开关，则可以将操作元件锁入在启用的、被按压的定位上。
通过操作装置的这种构造和两个旋转轴线的彼此间的布置，可以在三个不同的运动方向上单独地操纵操作元件，而不会无意中同时在其他两个运动方向上操纵操作元件。这就能够实现操作元件之内的多种功能的组合，并且提高了操作装置的操作安全性和操作舒适性。
在优选实施例中，使用操作装置操作车辆的巡航控制器。因此，例如在操作元件在第一运动方向或第二运动方向上的第一调设级中，可以例如将车辆的设定速度提高或减少1km/h。在第一运动方向或第二运动方向的第二调设级中，可以例如将设定速度提高或减少5km/h。在第三调设级中，可以例如将设定速度提高或减少10km/h。通过沿第三运动方向操纵操作元件，例如可以进行对巡航控制器的启用或停用。
替选地，调节系统可以包括距离调节系统。在此，通过围绕第一旋转轴线操纵操作元件，例如能逐步调整与前方车辆的距离，其中，根据操作元件的调设级而定地，可以使该距离按米计地以一个步长、五个步长或十个步长来增大或减小。在此，通过沿第三运动方向操纵操作元件，可以例如启用或停用距离调节系统。
此外，该调节系统可以是无关驾驶的调节系统，例如可以用来控制车辆的车载计算机或音频系统。在此，例如，在沿第一运动方向或第二运动方向操纵操作元件时，可以浏览列表条目，并且在围绕第二旋转轴线操纵操作元件时，可以选中或取消选择列表条目。同样地，根据调设级而定地，可以同时浏览单个或多个列表条目。
操作元件的针对每个运动方向的每个调设级优选具有止挡阻力，为了到达下一调设级必须克服该止挡阻力。一旦操作者更换到下一调设级，经由阻力就对操作者提供触觉反馈。这提高了操作装置的操作安全性，并减少或避免误操作，这是因为操作者通过触碰受到所选调设级的直接触觉反馈。因此，对操作装置的操作对于操作者而言就更加直观并令人舒适。
此外优选地，在操纵动作之后，操作元件能自动复位到初始位置中。为此，操作元件例如是受弹簧负载，其中，在操纵结束之后，通过弹簧力使操作元件运动回到初始位置中。
可以短促地操纵或任意时长地保持操作元件的各自的调设级。短促的操纵意味着在其中实施用于调节系统的控制指令的时刻。例如，在巡航控制器中，根据调设级而定地，在短促操纵操作元件时，车辆的行驶速度提高或降低了1km/h、5km/h或10km/h。此外，可以任意时长地操纵各自的调设级。这意味着，在各自的调设级中，在较长的时间段内实施用于调节系统的相应的控制指令，或者在限定的时间间隔内一直重复相应的控制指令直到操纵动作结束。例如，在巡航控制器中，行驶速度根据调设级而定地以一个步长、五个步长或十个步长一直增大或减小，直到操纵动作结束并且操作元件自动复位到初始位置。因此，操作元件构造为翘板，该翘板通过操纵动作沿一个方向翘动并且在操纵动作结束之后沿相反的方向翘动返回初始位置。
优选地，操作元件具有基本上柱体状的区段和基本上呈锥形的区段，其中，柱体状的区段被设置成用于围绕第一旋转轴线操纵操作元件，并且呈锥形的区段被设置成用于围绕第二旋转轴线操纵操作元件。这两个区段优选轴向彼此相邻地构造。经由柱体状的区段进行了沿第一或第二运动方向操纵操作元件，其中，操作元件在此围绕第一旋转轴线旋转。通过呈锥形的区段进行沿第三运动方向操纵操作元件，其中，操作元件围绕第二旋转轴线倾斜。
本发明基于如下技术教导，即，在柱体状的区段的圆周上构造有用于使操作元件围绕第一旋转轴线旋转的筋腹。此外，在呈锥形的区段的圆周上优选构造有用于使操作元件围绕第二旋转轴线倾斜和/或旋转的操作面，其中，操作面具有用于触觉感知的凹槽。柱体状的区段或筋腹从操作元件的更靠近第二旋转轴线的端侧开始在操作元件的约二分之一至三分之二的水平长度上延伸。在此，第二旋转轴线优选大致布置在操作元件的纵向轴线的四分之一点与三分之一点之间。优选地，第二旋转轴线可以形成相对于筋腹或相对于柱体状的区段的中垂线，并且因此基本上正交于第一旋转轴线地延伸。但是，第二旋转轴线依赖于操作元件的设计地可以与第一旋转轴线成角度地构成。筋腹用于简化有选择地沿第一和第二运动方向操纵操作元件。在此，筋腹防止了操作元件在操作元件的操纵期间回弹。
