-
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuglenkrad mit verbesserter Ausgestaltung der zugehörigen Pralltopfabdeckung. Ein Fahrzeuglenkrad weist typischerweise eine Nabe zur Befestigung an einer Lenkwelle, einen Lenkradkranz sowie wenigstens eine Speiche zur Abstützung des Lenkradkranzes an der Nabe auf. Typischerweise bildet dabei die die Nabe des Lenkrads bedeckende Pralltopfabdeckung die zentrale Bedienoberfläche zur Betätigung einer akustischen Warnanzeige (Hupe) eines Kraftfahrzeugs aus, indem die Pralltopfabdeckung zur Auslösung der Hupe niedergedrückt wird. Dabei soll die Auslösung nur bei zielgerichteter intendierter Betätigung und nicht bei zufälliger Berührung ausgelöst werden. Da gleichzeitig die Pralltopfabdeckung die Abdeckung für eine im Bereich der Nabe des Lenkrads angeordnete Airbag-Zündeinrichtung ausbildet, ist der Konstrukteur vor einige Schwierigkeiten gestellt, die Sensorik zur Auslösung des Hupsignals geschickt zu platzieren. Die Airbag-Zündeinrichtung besteht im Allgemeinen aus einem Gassack, der ein Volumen von ca. 67 l hat, einem Gassackhalter, einem Generator und einem Generatorträger. Typischerweise sind in dem Bereich zwischen der Nabe und dem Lenkradkranz weitere Bedieneinheiten mit zugehörigen äußeren Bedienoberflächen zur Vornahme einer Bedieneingabe vorgesehen, beispielsweise zur Steuerung von Multimediakomponenten oder des Tempomats des Fahrzeugs. Wegen der möglichen Gefahr eines Kopfaufschlags sind an diese zusätzlichen Bedieneinheiten besondere Anforderungen gestellt. Darüber hinaus sind offene Spalte zwischen der zentralen Bedienoberfläche und der äußeren Bedienoberfläche unerwünscht, während eine geschlossen Bedienoberfläche, insbesondere wenn es einer Betätigung also einer der Betätigungskraft folgenden Verlagerung der Bedienoberfläche bedarf, die unabhängige Betätigungsdetektion der jeweiligen Bedienoberfläche vor Schwierigkeiten stellt.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeuglenkrad, auch kurz als Lenkrad bezeichnet, mit einstückiger Pralltropfabdeckung und zentraler und äußerer Bedienoberfläche hinsichtlich der Betätigungsdetektion zu verbessern und bauraumsparend zu realisieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Fahrzeuglenkrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein gleichermaßen vorteilhaftes Verfahren zur Betätigungsdetektion ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
-
Das erfindungsgemäße Fahrzeuglenkrad weist einen Lenkradkörper mit einer Nabe, die zur Befestigung an einer Lenkwelle ausgebildet ist, einen Lenkradkranz sowie wenigstens eine Speiche zur Befestigung des Lenkradkranzes an der Nabe auf. Der Lenkradkranz bildet die Grifffläche des Lenkrades aus und ist üblicherweise als ein geschlossener Ring ausgebildet und dient der Lenkverstellung eines Lenkungssystems durch Verdrehen des Fahrzeuglenkrades um seine Drehachse. Der Lenkradkranz muss nicht zwingend geschlossen sein, so ist auch eine erfindungsgemäße Ausführungsform denkbar, bei der der Lenkradkranz lediglich einen Teil eines Ringes ausbildet. Beispielsweise bildet der Lenkradkranz ein sogenanntes mit einer einzigen Speiche verbundenes Lenkradhorn als Grifffläche aus oder bildet einen Halb- bis Dreivierteilkreis, wobei er mit einer, zwei oder mehr Speichen verbunden ist. Der hierin nachfolgend verwendeten Begriffe „radial“ und „axial“ beziehen sich auf die durch die Nabe und deren Befestigung an der Lenkwelle des Fahrzeugs definierte Drehachse.
-
Das erfindungsgemäße Fahrzeuglenkrad weist ferner eine Airbag-Zündeinrichtung auf. Diese umfasst beispielsweise einen Gassack (auch „Luftsack“ genannt), einen Gassackhalter, einen Generator zur Erzeugung eines den Gassack füllenden Gases sowie einen Generatorträger. Erfindungsgemäß ist die Airbag-Zündeinrichtung in einem, von der Nabe ausgebildeten Aufnahmeraum aufgenommen.
