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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs, insb. eines Steer-by-wire-Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2018 210 776 A1 ist eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs bekannt, die eine Lenkeinrichtung und eine Lenksäule aufweist, wobei die Lenkeinrichtung zum Steuern des Fahrzeugs wie gewöhnlich um die Lenkachse der Lenksäule rotierbar ist. Die Lenkeinrichtung ist ferner entlang der Lenksäule verschiebbar ausgebildet, um einen Fahrmodus des Fahrzeugs zu ändern. Als Nachteilig kann angesehen werden, dass die Lenkeinrichtung entlang der Lenksäule verschiebbar ausgebildet ist, weil eine derartige Lenkbewegung wenig vertraut ist und zudem kein oberkörpernahes Abstützen ermöglicht.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform für eine Steuervorrichtung anzugeben.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insbesondere durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die Lenkbewegung beherrschbarer und vertrauter zu machen, indem man die Lenkeinrichtung zur Quersteuerung eines Fahrzeugs um eine Lenkachse herum rotierbar und zur Längssteuerung des Fahrzeugs um eine quer oder rechtwinklig zur Lenkachse ausgerichtete Beschleunigungsachse herum kippbar ausbildet.
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Konkret ist vorgesehen, dass eine Steuervorrichtung zum Steuern eines beliebigen Fahrzeugs eine Lenkeinrichtung und eine Lenkeinrichtungsaufnahme aufweist. Die Lenkeinrichtungsaufnahme definiert eine Lenkachse und dient zum drehbaren Aufnehmen der Lenkeinrichtung, was z.B. durch Anflanschen möglich ist. Die Steuervorrichtung ist zweckmäßigerweise eine Steer-by-wire-Vorrichtung, die in den einschlägigen Fachkreisen als eine mechanikfreie Steuerverbindung zwischen Lenkeinrichtung und gelenkten Fahrzeugrädern des Fahrzeugs bekannt ist. Wesentlich ist, dass die Lenkeinrichtung zur Quersteuerung eines beliebigen Fahrzeugs um die Lenkachse herum rotierbar ist, insb. in einem Winkelbereich von +/- 75°. Das Fahrzeug ist damit lenkbar. Darüber hinaus ist die Lenkeinrichtung zur Längssteuerung des Fahrzeugs um eine quer oder rechtwinklig zur Lenkachse ausgerichtete Beschleunigungsachse herum rotierbar oder kippbar gestaltet. Durch das Rotieren oder Kippen der Lenkeinrichtung kann das Fahrzeug wahlweise beschleunigt und/oder verzögert werden. Das Fahrzeug ist damit durch Rotation der Lenkeinrichtung lenkbar und durch Kippen der Lenkeinrichtung bewegbar. Weil die Lenkeinrichtung dadurch nicht mehr in Richtung der Lenkachse verschiebbar ist, kann oberkörpernahes Abstützen ermöglicht werden. Ferner kann dadurch die Nutzung einer vertrauten Lenkbewegung realisiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Integration der Längssteuerung und Quersteuerung in der Lenkeinrichtung auf eine konventionelle Fußsteuerung verzichtet werden kann, wodurch eine flexiblere Gestaltung des Fahrzeuginnenraums möglich ist.
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Insbesondere kann die Lenkeinrichtung eine an der Lenkeinrichtungsaufnahme angeordnete Lenknabe und mindestens zwei an der Lenknabe angeordnete und radial von der Lenkachse wegragende Lenkspeichen aufweisen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn an jeder Lenkspeiche ein Lenkgriff angeordnet ist. Die Lenkspeichen können dabei ergonomisch gestaltete Handgriffstangen sein und zur Quersteuerung des Fahrzeugs dienen, also zum Rotieren der Lenkeinrichtung. Die Lenkgriffe können als ergonomisch ausgeführtes Handgriffelement gestaltet sein und zur Längssteuerung des Fahrzeugs dienen, also zum Kippen der Lenkeinrichtung.
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Mindestens zwei Lenkspeichen können über eine Lenkwelle miteinander drehfest verbunden sein, so dass ein an einer Lenkspeiche aufgebrachtes Kippmoment auf die jeweils andere Lenkspeiche übertragen wird.
