DE102020214941A1

DE102020214941A1 - Fahrzustandsabhängige Freigabe der Kippfunktion eines Lenkelements eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020214941A1
Application number: DE102020214941.0A
Authority: DE
Inventors: Philipp Küpper; Martin Fassbender; Bruno Alves; Klemens Degle; Lukas Löhmann
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-06-02
Also published as: US11912334B2; CN114560007A; US20220169300A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Freigabe eines Kippmechanismus für ein Lenkelement (8) eines Fahrzeugs, wobei das Lenkelement (8) zwischen einer Lenkposition (3) und mindestens einer Nichtlenkposition (5) um eine Kippachse schwenkbar gelagert ist, wobei das Lenkelementrad (8) mindestens eine lösbare Arretieranordnung (9) aufweist, welche das Lenkelement (8) in der Lenkposition (3) und der mindestens einen Nichtlenkpositionen (5) fixiert. Um bei einem solchen Verfahren die Sicherheit während des Betriebs des Fahrzeugs zu verbessern ist dieses erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Arretieranordnung (9) mindestens einen Sperrzustand (1) annehmen kann, in dem das Lösen der Arretieranordnung (9) verhindert wird und mindestens einen Freigabezustand (2) annehmen kann, in dem das Lösen der Arretieranordnung (9) freigegeben wird. Die Erfindung betrifft ebenso eine entsprechende Lenkanordnung sowie ein entsprechendes Fahrzeug. Die Aufgabe zur Erhöhung der Sicherheit wird ebenfalls durch die erfindungsgemäße Lenkanordnung sowie dem erfindungsgemäßen Fahrzeug gelöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Freigabe eines Kippmechanismus eines Lenkelements in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, eine Lenkanordnung mit einem Lenkelement eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 16 sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 17.
Es sind Fahrzeuglenkungen aus der WO2018/060443A1 und der DE69708735T2 mit einem Kippmechanismus für das Lenkrad bekannt, die eine Kippmechanik besitzen. Um Bewegungsfreiheit für den Fahrer in Situationen zu schaffen, in denen er das Lenkrad nicht benötigt, kann das Lenkrad in seiner Gesamtheit weggekippt werden. Dies ist zum Beispiel im autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs oder bei Fahrzeugstillstand von Vorteil. Es ist auch möglich das gekippte Lenkrad mit wenigen Handgriffen zum Beispiel als Tisch umzufunktionieren. Die Lenkräder können dabei zusätzlich zu der Kippfunktion auf die Bedürfnisse des Fahrers eingestellt werden. Dies betrifft vornehmlich die Höhe und den Abstand vom Lenkrad zum Fahrer, wobei dabei die volle Funktionsfähigkeit des Lenkrades erhalten bleibt. Das heißt bei dieser Art der Verstellung bleibt das Lenkrad in Lenkposition und das Fahrzeug kann gelenkt werden.
Es kann auch nur der Kranz wie in der DE1916652U gekippt werden. Dazu befindet sich ein Stift, der den Kranz arretiert, in der Nabe und ist koaxial zur Kippachse angeordnet. Durch eine besondere Außenkontur und der dazu passenden Aussparung im Kranz kann der Stift die Kranzbewegung sperren sowie durch das Herausziehen freigeben.
Problematisch dabei ist, dass wenn der Kippmechanismus des Lenkelements beim Steuern des Fahrzeugs durch den Fahrer betätigt wird, das Lenkelement in eine Position gekippt werden kann, in der das Lenken des Fahrzeugs erschwert oder sogar überhaupt nicht mehr möglich ist. Es liegt auf der Hand, dass bei einer solchen Beeinträchtigung oder Verhinderung des Lenkens gefährliche Situationen entstehen können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es also, die Sicherheit während des Betriebs bei einer solchen Kippfunktion eines Lenkelements zu verbessern.
Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass die Kippfunktion in Fahrsituationen gesperrt wird, in denen eine Verstellung des Lenkelements nicht möglich sein sollte. Dies betrifft vornehmlich die Zustände, in welchen das Fahrzeug vom Fahrer gelenkt werden muss. Wird ein solcher Zustand verlassen, kann die Kippfunktion wieder freigegeben werden. Die Erfindung bietet sich besonders für autonome Fahrzeuge an, ist aber nicht auf diese beschränkt. Die Erfindung kann auch bei nicht-autonomen Fahrzeugen zum Einsatz kommen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Dies gilt auch über Kategoriegrenzen hinweg, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Freigabe eines Kippmechanismus für ein Lenkelement eines Fahrzeugs, wobei das Lenkelement zwischen einer Lenkposition und mindestens einer Nichtlenkposition um eine Kippachse schwenkbar gelagert ist, wobei das Lenkelement mindestens eine lösbare Arretieranordnung aufweist, welche das Lenkelement in der Lenkposition und der mindestens einen Nichtlenkpositionen fixiert, ist dieses dadurch gekennzeichnet, dass die Arretieranordnung mindestens einen Sperrzustand annehmen kann, in dem das Lösen der Arretieranordnung verhindert wird und mindestens einen Freigabezustand annehmen kann, in dem das Lösen der Arretieranordnung freigegeben wird.
Mit der Freigabe des Kippmechanismus ist der Vorgang gemeint, der es ermöglicht die Arretieranordnung zu lösen und dann das Lenkelement über die durch den Kippmechanismus vorgegebene Kippachse zu schwenken und in seiner Position grundsätzlich zu verändern. Die Arretieranordnung hat dabei die Aufgabe, solange sie nicht gelöst wurde ein Schwenken des Lenkelements um die Kippachse zu hindern. Das Lenkelement kann dabei jede Einrichtung eines Fahrzeugs sein, die dem Fahrzeug eine Richtung vorgibt. Dies kann im Speziellen zum Beispiel ein Lenkrad oder ein Joystick sein. Eine der Positionen, die das Lenkelement einnehmen kann, ist die Lenkposition. Dies ist die Position, in der es einem Fahrer ermöglicht wird, das Fahrzeug zu lenken. Es existiert meist nicht nur eine Position, in der das Lenken des Fahrzeugs ermöglicht wird. Somit können auch mehrere Lenkpositionen von dem Lenkelement eingenommen werden. Eine Nichtlenkposition kann dabei eine Position des Lenkelements sein, in welcher sich das Fahrzeug nicht lenken lassen soll. Dies kann in der Funktionsweise der Lenkelements begründet sein, oder der erschwerten räumlichen Erreichbarkeit des Lenkelements durch den Fahrer. Ein Lenkelement in einer Nichtlenkposition kann beispielsweise auf eine Art und Weise eingeklappt sein, welche dem Fahrer mehr Raum für andere Zwecke lässt. Es kann sein, dass das Fahrzeug auch bei einem Lenkelement in einer Nichtlenkposition grundsätzlich weiterhin lenkbar ist. Eine erschwerte Lenkbarkeit durch den Fahrer reicht aus, um eine Nichtlenkposition zu definieren. Denkbar ist ebenfalls, dass das Lenkrad für den Fahrer nicht mehr greifbar ist. Dazu kann das Lenkelement hinter einer Abdeckung verschwinden, oder je nach Kippmechanismus mechanisch vom Fahrzeug getrennt werden. Der Sperrzustand der Arretieranordnung ist ein Zustand, in welchem es nicht möglich ist, das Lenkelement um die Kippachse in eine Nichtlenkposition zu schwenken. Dabei wird das Lösen des der Arretieranordnung verhindert. Im Freigabezustand ist das Lösen der Arretieranordnung möglich und das Schwenken des Lenkelements um die Kippachse ist möglich. Anders ausgedrückt setzt das Schwenken des Lenkelements zweierlei voraus, und zwar erstens das Vorhandensein eines Freigabezustands der Arretieranordnung und zweitens das Vornehmen des durch Vorhandensein des Freigabezustands ermöglichten Lösens der Arretieranordnung.
