DE3420358C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zentrale Schalt- und Kontrolleinrichtung zur Anordnung im Lenkrad eines Kraft­ fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der JP-OS 33 547/1983 ist eine derartige zentrale Schalt- und Kontrolleinrichtung bekannt, bei der die Betä­ tigungselemente bzw. die Schalter derart an einem mittigen Anbauelement der Lenkradnabe angeordnet sind, daß die In- bzw. Außerbetriebsetzung von zum Kraftfahrzeug gehörenden elektrisch betriebenen Ausrüstungen, beispielsweise der Klimaanlage, der Scheibenwischanlage, etc. durch den Fahr­ zeugführer sehr bequem und sicher möglich ist, ohne daß er seine Hand unnötig weit vom Lenkrad entfernen muß.

Im Falle der JP-OS 33 547 ist das Betätigungsteil als integrierter Bestandteil einteilig mit der Lenkradnabe ausgebildet. Bei Vorliegen einer Beschädigung, einer Fehl­ funktion etc. oder bei einer beabsichtigten Vergrößerung der Anzahl der zu steuernden Kraftfahrzeugausrüstungen entsteht somit die Notwendigkeit eines vergleichsweise kosten- und zeitaufwendigen Aus- und Einbaus des Betäti­ gungsteils.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zentrale Schalt- und Kontrolleinrichtung zur Anordnung im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die flexibel an Änderun­ gen der Ausrüstung des Kraftfahrzeugs anpaßbar und bei Beschädigung leicht austauschbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die modulartige Ausbildung des Betätigungsteils, ergibt eine große Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit und wenig aufwendige Umbau- und Erweiterungsmöglichkeiten für die Schalt- und Kontrolleinrichtung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Lenkrads mit einer erfindungsgemäßen zentralen Schalt- und Kon­ trolleinrichtung;

Fig. 2(a) eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs­ form des Betätigungsteils der in Fig. 1 darge­ stellten Schalt- und Kontrolleinrichtung;

Fig. 2(b) eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Betätigungsteils;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Lenkrads mit einer zentralen Schalt- und Kontrolleinrichtung gemäß Fig. 1 aus der Richtung des Pfeils III in Fig. 1;

Fig. 4(a) eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des Betätigungsteils; und

Fig. 4(b) eine perspektivische Ansicht der dritten Aus­ führungsform von der Rückseite her.

Fig. 1 zeigt eine Lenksäule S mit einer kompakten, zen­ tralen Schalt- und Kontrolleinrichtung. Eine Speiche 2 erstreckt sich vom Kranz eines runden Lenkrades 1 zu dessen Mitte, wobei eine Kernstange 3 in die Speiche 2 eingesetzt ist. Die Kernstange 3 ist mittels einer Hülse 4 an einer Lenkwelle 5 befestigt, die mit einem Lenkgetriebe verbunden ist. An der Lenkwelle 5 ist ein Paar Ringzahnrä­ der 6, 6′ so angeordnet, daß die Kernstange 3 zwischen ihnen liegt, wobei das Ringzahnrad 6 an einem Befesti­ gungselement 6 A angebracht ist, das an der Karosserie befestigt ist und die Lenkwelle 5 drehbar hält, während das andere Ringzahnrad 6′ mittels einer Mutter 7 und einem Sprengring 8 drehbar auf dem oberen Ende der Lenkwelle 5 montiert und eine Relativdrehung zur Hülse 4 zugelassen ist. Jedes Ringzahnrad 6, 6′ kämmt mit Ritzeln 9, 9′ und 10, 10′. Die Ritzel 9, 9′ sind einstückig auf einer Ver­ bindungsachse 9 A, die drehbar in der Kernstange 3 gehalten ist, angeordnet. Die den Ritzeln 9, 9′ gegenüberliegenden Ritzel 10, 10′ sind ebenfalls einstückig auf einer Verbin­ dungsachse 10 A, die ebenfalls von der Kernstange 3 drehbar gehalten ist, angeordnet. Jedes Ringzahnrad 6, 6′ hat eine Ausnehmung 6 B, 6 B′, in der ein Spiralkabel 6 C, 6 C′ aufge­ nommen ist. Die Spiralkabel 6 C, 6 C′ sind durch ein Verbin­ dungskabel 6 D verbunden, das durch eine Bohrung 3 A der Kernstange 3 geht.

