DE10259684A1

DE10259684A1 - Lenkhandhabe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10259684A1
Application number: DE10259684A
Authority: DE
Inventors: Alfred Stenzenberger; Hans-Joachim Faulstroh; Roland Schmidt; Christopher Weil
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: DE10259684B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkhandhabe für ein Kraftfahrzeug, die an einem um eine im Wesentlichen in Fahrzeug-Längsrichtung verlaufende Achse verschwenkbaren Arm angeordnet und mit diesem verlagerbar ist und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Arm neben zumindest einer für die Fahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Position zumindest zwei weitere definierte Positionen einnehmen kann, in denen eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs ausgeschlossen ist, und wobei eine dieser weiteren Positionen eine das Ein- und Aussteigen des Fahrers erleichternde Position ist, in welcher der Arm aus der Fahrposition heraus um ca. 10 DEG bis 45 DEG nach oben geschwenkt ist, während in einer weiteren Position der Arm aus der Fahrposition heraus um ca. 80 DEG bis 110 DEG nach seitlich-oben geschwenkt ist. Wenn die Lenkhandhabe in Form eines Lenkrads mit einem zentralen Topf ausgebildet ist, so ist der zentrale Topf über einen Achsstummel unabhängig von einer Drehung des über seine Nabe auf diesem Achsstummel geführten Lenkrads feststehend auf dem Arm angeordnet. Ferner kann die Position der Lenkhandhabe durch Verlagerung in einer im Wesentlichen senkrecht zum Arm verlaufenden Richtung gezielt einstellbar sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkhandhabe für ein Kraftfahrzeug, die an einem um eine im wesentlichen in Fzg.-Längsrichtung verlaufende Achse verschwenkbaren Arm angeordnet und mit diesem verlagerbar ist. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die GB 883,130 verwiesen.

Bekanntermaßen besitzen heute übliche Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, eine im wesentlichen ortsfeste Lenksäule, an deren dem Fzg.-Innenraum zugewandten freien Ende ein Lenkrad angeordnet ist. Um dieses relativ zum Fahrer möglichst günstig positionieren zu können, kann die Neigung der Lenksäule ggf. in geringem Maße verändert werden, ferner kann die innerhalb der Lenksäule geführte Lenkspindel in gewissem Umfang teleskopisch ausgeführt sein. Neben dieser üblichen Gestaltung von Lenksäule und Lenkrad sind weitere Ausbildungen von Kfz-Lenkhandhaben denkbar und möglich, die sich bspw. durch gesteigerten Komfort aufgrund einer weitreichenderen Verlagerungsmöglichkeit auszeichnen. So zeigt die o.g. GB 883,130, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ein Lenkrad, das an einem um eine im wesentlichen in Fzg.-Längsrichtung verlaufende Achse verschwenkbaren Arm angeordnet und mit diesem verlagerbar ist. Bspw. kann das zunächst wie üblich vor dem Fahrer liegende Lenkrad somit von der linken Seite des Fzg.-Innenraums in den rechten Innenraum-Bereich verlagert werden.

In Verbindung mit einer Lenkhandhabe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weitere Verbesserungen aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Arm neben zumindest einer für die Fahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Position zumindest zwei weitere definierte Positionen einnehmen kann, in denen eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs ausgeschlossen ist, und wobei eine dieser weiteren Positionen eine das Ein- und Aussteigen des Fahrers erleichternde Position ist, in welcher der Arm aus der Fahrposition heraus um ca. 10° bis 45° nach oben geschwenkt ist, während in einer weiteren Position der Arm aus der Fahrposition heraus um ca. 80° bis 110° nach seitlich-oben geschwenkt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß sind bestimmte Positionen des die Lenkhandhabe bzw. ein Lenkrad tragenden Armes vorgegeben, die insbesondere dann, wenn der besagte Arm motorisch bewegt bzw. verschwenkt wird, in Abhängigkeit von gewissen Randbedingungen selbsttätig angefahren bzw. vom Arm eingenommen werden können. Aber auch wenn dieser Arm vom Fahrer des Fahrzeugs manuell verlagert wird, können bestimmte Positionen durch Rasten oder Anschläge oder ähnliches vorgegeben sein, so dass der Arm einfach in bestimmte, bevorzugte Positionen gebracht und in diesen gehalten werden kann.

