DE102024000931A1

DE102024000931A1 - Bedieneinheit für ein steer-by-wire- Lenksystem eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102024000931A1
Application number: DE102024000931.0A
Authority: DE
Inventors: Sybille Pfirrmann; Stefan Oberländer; Holger Enigk; Florian Haubelt; Peter Hölzle; 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: 2024-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein steer-by-wire- Lenksystem eines Fahrzeuges, umfassend zwei Bedienelemente (1, 3), welche beidseitig zum Fahrer angeordnet sind. Bei einer Bedieneinheit, welche eine komfortable und intuitive Lenkung des Fahrzeuges unter optimaler Ergonomiegestaltung und Raumausnutzung des Interieurs umsetzt, ist jedes Bedienelement (1, 3) in einer Schiene (7, 9) positioniert, wobei die Schienen (7, 9) beidseitig zum Fahrersitz in einem Griffbereich des Fahrers angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein steer-by-wire- Lenksystem eines Fahrzeuges, umfassend zwei Bedienelemente, welche beidseitig zum Fahrer angeordnet sind.
Aus der US 6,898,496 B2 ist eine Bedienvorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeuges bekannt, welche beidseitig zum Fahrersitz angeordnete Bedienelemente zur Steuerung des Fahrzeuges umfasst. Die Bedienelemente sind in einer horizontalen Ebene drehbar ausgebildet, um das Fahrzeug, welches ein steer-by-wire-System umfasst, zu lenken. Die Bedienelemente können auch längs verschoben werden, um Beschleunigungs- bzw. Bremssignale zu erzeugen.
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 der Figur 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, ist jedes Bedienelement in einer Schiene positioniert, wobei die Schienen beidseitig zum Fahrersitz in einem Griffbereich des Fahrers angeordnet sind. Durch die Anordnung der Bedieneinheit, die eine neuartige Mensch-Maschine-Schnittstelle für steer-by-wire-Systeme darstellt, 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 ist eine das erste Bedienelement tragende Schiene in einer Mittelkonsole des Fahrzeuges und die das zweite Bedienelement tragende Schiene an einer Fahrzeugtür angeordnet.
In einer Alternative sind die das erste Bedienelement tragende Schiene in einer ersten Armlehne und die das zweite Bedienelement tragende Schiene an einer zweiten Armlehne angeordnet, wobei die Armlehnen beidseitig zu dem Fahrersitz angeordnet sind. Daraus ergeben sich ebenfalls die bereits erläuterten Vorteile.
In einer Ausgestaltung sind die beiden Bedienelemente ortsfest in den beiden Schienen positioniert und die Steuerung der Querführung an den Bedienelementen erfolgt durch eine Krafteinwirkung auf die Bedienelemente. Da die Bedienelemente relativ zu den Schienen nicht bewegbar sind, erfolgt durch den Fahrer lediglich ein Krafteintrag auf die Bedienelemente, welcher in eine Lenkbewegung der Räder des Fahrzeuges umgesetzt wird. Dabei kann der Fahrer verschiedene Sitzpositionen einnehmen, die Arme seitlich abgewinkelt oder ausgestreckt zum Lenken platzieren oder auch nur mit einer Hand die Lenkbewegung ausführen.
Alternativ sind die beiden Bedienelemente zu den Schienen relativ beweglich ausgebildet und die Steuerung der Querführung an den Bedienelementen erfolgt durch eine Wegänderung der Bedienelemente. Dabei sind Präzision, Lenkkomfort, Lenkarbeit und Lenkdynamik feinfühlig abstimmbar.
In einer weiteren Variante ist die von den Bedienelementen auszuführende Lenkbewegung von dem Verlauf der Schienen vorgebbar. Dadurch erfolgt eine einfache Anpassung der Lenkbewegung an die Einschlagmöglichkeiten der gelenkten Räder.
In einer Ausführungsform ist jedes der Bedienelemente ausgebildet, eine rotatorischen Bewegung und/oder eine translatorische Bewegung auszuführen. Dies erlaubt eine Vielzahl von Möglichkeiten zur besonders feinfühligen Einstellung des Lenkwinkels.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn jedes der Bedienelemente ausgebildet ist, eine Bewegung in mehreren Ebenen auszuführen. Dadurch kann der Fahrer seine Hand bequem umpositionieren. Auch kann der Fahrer verschiedene Handhaltungen, wie das Umschließen der Lenkelemente oder nur ein Auflegen der Hände, vornehmen.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Bedienelemente schlauchförmig oder griffähnlich ausgebildet. Durch eine solche ergonomische Ausgestaltung der Bedienelemente wird die Grifffestigkeit bei der Betätigung der Bedienelemente durch den Fahrer erhöht und eine Fehllenkung weitgehend vermieden.
In einer weiteren Variante sind die Schienen derart ausgebildet, dass bei einer Notbremsung eine Abstützung des Körpers des Fahrers ohne Ausübung einer Kraft auf das jeweilige Bedienelement ermöglicht wird. Dadurch wird beispielsweise in einem Crashfall eine Gefahrensituation durch eine unkontrollierte Lenkbewegung verhindert.
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 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 Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit dargestellt. Die Bedieneinheit weist zwei Bedienelemente 1, 3 auf, die rechts und links vom Fahrersitz 5 in je einer Schiene 7, 9 angeordnet sind. Die Schiene 7 verläuft in der Mittelkonsole 11 und die Schiene 9 ist in die Fahrzeugtür 13 eingebracht. Mittels der Bedienelemente 1, 3 wird durch den Fahrer eine rotatorische Bewegung und/oder eine Längsbewegung entlang einem von der Schiene 7, 9 vorgegebenen Weg zur Lenkwinkeleingabe ausgeführt. Alternativ kann das Bedienelemente 1, 3 durch Krafteinwirkung betätigt werden, wobei das Bedienelement 1, 3 ortsfest in der jeweiligen Schiene 7, 9 angeordnet ist. 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.
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