-
Erfindungsgemäß ist ferner eine zwischen dem Lenkradkranz und der Nabe angeordnete äußere Bedieneinheit, die mindestens einen äußeren Kraftsensor zur Detektion einer auf einer äußeren Bedienoberfläche einwirkenden Betätigungskraft aufweist, vorgesehen. Beispielsweise ist die äußere Bedieneinheit zur Multimedia-Steuerung oder zur Steuerung eines Tempomats, d.h. einer Fahrgeschwindigkeitsregelungseinrichtung, vorgesehen. Bevorzugt sind ein oder mehrere äußere Kraftsensoren aus Sicht des Bedieners unterhalb der äußeren Bedienflächen angeordnet, um eine von einem Benutzer auf die Bedienfläche ausgeübte Bedienkraft zu messen. Beispielsweise sind der oder die äußeren Kraftsensoren auf einer Leiterplatte angeordnet.
-
Erfindungsgemäß ist ferner eine Pralltopfabdeckung vorgesehen, die sich mit ihrem Nabenbereich über die Nabe, in radialer Richtung zum Lenkradkranz erstreckt und den Aufnahmeraum überdeckt. Diese ist einstückig ausgebildet und stützt sich mit wenigstens einem ihrer radial äußeren Enden mittelbar oder unmittelbar am Lenkradkörper ab, um die in radialer Richtung zwischen ihrem Nabenbereich und dem Lenkradkranz angeordnete, äußere Bedienoberfläche der äußeren Bedieneinheit auszubilden. Bevorzugt stützt sich die Pralltopfabdeckung mittelbar oder unmittelbar mit ihren zwei radial gegenüberliegenden Enden am Lenkradkörper, beispielsweise an jeweils einer Speiche ab. Erfindungsgemäß bildet die Pralltopfabdeckung in radialer Richtung zwischen der äußeren Bedienoberfläche und dem Nabenbereich einen Übergangbereich mit im Vergleich zum Nabenbereich hoher Elastizität aus, um eine elastisch rückstellende Nachgiebigkeit wenigstens der äußeren Bedienoberfläche in einer axialen Richtung, d.h. einer zur Drehachse parallelen Richtung zu ermöglichen.
-
Dadurch, dass die Pralltopfabdeckung einstückig ausgebildet ist, werden offene Spalten im Bereich um die äußere Bedienoberfläche vermieden, was einerseits die Verletzungsgefahr beim Kopfaufschlag minimiert aber auch das Eindringen von Verunreinigungen verhindert. Letzteres stellt ein Problem dar, da es sich regelmäßig um sicherheitsrelevante Bedieneingaben handelt, die über am Lenkrad angeordnete Bedieneinheiten vorgenommen werden.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Pralltopfabdeckung im Übergangsbereich eine oder mehrere Materialschwächungen aufweist, um die im Vergleich zum Nabenbereich der Pralltopfabdeckung hohe Elastizität zu realisieren.
-
Bevorzugt ist die Pralltopfabdeckung durch eine Blende und ein an der Blende festgelegtes Rahmenteil ausgebildet. Beispielsweise ist die Blende in einem formgebenden Verfahren aus einem oder mehreren Thermoplasten insbesondere aus einer oder mehreren thermoplastischen Folien ausgebildet. Das Rahmenteil ist bevorzugt stoffschlüssig mit der Blende verbunden, beispielsweise durch Ultraschallverschweißen. Beispielsweise weist der Rahmen im Übergangsbereich Durchbrüche auf, um so die höhere elastische Nachgiebigkeit bereitzustellen. Bevorzugt weist die Pralltopfabdeckung einen Formling auf, der durch Hinterspritzen einer Folie mit einem Thermoplast und/oder einem thermoplastischen Elastomer hergestellt ist. Bevorzugt ist die Blende als eine mit einem thermoplastischen Elastomer und/oder Polypropylen enthaltenden Kunststoff verbundene, beispielsweise hinterspritzte oder hinterschäumte oder hintergossene Folie ausgebildet.
-
Bevorzugt bildet die Pralltopfabdeckung im Übergangsbereich einen Steg aus, der der sich mittelbar oder unmittelbar am Lenkradkörper abstützt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Pralltopfabdeckung im Übergangsbereich eine im Vergleich zum Nabenbereich zumindest bezüglich der Elastizität veränderte Zusammensetzung auf. Beispielsweise weist die Pralltopfabdeckung, insbesondere die Blende, im Übergangsbereich ein Thermoplast oder bevorzugt ein thermoplastisches Elastomer auf, dessen Elastizitätsmodul kleiner ist als der des Thermoplasts im Nabenbereich.