Was die einzelnen bevorzugten Positionen betrifft, so handelt es sich zunächst um die übliche Gebrauchsstellung bzw. sog. Fahrposition, in der also der Fahrer seinen Lenkwunsch während der Fortbewegung des Fahrzeugs an die lenkbaren Fzg.-Räder übermittelt. Bevorzugt ist durch geeignete Sicherheitsschaltungen oder dgl. vorgesehen, dass das Fahrzeug tatsächlich nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn sich das Lenkrad bzw. der dieses (oder allg. die Lenkhandhabe) tragende Arm in dieser oder einer der ggf. mehrfach vorgesehenen üblichen Gebrauchsstellungen) bzw. Fahrposition(en) befindet.

Eine weitere bevorzugte bzw. definierte Position kann als „easy-entry-Position" bezeichnet werden, also als eine Position, in der das Ein- und Aussteigen des Fahrers bzw. das Platznehmen auf dem Fahrersitz gegenüber der Fahrposition oder Gebrauchsstellung erheblich vereinfacht ist. In dieser „easy-entry-Position" ist der Arm aus der Fahrposition heraus um ca. 10° bis 45° nach oben geschwenkt, wobei also die im wesentlichen am freien Ende des Armes vorgesehene Lenkhandhabe – welche als Lenkrad ausgebildet sein kann, jedoch nicht sein muss – auf einem Kreisbogensegment um die Schwenkachse des Armes entsprechend bewegt wurde. Dabei verläuft diese Schwenkachse bevorzugt im Bereich der Fzg.-Mitte im wesentlichen in Richtung der Fzg.-Längsachse, kann dabei jedoch durchaus gegenüber dieser geneigt verlaufen, so bspw. in einer Vertikalebene in Fahrtrichtung betrachtet nach unten gerichtet sein.

Schließlich soll in einer weiteren definierten Position der besagte Arm mit der Lenkhandhabe praktisch aus dem direkt nach vorne gerichteten Sichtfeld des Fahrers herausgeschwenkt sein, was bedeutet, dass der Arm aus der Fahrposition heraus um ca. 80° bis 110° nach seitlich-oben geschwenkt ist. In dieser Position hat der Fahrer freien und ungehinderten Zugang zum vor ihm liegenden Abschnitt der Armaturentafel, an dem (oder der) ggf. Anzeige- und Bedieneinheiten vorgesehen sein können, die dem Fahrer irgendwelche anderen Tätigkeiten als die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs ermöglichen. So kann bspw. irgendein Bürosystem, bestehend aus einem Personalcomputer (Laptop oder dgl.) in diesem Bereich vorgesehen sein. Daher kann die in diesem Absatz beschriebene Position, in der das Lenkrad mit dem Arm aus dem vor dem Fahrer liegenden Bereich weggeschwenkt ist, auch als „Office-Position" bezeichnet werden. Im übrigen kann es sich bei dieser Position auch um einen Endanschlag für den verschwenkbaren Arm handeln, denn es kann aus verschiedenen Gründen gefordert sein, dass ein einfach durchführbares Verlagern der Lenkhandhabe bspw. aus der linken Hälfte des Fzg.-Innenraumes in die rechte Hälfte hinein ausgeschlossen ist.

Im übrigen ist, wie bereits erwähnt wurde, durch geeignete Sicherheitsschaltungen oder dgl. auch auszuschließen, dass das Kraftfahrzeug in einer anderen als der Fahrposition oder Gebrauchsstellungen) bewegt wird. In gleicher Weise sollte ausgeschlossen werden, dass der besagte Arm bzw. das Lenkrad während einer Fortbewegung des Fahrzeugs aus seiner bzw. einer seiner Fahrposition(en) oder Gebrauchsstellungen) heraus in eine andere als die möglichen Fahrpositionen/Gebrauchsstellungen bewegt werden kann.

