DE102012014326B4

DE102012014326B4 - Lenkrad mit Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Ausgabe eines Symbols

Info

Publication number: DE102012014326B4
Application number: DE102012014326.5A
Authority: DE
Inventors: Guido Hirzmann; Dr. Seyffert Martin; Daniel Lohr
Original assignee: ZF Automotive Germany GmbH; ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH; ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: DE102012014326A1

Abstract

Lenkrad mit einer Anzeigevorrichtung, die ein fest am Lenkrad (10), insbesondere an einem Kranz (12) des Lenkrads (10), angeordnetes elektronisches Display (18) aufweist, auf dem wenigstens ein Symbol (20), das eine definierte vertikale Ausrichtung (V) und einen definierten, auf der Fläche des Symbols (20) liegenden Symbolmittelpunkt (M) hat, dargestellt wird, und einer Steuervorrichtung (24) für das Display (18), die mit einem Sensor (22) gekoppelt ist, der den Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) detektiert, wobei die Steuervorrichtung (24) eine Ausrichtung des Symbols (20) auf dem Display (18) bestimmt, bei der das Symbol (20) unabhängig vom Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) stets im Wesentlichen in seiner definierten vertikalen Ausrichtung (V) dargestellt ist und der Symbolmittelpunkt (M) unabhängig vom Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) stets im Wesentlichen an derselben Position auf dem Display (18) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Veränderung des Einschlagwinkels (α) des Lenkrads (10) die Steuervorrichtung (24) die vertikale Ausrichtung des Symbols (20) in Schritten von 1°-15°, insbesondere von 5°-10°, anpasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit einer Anzeigevorrichtung.
Displays am Lenkrad vermitteln dem Fahrer auf übersichtliche Weise Informationen, z.B. zur aktuellen Fahrsituation, bei der Betätigung eines Navigationssystems oder eines Telefons. Um den Fahrer möglichst wenig abzulenken, sollte die jeweils dargestellte Information einfach abzulesen sein.
Ein möglicher Weg wird in der US 5 666 102 A vorgeschlagen, wo ein Symbol auf einem am Lenkradkranz angeordneten Display beim Einschlagen des Lenkrads längs des bogenförmigen Display wandert, und so immer in der 12-Uhr-Position des Lenkrads angezeigt wird. Nachteilig hierbei ist, dass sich das Display eigentlich über den gesamten Lenkradkranz erstrecken muss, um auch bei großen Einschlagwinkeln seine Funktion erfüllen zu können. Ferner muss das Display relativ schmal sein.
Aus der gattungsgemäßen DE 102 14 606 A1 ist Lenkrad mit einer Anzeigevorrichtung, die ein fest am Lenkrad angeordnetes elektronisches Display aufweist, auf dem wenigstens ein Symbol, das eine definierte vertikale Ausrichtung und einen definierten, auf der Fläche des Symbols liegenden Symbolmittelpunkt hat, dargestellt wird. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung für das Display vorgesehen, die mit einem Sensor gekoppelt ist, der den Einschlagwinkel des Lenkrads detektiert, wobei die Steuervorrichtung eine Ausrichtung des Symbols auf dem Display bestimmt, bei der das Symbol unabhängig vom Einschlagwinkel des Lenkrads stets im Wesentlichen in seiner definierten vertikalen Ausrichtung dargestellt ist und der Symbolmittelpunkt unabhängig vom Einschlagwinkel des Lenkrads stets im Wesentlichen an derselben Position auf dem Display liegt. Das Display ist dabei im Zentrum des Lenkrades angeordnet und im Wesentlichen kreisrund ausgebildet.
Aus der US 7 605 693 B2 ist ein Lenkrad bekannt, bei dem in der Lenkradmitte bzw. im Bereich der Lenkradnabe ein rundes Display vorgesehen ist. Dieses Display wird so angesteuert, dass die Ausrichtung der dargestellten Symbole gleich bleibt und unabhängig vom Drehwinkel des Lenkrades bzw. des Lenkradkranzes ist.
Die US 7 605 694 B2 beschreibt ein Lenkrad mit einem Display, das sich im Lenkradkranz auf der 12-Uhr-Position des Lenkrades befindet. Auf diesem Display werden insbesondere Fahrtrichtungsanzeigen dargestellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anzeige von Symbolen auf einem Display am Lenkrad zu vereinfachen und ein derartiges Lenkrad kostengünstiger zu gestalten.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Lenkrad dadurch gelöst, dass die Steuervorrichtung bei Veränderung des Einschlagwinkels des Lenkrads die vertikale Ausrichtung des Symbols (20) in Schritten von 1°-15°, insbesondere von 5°-10°, anpasst.
Dies wird bei einem Lenkrad mit einer Anzeigevorrichtung, die ein fest am Lenkrad, insbesondere an einem Kranz des Lenkrads, angeordnetes elektronisches Display aufweist, erreicht, wobei auf dem Display wenigstens ein Symbol, das eine definierte vertikale Ausrichtung und einen definierten, auf der Fläche des Symbols liegenden Symbolmittelpunkt hat, dargestellt wird. Es ist eine Steuervorrichtung für das Display vorgesehen, die mit einem Sensor gekoppelt ist, der den Einschlagwinkel des Lenkrads detektiert. Die Steuervorrichtung bestimmt eine Ausrichtung des Symbols auf dem Display, bei der das Symbol unabhängig vom Einschlagwinkel des Lenkrads stets im Wesentlichen in seiner definierten vertikalen Ausrichtung dargestellt ist und der Symbolmittelpunkt unabhängig von der Winkelposition des Lenkrads stets im Wesentlichen an derselben Position auf dem Display liegt. Das Symbol bleibt also immer in der gleichen Ausrichtung, wobei natürlich bevorzugt das obere Ende des Symbols oben und das untere Ende des Symbols unten dargestellt wird, sodass es für den Fahrer stets ohne Neigen des Kopfes und richtig herum wahrnehmbar ist. Die Lage des Symbols auf dem Display bleibt stets gleich, das Symbol wandert also nicht, zumindest nicht wesentlich, auf dem Display, sodass der Fahrer stets weiß, wo das Symbol gerade zu finden ist. Auch bei großen Einschlagwinkeln, z.B. beim Rangieren des Fahrzeugs, ist das Symbol auf einen Blick erfassbar.
