DE102007022654A1

DE102007022654A1 - Fahrerarbeitsplatz im Fahrerhaus eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102007022654A1
Application number: DE200710022654
Authority: DE
Inventors: Jürgen Prof. Dr. Maas; Helmut Dipl.-Ing. Porod (FH)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrerarbeitsplatz im Fahrerhaus eines Fahrzeuges, umfassend ein Basismodul, welches im Fahrerhaus mit drei Lagerstellen angeordnet ist, wobei auf dem Basismodul ein Lenkungsmodul, ein Pedalmodul und/oder ein Sitzmodul anordenbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrerarbeitsplatz im Fahrerhaus eines Fahrzeugs.
Bekannte Fahrerarbeitsplätze bestehen aus vielen Bauteilen und Baugruppen, die insbesondere in die Stirnwand, in die I-Tafel und im Fahrerhausboden integriert sein können. Für verschiedene Fahrerhausvarianten entsteht hierdurch eine sehr große Teilevielfalt. Zur Fahrerhauslagerung werden zudem umfangreiche, eine große Anzahl von Bauteilen aufweisende und komplexe Systeme eingesetzt, die auch das Fahrzeuggewicht erhöhen und den Bauraum im Fahrerhaus einschränken.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fahrerarbeitsplätze in Fahrerhäusern bereitzustellen, die einen vereinfachten Aufbau aufweisen, Bauraum einsparen und ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweisen.
Diese Aufgabe wird mit einem Fahrerarbeitsplatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein derartiger Fahrerarbeitsplatz sieht also ein Basismodul vor, welches im Fahrerhaus mit drei Lagerstellen angeordnet ist, wobei auf dem Basismodul ein Lenkungsmodul, ein Pedalmodul und insbesondere auch ein Sitzmodul angeordnet ist. Aufgrund der modularen Bauweise können die einzelnen Module vormontiert werden und erst bei der Endmontage auf das Basismodul aufgesetzt werden. Da die verschiedenen Module immer auf das Basismodul aufgesetzt werden, und dieses über die drei Lagerstellen am Fahrerhaus, und insbesondere an einem Fahrerhauslängsträger, befestigt werden, können verschiedene passive und/oder aktive Federungs- und Dämpfungsvarianten des Fahrerarbeitsplatzes auf einfache Art und Weise realisiert werden. Zudem kann eine Niveauregulierung über entsprechend ausgebildete Lagerstellen, beziehungsweise durch das Vorsehen von entsprechenden Niveauregulierungsmitteln, erreicht werden. Insbesondere kann über eine Luftfeder oder eine Spiralfeder eine Grundlastabstützung erfolgen, um die zur Verstellung notwendige Kraft für den Aktuator zu reduzieren.
Das Vorsehen eines derartigen modularen Aufbaus hat ferner den Vorteil, dass für eine Linkslenkvariante gleiche Module Verwendung finden können, wie für eine Rechtslenkvariante. Insofern ergibt sich auch hier eine Kosteneinsparung.
In einer weiteren Ausgestaltung kann eine aktive Federung des Fahrerarbeitsplatzes erfolgen, indem an einer oder mehreren der Lagerstellen aktiv geregelte Aktuatoren eingesetzt werden, um eine Entkopplung von Hub- oder Nick- oder Wankschwingungen zu erreichen. Mit einer solchen aktiven Federung gelingt eine besonders gute Abstimmung des Schwingungssystems Gesamtfahrzeug, was zur Reduktion der Teilevielfalt und Teilekomplexität bei gleichzeitiger Komforterhöhung führt.
Auch kann über die aktive Federung gegenüber einer passiven Federung Federweg eingespart werden und somit die Bauhöhe des Fahrerhauses reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Lagerung des Fahrerarbeitsplatzes ist für Rechtslenker wie auch für Linkslenkerfahrzeuge geeignet. Es kann natürlich auch bei einem Beifahrerplatz angewendet werden, wobei hier dann die Pedale und das Lenkmodul entfallen können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Ferner sind weitere Einzelheiten und Ausbildungen der Erfindung der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.
Dabei zeigen:
1.1 eine Seitenansicht eines Fahrerarbeitsplatzes,
1.2 die Draufsicht auf das Basismodul des Arbeitsplatzes nach 1.1; und
2 bis 8 verschiedene Varianten des Fahrerarbeitsplatzes in Seitenansicht.
In der 1 ist ein Fahrerarbeitsplatz 10 gezeigt, der ein Basismodul 12 aufweist, das auf einem fahrerhausseitigen Längsträger 14 mittels drei Lagerstellen 16, 18, 20 angeordnet ist.
