DE102024000929A1

DE102024000929A1 - Bedieneinheit für ein steer-by-wire-Lenksystem eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102024000929A1
Application number: DE102024000929.9A
Authority: DE
Inventors: Sybille Pfirrmann; Athina Alexief-Damianof; Stefan Oberländer; Holger Enigk; Peter Hölzle; Florian Haubelt; Michael Heiss; Alissa Bühler
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2024-03-21
Filing date: 2024-03-21
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein steer-by-wire-Lenksystem eines Fahrzeuges, umfassend zwei Bedienelemente (1, 3), die beidseitig zum Fahrer angeordnet sind. Bei einer Bedieneinheit, welche die Lenkung ergonomisch an den Fahrer angepasst ist, sind je ein Bedienelement (1, 3; 13, 15) an oder in je einer an einen Fahrersitz (5) angrenzenden Armlehne (7, 9) angeordnet und zur Lenkwinkeleingabe beweglich ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein steer-by-wire-Lenksystem eines Fahrzeuges, umfassend zwei Bedienelemente, die beidseitig zum Fahrer angeordnet sind.
Die DE 196 25 496 C2 offenbart eine Bedienelementanordnung zur Steuerung einer Querbewegung eines Kraftfahrzeuges mit zwei Bedienelementen, die als Steuerknüppel ausgebildet sind. Die Bedienelemente sind derart miteinander gekoppelt, dass sie voneinander abhängig betätigbar sind. Jeweils ein Bedienelement ist zu jeder Seite des Fahrersitzes angeordnet. Das Bedienelement kann um die Steuerung der Längsbewegung ergänzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bedieneinheit für ein steer-by-wire-Lenksystem eines Fahrzeuges anzugeben, welche eine komfortable und intuitive Lenkung des Fahrzeuges unter optimaler Ergonomiegestaltung und Raumausnutzung des Interieurs umsetzt.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der eingangs erläuterten Bedieneinheit für ein steer-by-wire-Lenksystem eines Fahrzeuges, umfassend zwei Bedienelemente, die beidseitig zum Fahrer angeordnet sind, wobei je ein Bedienelement an oder in je einer an einen Fahrersitz angrenzenden Armlehne oder einem Türgriff und einer Mittelkonsole oder in einer Fahrertür und der Mittelkonsole gebunden sind, sind die Bedienelemente zur Lenkwinkeleingabe beweglich ausgebildet. Durch die Anordnung der Lenkelemente, die eine neuartige Mensch-Maschine-Schnittstelle für steer-by-wire-Systeme darstellen, wird dem Fahrer mehr Arm- und Beinfreiheit ermöglicht, wodurch dieser eine entspanntere Position im Fahrzeug einnehmen kann. Da das Lenkrad aus dem Cockpit entfernt wird, kann ein völlig neues, ansprechendes Interieurkonzept inklusive neuem Cockpit umgesetzt werden, was dem Fahrzeuginsassen ein weitläufiges Raumgefühl bietet. Für den Fahrer kann gegebenenfalls die gleiche Airbagversion genutzt werden wie für den Beifahrer, was die Variantenvielfalt reduziert. Die Bedienelemente sollen so ausgestaltet sein, dass diese in mehreren Positionen von oben oder seitlich gegriffen werden können.
Vorteilhafterweise sind die Bedienelemente kreisrund ausgebildet und zur Lenkwinkeleingabe rotatorisch bewegbar. Durch diese Bewegungsmöglichkeit der Bedienelemente wird dem Fahrer eine vielfältige haptische Handhabung ermöglicht.
In einer Ausgestaltung sind die Bedienelemente auf die jeweilige Armlehne oder in der Fahrertür bzw. dem Türgriff und der Mittelkonsole aufgesetzt. Die seitliche und körpernahe Positionierung der Bedienelemente zum Fahrer vereinfacht ein natürliches Auffinden der Bedienelemente durch den Fahrer, ohne den Blick von der Straße nehmen zu müssen. Außerdem nimmt der Fahrer durch die ergonomisch günstige Positionierung der Arme eine bequeme Haltung im Sitzen ein.
In einer Alternative sind die Bedienelemente in die jeweilige Armlehne eingelassen. Dadurch wird das optische Design der Armlehnen verbessert.
In einer Variante weisen die Bedienelemente eine ovale Form auf, wobei sich an jedem Bedienelement zur Lenkwinkeleingabe ein ovaler Schlauch entlang einer vorgegebenen, ovalförmigen Bahn bewegt. Der Fahrer kann durch die Bewegung des ovalen Schlauches den durch den Schlauch zurückgelegten Weg und somit den am Fahrzeug eingestellten Lenkwinkel besser einschätzen. Darüber hinaus bietet der Schlauch eine größere Grifffläche, welcher von oben und seitlich an mehreren Positionen gegriffen werden kann.
In einer Ausführungsform sind die Bedienelemente an jeweils einer Stirnseite der jeweiligen Armlehne angeordnet. Dies ermöglicht dem Fahrer ein zielgerichtetes Auffinden der Bedienelemente.
Es ist von Vorteil, wenn eine Steuerung der Querführung an den Bedienelementen durch eine Wegänderung oder eine Winkeleingabe und/oder einer Kraftänderung erfolgt. Dabei sind Präzision, Lenkkomfort, Lenkarbeit und Lenkdynamik feinfühlig abstimmbar.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die beiden Bedienelemente in ihrer Bewegung elektrisch miteinander gekoppelt. Dadurch kann eine einhändige oder beidhändige Betätigung über die Bedienelemente erfolgen. Durch zwei Bedienelemente ist eine Redundanz gegeben, welche die Funktionssicherheit der Lenkung erhöht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein.
Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit.

