DE102009042497A1

DE102009042497A1 - Lenkrad mit mindestens einem Schaltpaddle

Info

Publication number: DE102009042497A1
Application number: DE102009042497A
Authority: DE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-03-31
Also published as: ITMI20101672A1; US20110061488A1; US8875596B2; JP2011063260A; GB2473539B; CN102019851B; CN102019851A; GB201014792D0; GB2473539A; FR2950020B1; FR2950020A1; IT1400596B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit mindestens einem Schaltpaddle (4), das so an das Lenkrad (1) angelenkt ist, dass das Schaltpaddle (4) relativ zu dem Lenkrad (1) bewegbar ist, um berührungslos einen Schaltvorgang auszulösen. Um den Bedienkomfort beim Betätigen des Schaltpaddles an dem Lenkrad zu verbessern, zeichnet sich das Lenkrad durch eine Kulissenführung (25) aus, durch welche bei einerrzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit mindestens einem Schaltpaddle, das so an das Lenkrad angelenkt ist, dass das Schaltpaddle relativ zu dem Lenkrad bewegbar ist, um berührungslos einen Schaltvorgang auszulösen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Lenkrad.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Bedienkomfort beim Betätigen eines Schaltpaddles an einem Lenkrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Lenkrad mit mindestens einem Schaltpaddle, das so an das Lenkrad angelenkt ist, dass das Schaltpaddle relativ zu dem Lenkrad bewegbar ist, um berührungslos einen Schaltvorgang auszulösen, durch eine Kulissenführung gelöst, durch welche bei einer Bewegung des Schaltpaddles ein Schaltgefühl erzeugt wird. Durch die berührungslose Auslösung des Schaltvorgangs ist beim Umschalten mit dem Schaltpaddle kein Widerstand spürbar, also der Schaltvorgang haptisch nicht erfassbar. Durch die zusätzliche Kulissenführung wird beim Umschalten mit dem Schaltpaddle künstlich ein Widerstand erzeugt, durch den einem Fahrer direkt beim Umschalten haptisch mitgeteilt wird, dass ein Schaltvorgang stattfindet beziehungsweise stattgefunden hat. Als Schaltpaddle wird eine Art Schalthebel bezeichnet, der mit einem Ende vorzugsweise schwenkbar an dem Lenkrad angebracht ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung mit einem Stößel zusammenwirkt, der gegen die Kulissenführung vorgespannt ist. Durch die Vorspannung wird der Stößel, vorzugsweise mit einem Ende, in Anlage an der Kulissenführung gehalten. Durch die Gestalt oder Form der Kulissenführung und/oder des Stößels kann der Widerstand beim Bewegen des Schaltpaddles relativ zu dem Lenkrad variiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel durch eine Feder gegen die Kulissenführung vorgespannt ist. Die Feder kann zum Beispiel als Schraubendruckfeder ausgeführt sein. Alternativ ist es auch möglich, den Stößel durch Beaufschlagung mit einem Fluiddruck gegen die Kulissenführung vorzuspannen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel in einem Führungskörper, der an dem Schaltpaddle angebracht ist, hin und her bewegbar geführt ist. Die Gestalt des Führungskörpers ist vorzugsweise an die Gestalt des Stößels angepasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung an dem Lenkrad angebracht ist. Die Kulissenführung kann zum Beispiel aus Metall oder aus Kunststoff ausgeführt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel eine sich verjüngende Spitze aufweist. Die Spitze ist zum Beispiel konusartig ausgeführt und am Ende vorzugsweise abgerundet. Der Konus beziehungsweise Kegelstumpf an der Spitze des Stößels hat vorzugsweise einen Kegelwinkel von etwa 40 bis 50 Grad.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung mindestens eine Anfangsschräge aufweist. Die Anfangsschräge ist in einem unbetätigten Zustand des Schaltpaddles vorzugsweise in einem Winkel von etwa 50 Grad zu der Hin- und Herbewegungsachse des Stößels angeordnet. Durch die Anfangsschräge wird ein Anfangswiderstand erzeugt, wenn das Schaltpaddle aus seiner Ausgangslage heraus bewegt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangsschräge in zwei Schrägabschnitte unterteilt ist, die unterschiedliche Schrägungswinkel aufweisen. Der erste Schrägungsabschnitt ist zum Beispiel in einem Winkel von etwa 50 Grad zu der Hin- und Herbewegungsachse des Stößels im unbetätigten Zustand des Schaltpaddles angeordnet. Der entsprechende Winkel beträgt bei dem zweiten Schrägungsabschnitt vorzugsweise etwa 70 Grad.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung eine Mittelschräge aufweist, die von der Anfangsschräge abgewinkelt ist. Die Mittelschräge ist vorzugsweise in einem Winkel von der Anfangsschräge abgewinkelt, der größer als 90 Grad ist. Durch die abgewinkelte Mittelschräge wird der Widerstand beim Bewegen des Schaltpaddles abrupt stark erhöht, um dem Fahrer zum Beispiel mitzuteilen, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird beziehungsweise wurde.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschräge in einem Winkel von etwa 100 Grad zu der Anfangsschräge angeordnet ist. Dieser Wert hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschräge durch eine Stufe von einer Endschräge beabstandet ist. Durch die Stufe wird eine Art Rastpunkt geschaffen, durch die dem Fahrer zum Beispiel mitgeteilt wird, dass ein besonderer Schaltvorgang, insbesondere ein Kickdown, durchgeführt wird beziehungsweise wurde.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endschräge etwa parallel zu der Mittelschräge angeordnet ist. Die Endschräge kann auch geringfügig geneigt zu der Mittelschräge angeordnet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schaltpaddle mindestens ein Kontaktgeber angebracht ist, der mit mindestens einer Lichtschranke zusammenwirkt. Der Kontaktgeber kann auch mit mehreren Lichtschranken zusammenwirken. Es können auch mehrere Kontaktgeber an dem Schaltpaddle angebracht sein. Alternativ kann mindestens ein induktiver Auslösemechanismus verwendet werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen Lenkrad. Vorzugsweise sind an dem Lenkrad zwei Schaltpaddles angebracht. Die beiden Schaltpaddles sind vorzugsweise diametral angeordnet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Lenkrads mit einem Schaltpaddle;