Weiter benutzerfreundlich gestaltet werden kann eine erfindungsgemäße Lenkhandhabe, die in Form eines Lenkrads mit einem zentralen Topf ausgebildet ist (was grundsätzlich der üblichen Bauart entspricht), wenn dieser zentrale Topf über einen Achsstummel unabhängig von einer Drehung des über seine Nabe auf diesem Achsstummel geführten Lenkrads feststehend auf dem Arm angeordnet ist. An einem Lenkrad, das an einem um eine im wesentlichen in Fzg.-Längsrichtung verlaufende Achse verschwenkbaren Arm angeordnet und mit diesem verlagerbar ist, lässt sich somit auf besonders einfache Weise ein feststehender sog. Prall-Topf realisieren. Dieser kann genutzt werden, um ein oder mehrere Anzeigeinstrument(e) und/oder Bedienelement(e) für den Fahrer gut sichtbar und leicht erreichbar anzuordnen. Diese bleiben dann unabhängig von einer Verdrehbewegung des Lenkrads oder dgl. in ihrer gut ablesbaren bzw. gut erreichbaren Position. Im Sinne einer vorteilhaften Funktionsvereinigung übernimmt dabei der genannte Achsstummel die Tragfunktion für den (Prall)-Topf sowie eine Führungsfunktion für die Nabe des Lenkrads, wobei innerhalb dieses hohlen Achsstummels Elektro-Leitungen zu den am Topf angeordneten Anzeige- bzw. Bedienelementen verlaufen können.