-
Bevorzugt ist die Pralltopfabdeckung ausgebildet, die Nabe des Lenkrads freitragend zu übergreifen und sich an zwei gegenüberliegenden, äußeren Enden am Lenkradkörper abzustützen, um eine in axialer Richtung elastisch nachgebende, zentrale Bedienoberfläche durch den Nabenbereich über dem Aufnahmeraum auszubilden, und wobei ein Array von inneren Kraftsensoren zur Detektion einer auf die zentrale Bedienoberfläche einwirkenden Betätigungskraft vorgesehen ist. Beispielsweise sind die inneren Kraftsensoren Teil einer Auslöseeinrichtung, die ausgebildet ist, eine akustische Ausgabe durch eine akustische Warneinrichtung des Fahrzeugs bei Betätigung der zentralen Bedienoberfläche auszulösen.
-
Bevorzugt ist das Array von inneren Kraftsensoren außerhalb des Aufnahmeraums, bevorzugter auch außerhalb der Nabe, angeordnet.
-
Um die elektrische Kontaktierung der inneren Kraftsensoren zu vereinfachen, ist mindestens ein innerer Kraftsensor auf einer Leiterplatte angeordnet, die jeweils ferner einen äußeren Kraftsensor trägt.
-
Bevorzugt sind alle inneren Kraftsensoren jeweils auf einer, einen äußeren Kraftsensor tragenden Leiterplatte angeordnet.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine die inneren und/oder äußeren Kraftsensoren tragende Leiterplatte an einem ersten Trägerteil befestigt. Das erste Trägerteil umfasst beispielsweise eine Gehäuseschale oder einen Rahmen aus einem Thermoplast. Bevorzugt umfasst das erste Trägerteil den Steg.
-
Das erste Trägerteil ist stoff- oder formschlüssig mit der Pralltopfabdeckung verbunden. Bevorzugt ist das erste Trägerteil mit der Pralltopfabdeckung, noch bevorzugter mit dem Rahmenteil verschweißt, beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
-
Bevorzugt ist die Pralltopfabdeckung im Nabenbereich mit einem zweiten, Trägerteil, stoff- oder formschlüssig verbunden. Das zweite Trägerteil umfasst beispielsweise eine Gehäuseschale, welche den Gassack beherbergt. Bevorzugt ist das zweite Trägerteil mit der Pralltopfabdeckung, noch bevorzugter mit dem Rahmenteil verschweißt, beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
-
Bevorzugt sind erstes und zweites Trägerteil separate Bauteile, die separat voneinander mit der Pralltopfabdeckung verbunden sind. Somit lassen sich die jeweiligen funktionellen Bauteile, wie Kraftsensor und Gassack, welche mit erstem bzw. zweitem Trägerteil verbunden sind separat und unter Einhaltung hoher Positionsgenauigkeit im Submillimeterbereich und spannungsfrei einbauen. Dabei dient die Pralltopfabdeckung als mechanisch verbindendes Element.
-
In einer Ausführungsform stützen sich erstes und/oder zweites Trägerteil am Lenkradkörper ab. Bevorzugt umfassen die Mittel zur Abstützung am Lenkradkörper fertigungstoleranzausgleichende Mittel, wie beispielsweise elastische Mittel und/oder eine Schweißverbindung. So lässt sich eine fertig montierte, mit ersten und/oder zweiten Trägerteilen verbundene Pralltopfabdeckung weitestgehend spannungsfrei in das Fahrzeuglenkrad einbauen.
-
Bevorzugt sind der äußere Kraftsensor und/oder die inneren Kraftsensoren als resistiv, kapazitiv, piezoelektrisch, piezoresistiv, optisch detektierende Kraftsensoren, bevorzugt in mikroelektromechanischem Aufbau, ausgebildet.
-
Bevorzugt ist ferner eine Berührdetektionseinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, eine ortsaufgelöste Berührdetektion bezüglich wenigstens einer der Bedienoberflächen aus äußerer Bedienoberfläche und zentraler Bedienoberfläche durchzuführen. Beispielsweise handelt es sich um eine die Berührung kapazitiv detektierende Berührdetektionseinrichtung.
-
Beispielsweise weist die Blende eine elektrisch leitend beschichtete Folie auf, so dass die Folie ein Array von Elektroden ausbildet.
-
Bevorzugt ist die Berührdetektionseinrichtung zwischen Blende und Rahmenteil angeordnet oder eingespannt.
-
In einer Ausführungsform weist die Berührdetektionseinrichtung einen elektrischen Leiterabschnitt, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte auf. Beispielsweise weist die Leiterplatte ein elektrisches Anschlussteil, wie ein Steckverbindungsteil, insbesondere eine Steckerbuchse oder dergleichen auf, mit welchem der elektrische Leiterabschnitt verbunden ist.