Nachfolgend seien die in den Unteransprüchen angegebenen vorteilhaften Ausgestaltungen sowie weitere vorteilhafte oder mögliche Ausgestaltungen des mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens im Detail beschrieben.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Arretieranordnung das Lenkelement mit einem Sperrelement lösbar fixiert. Insbesondere kann es sein, dass die Arretieranordnung mit einem weiteren Sperrelement das Lösen der Arretieranordnung verhindert. Vorzugsweise steht zum Verhindern das weitere Sperrelement in Eingriff mit dem Sperrelement. Die Fixierung des Lenkelements in den einzelnen Lenk- und Nichtlenkpositionen kann durch Sperrelemente erfolgen, welche beim Lösen ihre Sperrwirkung verlieren und das Schwenken des Lenkelements um die Kippachse freigeben. Das Sperrelemente könnte beispielsweise Stifte umfassen, welche in dazugehörige Vertiefungen zum Fixieren eingreifen und so eine lösbare formschlüssige Verbindung zwischen Lenkelement und einem Befestigungspunkt des Lenkelements darstellen. Zum Lösen würden diese Stifte aus den Vertiefungen herausgezogen und das Schwenken in eine andere Position könnte erfolgen. Das Lösen dieses Sperrelement kann durch das weitere Sperrelement verhindert werden, so dass ein Lösen der Arretieranordnung nicht möglich ist. Dies kann zum Beispiel auf mechanischem Wege gesehen, oder durch eine entsprechende logische Verschaltung von beispielsweise mechanischen oder elektronischen Elementen. Eine softwarebasierte Lösung beispielsweise mit einer Logik-Schaltung ist ebenfalls denkbar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zum Verhindern des Lösens der Arretieranordnung eine Kraftwirkungskette zum Schwenken des Lenkelements getrennt wird. Sofern die Arretieranordnung sich und das Lenkelement durch Krafteinwirkung auf eine Kraftwirkungskette löst, kann zur Verhinderung des Lösens diese Krafteinwirkungskette unterbrochen werden.
Die unterbrechbare Kraftwirkungskette muss aber nicht eine Kraftwirkungskette zum Schwenken des Lenkelements sein, vielmehr kann es sich auch um eine Kraftwirkungskette zum Lösen der Arretieranordnung im engeren Sinne handeln. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens wird zum Verhindern des Lösens der Arretieranordnung eine Kraftwirkungskette zum Lösen der Arretieranordnung getrennt. Insbesondere kann eine Kraftwirkungskette zum Lösen des Sperrelements getrennt werden.
Durch das Unterbrechen der Krafteinwirkungskette kann die Kraft zum Lösen der Arretieranordnung nicht an die entsprechende Einrichtung der Arretieranordnung zum Lösen weitergeleitet werden, so dass auf diese Weise ein Lösen der Arretieranordnung verhindert wird. Ein Beispiel solch einer Krafteinwirkungskette ist ein Bowdenzug, welcher durch einen Druckknopf eine Kraft zum Lösen der Arretieranordnung auf Sperrstifte weiterleitet und dessen Verbindung zu den Sperrstiften mechanisch getrennt wird. So können die Sperrstifte nicht in ihrer Position verändert werden und sperren weiterhin die Kippbewegung des Lenkelements. Auch weitere Sperrelemente, welche das Lösen der Arretieranordnung erfolgreich verhindern können, können in die Kraftleitungskette eingebunden werden. Beispielsweise kann es in der Kraftleitungskette sinnvoll sein, dass zunächst die weiteren Sperrelemente gelöst werden müssen, bevor die Sperrelemente zum Fixieren des Lenkelements gelöst werden können.
Diese unterbrechbare Kette muss jedoch nicht rein mechanisch sein. Beispielsweise bei der Verwendung eines elektrischen Aktuators kann die Krafteinwirkungskette durch Trennen einer elektrischen Verbindung des Aktuators erfolgen, so dass dieser die Fixierung des Lenkelements aufrechterhält. Eine bevorzugte Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Verfahrens ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass zum Verhindern des Lösens der Arretieranordnung eine Signalleitung für ein elektrisches Signal zum Lösen der Arretieranordnung getrennt wird.
Grundsätzlich kann die Arretieranordnung auch mechanisch in den mindestens einen Sperrzustand oder den mindestens Freigabezustand gebracht werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Sperrzustand basierend auf einem, insbesondere von der Arretieranordnung empfangenen, Freigabezustandssignal angenommen wird und vorzugsweise, dass der Freigabezustand basierend auf dem Freigabezustandssignal angenommen wird. Das Freigabezustandssignal kann dabei von einer beliebigen Einrichtung im Fahrzeug erzeugt werden und beinhaltet die Information, ob das Lenkelement geschwenkt werden kann oder nicht. Anders ausgedrückt weist das Freigabezustandssignal die Information auf, ob der Sperrzustand oder der Freigabezustand angenommen werden soll.