An der Seitenwand des Ringzahnrades 6′ ist ein Trägerteil 11 mittels Schrauben befestigt. An diesem Trägerteil 11 ist ein Microcomputer 12 fest angebracht. Der Microcompu­ ter 12 ist elektrisch mit dem Spiralkabel 6 C′ verbunden. An einem Abschnitt 13 des Trägerteils 11 ist austauschbar ein Betätigungsteil 140 angebracht, das nachstehend aus­ führlicher beschrieben wird. Das Betätigungsteil 140 weist verschiedene Schalter für eine Vielzahl Geräte bzw. elek­ trische Ausrüstungen 22 (beispielsweise ein Autoradio, eine Klimaanlage, ein automatisches Getriebe und derglei­ chen) auf. Als einer der genannten Schalter kann ein Schalter für eine Hupe am Betätigungsteil 140 vorgesehen sein; bei der gezeigten Ausführungsform ist ein Hupen­ schalter 15 aber nicht am Betätigungsteil 140 sondern in Form eines Kissens am Trägerteil 11 gegenüber dem Ab­ schnitt 13 angeordnet. Das Betätigungsteil 140 und der Hupenschalter 15 sind elektrisch mit dem Microcomputer 12 verbunden.

Eine Abdeckung 17 bedeckt die Lenkwelle 5 und teilweise das Lenkgetriebe; ein Schalthebel 18 dient zur Steuerung eines Scheibenwischers und der Scheinwerfer. Der Schalthe­ bel 18 ragt durch die Abdeckung 17.

Wenn ein Fahrer das Lenkrad 1 dreht, werden die Speiche 2, die Kernstange 3, die Hülse 4 und die Lenkwelle 5 zusammen mit dem Lenkrad 1 gedreht, so daß sich die Ritzel 9, 9′ und 10, 10′ um das feststehende Ringzahnrad 6 bewegen, wobei sich jedes Ritzel 9, 9′ und 10, 10′ um seine Achse dreht. Da andererseits das andere Ringzahnrad 6′ drehbar auf der Lenkwelle 5 gelagert ist, behält das Ringzahnrad 6′ relativ zur Drehung der Lenkwelle 5 unverändert seine Lage bei.

Das Trägerteil 11, der Microcomputer 12 und das Betäti­ gungsteil 140 stehen fest, da sie sämtlich am Ringzahnrad 6′ angebracht sind.

Andererseits sind alle elektrischen Ausrüstungen 22, z. B. die Hupe, die Klimaanlage, das Autoradio, das automatische Getriebe usw. durch das Interface 21 mit der Ausgangsseite eines weiteren Microcomputers 20 verbunden, der eingangs­ seitig über die Kabel 6 C, 6 C′ und 6 D mit der Ausgangsseite des Microcomputers 12 verbunden ist. Der Microcomputer 12 zur Steuerung ist ferner über einen Stecker 23 mit dem Trägerteil 11, wie Fig. 3 zeigt, elektrisch verbunden.

Jede elektrische Ausrüstung 22 ist elektrisch mit einem der Anschlüsse (nicht gezeigt) des Steckers 23 verbunden. Beide Microcomputer 12, 20 verschlüsseln die an die elek­ trischen Ausrüstungen 22 angelegten Signale, wodurch die Anzahl der für ein Kabel 19 erforderlichen Signalleitungen verringert ist. Die Signale können mittels der beiden Microcomputer 12, 20 ver- und entschlüsselt werden.

Bei dieser Ausführungsform ist jeder Schalter auf einem Bedienfeld des als Kassette ausgebildeten Betätigungsteils 140 untergebracht, das über einen Stecker mit vielen An­ schlüssen mit der Steckerbuchse 23 verbunden ist.