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Weiterhin kann an mindestens einem Lenkgriff oder an einem Handgriffelement ein oder mehrere Daumentast-Schalter mit Leuchtanzeige und/oder ein oder mehrere Daumentast-Taster mit Leuchtanzeige angeordnet sein. Beispielsweise kann man damit Blinker, HAF-Übergaben oder Anzeigen zur Fahrtrichtung anzeigen. Das hat den Vorteil, dass die Lenkeinrichtung mit weiteren Funktionen ausgerüstet werden kann.
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Zweckmäßigerweise kann an mindestens einer Lenkspeiche mindestens eine wippbewegliche Wippe angeordnet sein. Die Wippbewegung der Wippe kann um die Beschleunigungsachse herum erfolgen. Die Wippe kann beispielsweise dazu dienen, die Längssteuerung des Fahrzeugs zu realisieren oder Beschleunigungswerte einzugeben. Die Wippe ist zweckmäßigerweise für eine Bedienung von Hand und mit einer Fahrzeug-Funktion, insb. einer Tempomat-Funktion, ausgebildet. Die Wippe kann, aus Sicht eines Fahrers, an einer rückwärtigen Seite der Lenkspeiche angeordnet sein und beispielsweise zwei Wippflügel aufweisen.
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Die erwähnte Lenkeinrichtungsaufnahme der Steuervorrichtung kann einen Feedback-Aktuator aufweisen. Dieser kann exemplarisch Quersteuerungsgrößen, beispielsweise Radwinkel, einer Quersteuerungsanlage des Fahrzeugs an die Lenkeinrichtung haptisch rückmelden, beispielswiese in Form einer Vibration der Lenkeinrichtung. Das hat den Vorteil, dass der Fahrer eine spürbare Rückmeldung einer Quersteuerungsanlage durch die Lenkeinrichtung erhält.
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Weiterhin kann die Lenknabe der Steuervorrichtung mindestens eine Leuchtfläche aufweisen, insb. eine Warn-Anzeige oder eine Leuchte. Die Lenknabe kann darüber hinaus einen Klappantrieb haben, um eine Lenkspeichen-Klappfunktion der Lenkspeichen bereitzustellen. Die Lenknabe kann auch mit mindestens einem Sensor, insb. einem Beschleunigungssensor, zum Erfassen von Längssteuerungsgrößen ausgerüstet sein.
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Durch die Steuervorrichtung kann ein Winkelbereich der Lenkeinrichtung, innerhalb dem die Lenkeinrichtung um die Lenkachse herumgedreht wird, auf für Steer-by-Wire notwendige Winkelbereiche, z.B. +/-75°, reduziert werden. Das hat den Effekt, dass der Winkelbereich kleiner ist als bei konventionellen Lenkeinrichtungen. Das hat den Vorteil, dass das Rotieren der Lenkeinrichtung aus dem Handgelenk möglich ist und dass ein Fahrzeuginnenraum flexibler gestaltbar ist.
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Die Quersteuerung kann weggesteuert ausgeführt sein. Das hat den vorteilhaften Effekt, dass die Eingabe eines Quersteuerungswerts durch eine vorgegebene oder vorgebbare Rotation der Lenkeinrichtung um die Lenkachse herum eingestellt werden kann.
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Die Längssteuerung kann kraftgesteuert ausgeführt sein, um eine Störinteraktion mit der Quersteuerung zu vermeiden. Das hat den vorteilhaften Effekt, dass die Eingabe eines Längssteuerungswerts durch eine vorgegebene oder vorgebbare Kraftbeaufschlagung und Kippen der Lenkeinrichtung um die Beschleunigungsachse herum eingestellt werden kann.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 in einer perspektivischen schematischen Ansicht eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung zum Steuern eines nicht illustrierten Fahrzeugs.
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Die 1 zeigt eine im Gesamten mit dem Bezugszeichen 1 beschriftete Steuervorrichtung zum Steuern der Querbewegung, insb. der Spur, und Längsbewegung, insb. der Beschleunigung, eines nicht illustrierten Fahrzeugs. Die Steuervorrichtung 1 weist eine Lenkeinrichtung 2 sowie zum drehbaren Aufnehmen der Lenkeinrichtung 2 eine Lenkeinrichtungsaufnahme 4 auf. Die Lenkeinrichtungsaufnahme 4 ist in der 1 lediglich schematisch angedeutet und definiert eine strichpunktiert angedeutete Lenkachse 3, um die herum die Lenkeinrichtung 2 drehbar ist.
