DE10117824A1 - Lenkrad eines Kraftfahrzeugs mit integrierten Bedienelementen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs mit integrierten Bedienelementen, wobei die Bedienelemente im Bereich des Pralltopfs des Lenkrads angebracht sind, wobei bei einer Drehung des Lenkrads der Drehwinkel des Pralltopfs unterschiedlich ist zum Drehwinkel des Lenkrads, wobei bei einem Betrag des Drehwinkels bis zu einem bestimmten Grenzwert aus der Neutralstellung des Lenkrads der Drehwinkel des Pralltopfs synchron und gleich ist zum Drehwinkel des Lenkrads und dass bei einem Überschreiten des bestimmten Grenzwerts durch den Betrag des Drehwinkels des Lenkrads der Pralltopf in der Winkelstellung verbleibt, die dem bestimmten Grenzwert entspricht, wobei der Drehwinkel des Pralltopfs wieder synchron und gleich ist zum Drehwinkel des Lenkrads, wenn der Betrag des Drehwinkels des Lenkrads geringer ist als der bestimmte Grenzwert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs mit integrierten Bedienelementen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits derartige Lenkräder bekannt, bei denen Bedienelemente im Pralltopf angeordnet sind. Diese Bedienelemente sind beispielsweise sogenannte Switch-Taster, um eine Audioanlage des Fahrzeugs laut und leise stellen zu können oder eine Senderauswahl eines Radiogerätes vornehmen zu können. Ebenso können mit solchen Bedienelementen andere Aggregate wie beispielsweise die Klimaanlage eingestellt werden. Um bei einer Drehung des Lenkrads zu vermeiden, dass sich die Anordnung und Position der Bedienelemente ändert, ist es bekannt, den Pralltopf mit den Bedienelementen im Fahrzeug drehfest anzuordnen, so dass die Bedienelemente auch dann drehfest stehen bleiben, wenn das Lenkrad gedreht wird. Derartige Lenkräder sind beispielsweise aus der EP 0 009 264 B1 oder aus der DE 34 13 009 A1 bekannt. Dadurch soll erreicht werden, dass die Bedienelemente an einem definierten Ort angeordnet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, die Anordnung der Bedienelemente im Bereich eines Lenkrads zur Benutzung durch den Fahrzeugführer zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 gelöst, wonach bei einem Betrag des Drehwinkels des Lenkrads bis zu einem bestimmten Grenzwert aus der Neutralstellung des Lenkrads der Drehwinkel des Pralltopfs synchron und gleich ist zum Drehwinkel des Lenkrads, wobei bei einem Überschreiten des bestimmten Grenzwerts durch den Betrag des Drehwinkels des Lenkrads der Pralltopf zumindest unter bestimmten Betriebsbedingungen in der Winkelstellung verbleibt, die dem bestimmten Grenzwert entspricht, wobei der Drehwinkel des Pralltops wieder synchron und gleich ist zum Drehwinkel des Lenkrads, wenn der Betrag des Drehwinkels des Lenkrads geringer ist als der bestimmte Grenzwert.

Die bestimmten Betriebsbedingungen werden nachfolgend noch dahingehend erläutert, dass beispielsweise abhängig vom Drehmoment zwischen dem Lenkrad und dem Pralltopf der Pralltopf wieder synchron zum Lenkrad weiter gedreht werden kann, um bei einem möglichen Einklemmen eines Fingers weitergehende Verletzungen zu vermeiden.

Grundsätzlich soll aber der Pralltopf beim Erreichen des bestimmten Grenzwertes des Drehwinkels des Lenkrades nicht weiter gedreht werden.

Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der Fahrzeugführer nicht desorientiert wird hinsichtlich der Erreichbarkeit der Bedienelemente. Durch die Begrenzung des Drehwinkels kann insbesondere vermieden werden, dass der Pralltopf und damit auch die mit dem Pralltopf verbundenen Bedienelemente "auf dem Kopf stehen". Weiterhin kann vorteilhaft die Ablesbarkeit von Anzeigeeinrichtungen eines Kombiinstruments wie beispielsweise die Geschwindigkeitsanzeige, die Anzeige eines Drehzahlmessers sowie andere Anzeigewerte wie Kühlwassertemperatur, Öltemperatur und Öldruck, Außentemperatur oder ähnliches auch bei einer Drehung des Lenkrads verbessert werden. Üblicherweise ist das Cockpit des Fahrzeugs so gestaltet, dass diese Elemente bei einer Geradeausstellung des Lenkrads gut ablesbar sind. Gleichzeitig muss aber der Pralltopf nicht zuletzt wegen des in den Pralltopf integrierten Airbags eine gewisse Größe haben. Im Hinblick auf die genannten Anforderungen ist also der Pralltopf üblicherweise nicht punktsymmetrisch um den Mittelpunkt des Lenkrads in Geradeausstellung. Vielmehr ergibt sich in Geradeausstellung des Lenkrads ein Flächenschwerpunkt des Pralltopfs, der tiefer liegt als der Mittelpunkt des Lenkrads. Bei einer Drehung des Lenkrads um 180° folgt dann aber bei einer synchronen Drehung des Pralltopfs mit dem Lenkrad daraus, dass der Flächenschwerpunkt des Pralltopfs oberhalb des Mittelpunkts des Lenkrads liegt. In diesem Fall würde also der Pralltopf gerade die Lesbarkeit der Anzeigeeinrichtungen des Kombiinstruments erschweren, weil diese dann durch den Pralltopf abgedeckt sind.

Gegenüber dem eingangs beschriebenen Stand der Technik, bei dem der Pralltopf in der Winkelstellung fest stehen bleibt, weist die vorliegende Erfindung den Vorteil auf, dass der Pralltopf bei geringen Drehbewegungen des Lenkrads synchron zum Pralltopf mit gedreht wird. Üblicherweise greift der Fahrzeugführer bei diesen geringen Lenkbewegungen das Lenkrad noch nicht um. Bei der vorliegenden Erfindung wird dadurch vorteilhaft erreicht, dass sich der Fahrzeugführer bei diesen Lenkbewegungen nicht ständig neu orientieren muss, wo welche Bedienelemente sich momentan gerade relativ zu den Händen befinden. Gerade bei diesen geringen Drehwinkeln des Lenkrads ist der Fahrzeugführer durch die allgemeine Verkehrssituation üblicherweise nicht so stark in seiner Konzentration gefordert, dass die Bedienung von beispielsweise der Audioanlage oder der Klimaanlage aus diesem Grund unwahrscheinlich wäre. Vorteilhaft wird dem Fahrzeugführer also die Bedienung der entsprechenden Aggregate erleichtert.

Neben dem Kriterium der Erhaltung der Ablesbarkeit der Anzeigeeinrichtungen des Kombiinstruments wird ein weiterer Vorteil näher im Zusammenhang mit Anspruch 2 erläutert.

Gemäß Anspruch 2 ist der bestimmte Grenzwert etwa so bemessen, dass aufgrund der Gestaltung des Lenkrads ein Umgreifen durch den Fahrzeugführer notwendig ist, wenn der Betrag des Drehwinkels des Lenkrads diesen bestimmten Grenzwert überschreitet.

Dadurch kann vorteilhaft die Erreichbarkeit der Bedienelemente entsprechend den im Zusammenhang mit Anspruch 1 beschriebenen Vorteilen verbessert werden. Bis zu der Notwendigkeit des Umgreifens bleiben also die Bedienelemente in der für den Fahrzeugführer gut definierten Position relativ zu den Händen des Fahrzeugführers. Anschließend wird dann diese Zuordnung ohnehin aufgehoben, wenn der Fahrzeugführer umgreift. Vorteilhaft wird dann der Pralltopf in dieser Winkelstellung fest gehalten, um eine verbesserte definierte Position der Bedienelemente für den Fahrzeugführer zu erhalten.