Bei dem Symbol kann es sich um beliebige Zeichen handeln, beispielsweise um einen kurzen Text, um Buchstaben, um Zahlen, um eine Geschwindigkeitsbeschränkungsanzeige, um eine Grafik, ein Abstandssignal oder eine Abbiegeanweisung des Navigationssystems.
Es ist auch denkbar, das Display als Touchscreen zu gestalten und dem auf dem Display dargestellten Symbol auch eine Schaltwirkung zuzuweisen.
Die Steuervorrichtung berechnet vorzugsweise die Ausrichtung des Symbols so, dass bei Änderung des Einschlagwinkels das Symbol um den Symbolmittelpunkt „gedreht“ wird, um die neue Ausrichtung zu bestimmen.
Dies ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil auf diese Weise das Display nur unwesentlich größer als das Symbol sein muss, da der vom Symbol beanspruchte Platz sich nur unwesentlich ändert.
Es hat sich herausgestellt, dass es ausreichend ist, wenn sich die vertikale Ausrichtung des Symbols um maximal +/- 10° gegenüber der eigentlichen vertikalen Ausrichtung ändert, da diese Winkelabweichungen vom menschlichen Gehirn als nicht störend empfunden werden. Dass die vertikale Ausrichtung „im Wesentlichen“ beibehalten wird, kann daher bedeuten, dass eine Abweichung von der vertikalen Ausrichtung um bis zu +/- 10° vorliegt.
Vorzugsweise passt jedoch bei einer Veränderung des Einschlagwinkels des Lenkrads die Steuervorrichtung die Ausrichtung des Symbols in Schritten von etwa 1° - 15°, insbesondere von etwa 5° - 10° an. Je feiner die Abstufung ist, umso komfortabler ist das Ablesen des Symbols für den Fahrer. Es ist auch möglich, die Schrittweite der Ausrichtung zu verändern und z.B. abhängig vom Einschlagwinkel zu realisieren. Beispielsweise kann bei schnellen Veränderungen des Einschlagwinkels, wie sie beispielsweise beim Rangieren des Fahrzeugs auftreten, eine größere Schrittweite gewählt werden als bei langsameren Veränderungen des Einschlagwinkels, wie sie etwa auf der Autobahn auftreten, wo dann das Symbol in kleineren Schritten ausgerichtet wird.
Der Symbolmittelpunkt bewegt sich vorzugsweise bei der Bewegung des Displays bei der Veränderung des Einschlagwinkels des Lenkrads mit derselben Winkelveränderung mit, sodass das Symbol immer am gleichen Ort auf dem Display angezeigt wird. Dies ist auch vorteilhaft, wenn mehrere Symbole gleichzeitig auf dem Display angezeigt werden.
In dem Fall, dass mehrere Symbole auf einem Display angezeigt werden sollen, wird jedes Symbol für sich behandelt und gedreht, wobei für jedes Symbol ein eigenes Symbolmittelpunkt auf der Fläche des jeweiligen Symbols bestimmt wird. Dies ist aber nicht einschränkend zu verstehen.
Der Symbolmittelpunkt lässt sich beispielsweise über den Umriss des Symbols und den daraus resultierenden mathematischen Schwerpunkt bestimmen.
Der Sensor kann ein am Lenkrad selbst angeordneter Lagesensor sein. Es ist aber z.B. auch möglich, einen allgemeinen, im Fahrzeug vorhandenen Lenkwinkelsensor des Lenksystems zur Bestimmung des Einschlagwinkels heranzuziehen und dessen Daten an die Steuervorrichtung zu übertragen.
Bei der Steuervorrichtung kann es sich um eine separate Elektronik handeln, die z.B. im Lenkrad untergebracht ist. Es ist aber auch möglich, diese Elektronik in das Display zu integrieren oder eine bereits vorhandene Fahrzeugelektronik zusätzlich mit den benötigten Funktionen auszustatten.
Das erfindungsgemäße Lenkrad hat im Lenkradkranz vorzugsweise ein Display auf der 12-Uhr-Position des Lenkrads bezogen auf Geradeausfahrt, wobei der Lenkradkranz eine radikal nach innen verlaufende Ausbuchtung um das Display herum aufweist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Ausgabe eines Symbols auf einem an einem Lenkrad, insbesondere an einem Lenkradkranz, fest angeordneten Display, bei dem eine Steuervorrichtung aufgrund von den Einschlagwinkel des Lenkrads angebenden Daten eines Sensors die Darstellung des Symbols auf dem Display so berechnet, dass eine vertikale Ausrichtung des Symbols unabhängig vom Einschlagwinkel des Lenkrads im Wesentlichen unverändert bleibt. Dazu passt die Steuervorrichtung bei Veränderung des Einschlagwinkels des Lenkrads die vertikale Ausrichtung des Symbols in Schritten von 1°-15°, insbesondere von 5°-10°, an. Bei der Veränderung des Einschlagwinkels des Lenkrads bestimmt die Steuervorrichtung eine um einen auf der Symbolfläche liegenden Symbolmittelpunkt gedrehte Darstellung des Symbols, sodass das Symbol stets in der korrekten vertikalen Ausrichtung dargestellt wird. Die Abweichungen von der vertikalen Ausrichtung können wie oben beschrieben sein.
Das Display ist vorzugsweise so fest mit dem Lenkrad verbunden, dass seine Ausrichtung gegenüber dem Lenkrad nicht verändert werden kann, es also weder am Lenkrad verschoben werden kann noch gegenüber dem Lenkrad in Umfangsrichtung verschwenkt werden kann. Falls das Display jedoch verschiebbar oder verschwenkbar ausgebildet sein soll, ist die Steuervorrichtung so auszulegen, dass ein dadurch entstehender gegenüber dem Lenkrad veränderter Winkel bei der Berechnung der Darstellung des Symbols berücksichtigt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lenkrads in einem ersten Einschlagwinkel;
- 2 das Lenkrad aus 1 in einem zweiten Einschlagwinkel; und
- 3 eine schematische Übersicht über die elektronischen Komponenten des erfindungsgemäßen Lenkrads.

