DE10209207A1

DE10209207A1 - Lenkrad mit Bedienelementen

Info

Publication number: DE10209207A1
Application number: DE10209207A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dreyer; Heiko Schnieders; Winfried Moell
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: DE10209207B4

Abstract

Ein Lenkrad besitzt daran angeordnete Bedienelemente für Fahrzeugfunktionen. Um zum Auslösen einer gewünschten Funktion nicht erst mit dem Finger die entsprechende Schaltfläche am Lenkrad suchen zu müssen, wird vorgeschlagen, dass die Bedienelemente als auf Druck- oder Zugkräfte auf das Lenkrad oder eine Grifffläche (14, 17) am Lenkrad (10) reagierende Sensoren (22) ausgebildet sind. Besonders bevorzugt ist eine quantitative Erfassung der Kräfte, um beispielsweise in einer Gefahrensituation die Warnblinkanlage dann einschalten zu können, wenn besonders hohe Kräfte vom Fahrer in das Lenkrad eingeleitet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Lenkrad mit daran angeordneten Bedienelementen für Fahrzeugeinrichtungen.

Die Anordnung von Bedienelementen am Lenkrad, wie sie beispielsweise in der DE 197 39 626 A1 vorgeschlagen worden ist, hat den Vorteil, dass der Fahrer während der Fahrt nicht die Hand vom Lenkrad nehmen muß, wenn er eine Funktion einer Fahrzeugeinrichtung auslösen möchte, um beispielsweise die Lautstärke des Radios zu regulieren oder den Blinker zu betätigen.

Die bisher vorgeschlagenen Lösungen schlagen Kippschalter, Tastknöpfe oder durch Drehen zu betätigende Elemente vor, wobei der Fahrer zunächst den Finger zu dem entsprechenden Schaltelement bewegen muß. Weitere Schaltelemente sind oft unmittelbar an der Lenksäule hinter dem Lenkrad als Lenkstockhebel oder Wippe angebracht, wobei auch Multifunktionsschalter mit gegebenenfalls mehreren Schaltfreiheitsgraden denkbar sind.

Zusammenfassend ist den bisher bekannten Schaltelementen die Eigenschaft gemeinsam, dass der Fahrer zwar die Hand nicht vom Lenkrad nehmen muß, in der Regel aber wenigstens mit einem Finger den Schalter suchen muß, der der Funktion zugeordnet ist, die er gerade auslösen möchte. Insbesondere in Gefahrensituationen kann dadurch wertvolle Zeit verloren gehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lenkrad mit Bedienelementen zu schaffen, das die Zeitdauer bis zum Auslösen einer gewünschten Funktion verkürzt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bedienelemente des Lenkrades als auch Druck- und/oder Zugkräfte auf das Lenkrad oder eine Grifffläche am Lenkrad reagierende Sensoren ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht alternativ oder ergänzend zu bisherigen als kleinflächige Schalter ausgebildeten Bedienelementen eine Erfassung der unmittelbar in das Lenkrad eingeleiteten Handkräfte vor, so dass der Fahrer für die damit verknüpfte Funktion nicht mehr zunächst eine Schaltfläche suchen muß, sondern durch einfaches Drücken auf das Lenkrad, Ziehen am Lenkrad oder entsprechend festeres Umklammern der Grifffläche die gewünschte Funktion ansteuern kann.