-
Bevorzugt ist das elektrische Anschlussteil durch eine Öffnung oder eine Aussparung im ersten Trägerteil zugängig, d.h. der elektrische Leiterabschnitt kann mit dem elektrischen Anschlussteil in mechanische und in elektrische Verbindung gebracht werden, ohne das erste Trägerteil abzubauen, zu öffnen oder die Leiterplatte aus diesem herauszunehmen. Bevorzugt ist die Öffnung oder die Aussparung auf einer der Pralltopfabdeckung gegenüberliegenden oder seitlich abgewandten Seite des ersten Trägerteils angeordnet, so dass die Herstellung der elektrischen Verbindung nach erfolgter, festlegender Verbindung von erstem Trägerteil an der Pralltopfabdeckung erfolgen kann.
-
Zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks weist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die äußere Bedieneinheit einen elektrisch angesteuerten Aktuator auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Aktuator ausschließlich an der Pralltopfabdeckung im Bereich der äußeren Bedienoberfläche festgelegt. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Aktuator ausschließlich an einem Aktuatorträgerteil festgelegt, welches mit der Pralltropfabdeckung im Bereich der äußeren Bedienoberfläche verbunden ist. Beispielsweise sind erstes Trägerteil und Aktuatorträgerteil einstückig ausgebildet oder das Aktuatorträgerteil ist am ersten Trägerteil gelagert oder festgelegt.
-
Bevorzugt ist ferner eine Auswerteinheit zur Auswertung des Detektionsergebnisses des mindestens einen äußeren Kraftsensors und/oder der inneren Kraftsensoren vorgesehen, die ausgebildet ist, eine Betätigung auf der äußeren Bedienoberfläche oder auf der zentralen Bedienoberfläche ausschließlich bei Überschreiten einer vorgegebenen Betätigungsschwelle positiv zu detektieren. Dabei ist die Auswerteinheit ausgebildet, die Betätigungsschwelle in Abhängigkeit einer Detektionshistorie, wie eines zeitlich vorhergehenden, quantitativen oder qualitativen Detektionsergebnisses oder Detektionsverlaufs des mindestens einen äußeren Kraftsensors und/oder der inneren Kraftsensoren und/oder eines zeitlich vorhergehenden, quantitativen oder qualitativen Detektionsergebnisses der Berührdetektionseinrichtung, zu variieren.
-
Beispielsweise wird die Betätigungsschwelle zur positiven Detektion der Betätigung der äußeren Bedienoberfläche in Abhängigkeit einer Detektionshistorie der inneren Kraftsensoren variiert und/oder die Betätigungsschwelle zur positiven Detektion der Betätigung der zentralen Bedienoberfläche in Abhängigkeit einer Detektionshistorie des äußeren Kraftsensoren variiert.
-
Beispielsweise weist die Pralltopfabdeckung im Nabenbereich mindestens eine Sollbruchstelle für den Fall einer Auslösung der Airbag-Zündeinrichtung auf, um die Entfaltung des Gassacks der Airbag-Zündeinrichtung zu ermöglichen. Bevorzugt erstreckt sich deren längste Erstreckung im Wesentlichen in einer radialen Richtung, während eine längste Erstreckung des Übergangsbereichs sich im Wesentlichen parallel zu einer Umfangsrichtung des Lenkradkranzes oder parallel zu einer Tangente an die Umfangsrichtung des Lenkradkranzes erstreckt.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Betätigungsdetektion mit den folgenden Schritten. In einem Bereitstellungsschritt erfolgt ein Bereitstellen eines Fahrzeuglenkrads. Das bereitgestellte Fahrzeuglenkrad weist einen Lenkradkörper mit einer Nabe, die zur Befestigung an einer Lenkwelle ausgebildet ist, einen Lenkradkranz sowie wenigstens eine Speiche zur Befestigung des Lenkradkranzes an dem Nabenbereich auf. Der Lenkradkranz bildet die Grifffläche des Lenkrades aus und ist üblicherweise als ein geschlossener Ring ausgebildet und dient der Lenkverstellung eines Lenkungssystems durch Verdrehen des Fahrzeuglenkrades um seine Drehachse. Der Lenkradkranz muss nicht zwingend geschlossen sein, so ist auch eine erfindungsgemäße Ausführungsform denkbar, bei der der Lenkradkranz lediglich einen Teil eines Ringes ausbildet. Beispielsweise bildet der Lenkradkranz ein sogenanntes mit einer einzigen Speiche verbundenes Lenkradhorn als Grifffläche aus oder bildet einen Halb- bis Dreivierteilkreis, wobei er mit einer, zwei oder mehr Speichen verbunden ist. Das bereitgestellte Fahrzeuglenkrad weist ferner eine Airbag-Zündeinrichtung auf. Diese umfasst beispielsweise einen Gassack (auch „Luftsack“ genannt), einen Gassackhalter, einen Generator zur Erzeugung eines den Gassack füllenden Gases sowie einen Generatorträger. Erfindungsgemäß ist die Airbag-Zündeinrichtung in einem, von der Nabe ausgebildeten Aufnahmeraum aufgenommen. Dabei ist ferner eine zwischen dem Lenkradkranz und der Nabe angeordnete äußere Bedieneinheit, die einen äußeren Kraftsensor zur Detektion einer auf einer äußeren Bedienoberfläche einwirkenden Betätigungskraft aufweist, vorgesehen. Beispielsweise ist die äußere Bedieneinheit zur Multimedia-Steuerung oder zur Steuerung eines Tempomats, d.h. einer Fahrgeschwindigkeitsregelungseinrichtung, vorgesehen.