Zur weiteren optimalen Positionierung des Lenkrads oder der Lenkhandhabe bezüglich des Fahrers in seiner/ihrer Fahrposition oder Gebrauchsstellung kann dieses bzw. diese weiterhin durch Verlagerung in einer im wesentlichen senkrecht zum Arm verlaufenden Richtung gezielt einstellbar sein. Im übrigen kann im verschwenkbaren Arm ein bevorzugt als endloses Zugmittelgetriebe oder als Schubstangengetriebe (mit Exzentern) ausgebildetes Getriebe zur Übertragung einer Drehbewegung der Lenkhandhabe auf eine Lenkspindel vorgesehen sein, die im wesentlichen ausgehend vom Schwenkzentrum des Armes den Fahrer-Lenkwunsch zu einem Lenkgetriebe für die lenkbaren Fzg.-Räder überträgt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Lenksystem des Kraftfahrzeugs als steer-by-wire-System auszubilden, so dass vom Fahrer mittels einer geeigneten, auf dem besagten verschwenkbaren Arm angeordneten Lenkhandhabe vorgegebene Lenkwunschsignale auf elektronischem Wege an eine geeignete Stelleinheit für die lenkbaren Fzg.-Räder geleitet werden. Im übrigen können auch auf dem Arm diverse weitere Bedienelemente und/oder Anzeigeinstrumente angeordnet sein, da diese zumindest in der sog. Gebrauchsposition optimal im Sichtfeld bzw. im Bedienbereich des Fahrers liegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter erläutert, wobei die beigefügte 1 die räumliche Ansicht des Fahrerplatzes eines Kfz's mit einer erfindungsgemäßen Lenkhandhabe in verschiedenen Positionen zeigt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist in 2 eine ähnliche Ansicht mit in Gebrauchsstellung oder Fahrposution befindlicher Lenkhandhabe dargestellt, während in 3 ein Längsschnitt eines über einen Achsstummel auf einem erfindungsgemäßen Arm gelagerten Lenkrads (als Lenkhandhabe) gezeigt ist.
Mit der Bezugsziffer 1 ist der auf einem nicht dargestellten Sitz sitzende Fahrer in einem Personenkraftwagen bezeichnet, der sich (vgl. zunächst 2) linksseitig eines Mitteltunnels 3 befindet. Wie üblich ist in Fahrtrichtung betrachtet vor dem Fahrer 1 eine Armaturentafel 4 vorgesehen. Eine Lenkhandhabe 5 in Form eines Lenkrads 5 befindet sich bezüglich des Fahrers 1 ebenfalls im üblichen Bereich, nämlich zwischen dem Fahrer 1 und der Armaturentafel 4.
Jedoch ist diese Lenkhandhabe 5 nicht am freien Ende einer hier nicht vorhandenen Lenksäule angeordnet, sondern sie wird von einem Arm 6 getragen, der um eine im wesentlichen in der Vertikalebene des Mitteltunnels 3 im wesentlichen in Richtung der Fzg.-Längsachse (bzw. in Vertikalrichtung gegenüber dieser geneigt) verlaufende Achse 7 verschwebkbar ist. Wie aus 1 hervorgeht, ist quasi auf einem Kreisbogensegment 8 um diese Achse 7 das Lenkrad 5 bzw. die Lenkhandhabe 5, die im wesentlichen am freien Ende des Arms 6 angeordnet ist, mit diesem Arm 6 ausgehend von der in durchgezogenen Linien dargestellten und mit der römischen Ziffer 1 gekennzeichneten Fahrposition oder Gebrauchsstellung nach oben verschwenkbar.
In weniger kräftigen Linien sind weitere bevorzugte bzw. definierte Positionen des Lenkrads 5 dargestellt, wobei der das Lenkrad 5 tragende Arm 6 selbstverständlich mitverschwenkt wurde, damit das Lenkrad 5 die dann mit den römischen Bezugsziffern II bzw. III gekennzeichneten Positionen einnehmen kann. So ist die weiter oben ausführlicher erläuterte „easy-entry-Position", in welcher der Arm 6 (mit der Lenkhandhabe 5) aus der Fahrposition heraus um ca. 10° bis 45° nach oben geschwenkt ist, durch die römische Ziffer II gekennzeichnet. Eine weitere sog. „Office-Position" (vgl. Beschreibung weiter oben), in welcher der Arm 6 (mit der Lenkhandhabe 5) aus der Fahrposition heraus um ca. 80° bis 110° nach seitlich-oben geschwenkt ist, ist durch die römische Ziffer III gekennzeichnet.
Die Grundposition (Ziffer 1) stellt somit die Grundstellung des Arms 6 sowie des Lenkrads 5 für den Fahrbetrieb und Parkierbetrieb des Kraftfahrzeugs dar. Eine geringfügige Höhenverstellung bzw. eine geringfügige Verschwenkbewegung des Armes ist innerhalb der von der Ergonomie vorgegebenen Grenzen auch während der Fahrt des Fahrzeugs möglich und kann bspw. in einer Speichereinheit abgespeichert werden, insbesondere wenn die Verschwenkbewegung des Armes motorisch angetrieben erfolgt. Sinnvoll ist in diesem Zusammenhang eine Kopplung mit einem ggf. vorgesehenen sog. „Sitz-Memory", d.h. einer Steuereinheit, welche die Position des Fahrzeugsitzes bzw. von Bestandteilen desselben und die Positionen der Lenkhandhabe sowie eines Pedalwerks oder dgl. steuern kann. Das Fahrzeug lässt sich jedoch nur in der bzw. einer der Fahrpositionen bewegen, was eine Sicherung gegen Fahren mit hochgeschwenkter Lenkhandhabe darstellt. In der oder den Fahrpositionen) kann bevorzugt der die Lenkhandhabe tragende Arm zur Erhöhung der Steifigkeit und Verbesserung zusätzlich mit dem Fzg.-Aufbau verriegelt werden.