Das Freigabezustandssignal kann aber auch aus anderen Signalen oder Informationen des Fahrzeugs hergeleitet werden. Beispielsweise kann die Information, dass sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrbetrieb befindet von der Arretieranordnung entsprechend aufgefasst werden, dass ein Freigabezustand herrscht und die Arretieranordnung die Freigabe zum Lösen hat. Üblicherweise werden in einem modernen Fahrzeug viele Signale wie zum Beispiel zum Zustand der Handbremse, zur Geschwindigkeit, zum gewählten Gang, Ortungssignale wie GPS, Raddrehzahlen, G-Kräfte, besetzte Fahrgastplätze, Zustand der Sicherheitsgurte und viele weitere erzeugt, welche zur Einschätzung des Freigabe- oder Sperrzustands herangezogen werden können. Diese Lösung benötigt auch nicht zwingend weitere Bauteile zur Sperrung der Arretieranordnung. Die Arretieranordnung kann in dieser Ausgestaltung das Freigabezustandssignal empfangen oder selbst aus den verfügbaren Signalen des Fahrzeugs herleiten und so eingerichtet sein, dass diese nur löst, wenn ein Freigabezustand herrscht. Das Lösen wird nicht ermöglicht, wenn ein Sperrzustand herrscht.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Steuergerät der Arretieranordnung den mindestens einen Sperrzustand und den mindestens einen Freigabezustand der Arretieranordnung verwaltet, vorzugsweise, dass das Steuergerät das Freigabezustandssignal empfängt. Je nach Komplexität der Arretieranordnung kann diese bereits ein Steuergerät zu deren Steuerung umfassen. In dieser Ausgestaltung kann auf dieses Steuergerät zugegriffen werden, um ein Lösen der Arretieranordnung bei einem Sperrzustand zu unterbinden, und bei einem Freigabezustand zur ermöglichen. Dies kann vorzugsweise durch ein elektrisches Eingreifen des Steuergerätes geschehen, kann aber auch durch eine Steuerung von zusätzlichen mechanischen Sperrelementen durch das Steuergerät erfolgen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät das Freigabezustandssignal aus einem Fahrzeugsystem des Fahrzeugs empfängt. Das Freigabesignal, welches die Information enthält, ob sich das Fahrzeug in einem Freigabezustand oder einem Sperrzustand befindet, kann dabei vom Fahrzeug generiert werden, so dass die Arretieranordnung keine eigene Entscheidungslogik verwalten muss. Dieses Freigabesignal kann auf verschiedenen Wegen der Arretieranordnung zugänglich gemacht werden, beispielsweise über eine eigene Verkabelung, drahtlos oder über eine Ringleitung, wie sie bei CAN-Bus Systemen üblich sind.
Entsprechend kann nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das Fahrzeugsystem ein CAN-Bus-System ist. Ein CAN-Bus-System (Controller Area Network Datenverarbeitung) ist ein Netzwerk zur Datenverarbeitung, welches dazu dient, dass verschiedene Einrichtungen über dieselben physischen Kabel kommunizieren können, ohne dass für jede Verbindung einzelne physische Kabelverbindungen nötig sind. Die Verwendung eines CAN-Bus Fahrzeugsystems hat den Vorteil, dass die benötigten Signale einfach mit in die bereits vorhandenen Kabelverbindungen eingespeist und abgegriffen werden können. Dabei ist es möglich zusätzliche Signale einzuspeisen oder bereits vorhandene Signal mit zu nutzen. Üblicherweise werden die Zustände fast aller Einrichtungen in einem modernen Fahrzeug über solch ein CAN-Bus System geteilt, so dass auf alle diese Signale zugegriffen werden kann und dazu verwendet werden können den Freigabe- oder Sperrzustand zu bestimmen.
Das Freigabesignal kann dabei auch aus anderen Fahrzeugsystemen als dem CAN-Bus-System stammen. Vorzugsweise kann das Steuergerät auch das Freigabesignal aus einem LIN-Bus-System und/oder einer Hardwired-Verbindung und/oder einer Ethernet-Verbindung auslesen.