Für die Erfassung dieser Kräfte sind eine Vielzahl von Lösungen denkbar. Beispielsweise kann wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen in dem Lenkrad selbst, beispielsweise im Lenkradkranz, den Speichen und/oder in der Lenkradnabe zur mittelbaren Kraftmessung vorgesehen sein. Eine alternative Lösung kann vorsehen, dass im Bereich der Griffflächen oder auch des gesamten Lenkradkranzes eine Kontaktwiderstandsmessung erfolgt, die ebenfalls ein Maß für die eingeleiteten Druck- oder Zugkräfte ist. Eine weitere Möglichkeit der Erfassung der eingeleiteten Kräfte kann darin bestehen, dass in der Lenkradstruktur, beispielsweise im Bereich der Griffflächen, eine Elastizität vorgesehen ist und ab einem bestimmten Verformungsgrad ein Schaltsignal des Betätigungselements auslöst. Selbstverständlich werden in diesem Fall keine allzu großen Elastizitäten mit großen Wegänderungen vorgesehen sein, allerdings kann die relative Beweglichkeit von Elementen des Lenkrades gut zur Auslösung eines Schaltsignals herangezogen werden. Beispielsweise kann der Verformungsgrad mit Hilfe einer Druckerfassung in einem Hohlraum mit wenigstens teilweise elastisch nachgiebiger Wandung, einem Dehnungsmeßstreifen an einem bewegten Teil, einem sonstigen Drucksensor und/oder einem elektrischen Schalter erfaßbar sein. Denkbar ist beispielsweise auch eine Lösung, bei welcher das Lenkrad wenigstens in den Griffbereichen mehrteilig ausgebildet ist, wobei jeweils ein elastisches Element zwischen zwei zueinander beweglichen Teilen vorgesehen ist. Auf diese Weise können im gesamten Griffbereich mit der Lenkradstruktur starr verbundene Teile und zu diesen relativ bewegliche Teile vorgesehen sein, mit Hilfe derer ein Schaltsignal auslösbar ist. Beispielsweise kann der Lenkradkranz in bestimmten Bereichen mittig geteilt sein, wobei entweder das vordere Kranzteil oder das hintere Kranzteil durch Bewegen gegen das elastische Element das Schaltsignal auslösen kann, wobei das elastische Element beispielsweise ein Gummikörper sein kann.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher nicht nur oberhalb einer bestimmten Kraftschwelle ein Signal ausgelöst wird, sondern bei welcher die Druckkraft auf die Sensoren quantitativ erfaßbar ist und bestimmte Funktionen in Abhängigkeit von bestimmten Druck- oder Zugkräften auslösbar sind. Bei einer derartigen Ausbildung der Krafterfassung ist es beispielsweise möglich, durch leichten Druck auf Griffflächen links und rechts am Lenkrad eine übliche Fahrzeugfunktion, wie z. B. das Setzen des Blinkers, das Einschalten des Fernlichts oder das Einschalten des Scheibenwischers ausgelöst werden kann. Beim Erfassen einer besonders hohen Druckkraft erfolgt vorzugsweise ein Auslösen der Warnblinkanlage. Diese parallel zum herkömmlichen Warnblinkschalter vorgesehene Funktion basiert auf der Feststellung, dass ein Fahrer während einer kritischen Situation, beispielsweise bei einer Vollbremsung, das Lenkrad mit einer wesentlich höheren Kraft umklammert oder sich an diesem abstützt, als dies bei normaler Fahrweise der Fall ist. Die Erfassung eines besonders hohen Druckwertes kann daher zur unverzüglichen Einschaltung der Warnblinkanlage herangezogen werden, u~ die Zeitspanne zwischen dem Erkennen der Gefahrensituation und dem Warnen der anderen Verkehrsteilnehmer zu verkürzen. Gegebenenfalls kann das Einschalten der Warnblinkanlage vom Vorliegen weiterer Faktoren abhängig gemacht werden, beispielsweise der Erfassung einer besonders starken Verzögerung, die entweder durch den Airbagschalter, einen sonstigen Beschleunigungssensor oder auch durch eine Erfassung der Pedalkraft im Bremspedal ermittelt werden kann.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lenkrades;
Fig. 2 ein Prinzipschaubild für eine Auslösung der Warnblinkanlage.
Ein in Fig. 1 gezeigtes Lenkrad 10 ist ähnlich einem Steuerknüppel eines Flugzeuges mit einem Lenkbügel 12 versehen, an dessen Ende Haltegriffe 14 mit Griffflächen 16 vorgesehen sind. Der Lenkbügel 12 ist über eine Speiche 16 mit der Nabe 18 des Lenkrades 10 verbunden, die starr mit der Lenkwelle verbunden ist. Um in die Haltegriffe 14 eingeleitete Druck- oder Zugkräfte bzw. durch festes Umklammern der Griffflächen 17 ausgeübte Kräfte (siehe skizzierte Pfeile in Fig. 1) erfassen und zum Auslösen von Fahrzeugfunktionen nutzen zu können, verfügen die Haltegriffe 14 über mittlere starre Bereiche 20, die an dem Lenkbügel 12 festgelegt sind, und die starren Bereiche umgebende druckempfindliche Bereiche 22, wobei die Relativbewegung der druckempfindlichen Bereiche 22 mit Bezug auf die starren Bereiche 20 mit Hilfe einer geeigneten Sensorik erfaßbar ist und das erfaßte Signal über einen elektrischen Anschluß 24 an eine Steuereinheit (nicht gezeigt) weitergegeben wird. Geeignete Sensoren zur Erfassung der Druck- bzw. Zugkräfte in den Haltegriffen 14 sind Druckmeßdosen, Dehnungsmeßstreifen oder dergleichen. Denkbar wäre auch als Alternative, an dem Lenkbügel 12 oder der Speiche 16 Dehnungsmeßstreifen vorzusehen, die die in den Lenkbügel 12 bzw. die Speiche 16 eingeleiteten Biegekräfte erfassen können und bei geschickter Anordnung auch eine differenzierte Betrachtung der im linken oder rechten Haltegriff 14 eingeleiteten Kräfte ermöglichen.
Eine erfaßte Druck- oder Zugkraft kann von der Steuerelektronik zur Ansteuerung von Fahrzeugfunktionen genutzt werden, beispielsweise für das Setzen des Blinkers in Abhängigkeit davon, ob die Kraft im linken oder rechten Haltegriff ermittelt worden ist. Besonders bevorzugt ist eine quantitative Erfassung der eingeleiteten Kräfte, so dass unterhalb eines bestimmten Kraftniveaus die Krafteinleitung als gewünschtes Auslösen einer bestimmten Funktion interpretiert wird, während beim Überschreiten eines bestimmten Kraftniveaus von einer Gefahrensituation ausgegangen wird. Entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten Prinzipschaltbild ist beim Erfassen einer solchen Kraft vorgesehen, dass parallel zu dem manuell betätigbaren Warnblinkschalter 27 die Warnblinkfunktion 25 von der Steuereinheit 26 beim Anliegen des entsprechenden Signals im elektrischen Anschluß 24 ausgelöst wird. Eine weitere Steuerleitung 28 kann der Steuereinheit 26 weitere Signale übermitteln, beispielsweise die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeuges, einen momentanen Verzögerungswert, einen Pedalkraftwert oder dergleichen, wobei unter Bewertung dieser Signale die Warnblinkfunktion bei starker Krafteinleitung im Lenkrad ausgelöst wird.
An dem Lenkrad 10 können selbstverständlich weitere Bedienelemente in Form herkömmlicher Tast-, Kipp- oder Rendeldrehschalter vorgesehen sein, um an dem Lenkrad weitere Fahrzeugfunktionen auslösen zu können.
Die beschriebene Art der Funktionsauslösung ist auch bei konventionellen Lenkrädern ohne weiteres zu verwirklichen.