Gleichzeitig kann dadurch auch der Ablesbarkeit der Anzeigeeinrichtungen des Kombiinstruments Rechnung getragen werden.

Bei der Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 bestehen die bestimmten Betriebsbedingungen darin, dass das Drehmoment zwischen dem Lenkrad und dem Pralltopf unterhalb eines Schwellwertes liegt, wobei bei einem Überschreiten des Schwellwertes der Pralltopf ab dem Zeitpunkt des Überschreitens des Schwellwertes synchron und um gleiche Verdrehwinkel gedreht wird wie das Lenkrad, auch wenn der Betrag des Drehwinkels des Lenkrads größer ist als der bestimmte Grenzwert.

Gemäß Anspruch 3 wird der Pralltopf also nicht unbedingt entsprechend seiner Position in Geradeausstellung des Lenkrads nachgedreht. Es kann beispielsweise so sein, dass bei einem Überschreiten des bestimmten Grenzwertes durch den Drehwinkel des Lenkrads der Schwellwert des Drehmoments zunächst noch nicht überschritten war, sondern dass diese Überschreiten des Schwellwertes des Drehmoments erst passiert ist, nachdem das Lenkrad entsprechend weiter gedreht wurde. Die Differenz dieser Winkelstellung wird dann nicht sofort "nachgeholt". Der Pralltopf wird dann um den entsprechenden Verdrehwinkel nachgeführt, um den das Lenkrad seit dem Überschreiten des Schwellwertes des Drehmomentes weiter gedreht wurde. Wenn der Schwellwert wieder unterschritten wird, kann diese Art der Kopplung wieder aufgehoben werden.

Eine Synchronisierung kann dann beispielsweise wieder erfolgen, indem der Pralltopf in eine Stellung entsprechend der Geradeausstellung des Lenkrads gedreht wird und dann dort festgehalten wird, bis das Lenkrad ebenfalls wieder in Geradeausstellung gedreht wurde. Ab diesem Moment kann dann wieder die erfindungsgemäße Verdrehung des Pralltopfs erfolgen.

Alternativ kann eine Synchronisierung dann auch wieder erfolgen, indem der Pralltopf sofort in eine Winkelstellung gedreht wird, die dem momentanen Drehwinkel des Lenkrads entspricht.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist der bestimmte Grenzwert vom Benutzer vorgebbar.

Dadurch kann das System vorteilhaft auf den Benutzer und dessen individuelle Gewohnheiten abgestimmt werden. Da verschiedene Benutzer unter Umständen auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten das Lenkrad beim Lenken umgreifen, kann dadurch der bestimmte Grenzwert vorteilhaft vom Benutzer an diese Situation angepasst werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:

Fig. 1 ein Lenkrad mit Pralltopf in Geradeausstellung,

Fig. 2 ein Lenkrad mit Pralltopf in einer Drehstellung mit einem Drehwinkel kleiner oder gleich dem bestimmten Grenzwert und

Fig. 3 ein Lenkrad mit Pralltopf in einer Drehstellung mit einem Drehwinkel größer als der bestimmte Grenzwert.

Fig. 1 zeigt ein Lenkrad 1 mit einem Pralltopf 2 in Geradeausstellung. Das Lenkrad 1 ist so konzipiert, dass der Pralltopf 2 zunächst bei einer Verdrehung des Lenkrads 1 mit geführt wird, bis der Drehwinkel b des Lenkrads 1 einen bestimmten Grenzwert a erreicht. Ab diesem bestimmten Grenzwert a wird dann der Pralltopf 2 fest gehalten. Dies kann durch ein Getriebe realisiert sein, über das der Pralltopf 2 bewegt wird. Ab dem Erreichen des bestimmten Grenzwertes a kann beispielsweise durch die Ansteuerung eines Schrittmotors in dieses Getriebe eingegriffen werden, um den Pralltopf 2 in seiner momentanen Stellung zu halten. Dafür ist eine Messung des Drehwinkels b des Lenkrads 1 erforderlich, was beispielsweise durch eine Lichtschranke erfolgen kann. Wird dann ein Drehwinkel erkannt, dessen Betrag größer ist als der bestimmte Grenzwert a, kann der Schrittmotor entsprechend angesteuert werden, um den Pralltopf 2 in seiner Winkelstellung zu halten, die der Stellung des Drehwinkels b bei Erreichen des bestimmten Grenzwerts a entspricht.