In einem Fahrzeug existieren häufig bereits Kommunikationsnetze, die auch die entsprechenden Daten des Kipplenkrads verarbeiten können. Eine typische und sehr vielseitig einsetzbare Netzwerkverbindung stellt die Ethernet-Kommunikation dar. Über sie können hohe Datenmengen schnell verteilt werden. Ein weit verbreitetes Kommunikationsnetz in Kraftfahrzeugen ist beispielsweise das CAN-Bus System (Controller Area Network System). Dieses System ermöglicht die Kommunikation mehrerer Steuergeräte über gemeinsam genutzte Verkabelungen. Ein etwas einfacheres Kommunikationsnetz ist das LIN-Bus System (Local Interconnect Netzwerk System). Dieses kommt häufig zum Einsatz, wenn die hohe Vielseitigkeit und Bandbreite eines CAN-Bus Systems nicht benötigt wird. Beispielsweise werden häufig Sensoren und Aktoren über ein LIN-Bus vernetzt. Sofern die Anforderungen an die Komplexität noch geringer sind, können auch direkte Kabelverbindungen gelegt werden, welche ausschließlich für eine Funktion genutzt werden können. Diese direkten Kabelverbindungen werden Hardwired-Verbindung genannt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Arretieranordnung einen Freigabezustand annimmt, wenn sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrbetrieb befindet. Bevorzugt sendet das Fahrzeugsystem ein Freigabezustandssignal zum Annehmen des Freigabezustands, wenn sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrbetrieb befindet. Im autonomen Fahrbetrieb ist ein Eingreifen einer Person nicht notwendig, also auch nicht des eigentlichen Fahrers des Fahrzeugs. Daher bietet es sich an, dass in einem solchen Zustand ein Freigabezustand herrscht. So kann das nicht benötigte Lenkelement geschwenkt werden, um dem Fahrer mehr Platz zu bieten. Es ist auch denkbar, dass das Lenkelement in einem Freigabezustand anderweitig zum Beispiel als Tisch verwendet wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Bordcomputer des Fahrzeugs das Freigabezustandssignal sendet, und zwar vorzugsweise im autonomen Fahrbetrieb. Sofern der Bordcomputer, welcher vorzugsweise auch den autonomen Fahrbetrieb steuert, das Freigabezustandssignal - also beispielsweise die Information über einen aktiven autonomen Fahrbetrieb - teilt, wird keine zusätzlich Entscheidungslogik seitens der Arretieranordnung mehr benötigt. Es kann aber durchaus Gründe wie beispielsweise gewisse Sicherheitsaspekte geben, weswegen dennoch eine zusätzliche Entscheidungslogik seitens der Arretieranordnung sinnvoll sein kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Arretieranordnung einen Freigabezustand annimmt, wenn sich das Fahrzeug in einem geparkten Zustand befindet. Eine weitere Situation, in der das Lenkelement nicht benötigt wird, ist, wenn das Fahrzeug geparkt ist. Auch hier kann der Platz des Lenkelements anderweitig genutzt werden, oder das Lenkelement zum Beispiel als Tisch eingesetzt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der geparkte Zustand durch eine aktivierte Parkbremse des Fahrzeugs und/oder einen Gangwahlhebel des Fahrzeugs in Position „N“ Neutral oder „P“ Parken für Automatikgetriebe und/oder im Leerlauf für manuelle Getriebe und/oder einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges von null und/oder ausgeschaltetem/ausgeschalteten Motoren zum Vortrieb des Fahrzeuges und/oder in einem eingeschaltetem/eingeschalteten und vor ungewollter Fahrzeugbewegung gesicherten Motorenmodus festgestellt wird. Der geparkte Zustand kann auf verschiedene Arten bestimmt werden. Zum Beispiel dadurch, dass die Parkbremse angezogen ist. Jedoch kann es auch Situationen geben, in denen der Wagen trotz angezogener Parkbremse rollt. Daher kann es sinnvoll sein, den geparkten Zustand nicht nur an einem Merkmal fest zu machen, sondern Kombinationen von Merkmalen zur sicheren Bestimmung heranzuziehen. Dabei kommen Merkmale, wie zum Beispiel die Position des Gangwahlhebels oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Frage. Die Geschwindigkeit kann wiederum durch ein GPS-Signal, durch Raddrehzahlen oder Getriebedrehzahl bestimmt werden. Auch ein ausgeschalteter Verbrennungskraft-Motor, oder ein deaktivierter Elektromotor kann ein Indikator sein. Es ist aber auch denkbar, dass trotz eingeschaltetem Motor ein geparkter Zustand vorliegt, da es je nach verwendeter Technologie im Fahrzeug nötig sein kann, dass der Motor läuft, um beispielsweise die Klimatisierung des Fahrgastinnenraums nutzen zu können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein gesicherter Motorenmodus eine Änderung der Gangwahl verhindert und/oder das Lösen der Parkbremse verhindert und/oder eine Gasannahme der Motoren verhindert. Ein gesicherter Motorenmodus kann dann von Vorteil sein, wenn sich das Fahrzeug durch seine aktuellen Einstellungen, wie beispielsweise dem Lenkrad in einer Nichtlenk-Position und das Fahrzeug in einer Parkposition, nicht zum Fahrbetrieb durch einen Fahrzeugführer eignet. Dieser Motorenmodus kann dann beispielsweise ein ungewolltes Anlaufen der Motoren verhindern.