-
Bei dem bereitgestellten Fahrzeuglenkrad ist ferner eine Pralltopfabdeckung vorgesehen, die sich mit ihrem Nabenbereich über die Nabe, in radialer Richtung zum Lenkradkranz erstreckt und den Aufnahmeraum überdeckt. Diese ist einstückig ausgebildet und stützt sich mit zwei ihrer radial äußeren Enden am Lenkradkörper ab, um die wenigstens ein in radialer Richtung zwischen ihrem Nabenbereich und dem Lenkradkranz angeordnete, äußere Bedienoberfläche der äußeren Bedieneinheit auszubilden.
-
Ferner bildet die Pralltopfabdeckung in radialer Richtung zwischen der äußeren Bedienoberfläche und dem Nabenbereich einen Übergangsbereich mit im Vergleich zum Nabenbereich hoher Elastizität aus, um eine elastisch rückstellende Nachgiebigkeit wenigstens der äußeren Bedienoberfläche in einer axialen Richtung, d.h. einer zur Drehachse parallelen Richtung zu ermöglichen. Dabei ist die Pralltopfabdeckung des bereitgestellten Fahrzeuglenkrads ausgebildet, den Nabenbereich des Lenkrads freitragend zu übergreifen, um eine elastisch nachgebende, zentrale Bedienoberfläche durch den Nabenbereich über dem Aufnahmeraum auszubilden. Ferner sind ein Array von inneren Kraftsensoren zur Detektion einer auf die zentrale Bedienoberfläche einwirkenden Betätigungskraft sowie optional eine Berührdetektionseinrichtung vorgesehen, wobei letztere ausgebildet ist, eine ortsaufgelöste Berührdetektion bezüglich wenigstens einer der Bedienoberflächen aus äußerer Bedienoberfläche und zentraler Bedienoberfläche durchzuführen.
-
In einem Auswertschritt erfolgt ein Auswerten des Detektionsergebnisses des mindestens einen äußeren Kraftsensors und der inneren Kraftsensoren und optional der Berührdetektionseinrichtung durch eine Auswerteinheit. In einem Detektionsschritt erfolgt eine positive Detektion einer Betätigung auf der äußeren Bedienoberfläche oder der zentralen Bedienoberfläche ausschließlich bei Überschreiten einer vorgegebenen Betätigungsschwelle. In einem zeitlich nachfolgenden Schritt erfolgt eine Variation der Betätigungsschwelle, also eine Veränderung des Schwellwertes, in Abhängigkeit einer Detektionshistorie, wie eines zeitlich vorhergehenden, quantitativen oder qualitativen Detektionsergebnisses oder Detektionsverlaufs des mindestens einen äußeren Kraftsensors und/oder der inneren Kraftsensoren und/oder eines zeitlich vorhergehenden, quantitativen oder qualitativen Detektionsergebnisses der Berührdetektionseinrichtung,
-
Beispielsweise wird die Betätigungsschwelle zur positiven Detektion der Betätigung der äußeren Bedienoberfläche in Abhängigkeit einer Detektionshistorie der inneren Kraftsensoren variiert und/oder die Betätigungsschwelle zur positiven Detektion der Betätigung der zentralen Bedienoberfläche in Abhängigkeit einer Detektionshistorie des äußeren Kraftsensoren variiert.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen:
- 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkrades 10;
- 2 eine Aufsicht der in 1 oder 3 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkrades 10.