Auf dem Basismodul 12 ist ein Sitzmodul 22, ein Lenkungsmodul 24 und ein Pedalmodul 26 angeordnet. Die einzelnen Module 12, 22, 24, 26 sind dabei als vorab zu montierende Baugruppen ausgebildet, die erst bei der Endmontage auf dem Basismodul 12 angeordnet werden können. Ein Lenkungsmodul 24 kann insbesondere beinhalten ein Lenkrad, ein Display/Instrumente, eine Steer-by-Wire-Einheit und/oder eine Teleskop-Lenkspindel. Ein Pedalmodul 26 kann insbesondere beinhalten ein Fahrpedal, ein Kupplungspedal, ein Bremspedal sowie eine Feststellbremse. Ein Sitzmodul 22 kann insbesondere beinhalten eine Sitzlehne samt Kopfstütze, ein Sitzkissen, ein Sitzkasten, eine Sitzschiene und/oder eine Dreheinrichtung.
Aus der Draufsicht aus 1.2 wird deutlich, dass das Basismodul 12 gabelartig ausgebildet ist und im Bereich unter dem Sitzmodul 22 zwei parallel verlaufende Schenkel 28 vorsieht. Im Bereich der freien Enden der Schenkel 28 befinden sich die Lagerstellen 18, 20. Die Lagerstellen 18, 20 sind auf einem fest am Längsträger 14 angeordneten Querträger 30 angeordnet. Die Lagerstelle 16 befindet sich im vorderen Bereich des Basismoduls 12, und zwar im Bereich vor dem Lenkungsmodul 24.
An den Lagerstellen 16, 18 und 20 können je nach den an den Arbeitsplatz 10 zu stellenden Anforderungen verschiedene Federungs- und Dämpfungselemente vorgesehen sein, wie in den 2 bis 8 beispielhaft gezeigt ist.
Bei der Variante gemäß 2 ist das Basismodul 12 passiv gefedert angeordnet. Dabei findet eine an den Lagerstellen 16, 18, 20 vorgesehene Luftfederung 30 Verwendung. Wahlweise kann über die Luftfederung eine Niveauregulierung des Basismoduls 12 bereitgestellt werden. Zusätzlich können semiaktive Dämpfungselemente 32 zwischen dem Basismodul 12 und dem Längsträger 14 vorgesehen sein. Ferner können Längslenker 34 zwischen dem Längsträger 14 und dem Basismodul 12 angeordnet sein, die insbesondere auch zur Crashsicherheit beitragen können. Das Sitzmodul kann zudem eine horizontale Sitzfederung 36 vorsehen.
Bei dem in der 3 dargestellten passiv gefederten Arbeitsplatz findet eine Entkopplung von Hub-, Nick- und Wankschwingungen statt. Hierbei kann eine entsprechend gewählte Lagerung, insbesondere ein Kugelgelenk 38, an der Lagerstelle 16 sowie ein Gelenkkopflager 40 an den Lagerstellen 18, 20 vorgesehen sein.
Bei der Variante gemäß 4 ist der Arbeitsplatz aktiv gefedert mit einem Aktuator 42 und einem Feder/Dämpferpaar. Es ist vorgesehen, dass der Aktuator die Dämpfung des Feder/Dämpferpaares steuert, insbesondere als Dämpfer des Feder-Dämpferpaares ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Aktuator einen Hubzylinder auf, der als pneumatischer, hydraulischer oder elektrohydraulischer Hubzylinder ausgebildet ist und dadurch einen Dämpfer des Feder-Dämpferpaares ausbildet. Somit kann auf einen zusätzlichen Dämpfer verzichtet werden, wodurch zusätzlich Bauraum gespart wird. Der Aktuator kann auch als elektrischer Synchronmotor oder als hydraulischer Aktuator ausgebildet sein.
Mittels dieser Variante können insbesondere Hubschwingungen entkoppelt werden. Die Dämpfung kann dabei passiv, semiaktiv oder vollaktiv sein. Der Aktuator 42 selbst kann über einen entsprechenden Flansch 44 am Längsträger 14 befestigt sein. Zur Umlenkung der Dämpfung können entsprechende Umlenkmechaniken 46, insbesondere mit Längslenkerfunktion, Verwendung finden.
Für eine gute Regelung ist vorgesehen, dass der Fahrerarbeitsplatz je geregeltem Freiheitsgrad zumindest einen Beschleunigungssensor zum Aufnehmen von Beschleunigungswerten aufweist. Es ist auch vorgesehen, dass die aktive Federung je geregeltem Freiheitsgrad jeweils einen separaten Regelkreis aufweist. Insbesondere können in der Regelvorrichtung Kompensationsmaßnahmen, vorzugsweise ein Server- oder Entkopplernetzwerk vorgesehen sein, die inhärente Kopplungen zwischen den einzelnen Freiheitsgraden ausgleichen oder kompensieren. Durch die getrennte Ausführung der Regelkreise je Freiheitsgrad ist es möglich, dass die Signale der Sensoren nach Freiheitsgraden getrennt, als Störgrößen für die Ermittlung einer Stellgröße zur Ansteuerung der aktiven Federung, gemäß einer für den jeweiligen Freiheitsgrad speziell vorgegebenen Störübertragungsfunktion, verwendet werden. Dadurch kann auf fahrzeugbezogene Daten oder auf Fahrerarbeitsplatz bezogene Daten speziell eingegangen werden, da für das Fahrzeug oder den Fahrerarbeitsplatz selbst ein entsprechendes Modell entworfen werden kann, welches je nach Freiheitsgrad die entsprechenden Eigenarten des Fahrzeugs beziehungsweise des Fahrerarbeitsplatzes berücksichtigt.