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Lenkelement automatisch in die Lenkposition gebracht wird, sobald die Arretieranordnung einen Sperrzustand annimmt. Für den Fall, dass sich das Lenkelement in einer Nichtlenkposition befindet, und das Fahrzeug von einem Freigabezustand in einen Sperrzustand wechselt, kann das Lenkelement wieder in Lenkposition gebracht werden, um dem Fahrer das Steuern des Fahrzeuges zu ermöglichen. Somit kann es sinnvoll sein, wenn das Lenkelement automatisch in eine Lenkposition wechselt. Dieser automatische Wechsel kann dabei durch Aktuatoren geschehen, oder zum Beispiel durch eine Vorspannung des Kippmechanismus durch Federn oder ähnlichen Ausgestaltungen. Eine Sperre zum Wechseln aus einem Freigabezustand in einen Sperrzustand des Fahrzeugs während sich das Lenkelement in einer Nichtlenkposition befindet, löst die Aufgabe ebenso und kann daher auch sinnvoll sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn sich das Lenkelement in einer Nichtlenkposition und die Arretieranordnung in einem Sperrzustand befindet. Durch dieses Warnsignal soll dem Fahrer des Fahrzeugs vermittelt werden, dass er veranlassen soll das Lenkelement in Lenkposition zu bringen. Das Warnsignal kann dabei durch eine zusätzliche Einrichtung in visueller, akustischer oder haptischer Form oder Kombinationen daraus ausgegeben werden. Auch ist denkbar, dass das Warnsignal von bereits im Fahrzeug vorhandenen Einrichtungen ausgegeben wird. Dies könnten zum Beispiel vorhandene Warnleuchten, Displays oder die multimedia-Ausstattung des Fahrzeugs übernehmen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Freigabezustandssignal basierend auf mindestens zwei Parametern bestimmt wird. Um einen Freigabezustand oder Sperrzustand möglichst sicher bestimmen zu können, kann es von Vorteil sein für die Bestimmung der Freigabezustände oder Sperrzustände mehrere zur Verfügung stehende Signale auszuwerten. Vorzugsweise wird also das Freigabezustandssignal redundant bestimmt. Redundant meint in diesem Zusammenhang, dass zwei parallele und eigenständige Überprüfungen von verschiedenen Signalen durchgeführt werden, welche beide zum gleichen Ergebnis kommen sollen, um eine verlässliche Entscheidung über Freigabezustand oder Sperrzustand treffen zu können. Das System kann so ausgelegt sein, dass im Zweifel der Sperrzustand gewählt wird, da so das Sicherheitsrisiko, dass sich das Lenkelement in einer Nichtlenkposition befindet, obwohl es in einer Lenkposition zur Steuerung des Fahrzeugs benötigt wird, geringer ausfällt.
Die vorschlagsgemäße Lenkanordnung umfasst ein Lenkelement eines Fahrzeugs, wobei das Lenkelement zwischen einer Lenkposition und mindestens einer Nichtlenkposition um eine Kippachse schwenkbar gelagert ist, wobei das Lenkrad mindestens eine lösbare Arretieranordnung zum Fixieren des Lenkelements in der Lenkposition und der mindestens einen Nichtlenkpositionen aufweist.
Die vorschlagsgemäße Lenkanordnung ist dadurch gekennzeichnet ist, dass die Arretieranordnung dazu eingerichtet ist, mindestens einen Sperrzustand anzunehmen, in dem das Lösen der Arretieranordnung verhindert wird und mindestens einen Freigabezustand anzunehmen, in dem das Lösen der Arretieranordnung freigegeben wird.
Das vorschlagsgemäße Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass eine vorschlagsgemäße Lenkanordnung aufweist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert wird. In diesen Zeichnungen zeigen schematisch:

1: eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Lenkelements mit Kippmechanismus aus einem Fahrzeug jeweils a) in einer Lenkposition und b) in einer Nichtlenkposition und
2: eine Darstellung einer Ausführungsvariante des Verfahrens zur situationsabhängigen Freigabe der Kippfunktion eines Lenkelements als logisches Flussdiagramm.