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Die Lenkeinrichtung 2, die man durchaus auch als Steuerrad oder Lenkrad bezeichnen könnte, ist manuell betätigbar und hat eine an der Lenkeinrichtungsaufnahme 4 angeordnete zentrale Lenknabe 6 und exemplarisch zwei daran angeordnete Lenkspeichen 7. Die Lenkspeichen 7 zeigen ausgehend von der Lenkachse 3 im Wesentlichen radial nach außen.
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An beiden Lenkspeichen 7 ist jeweils ein gebogener Lenkgriff 8 aus zwei Lenkgriffvorsprüngen angeordnet, wobei der eine Lenkgriffvorsprung nach oben hin und der andere Lenkgriffvorsprung in die entgegengesetzte Richtung von der jeweiligen Lenkspeiche 7 absteht. Die beiden Lenkspeichen 7 sind exemplarisch als ergonomisch gestaltete Handgriffstangen ausgeführt und bevorzugt im Querschnitt rund oder oval oder in einer anderen ergonomischen Form gehalten, so dass sie relativ bequem von Hand gegriffen werden können. Auch die beiden Lenkgriffe 8 bzw. die Lenkgriffvorsprünge sind exemplarisch ergonomisch ausgeführt, nämlich jeweils als ergonomisches Handgriffelement. Die Handgriffelemente können im Querschnitt ebenfalls rund oder oval oder in einer anderen ergonomischen Form gehalten sein, so dass auch sie relativ bequem von Hand gegriffen werden können.
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In 1 ist weiterhin zu erkennen, dass an den nach oben hin orientierten Lenkgriffvorsprüngen der beiden Lenkgriffe 8 Daumentast-Schalter 9 mit Leuchtanzeige angeordnet sind. Die Daumentast-Schalter 9 können von Hand betätigt und mit einer Fahrzeug-Funktion belegt werden. Relativ unmittelbar bei einem der Daumentast-Schaltern 9 ist eine mit dem Bezugszeichen 10 beschriftete Wippe vorgesehen, die an einer Lenkspeiche 7 angeordnet ist. Die Wippe 10 kann, wie der Daumentast-Schalter 9, wippend von Hand betätigt und mit einer Fahrzeug-Funktion belegt werden.
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Damit ein beliebiges Fahrzeug bezüglich einer nicht illustrierten Fahrzeuglängsachse in Querrichtung lenkbar ist, kann die Lenkeinrichtung 2 um die in 1 strichpunktiert angedeutete Lenkachse 3 herum rotiert werden, beispielsweise um bis zu +/- 75°. Ein durch die Rotation der Lenkeinrichtung 2 eingestellter Quersteuerungswert, zweckmäßigerweise ein Winkelwert, kann dann ermittelt und an eine Quersteuereinrichtung des Fahrzeugs zur Umsetzung in eine entsprechende Radstellung von Fahrzeugrädern des Fahrzeuges weitergegeben werden. Die Rotation ist in 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet.
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Gleichzeitig ist die Lenkeinrichtung 2 um die in 1 punktiert angedeutete und bezüglich der Lenkachse 3 quer, insb. rechtwinkelig, ausgerichtete Beschleunigungsachse 5 kippbar gestaltet. Analog zur Rotation kann durch das Kippen der Lenkeinrichtung 2 ein Längssteuerungswert vorgegeben werden, zweckmäßigerweise ein Winkelwert. Das Kippen ist in 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Gemäß dem vorgegebenen bzw. ermittelten Längssteuerungswert kann das Fahrzeug bezüglich der Fahrzeuglängsachse beschleunigt oder verzögert werden. Im Ergebnis ist das Fahrzeug damit durch Rotation und durch Kippen der Lenkeinrichtung 2 lenkbar und beschleunigbar.
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In der 1 kann man ferner erkennen, dass die Lenknabe 6 eine oder mehrere Leuchtflächen 11 aufweist. Die Leuchtflächen 11 sind exemplarisch mit nicht illustrierten Leuchtmitteln bestückbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018210776 A1 [0002]