Die sog. „easy-entry-Position" (römische Ziffer II), die eine Ein- und Ausstiegsposition darstellt, kann automatisch nach dem Abstellen des Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs (oder nach Abziehen eines sog. Zündschlüssels) zum erleichterten Aussteigen sowie nach dem Aufschließen der Fzg.-Türe von außen automatisch zum erleichterten Einsteigen angefahren werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass nach einer bestimmten Wartezeit (bspw. ca. 1 Minute) der Arm 6 automatisch in die Fahrposition (I) zurückfährt.
Schließlich kann die sog. „Office-Position" (römische Ziffer III) auf Wunsch des Fahrers durch geeignete Schalterbetätigung angefahren werden. Diese Position (III) stellt die maximal mögliche Schwenkposition zur Erzielung eines großen Freiraums für den Fahrerarbeitsplatz dar und ist nur bei abgestelltem Fzg.-Antriebsmotor und stehendem Fahrzeug möglich. Nach dem Anlassen des Motors oder nach dem Verschließen des Fahrzeugs fährt der Arm 6 automatisch wieder in die Fahrposition (I).
Zur Höhenverstellung innerhalb der Fahrposition (I) und zum Anfahren der Office-Position (III) kann ein sinnvoll angeordneter Schalter vorgesehen sein, während andere Positionen, d.h. die aktuell abgespeicherte Fahrposition (I) als solche sowie die sog. „easy-entry-Position" (II) in Abhängigkeit vom jeweiligen Fahrzeugzustand automatisch angefahren werden können.
Noch auf 2 Bezug nehmend ist ein zentral im Lenkrad 5 vorgesehener Topf 9 (sog. Prall-Topf) dargestellt, der starr auf dem besagten Arm 6 angeordnet ist und der demzufolge bei einer Verdrehung des Lenkrads 5 seine Lage unverändert beibehält, d.h. sich insbesondere nicht mit dem Lenkrad 5 mitdreht. Auf diesem Topf 9 können Anzeigeinstrumente und/oder Bedienelemente vorgesehen sein.
3 zeigt, wie das Lenkrad 5 drehbar auf dem Arm 6 bzw. mit seiner Nabe 5a drehbar auf einem den Topf 9 tragenden sog. Achsstummel 6a gelagert ist, der vom Arm 6 abragt. Neben dem Lenkrad-Kranz 5b sowie einer Speiche 5c erkennt man ein an der Nabe 5a vorgesehenes Getrieberad 5d, über welches bspw. ein endloses Zugmittel 10 geführt ist, so dass eine Verdrehbewegung des Lenkrads 5 geeignet auf eine Lenkspindel (vgl. Bezugsziffer 11 in 1) oder dgl., die zu einem Lenkgetriebe führt, übertragen werden kann, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Lenkhandhabe (5) für ein Kraftfahrzeug, die an einem um eine im wesentlichen in Fzg.-Längsrichtung verlaufende Achse (7) verschwenkbaren Arm (6) angeordnet und mit diesem verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (6) neben zumindest einer für die Fahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Position (I) zumindest zwei weitere definierte Positionen (II, III) einnehmen kann, in denen eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs ausgeschlossen ist, und wobei eine dieser weiteren Positionen eine das Ein- und Aussteigen des Fahrers erleichternde Position (II) ist, in welcher der Arm (6) aus der Fahrposition heraus um ca. 10° bis 45° nach oben geschwenkt ist, während in einer weiteren Position (III) der Arm (6) aus der Fahrposition heraus um ca. 80° bis 110° nach seitlich-oben geschwenkt ist.
Lenkhandhabe nach Anspruch 1, die in Form eines Lenkrads (5) mit einem zentralen Topf (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Topf (9) über einen Achsstummel (6a) unabhängig von einer Drehung des über seine Nabe (5a) auf diesem Achsstummel (6a) geführten Lenkrads (5) feststehend auf dem Arm (6) angeordnet ist.
Lenkhandhabe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Lenkhandhabe (5) durch Verlagerung in einer im wesentlichen senkrecht zum Arm (6) verlaufenden Richtung gezielt einstellbar ist.
Lenkhandhabe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im verschwenkbaren Arm (6) ein Getriebe zur Übertragung einer Drehbewegung der Lenkhandhabe auf eine Lenkspindel vorgesehen ist, die im wesentlichen ausgehend vom Schwenkzentrum des Armes (6) den Fahrer-Lenkwunsch zu einem Lenkgetriebe für die lenkbaren Fzg.-Räder überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als endloses Zugmittelgetriebe (10) oder als Schubstangengetriebe ausgebildet ist.