1 zeigt ein Lenkelement 8 eines - hier nicht dargestellten - Fahrzeugs in Form eines kreisförmigen Lenkrades, welches Fahrzeug einen Kippmechanismus umfasst. Der Kippmechanismus umfasst eine lösbare Arretieranordnung 9, welche dazu dient, dass Lenkelement 8 in verschiedenen Lenkpositionen 3 und Nichtlenkpositionen 5 zu fixieren. Die verschiedenen Lenk-Positionen 3 und Nichtlenk-Positionen 5 unterscheiden sich in diesem Beispiel durch den Winkel zwischen Lenkelement 8 und dessen Aufnahme. Die Nicht-Lenkposition 5 ist hier im Wesentlichen waagerecht dargestellt, so dass ein Fahrer des Fahrzeugs die durch das Lenkelement 8 aufgespannt Ebene als eine Art Tisch verwenden kann.
In 2 ist eine Darstellung eines logischen Flussdiagramms einer Ausführungsvariante des Verfahrens zur situationsabhängigen Freigabe der Kippfunktion eines Lenkelements 8 dargestellt. Speziell kann die Arretieranordnung einen Sperrzustand 1 oder einen Freigabezustand 2 annehmen. Zwischen dem Sperrzustand 1 und dem Freigabezustand 2 wird durch eine Erfassung eines Freigabezustandssignals 6, 7 gewechselt, wobei es sich um ein Freigabezustandssignal 6 zum Signalisieren des Freigabezustands 2 oder um eine Freigabezustandssignal 7 zum Signalisieren Sperrzustands 1 handeln kann. Zur Erzeugung des jeweiligen Freigabezustandssignals 6, 7 werden dabei Daten zum Fahrzustand ausgewertet (autonomer Fahrbetrieb, Parkzustand etc.).
In diesen beiden Zuständen - Sperrzustand 1 und Freigabezustand 2 - sind jeweils verschiedene Funktionen aktiviert bzw. deaktiviert. Im Sperrzustand 1 ist dabei der Kippmechanismus blockiert, so dass ein Schwenken des Lenkelements 8 in eine Nichtlenk-Position 5 verhindert wird. Dies kann über das Sperren der Arretieranordnung 9 geschehen. Im Freigabezustand 2 dagegen ist das Betätigen der Kippfunktion möglich, die Arretieranordnung 9 kann also gelöst werden. Durch das Lösen der Arretieranordnung 9 gelangt das Lenkelement 8 in den gelösten Zustand 4, in welchem das Lenkelement 8 um seine Kippachse geschwenkt werden kann. In diesem Zustand kann das Lenkelement 8 in eine andere Position gebracht werden, in welcher die Arretieranordnung 9 das Lenkelement 8 dann wieder fixiert. Sobald das Lenkelement 8 fixiert ist, befindet es sich entweder in einer Lenk-Position 3 oder einer Nichtlenk-Position 5. Je nach Funktionsumfang des Lenkelements 8 kann es sinnvoll sein, bestimmte Funktionen im gelösten Zustand 4 oder in einer Nichtlenk-Position 5, wie zum Beispiel die Hupe, Blinker oder Multimedia-Tasten zu deaktivieren, um ein versehentliches Auslösen der jeweiligen Funktionen zu verhindern.