Claims

1. Lenkrad mit daran angeordneten Bedienelementen (22) für Fahrzeugfunktionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (22) als auf Druck- und/oder Zugkräfte auf das Lenkrad oder einen Griffbereich (14, 17) am Lenkrad (10) reagierende Sensoren (22) ausgebildet sind.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen an dem Lenkrad und/oder an der Lenkradnabe zur mittelbaren Kraftmessung vorgesehen ist.

3. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Grifffläche (17) eine Kontaktwiderstandsmessung erfolgt.

4. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lenkradstruktur und/oder im Griffbereich (14, 17) des Lenkrades (10) eine Elastizität vorgesehen ist und ab einem bestimmten Verformungsgrad ein Schaltsignal des Bedienelements (22) auslöst.

5. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsgrad mit Hilfe einer Druckerfassung in einem Hohlraum mit wenigstens teilweise elastisch nachgiebiger Wandung, Dehnungsmeßstreifen, sonstigen Drucksensoren und/oder einem elektrischen Schaltelement erfaßbar ist.

6. Lenkrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkrad wenigstens in den Griffbereichen mehrteilig ausgebildet ist, wobei jeweils ein elastisches Element zwischen zwei zueinander beweglichen Teilen vorgesehen ist.

7. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und/oder Zugkräfte auf die Sensoren (22) quantitativ erfaßbar sind und bestimmte Funktionen in Abhängigkeit von bestimmten Kräften auslösbar sind.

8. Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb eines bestimmten Kraftniveaus eine Auslösung der Warnblinkanlage (25, 26) erfolgt.

9. Lenkrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten der Warnblinkanlage (25, 26) nur bei Erfassung eines Zusatzsignals, beispielsweise einer Grenzgeschwindigkeit oder Grenzverzögerung, erfolgt.