- 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkrades 10;
-
1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkrads 10. Dieses weist einen Lenkradkörper 1 auf. Im Zentrum des Lenkradkörpers 1 weist dieser eine Nabe 1b zur Befestigung an einer Lenkwelle 15 einer Fahrzeuglenkung auf. Entsprechend dient das Lenkrad 10 der Vornahme einer Lenkverstellung durch Verdrehen um eine Lenkachse. Der zum Lenkradkörper 1 gehörige Lenkradkranz 1a ist über wenigstens eine nicht dargestellte Speiche an der Nabe 1b festgelegt. Der Lenkradkranz 1a bildet die Grifffläche des Lenkrades 10 aus und ist üblicherweise als ein geschlossener Ring ausgebildet. Der Lenkradkranz 1a muss nicht zwingend geschlossen sein, so ist auch eine erfindungsgemäße Ausführungsform denkbar, bei der der Lenkradkranz 1a lediglich einen Teil eines Ringes ausbildet. Beispielsweise bildet der Lenkradkranz 1a ein sogenanntes mit einer einzigen Speiche verbundenes Lenkradhorn als Grifffläche aus oder bildet einen Halb- bis Dreivierteilkreis, wobei er mit einer, zwei oder mehr Speichen verbunden ist. Der hierin nachfolgend verwendeten Begriffe „radial“ und „axial“ beziehen sich auf die durch die Nabe und deren Befestigung an der Lenkwelle 15 des Fahrzeugs definierte Drehachse.
-
Das erfindungsgemäße Fahrzeuglenkrad weist ferner eine Airbag-Zündeinrichtung 2 auf. Diese umfasst beispielsweise einen Gassack (auch „Luftsack“ genannt), einen Gassackhalter, einen Generator zur Erzeugung eines den Gassack füllenden Gases sowie einen Generatorträger. Erfindungsgemäß ist die Airbag-Zündeinrichtung 2 in einem, von der Nabe 1b ausgebildeten Aufnahmeraum 1c aufgenommen.
-
Wie gezeigt ist ferner mindestens eine, hier sind es zwei, bezüglich der Drehachse diametral gegenüberliegende, jeweils zwischen dem Lenkradkranz 1a und der Nabe 1b angeordnete äußere Bedieneinheiten 5 vorgesehen, die jeweils einen äußeren Kraftsensor 6a zur Detektion einer auf einer äußeren Bedienoberfläche 4a einwirkenden Betätigungskraft aufweist. Beispielsweise ist die äußere Bedieneinheit 5 zur Multimedia-Steuerung oder zur Steuerung eines Tempomats, d.h. einer Fahrgeschwindigkeitsregelungseinrichtung, vorgesehen.
-
Es ist ferner eine Pralltopfabdeckung 3 vorgesehen, die sich mit ihrem Nabenbereich 4b über die Nabe 1b, in radialer Richtung zum Lenkradkranz 1a hin erstreckt und den Aufnahmeraum 1c überdeckt. Diese ist einstückig ausgebildet und stützt sich mit wenigstens einem ihrer radial äußeren Enden, hier mit zwei diametral gegenüberliegenden Enden 14, am Lenkradkörper 1 ab, um die in radialer Richtung zwischen ihrem Nabenbereich 4b und dem Lenkradkranz 1a angeordnete, äußere Bedienoberfläche 4a auszubilden, die jeweils einer der äußeren Bedieneinheiten 5 zugeordnet ist.
-
Hier bildet die Pralltopfabdeckung 3 in radialer Richtung jeweils zwischen der äußeren Bedienoberfläche 4a und dem Nabenbereich 4b einen Übergangbereich 4c mit im Vergleich zum Nabenbereich 4b hoher Elastizität aus, um eine elastisch rückstellende Nachgiebigkeit wenigstens der äußeren Bedienoberfläche 4a in einer axialen Richtung, d.h. einer zur Drehachse parallelen Richtung zu ermöglichen.
-
Dadurch, dass die Pralltopfabdeckung 3 einstückig ausgebildet ist, werden offene Spalten im Bereich um die äußere Bedienoberfläche 4a vermieden, was einerseits die Verletzungsgefahr beim Kopfaufschlag minimiert aber auch das Eindringen von Verunreinigungen verhindert. Letzteres stellt ein Problem dar, da es sich regelmäßig um sicherheitsrelevante Bedieneingaben handelt, die über am Lenkrad 10 angeordnete Bedieneinheiten 5 vorgenommen werden.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Pralltopfabdeckung 3 im Übergangsbereich 4c eine oder mehrere Materialschwächungen 11a, 11b aufweist, um die im Vergleich zum Nabenbereich 4b der Pralltopfabdeckung 3 hohe Elastizität zu realisieren.