Bezugszeichenliste

1: Sperrzustand
2: Freigabezustand
3: Lenk-Position
4: Gelöster Zustand
5: Nichtlenk-Position
6: Freigabezustandssignal zum Signalisieren des Freigabezustands
7: Freigabezustandssignal zum Signalisieren des Sperrzustands
8: Lenkelement
9: Arretieranordnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2018/060443 A1 [0002]
DE 69708735 T2 [0002]
DE 1916652 U [0003]

Claims

Verfahren zur Freigabe eines Kippmechanismus für ein Lenkelement (8) eines Fahrzeugs, wobei das Lenkelement (8) zwischen einer Lenkposition (3) und mindestens einer Nichtlenkposition (5) um eine Kippachse schwenkbar gelagert ist, wobei das Lenkelement (8) mindestens eine lösbare Arretieranordnung (9) aufweist, welche das Lenkelement (8) in der Lenkposition (3) und der mindestens einen Nichtlenkpositionen (5) fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretieranordnung (9) mindestens einen Sperrzustand (1) annehmen kann, in dem das Lösen der Arretieranordnung (9) verhindert wird und mindestens einen Freigabezustand (2) annehmen kann, in dem das Lösen der Arretieranordnung (9) freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretieranordnung (9) das Lenkelement (8) mit einem Sperrelement lösbar fixiert, insbesondere, dass die Arretieranordnung (9) mit einem weiteren Sperrelement das Lösen der Arretieranordnung (9) verhindert, vorzugsweise, dass zum Verhindern das weitere Sperrelement in Eingriff mit dem Sperrelement steht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verhindern des Lösens der Arretieranordnung (9) eine Kraftwirkungskette zum Schwenken des Lenkelements (8) getrennt wird, insbesondere, dass zum Verhindern des Lösens der Arretieranordnung (9) eine Kraftwirkungskette zum Lösen der Arretieranordnung (9) getrennt wird, vorzugsweise, dass in einem Sperrzustand (1) die Kraftwirkungskette zum Lösen der Arretieranordnung (9) getrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrzustand (1) basierend auf einem, insbesondere von der Arretieranordnung (9) empfangenen, Freigabezustandssignal (6, 7) angenommen wird, vorzugsweise, dass der Freigabezustand (2) basierend auf dem Freigabezustandssignal (6, 7) angenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät der Arretieranordnung (9) den mindestens einen Sperrzustand (1) und den mindestens einen Freigabezustand (2) der Arretieranordnung (9) verwaltet, vorzugsweise, dass das Steuergerät das Freigabezustandssignal (6, 7) empfängt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät das Freigabezustandssignal (6, 7) aus einem Fahrzeugsystem des Fahrzeugs empfängt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsystem ein CAN-Bus-System oder eine Ethernet-Verbindung oder ein LIN-Bus-System oder eine Hardwired-Verbindung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretieranordnung (9) einen Freigabezustand (2) annimmt, wenn sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrbetrieb befindet, vorzugsweise, dass das Fahrzeugsystem ein Freigabezustandssignal (6) zum Annehmen des Freigabezustands sendet, wenn sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrbetrieb befindet.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bordcomputer des Fahrzeugs das Freigabezustandssignal (6, 7) sendet, vorzugsweise im autonomen Fahrbetrieb.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretieranordnung (9) einen Freigabezustand (2) annimmt, wenn sich das Fahrzeug in einem geparkten Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der geparkte Zustand durch eine aktivierte Parkbremse des Fahrzeugs und/oder einen Gangwahlhebel des Fahrzeugs in Position „N“ Neutral oder „P“ Parken für Automatikgetriebe und/oder im Leerlauf für manuelle Getriebe und/oder einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges von null und/oder ausgeschaltetem/ausgeschalteten Motoren zum Vortrieb des Fahrzeuges und/oder in einem eingeschaltetem/eingeschalteten und vor ungewollter Fahrzeugbewegung gesicherten Motorenmodus festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesicherter Motorenmodus eine Änderung der Gangwahl verhindert und/oder das Lösen der Parkbremse verhindert und/oder eine Gasannahme der Motoren verhindert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkelement (8) automatisch in die Lenkposition (3) gebracht wird, sobald die Arretieranordnung (9) einen Sperrzustand (1) annimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn sich das Lenkelement (8) in einer Nichtlenkposition (5) und die Arretieranordnung (9) in einem Sperrzustand (1) befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabezustandssignal (6, 7) basierend auf mindestens zwei Parametern bestimmt wird.
Lenkanordnung mit ein Lenkelement (8) eines Fahrzeugs, wobei das Lenkelement (8) zwischen einer Lenkposition (3) und mindestens einer Nichtlenkposition (5) um eine Kippachse schwenkbar gelagert ist, wobei das Lenkelement (8) mindestens eine lösbare Arretieranordnung (9) zum Fixieren des Lenkelements (8) in der Lenkposition (3) und der mindestens einen Nichtlenkposition (5( aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretieranordnung (9) dazu eingerichtet ist, mindestens einen Sperrzustand (1) anzunehmen, in dem das Lösen der Arretieranordnung (9) verhindert wird und mindestens einen Freigabezustand (2) anzunehmen, in dem das Lösen der Arretieranordnung (9) freigegeben wird.
Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Lenkanordnung nach Anspruch 15 aufweist.