优选地，柱体状的区段的筋腹与呈锥形的区段的操作面连接。在此，筋腹在过渡区域中向操作面呈三角形扩宽，直至操作元件的端面为止。替选地或附加地，筋腹可以在呈三角形的操作面的区域中被整扁平。优选地，操作面的外部区域处构造有凹槽或凹陷部，以便附加地避免对操作元件的误操作。由此能够通过触觉感知触碰凹槽，并且因此在不必直接注视操作装置的情况下就能够沿第三运动方向操纵操作元件。筋腹与操作面之间的连接部还用于例如直观地引导操作者能用来操纵操作装置的手指。
尽管操作装置布置在操作者或驾驶员的周边视野中，但基于操作系统的设计方案，不需要直接观察操作装置。因此能够通过触觉识别操作元件的几何形状来进行对操作装置的直观操作。
在围绕第一旋转轴线操纵操作元件时，施力点优选轴向居中地布置在筋腹上。换而言之，基本上在筋腹的一半长度上并在竖直方向上进行沿第一或第二运动方向对操作元件的操纵。在沿第三运动方向操纵操作元件时的施力点优选布置在操作面的中央，其中，基本上垂直于操作面地进行沿第三运动方向对操作元件的操纵。在此，从施力点(也就是说力作用到操作元件中的那一点)到第二旋转轴线的距离被限定为杠杆力臂。杠杆力臂越大，也就是说距第二旋转轴线越远地操纵操作元件，则越容易能够沿第三运动方向操纵操作元件。操作者沿第三运动方向操纵操作元件的施力点距第二旋转轴线越近，则对于操作者来说沿第三运动方向操纵操作元件的难度越大，其中，力差很小。这一点尤其有利于避免对操作元件的误操作。
用于围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线操纵操作元件的施力点优选位于共同的平面内。也就是说，在围绕第一旋转轴线操纵操作元件时，操作元件能沿第一或第二运动方向旋转，其中，没有或仅有可忽略不计的被用于沿第三运动方向围绕第二旋转轴线操纵操作元件的杠杆力臂。换而言之，没有或仅有可忽略不计的杠杆力臂意味着防止围绕第二旋转轴线操纵操作元件。
第三运动方向的操作面是呈三角形的并且与呈锥形的区段相比较扁平地构成，从而相比操作元件的大小构成较大的按压面，这在围绕第二旋转轴线操纵操作元件时防止了同时围绕第一旋转轴线操纵操作元件。因此要么进行围绕第一运动方向或第二运动方向操纵操作元件，要么进行沿第三运动方向操纵操作元件。
根据优选实施方式，操作装置还包括用于控制另外的调节系统的环形元件。在此，例如可以将距离调节系统与巡航调节器组合起来。此外能想到的是，将其他上述调节系统彼此相关联，其中，所有调节系统都借助根据本发明的操作装置来控制。因此，环形元件扩展了操作装置并应被理解为另外的操作元件。此外，环形元件还可以由多个部段构成，或构造为环形轮或触摸元件并且附加地包括被整合的按钮。在此，触摸元件是采用触摸屏方式构造的输入元件。替选地，环形元件和操作元件也能彼此相邻或偏心地布置。
优选地，环形元件包括用于控制调节系统的至少一个按钮并优选包括四个按钮。环形元件的按钮可以围绕操作元件均匀地或非均匀地布置。此外，按钮还可以用于例如浏览列表条目或选定这样的列表条目。此外，按钮可以用于输入控制指令或者用于启用或停用一个或多个调节系统。
此外，按钮优选具有不同的尺寸。根据优选实施方式，操作元件布置在环形元件的中央，其中，环形元件具有四个按钮。四个按钮优选具有两种不同的尺寸。在操作元件的竖直上方和下方布置有对应于操作元件结构较大的按钮。与之相应地，在操作元件的两个水平的侧面上布置有结构相对较小的按钮，其中，四个按钮成环，并且操作元件布置在这个环的中央。
根据替选实施方式，操作元件可以构造为能围绕纵向轴线转动的滚子。在此，操作元件在柱体状的第一区段中不具有筋腹。在操作面的区域中，取代具有操作面和凹槽的呈锥形的区段地，构造有柱体状的第二区段，其中，该柱体状的第二区段的直径不同于柱体状的第一区段的直径。在操纵动作之后，操作元件并不复位到初始位置中，而是能连续地沿两个方向转动，用以调整调设级。
此外，沿第三运动方向的操纵可以以如下方式实施，即，通过操作元件的操纵而锁止一个调设级，并且仅通过进一步操纵操作元件才再次解锁该调设级。这一点例如适于启用或禁用调节系统。