-
Hier ist die Pralltopfabdeckung 3 durch eine Blende 3a und ein an der Blende 3a festgelegtes Rahmenteil 3b ausgebildet. Dabei ist die Blende 3a in einem formgebenden Verfahren aus einem oder mehreren Thermoplasten und/oder thermoplastischen Elastomeren ausgebildet. Das Rahmenteil 3b ist stoffschlüssig mit der Blende 3a verbunden, beispielsweise durch Ultraschallverschweißen. Hier weist der Rahmen 3b im Übergangsbereich 4c Durchbrüche auf, um so die höhere elastische Nachgiebigkeit bereitzustellen. Dabei ist die Blende 3a ein Formling, der durch Hinterspritzen einer Folie mit einem Thermoplast und/oder einem thermoplastischen Elastomer hergestellt ist.
-
Ferner bildet die Pralltopfabdeckung 3 im Übergangsbereich 4c einen Steg 12 aus, der sich mittelbar oder unmittelbar am Lenkradkörper 1 abstützt.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Pralltopfabdeckung 3 ausgebildet, die Nabe 1b des Lenkradkörpers 1 freitragend zu übergreifen und sich an zwei gegenüberliegenden, äußeren Enden am Lenkradkörper 1 abzustützen, um eine in axialer Richtung elastisch nachgebende, zentrale Bedienoberfläche 4i durch den Nabenbereich 4b über dem Aufnahmeraum 1c auszubilden, und wobei ein Array von inneren Kraftsensoren 6b zur Detektion einer auf die zentrale Bedienoberfläche 4i einwirkenden Betätigungskraft vorgesehen ist. Beispielsweise sind die inneren Kraftsensoren 6b Teil einer Auslöseeinrichtung, die ausgebildet ist, eine akustische Ausgabe durch eine akustische Warneinrichtung (Hupe) des Fahrzeugs bei Betätigung der zentralen Bedienoberfläche 4i auszulösen.
-
Hier ist das Array von inneren Kraftsensoren 6b außerhalb des Aufnahmeraums 1c und außerhalb der Nabe 1b angeordnet.
-
Um die elektrische Kontaktierung der Kraftsensoren 6a, 6b zu vereinfachen, ist mindestens ein innerer Kraftsensor 6b auf der Leiterplatte 7 angeordnet, die jeweils ferner einen äußeren Kraftsensor 6a trägt.
-
Bevorzugt sind der äußere Kraftsensor und die inneren Kraftsensoren als kapazitiv oder optisch detektierende Kraftsensoren, bevorzugt in mikroelektromechanischem Aufbau, ausgebildet.
-
Zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks weist die äußere Bedieneinheit 5 jeweils einen elektrisch angesteuerten Aktuator 9 auf. Dabei ist der Aktuator 9 jeweils ausschließlich an der Pralltopfabdeckung 3 im Bereich der äußeren Bedienoberfläche 4a festgelegt.
-
Die Auswerteinheit 8 zur Auswertung des Detektionsergebnisses des äußeren Kraftsensors 6a und der inneren Kraftsensoren 6b ist ausgebildet, eine Betätigung auf der äußeren Bedienoberfläche 4a bzw. der zentralen Bedienoberfläche 4i ausschließlich bei Überschreiten einer vorgegebenen Betätigungsschwelle positiv zu detektieren. Dabei ist die Auswerteinheit 8 ferner ausgebildet, die Betätigungsschwelle in Abhängigkeit einer Detektionshistorie, wie eines zeitlich vorhergehenden, quantitativen oder qualitativen Detektionsergebnisses oder Detektionsverlaufs des mindestens einen äußeren Kraftsensors 6a und/oder der inneren Kraftsensoren 6b zu variieren.
-
Beispielsweise wird die Betätigungsschwelle zur positiven Detektion der Betätigung der äußeren Bedienoberfläche 4a in Abhängigkeit einer Detektionshistorie der inneren Kraftsensoren 6b variiert und/oder die Betätigungsschwelle zur positiven Detektion der Betätigung der zentralen Bedienoberfläche 4i in Abhängigkeit einer Detektionshistorie des äußeren Kraftsensors oder der äußeren Kraftsensoren 6a variiert.
-
Ferner weist die Pralltopfabdeckung 3 in ihrem Nabenbereich 4b mehrere Sollbruchstellen 13 für den Fall einer Auslösung der Airbag-Zündeinrichtung 2 auf, um die Entfaltung des Gassacks der Airbag-Zündeinrichtung 2 zu ermöglichen. Wie in 2 gezeigt folgt deren längste Erstreckung im Wesentlichen einer radialen Richtung, während eine längste Erstreckung des Übergangsbereichs 4v im Wesentlichen einer Parallelen zu einer Tangente an die Umfangsrichtung des Lenkradkranzes 1a folgt.