Bei steer-by-wire-Systemen wird bei Betätigung der Bedienelemente eine Weg- und/oder Kraftänderung eingegeben, die von einem am Bedienelement angeordneten Sensor erfasst wird, welcher ein entsprechendes elektrisches Signal an ein Steuergerät ausgibt. Das Steuergerät steuert in Abhängigkeit dieses Signals einen oder mehrere Aktuatoren an, welche die gelenkten Räder des Fahrzeuges entsprechend einschlagen.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit dargestellt. Die Bedieneinheit weist zwei Bedienelemente 1, 3 auf, die rechts und links vom Fahrersitz 5 an den jeweilige Armlehnen 7, 9 angeordnet sind. Die Bedienelemente 1, 3 sind kreisrund ausgebildet und oben auf der jeweiligen Armlehne 7, 9 aufgesetzt. Mittels der kreisrunden Bedienelemente 1, 3 wird durch den Fahrer eine rotatorische Bewegung zur Lenkwinkeleingabe ausgeführt. Alternativ kann das Bedienelemente 1, 3 durch Kraftsteuerung betätigt werden. Dabei kann der Weg gegebenenfalls zusätzlich rückgeführt sein, um den Fahrer eine Rückmeldegröße bereitzustellen. Die rotatorische Bewegung und die Kraftänderung zeigen der Steuerelektronik an, um welchen Winkel und in welche Richtung die Räder des Fahrzeuges eingeschlagen werden sollen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit ist in 2 gezeigt. In diesem Fall sind die kreisrunden Bedienelemente 1, 3 an der Stirnseite 11 der Armlehnen 7, 9 in diese eingelassen und werden ebenfalls rotatorisch zur Eingabe des Lenkwinkels vom Fahrer bewegt.
Eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Bedieneinheit ist in 3 dargestellt. Die Bedienelemente 13, 15 sind schlauchförmig ausgeformt. An jedem Bedienelement 13, 15 ist ein ovaler Schlauch 17 ausgebildet, der durch den Fahrer auf einer vorgegebenen Bahn bewegt werden kann. Die Lenkwinkeleingabe erfolgt über den Weg, welchen der Schlauch zurücklegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19625496 C2 [0002]

Claims

Bedieneinheit für ein steer-by-wire-Lenksystem eines Fahrzeuges, umfassend zwei Bedienelemente (1, 3), die beidseitig zum Fahrer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Bedienelement (1, 3; 13, 15) an oder in je einer an einen Fahrersitz (5) angrenzenden Armlehne (7, 9) oder in der Fahrzeugtür oder einer Mittelkonsole angeordnet und zur Lenkwinkeleingabe beweglich ausgebildet ist, wobei die Bedienelemente (1, 3) kreisrund ausgebildet und zur Lenkwinkeleingabe rotatorisch bewegbar sind.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (1, 3) auf die jeweilige Armlehne (7, 9) aufgesetzt sind.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (1, 3) in die jeweilige Armlehne (7, 9) eingelassen sind.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (13, 15) eine ovale Form aufweisen, wobei sich an jedem Bedienelement (13, 15) zur Lenkwinkeleingabe ein ovaler Schlauch (17) entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt.
Bedieneinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (1, 3; 13, 15) an jeweils einer Stirnseite (11) der jeweiligen Armlehne (7, 9) angeordnet sind.
Bedieneinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkeleingabe an den Bedienelementen (1, 3; 13, 15) durch eine Wegänderung und/oder einer Kraftänderung steuerbar ist.
Bedieneinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bedienelemente (1, 3; 13, 15) in ihrer Bewegung elektrisch miteinander gekoppelt sind.