本发明还涉及一种用于车辆的方向盘，该方向盘包括根据本发明的操作装置。在此，操作装置优选布置在方向盘的轮辐处并至少部分地容纳在方向盘中。
尤其地，根据本发明的操作装置用于机动车的方向盘。机动车被理解为根据其车型及其与车辆固定连接的特殊装置而用于运人或运货的车辆。例如，机动车被理解为乘用车辆或载重车辆。
附图说明
下面结合三个附图详细说明本发明的实施例。其中：
图1示出具有根据第一实施例的根据本发明的操作装置的用于车辆的方向盘的简化的视图；
图2示出根据图1的根据本发明的操作装置的操作元件的透视图；以及
图3示出根据第二实施例的根据本发明的操作装置的透视图。
具体实施方式
根据图1，用于车辆(本图未示出)的方向盘11包括根据本发明的操作装置10，该操作装置具有根据第一实施例的操作元件1。在此，操作元件1容纳在方向盘11的轮辐18中并能由车辆的驾驶员来操纵。替选地，操作装置10可以布置在方向盘11的其他区域中。
根据图2设置操作装置10的操作元件1，用以控制调节系统，其中，操作元件1借助在各自的施力点19a、19b处进行的操纵动作而能以有选择的方式围绕第一旋转轴线2和第二旋转轴线3转动。这意味着，操作元件1可以要么围绕第一旋转轴线2旋转要么围绕第二旋转轴线3旋转。操作元件1还能从初始位置转动到三个各自的调设级中。在操纵动作结束之后，操作元件1自动引回到初始位置中。可以例如克服弹簧预紧力地进行对各自调设级的调整。第一旋转轴线2与操作元件1的纵向轴线12同轴延伸，并且在此，第二旋转轴线3正交于第一旋转轴线延伸。因此，纵向轴线12或第一旋转轴线2相应于操作元件1的对称轴线，其中，第二旋转轴线3轴线平行于操作元件1的横向轴线13地取向。横向轴线13在纵向侧上将操作元件1分成宽度相同的两个部分。在围绕第二旋转轴线3操纵操作元件1时，第二施力点19b具有关于第二旋转轴线3的杠杆力臂20。而在围绕第一旋转轴线2操纵操作元件1时，第一施力点19a不具有关于第二旋转轴线3的杠杆力臂20，以免同时围绕第一旋转轴线2和第二旋转轴线3操纵操作元件1。因此，防止了操作元件1同时围绕第一和第二旋转轴线2、3旋转，其中，排除了对操作元件1的误操作。操作元件1具有基本上柱体状的区段14和基本上呈锥形的区段15。柱体状的区段14被设置成用于使操作元件1围绕第一旋转轴线2旋转，而呈锥形的区段15被设置成用于使操作元件1围绕第二旋转轴线3旋转。
此外，在柱体状的区段14的圆周上构造有用于使操作元件1围绕第一旋转轴线2旋转的筋腹4。经由筋腹4实现了沿第一和第二运动方向8、9围绕第一旋转轴线2地操纵操作元件1，其中，筋腹4通过其形状被设置成用于确保沿第一和第二运动方向8、9安全地操纵操作元件1。为了触觉识别，筋腹4呈三角形地构成，其中，筋腹4径向地变尖地收敛。
此外，在呈锥形的区段15的圆周上构造有用于使操作元件1围绕第二旋转轴线3旋转的操作面6。经由操作面6实现了沿第三运动方向5操纵操作元件1。操作面6扁平地构造，其中，为了触觉感知，操作面6上构造有凹槽7。操作面6的形状确保了操作元件1不会围绕第一旋转轴线2发生意外扭转。为了进行直观的引导，柱体状的区段14的筋腹4与呈锥形的区段15的操作面6连接，其中，操作面6呈三角形收敛并通入筋腹4中。
图3示出了根据本发明的操作装置10的第二实施方式。根据第二实施方式，与根据第一实施方式的操作装置1相比，该操作装置10附加地具有用于控制另外的调节系统的环形元件16。操作元件1布置在环形元件16的中央。在此，环形元件16包括用于控制调节系统的第一、第二、第三和第四按钮17a、17b、17c、17d。由此，使两个或更多调节系统可以彼此相关联并由操作装置10来控制。四个按钮17a、17b、17c、17d彼此邻接地布置并具有不同的尺寸，其中在此，两个相对置的按钮17a、17c和17b、17d分别具有相同的尺寸。与操作元件1互补地，布置在操作元件1的纵向侧上的两个相对置的按钮17a、17c构造得大于布置在操作元件1的较短的横向侧上的两个相对置的按钮17b、17d。