-
3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkrads 10, welche bis auf die im Folgenden beschriebenen Unterschiede identisch mit der ersten Ausführungsform aus 1 ist.
-
Es sei erwähnt, dass die nachfolgend aufgeführten Unterschiede separat, in einer Auswahl oder im Gesamten in beliebiger, technisch sinnvoller Weise mit der ersten Ausführungsform aus 1 kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
-
In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Leiterplatte 7 an einem ersten Trägerteil 16 befestigt ist. Das erste Trägerteil 16 umfasst eine Gehäuseschale und/oder einen Rahmen aus einem Thermoplast. Bevorzugt umfasst das erste Trägerteil 16 den Steg 12, welcher mit der Rahmenteil 3b im Übergangsbereich 4c verbunden ist.
-
Das erste Trägerteil 16 ist stoff- oder formschlüssig mit der Pralltopfabdeckung verbunden.
-
Ferner ist eine Berührdetektionseinrichtung 19 vorgesehen, die ausgebildet ist, eine ortsaufgelöste Berührdetektion bezüglich wenigstens einer der Bedienoberflächen 4 aus äußerer Bedienoberfläche 4a und zentraler Bedienoberfläche 4b durchzuführen. Dabei handelt es sich um eine die Berührung kapazitiv detektierende Berührdetektionseinrichtung in Form einer elektrisch leitend beschichteten Folie 19a, die mit der Blende 3 verbunden ist.
-
Die Berührdetektionseinrichtung 19 weist einen elektrischem Leiterabschnitt 19b, der mit der Leiterplatte verbunden ist, auf. Außerdem weist die Leiterplatte ein elektrisches Anschlussteil 18, insbesondere ein Steckverbindungsteil auf, mit welchem der elektrische Leiterabschnitt 19b elektrisch und mechanisch verbunden ist.
-
Das elektrische Anschlussteil 19 ist durch eine seitliche Öffnung des ersten Trägerteils 16 zugängig, d.h. der elektrische Leiterabschnitt 19b kann mit dem elektrischen Anschlussteil 18 durch die Öffnung in elektrische und mechanische Verbindung gebracht werden, ohne das erste Trägerteil 16 zu öffnen oder die Leiterplatte aus diesem herauszunehmen. Außerdem kann die elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiterabschnitt 19b und dem elektrischen Anschlussteil 18 auch nach erfolgter, festlegender Verbindung von erstem Trägerteil 16 an der Pralltopfabdeckung 3 erfolgen.
-
Weiterhin ist die Pralltopfabdeckung 3 im Nabenbereich 4b mit einem zweiten Trägerteil 20, stoff- oder formschlüssig verbunden. Das zweite Trägerteil 20 umfasst hier eine Gehäuseschale, welche den Gassack 1c beherbergt. Bevorzugt ist das zweite Trägerteil 20 mit der Pralltopfabdeckung 3, noch bevorzugter mit dem Rahmenteil 3b verschweißt, beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
-
Erstes Trägerteil 16 und zweites Trägerteil 20 sind als separate Bauteile ausgeführt, die separat voneinander mit der Pralltopfabdeckung 3 verbunden sind. Somit lassen sich die jeweiligen funktionellen Bauteile, wie Kraftsensoren 6a, 6b und Gassack 1c, separat und unter Einhaltung hoher Positionionsgenauigkeit im Submillimeterbereich und spannungsfrei einbauen. Dabei dient die Pralltopfabdeckung 3 als mechanisch verbindendes Element.
-
Hier nicht gezeigt stützen sich erstes Trägerteil 16 und/oder zweites Trägerteil 20 am Lenkradkörper 1 ab. Bevorzugt umfassen die Mittel zur Abstützung am Lenkradkörper 1 fertigungstoleranzausgleichende Mittel, wie beispielsweise elastische Mittel und/oder eine Schweißverbindung. So lässt sich eine fertig montierte, mit erstem Trägerteil 16 und/oder zweitem Trägerteil 20 verbundene Pralltopfabdeckung 3 weitestgehend spannungsfrei in das Fahrzeuglenkrad 10 einbauen.
-
Zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks weist die äußere Bedieneinheit 5 jeweils einen elektrisch angesteuerten Aktuator 9 auf. Dabei ist der Aktuator 9 jeweils an einem Aktuatorträger 17 festgelegt. Der Aktuatorträger 17 ist Teil des ersten Trägers 16 oder ist an diesem gelagert oder festgelegt und mit der Pralltopfabdeckung 3 im Bereich der äußeren Bedienoberfläche 4a verbunden, beispielsweise durch Verschweißen.