US 6898496 B2 [0002]

Claims

Bedieneinheit für ein steer-by-wire- Lenksystem eines Fahrzeuges, umfassend zwei Bedienelemente (1, 3), welche beidseitig zum Fahrer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bedienelement (1, 3) in einer Schiene (7, 9) positioniert ist, wobei die Schienen (7, 9) beidseitig zum Fahrersitz in einem Griffbereich des Fahrers angeordnet sind.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine das erste Bedienelement (1) tragende Schiene (7) in einer Mittelkonsole (11) des Fahrzeuges und die das zweite Bedienelement (3) tragende Schiene (9) an einer Fahrzeugtür (13) angeordnet ist.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das erste Bedienelement (1) tragende Schiene (7) in einer ersten Armlehne und die das zweite Bedienelement (3) tragende Schiene (9) an einer zweiten Armlehne angeordnet ist, wobei die Armlehnen beidseitig zu dem Fahrersitz (5) angeordnet sind.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bedienelemente (1, 3) ortsfest in den beiden Schienen (7, 9) positioniert sind und die Steuerung der Querführung an den Bedienelementen (1, 3) durch eine Krafteinwirkung auf die Bedienelemente (1, 3) erfolgt.
Bedieneinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bedienelemente (1, 3) relativ zu den Schienen (7, 9) beweglich ausgebildet sind und die Steuerung der Querführung an den Bedienelementen (1, 3) durch eine Wegänderung der Bedienelemente (1, 3) in der Schiene (7, 9) erfolgt.
Bedieneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Bedienelementen (1, 3) auszuführende Lenkbewegung von dem Verlauf der Schienen (7, 9) vorgebbar ist.
Bedieneinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Bedienelemente (1, 3) ausgebildet ist, eine rotatorische Bewegung und/oder eine translatorische Bewegung auszuführen.
Bedieneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Bedienelemente (1, 3) ausgebildet ist, eine Bewegung in mehreren Ebenen auszuführen.
Bedieneinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (1, 3) schlauchförmig oder griffähnlich ausgebildet sind.
Bedieneinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (7, 9) derart ausgebildet sind, bei einer Notbremsung eine Abstützung des Körpers des Fahrers ohne Ausübung einer Kraft auf das jeweilige Bedienelement (1, 3) zu ermöglichen.