Das Betätigungsteil 140 kann unterschiedlich gestaltet sein; wesentlich ist seine Ausbildung als separates Modul­ teil, an dem mehrere Schalter vorgesehen sind. Beispiels­ weise ist ein als Einschubelement 141 gestaltetes Betäti­ gungsteil gemäß Fig. 2(a) mit einem Autoradioschalter 141 a, einem Funkkommunikationsschalter 141 b, einem Klima­ anlagenschalter 141 c und Temperatursteuerschaltern 141 d versehen; es ist ferner mit einem Mikrofon 141 e und Anzei­ gen 141 f, 141 g als Zusatzgeräte ausgerüstet. Jedes Betäti­ gungsteil 141, 142 hat siebzehn Anschlüsse, wie Fig. 2(a) und 2(b) zeigen, die für die notwendigen Schalter ausreichen. Bei der in Fig. 2(a) gezeigten Ausführungs­ form sind die dargestellten Anschlüsse nur teilweise in Verwendung.

Fig. 2(b) zeigt ein weiteres, als Einschubelement und separates Modulteil ausgebildetes Betätigungsteil 142, bei dem ein Autoradioschalter 142 a, ein Klimaanlagenschalter 142 c, ein Temperatursteuerschalter 142 d und eine Anzeige 142 g vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform werden lediglich drei Anschlüsse 142 h verwendet.

Falls das Einschubelement 141 am Trägerteil 11 angebracht wird, wird der Abschnitt 13 gemäß Fig. 3 entfernt, wobei nun ein Eingriffsvorsprung 141 i des Einschubelements 141 in Eingriff mit Eingriffsnuten 20 a eines am Trägerteil 11 befestigten Tragelements 200 kommt.

In Fig. 3 sind Standardsteuerschalter, beispielsweise für einen Scheinwerfer, für einen Scheibenwischer oder der­ gleichen mit 20 b bzw. 20 c bezeichnet.

Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel ist lediglich das Betätigungsteil als Einschubelement konstruiert; ein Ein­ schubelement 31 kann zusätzlich den Microcomputer 12 um­ fassen, wie in Fig. 4(a) und 4(b) dargestellt ist.

Hierbei umfaßt das Einschubelement 31 ein Betätigungsteil 31 A und einen Microcomputer 31 B auf der signalübertragenden Seite, wobei das Betätigungsteil 31 A eine Vielzahl Schal­ ter aufweist. Das Einschubelement 31 hat einen Stecker mit Anschlüssen 31 b zum Anschluß an das Kabel 19 (Fig. 1). Bei diesen Ausführungsformen ist die Anzahl der darge­ stellten Anschlüsse 31 b kleiner als bei den Ausführungs­ formen gemäß Fig. 2(a) und 2(b), da bei letzteren alle Schalter, die erforderlich sein könnten, in Betracht gezogen worden sind, und im Hinblick auf die Massenproduk­ tion des Einschubelementes 140, 141 entsprechend viele Anschlüsse vorgesehen sind. Bei dem Einschubelement 31 gemäß Fig. 4(a) und 4(b) wird das Steuerungssignal durch den Microcomputer 12 auf der signalübertragenden Seite verschlüsselt und dann mittels des Microcomputers 20 auf der signalempfangenden Seite entschlüsselt. Deshalb ist es hierbei nicht erforderlich, daß die Anzahl der Anschlüsse 31 b der Anzahl der Schalter entspricht.

Claims (8)

1. Zentrale Schalt- und Kontrolleinrichtung zur An­ ordnung im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, welche über ein Trägerteil mit der Lenkradnabe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Betätigungsteil aufweist, das als separates Modulteil (31, 140, 141 bzw. 142) ausgebildet und mit dem Trägerteil (11) lösbar verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsteil (31, 140, 141 bzw. 142) über eine elektrische Steckverbindung (Stecker 23, Anschlüs­ se 31 b, 141 h bzw. 142 h) an das Trägerteil (11) ange­ schlossen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungsteil ein Bedienfeld mit mindestens zwei Schaltern aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungsteil eine Signalausgabeein­ richtung aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Betätigungsteil als Einschubelement (31, 141, 142) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Microcomputer (12) zur Steuerung eines Interface (21) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Microcomputer (12) am Trägerteil (11) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Microcomputer (12) am Betätigungsteil (31) angeordnet ist.