在此所示的示例仅示例性地选择。例如，用于触觉识别的筋腹可以非三角形地构成。例如，四个按钮可以具有相同的尺寸。当然，也可以存在四个以上按钮。
附图标记列表
1 操作元件
2 第一旋转轴线
3 第二旋转轴线
4 筋腹
5 第一运动方向
6 操作面
7 凹槽
8 第二运动方向
9 第三运动方向
10 操作装置
11 方向盘
12 纵向轴线
13 横向轴线
14 柱体状的区段
15 呈锥形的区段
16 环形元件
17a 第一按钮
17b 第二按钮
17c 第三按钮
17d 第四按钮
18 轮辐
19a 第一施力点
19b 第二施力点
20 杠杆力臂

Claims (13)

1.用于车辆的方向盘(11)的操作装置(10)，所述操作装置包括操作元件(1)，所述操作元件借助在施力点(19)进行的操纵动作能以有选择的方式围绕第一旋转轴线(2)或第二旋转轴线(3)转动，用以控制至少一个调节系统，其中，
-所述操作元件(1)能从初始位置转动到至少一个调设级中，
-所述第一旋转轴线(2)与所述操作元件(1)的纵向轴线(12)同轴延伸，并且所述第二旋转轴线(3)基本上横向于所述第一旋转轴线(2)延伸，
-在围绕所述第二旋转轴线(3)操纵所述操作元件(1)时，所述施力点(19)具有关于所述第二旋转轴线(3)的杠杆力臂(20)，并且
-在围绕所述第一旋转轴线(2)操纵所述操作元件(1)时，所述施力点(19)基本上不具有关于所述第二旋转轴线(3)的杠杆力臂(20)，以免同时围绕第一和第二旋转轴线(2、3)操纵所述操作元件(1)。
2.根据要求1所述的操作装置(10)，其特征在于，所述操作元件(1)具有基本上柱体状的区段(14)和基本上呈锥形的区段(15)，其中，所述柱体状的区段(14)被设置成用于使所述操作元件(1)围绕所述第一旋转轴线(2)旋转，并且所述呈锥形的区段(15)被设置成用于使所述操作元件(1)围绕所述第二旋转轴线(3)旋转。
3.根据权利要求2所述的操作装置(10)，其特征在于，在所述柱体状的区段(14)的圆周上构造有用于使所述操作元件(1)围绕所述第一旋转轴线(2)旋转的筋腹(4)。
4.根据权利要求2和3所述的操作装置(10)，其特征在于，在所述呈锥形的区段(15)的圆周上构造有用于使所述操作元件(1)围绕所述第二旋转轴线(3)旋转的操作面(6)，其中，所述操作面(6)具有用于触觉感知的凹槽(7)。
5.根据权利要求3和4所述的操作装置(10)，其特征在于，所述柱体状的区段(14)的筋腹(4)与所述呈锥形的区段(15)的操作面(6)连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述操作元件(1)在每个运动方向(5、8、9)上具有至少两个调设级。
7.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述操作元件(1)在操纵动作之后能自动复位到初始位置中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述操作装置(10)还包括用于控制另外的调节系统的环形元件(16)。
9.根据权利要求8所述的操作装置(10)，其特征在于，所述环形元件(16)包括至少一个用于控制调节系统的按钮(17a)。
10.根据权利要求8所述的操作装置(10)，其特征在于，所述环形元件(16)包括至少四个用于控制调节系统的按钮(17a、17b、17c、17d)。
11.根据权利要求8所述的操作装置(10)，其特征在于，所述环形元件(16)包括用于控制调节系统的触摸输入元件。
12.根据权利要求10所述的操作装置(10)，其特征在于，所述按钮(17)具有不同的尺寸。
13.用于车辆的方向盘(11)，所述方向盘包括根据权利要求1至12中任一项所述的操作装置(10)。
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