2 die Ansicht eines Schnitts durch das Lenkrad im Bereich einer Kulissenführung für das Schaltpaddle und
3 die Ansicht eines Schnitts durch das Lenkrad im Bereich eines Auslösemechanismus für einen Schaltvorgang durch das Schaltpaddle.
In 1 ist ein Lenkrad 1 mit einem Nabenkörper 2 perspektivisch dargestellt. An dem Nabenkörper 2 des Lenkrads 1 ist ein Schaltpaddle 4 bewegbar, insbesondere schwenkbar, angebracht. Das Schaltpaddle 4 umfasst ein Hebelelement 5, das mit einem Ende an den Nabenkörper 2 des Lenkrads 1 angelenkt ist. Von dem anderen Ende des Hebelelements 5 sind zwei Betätigungsarme 6, 7 in entgegengesetzte Richtungen abgewinkelt.
In 2 ist die Ansicht eines Schnitts durch das Lenkrad 1 im Bereich einer Kulissenführung 25 dargestellt. In der Schnittansicht sieht man, dass das Hebelelement 5 des Schaltpaddles 4 an einer Anlenkstelle 10 schwenkbar an dem Lenkrad 1 angebracht ist. Das Schaltpaddle 4 umgreift die Anlenkstelle 10 mit einem Anlenkkörper 12, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Hebelelement 5 verbunden ist.
An dem Anlenkkörper 12 ist ein Führungskörper 14 für einen Stößel 16 befestigt, der hin und her bewegbar in dem Führungskörper 14 geführt ist. Der Stößel 16 ragt mit einem Ende aus dem Führungskörper 14 heraus. Am herausragenden Ende des Stößels 16 ist eine Spitze 18 ausgebildet, welche die Gestalt eines Kegels aufweist, der an der Spitze abgerundet ist. Der Kegelwinkel des Kegels beträgt etwa 45 Grad.
Das andere Ende des Stößels 16 ist innen hohl ausgeführt. Der Stößel 16 ist durch eine Feder 20 gegen die Kulissenführung 25 vorgespannt. Die Feder 20 ist als Schraubendruckfeder ausgeführt und zwischen dem Boden des Führungskörpers 14 und dem Stößel 16 eingespannt.
Die Kulissenführung 25 umfasst eine Anfangsschräge 30 mit zwei Schrägabschnitten 31, 32. Der erste Schrägabschnitt 31 ist in einem Winkel von etwa 50 Grad zur Bewegungsachse des Stößels 16 im unbetätigten Zustand des Schaltpaddles 4 angeordnet. Der zweite Schrägabschnitt 32 ist in einem Winkel von etwa 70 Grad zur Bewegungsrichtung des Stößels 16 im unbetätigten Zustand des Schaltpaddles 4 angeordnet.
Die Spitze 18 des Stößels 16 liegt im dargestellten unbetätigten Zustand des Schaltpaddles 4 mit ihrem abgerundeten Ende an dem ersten Schrägabschnitt 31 der Anfangsschräge 30 an. Die Anfangsschräge 30 mit den beiden Schrägabschnitten 31, 32 soll einerseits ein unbeabsichtigtes Betätigen des Schaltpaddles 4 verhindern. Andererseits sind die Schrägabschnitte 31, 32 so angeordnet, dass einer Betätigung des Schaltpaddles 4 nur ein geringer Anfangswiderstand entgegenwirkt. Durch die knickartige Schnittstelle zwischen den beiden Schrägabschnitten 31, 32 wird beim Bewegen des Schaltpaddels haptisch vermittelt, dass beim Fortsetzen der Bewegung ein Schaltvorgang ausgelöst wird.
Eine Mittelschräge 34 ist in einem Winkel von etwa 100 Grad von dem zweiten Schrägabschnitt 32 der Anfangsschräge 30 abgewinkelt. Durch diese Anordnung der Mittelschräge 34 wird der Widerstand gegen eine weitere Bewegung des Schaltpaddles deutlich, das heißt spürbar, vergrößert, sobald der Stößel 16 an der Mittelschräge 34 zur Anlage kommt. Dadurch wird dem Fahrer haptisch vermittelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird beziehungsweise wurde.
An dem der Anfangsschräge 30 abgewandten Ende der Mittelschräge 34 ist eine Stufe 35 ausgebildet, von der wiederum eine Endschräge 36 ausgeht. Die Endschräge 36 ist etwa parallel zur Mittelschräge 34 angeordnet. Durch die Stufe 35, die leicht gerundet ausgeführt sein kann, wird eine Art Rastpunkt geschaffen, durch die ein besonderer Schaltvorgang, wie zum Beispiel ein Kickdown, haptisch vermittelt werden kann.
In 3 ist die Ansicht eines Schnitts durch das Lenkrad 1 im Bereich eines Kontaktgebers 40 dargestellt, der an dem Schaltpaddle 4 angebracht ist. Der Kontaktgeber 40 wirkt mit einer Lichtschranke 42 zusammen, die an dem Lenkrad 1 angebracht ist. Zur Darstellung von unterschiedlichen Schaltvorgängen kann der Kontaktgeber 40 mit mehreren Lichtschranken zusammenwirken. Es können auch mehrere Kontaktgeber 40 an dem Schaltpaddle 4 vorgesehen werden.
Durch die Gestalt oder Form der Kulissenführung 25 mit den unterschiedlichen Schrägen 30, 34 und 36 sowie der Stufe 35 können dem Fahrer verschiedene Schaltvorgänge über eine Änderung des Widerstandes, welcher der Bewegung des Schaltpaddles 4 entgegenwirkt, haptisch vermittelt werden.
Durch das Zusammenwirken zwischen dem Stößel 16 und der Kulissenführung 25 wird dem Fahrer spürbar mitgeteilt, ob ein Schaltvorgang ausgelöst wird beziehungsweise wurde und welchen Vorgang er mit der Bewegung des Schaltpaddles 4 auslöst. Die eigentliche Auslösung des Vorgangs, insbesondere des Schaltvorgangs, erfolgt durch das Zusammenwirken zwischen Kontaktgeber 40 und Lichtschranke 42 berührungslos, das heißt ohne einen spürbaren Widerstand.