Fig. 2 zeigt das Lenkrad 1 mit dem Pralltopf 2 in der Stellung des Drehwinkels b, der kleiner ist als der bestimmte Grenzwert a.

Fig. 3 zeigt das Lenkrad 1 mit dem Pralltopf 2 in einer Stellung des Drehwinkels b, der größer ist als der bestimmte Grenzwert a. Es ist zu sehen, dass der Pralltopf 2 dann in der Stellung stehen geblieben ist, die dem bestimmten Grenzwert a entspricht.

Bei der Ausführungsform mit dem Schrittmotor kann vorteilhaft der Sicherheitsaspekt gemäß Anspruch 3 realisiert werden, indem bei einem Überschreiten des Schwellwertes des Drehmoments eine Ansteuerung des Schrittmotors unterbleibt, um ab diesem Zeitpunkt des Überschreitens des Schwellwertes des Drehmoments eine synchrone Drehung zu realisieren. Nachdem der Schwellwert wieder unterschritten ist, kann mittels des Schrittmotors wieder eine Stellung des Pralltopfs 2 realisiert werden, die der Einstellung des Pralltopfs 2 nach der vorliegenden Erfindung entspricht.

Entsprechend den Erläuterungen in der Beschreibungseinleitung kann der bestimmte Grenzwert a voreingestellt werden.

Es ist auch möglich, den bestimmten Grenzwert durch den Benutzer vorgebbar zu machen.

Claims (4)

1. Lenkrad (1) eines Kraftfahrzeugs mit integrierten Bedienelementen, wobei die Bedienelemente im Bereich des Pralltopfs (2) des Lenkrads (1) angebracht sind, wobei bei einer Drehung des Lenkrads (1) der Drehwinkel des Pralltopfs (2) unterschiedlich ist zum Drehwinkel (b) des Lenkrads, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrag des Drehwinkels (b) bis zu einem bestimmten Grenzwert (a) aus der Neutralstellung des Lenkrads (1) der Drehwinkel des Pralltopfs (2) synchron und gleich ist zum Drehwinkel (b) des Lenkrads (1) und dass bei einem Überschreiten des bestimmten Grenzwerts (a) durch den Betrag des Drehwinkels (b) des Lenkrads (1) der Pralltopf (2) zumindest unter bestimmten Betriebsbedingungen in der Winkelstellung (a) verbleibt, die dem bestimmten Grenzwert (a) entspricht, wobei der Drehwinkel des Pralltops (2) wieder synchron und gleich ist zum Drehwinkel (b) des Lenkrads (1), wenn der Betrag des Drehwinkels (b) des Lenkrads (1) geringer ist als der bestimmte Grenzwert (a).

2. Lenkrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Grenzwert (a) etwa so bemessen ist, dass aufgrund der Gestaltung des Lenkrads (1) ein Umgreifen durch den Fahrzeugführer notwendig ist, wenn der Betrag des Drehwinkel (b) des Lenkrads (1) diesen bestimmten Grenzwert (a) überschreitet.

3. Lenkrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmten Betriebsbedingungen darin bestehen, dass das Drehmoment zwischen dem Lenkrad (1) und dem Pralltopf (2) unterhalb eines Schwellwertes liegen, wobei bei einem Überschreiten des Schwellwertes der Pralltopf (2) ab dem Zeitpunkt des Überschreitens des Schwellwertes synchron und um gleiche Verdrehwinkel gedreht wird wie das Lenkrad (1), auch wenn der Betrag des Drehwinkels (b) des Lenkrads (1) größer ist als der bestimmte Grenzwert (a).

4. Lenkrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Grenzwert (a) vom Benutzer vorgebbar ist.