Es ist vorgesehen, dass die aktive Federung eine Störübertragungsfunktion aufweist, die sich aus der Kombination eines Vibrationsregler und eines Positionsreglers ergibt. In dieser Reglerstruktur ist es möglich, große Relativbewegungen zwischen Fahrerhaus und dem Fahrerarbeitsplatz zu unterdrücken, indem niederfrequente Schwingungen mit großer Schwingungsamplitude weitgehend von dem Fahrerhaus auf den Fahrerarbeitsplatz übertragen werden. Der Positionsregler bewerkstelligt dabei die Übertragung niederfrequenter Schwingungen. Der Vibrationsregler weist eine Zustandsreglerstruktur auf, und dient zur Unterdrückung der höherfrequenten Schwingungen. Die Abgrenzung der jeweiligen Wirkung der Regler, die in ihrer Struktur parallel ein Eingriff vornehmen, wird dabei durch geeignet Filterung der verwendeten Mess- und Regelgrößen vorgenommen. Dabei trägt diese Reglerstruktur dazu bei, große Relativbewegungen bei gleichzeitig möglichst guter Schwingungsunterdrückung zu vermeiden.
Die Version gemäß 5 zeigt einen aktiv gefederten Fahrerarbeitsplatz mit zwei insbesondere als Linearmotoren ausgebildeten Aktuatoren 42 mit zugehörigen Umlenkmechaniken 46.
Bei der Version mit zwei aktiv gefederten Aktuatoren greift der hintere Aktuator 42 beide hinteren Lagerstellen 18, 20 an. Bei einer Variante mit drei Aktuatoren ist für jede hintere Lagerstelle 18, 20 ein eigener Aktuator vorgesehen.
Bei der in der 6 dargestellten Version sind zusätzlich Spiralfedern 48 an den Aktuatoren 42 beziehungsweise deren Umlenkmechaniken 46 vorgesehen.
In der 7 ist eine weitere Variante dargestellt, bei der Spiralfedern 46 vorgesehen sind, die sich über eine Umlenkmechanik 50 an einem Lagerbock 52, der im Bereich hinter dem Sitzmodul angeordnet ist, abstützen.
Bei der in der 8 gezeigten Variante stützt sich die hintere Spiralfeder 48 am Boden des Fahrerhauses ab; der Umlenkmechanismus 50 führt zum hinteren Lagerbock 52.

Claims

Fahrerarbeitsplatz (10) im Fahrerhaus eines Fahrzeuges, umfassend ein Basismodul (12), welches im Fahrerhaus mit drei Lagerstellen (16, 18, 20) gefedert angebunden ist, wobei auf dem Basismodul (12) ein Sitzmodul (22), und/oder ein Lenkungsmodul (24), und/oder ein Pedalmodul (26) angeordnet ist.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismodul (12) an einem Fahrerhauslängsträger (14) angebunden ist.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismodul (12) in Draufsicht gabelartig ausgebildet ist und im Bereich unter dem Sitzmodul entlang einer senkrecht zur Fahrzeugmittellängsachse verlaufenden Linie, an zwei hinteren Schenkeln (28) angeordnete hintere Lagerstellen (18, 20) und im Bereich vor dem Lenkungsmodul (24) eine vordere Lagerstelle (16) vorsieht.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (16, 18, 20) eine passive Federung mit jeweils einem Feder/Dämpferpaar aufweisen.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Lagerstellen (16, 18. 20) eine aktive Federung mit einem Aktuator für einen Freiheitsgrad zur Entkopplung von Hubschwingungen aufweist.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Lagerstellen (16, 18, 20) oder zwei Lagerstellen (16, 18, 20) eine aktive Federung mit zwei Aktuatoren für zwei Freiheitsgrade zur Entkopplung von Hub- und Nickschwingungen aufweisen.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Lagerstellen (16, 18, 20) oder drei Lagerstellen (16, 18, 20) eine aktive Federung mit drei Aktuatoren für drei Freiheitsgrade zur Entkopplung von Hub-, Wank- und Nickschwingungen aufweisen.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren zwischen dem Fahrerhaus (14) und dem Basismodul (12) angeordnet sind und die Dämpfungskennlinie der Dämpfungselemente (32) steuern oder als Dämpfungselemente (32) ausgebildet sind.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (16, 18, 20) eine Niveauregulierung beinhalten.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module (12, 22, 24, 26) separat vormontierbar sind.
Fahrerarbeitsplatz (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismodul (12) einen wenigstens weitgehend ebenen Boden aufweist.