Claims

Lenkrad mit mindestens einem Schaltpaddle (4), das so an das Lenkrad (1) angelenkt ist, dass das Schaltpaddle (4) relativ zu dem Lenkrad (1) bewegbar ist, um berührungslos einen Schaltvorgang auszulösen, gekennzeichnet durch eine Kulissenführung (25), durch welche bei einer Bewegung des Schaltpaddles (4) ein Schaltgefühl erzeugt wird.
Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (25) mit einem Stößel (16) zusammenwirkt, der gegen die Kulissenführung (25) vorgespannt ist.
Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (16) durch eine Feder (20) gegen die Kulissenführung (25) vorgespannt ist.
Lenkrad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (16) in einem Führungskörper (14), der an dem Schaltpaddle (4) angebracht ist, hin und her bewegbar geführt ist.
Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (25) an dem Lenkrad (1) angebracht ist.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (16) eine sich verjüngende Spitze (18) aufweist.
Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (25) mindestens eine Anfangsschräge (30) aufweist.
Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangsschräge (30) in zwei Schrägabschnitte (31, 32) unterteilt ist, die unterschiedliche Schrägwinkel aufweisen.
Lenkrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (25) eine Mittelschräge (34) aufweist, die von der Anfangsschräge (30) abgewinkelt ist.
Lenkrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschräge (34) in einem Winkel von etwa 100 Grad zu der Anfangsschräge (30) angeordnet ist.
Lenkrad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschräge (34) durch eine Stufe (35) von einer Endschräge (36) beabstandet ist.
Lenkrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endschräge (36) etwa parallel zu der Mittelschräge (34) angeordnet ist.
Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schaltpaddle (4) mindestens ein Kontaktgeber (40) angebracht ist, der mit mindestens einer Lichtschranke (42) zusammenwirkt.
Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.