1 zeigt ein Lenkrad 10 mit einem Lenkradkranz 12 und einer Nabe 14, die einen Mittelpunkt 16 aufweist, um den die Drehung des Lenkrads 10 erfolgt.
Am Lenkradkranz 12 befindet sich ein elektronisches Display 18. In diesem Beispiel ist das Display 18 so angeordnet, dass es in den Lenkradkranz 12 eingebettet ist und seine Oberfläche sich in die Fläche des Lenkradkranzes 12 einfügt. Das Display 18 liegt in der Nullstellung des Lenkrads 10 in der 12-Uhr-Position (siehe 1). Das Display 18 könnte auch an anderen Teilen des Lenkrads 10, beispielsweise in einer der Speichen oder in der Nabe 14 platziert sein.
Auf dem Display 18 ist ein Symbol 20 dargestellt (hier in Form einer Geschwindigkeitsbegrenzung). Das Symbol 20 hat eine ihm eigene, definierte vertikale Ausrichtung V, die in diesem Fall der Ausrichtung entspricht, in der die Zahl „50“ waagerecht und nicht auf dem Kopf steht, so wie dies in den 1 uns 2 dargestellt ist.
Das Symbol 20 hat einen Symbolmittelpunkt M, der auf der durch den Umriss des Symbols 20 gebildeten Fläche liegt und hier mit dem Mittelpunkt des durch das Geschwindigkeitszeichen gebildeten Kreises zusammenfällt.
Es ist ein Sensor 22 vorgesehen, der Daten zum Einschlagwinkel a des Lenkrads 10 liefert. Der Sensor 22 kann beispielsweise ein am Lenkrad 10 selbst angebrachter Lagesensor sein, der die Winkelstellung des Lenkrads 10 direkt misst. Der Sensor 22 kann aber auch beispielsweise ein allgemeiner Lenkwinkelsensor im Lenksystem des Fahrzeugs sein.
Sowohl der Sensor 22 als auch das Display 18 ist elektronisch mit einer Steuervorrichtung 24 verbunden, die sowohl die Daten des Sensors 22 verarbeitet als auch die Darstellung des Symbols 20 auf dem Display 18 berechnet und bestimmt. Die Steuervorrichtung 24 kann auch noch andere Signale von weiteren Elementen der Fahrzeugelektronik erhalten.
Die Steuervorrichtung 24 kann entweder am Lenkrad 10 selbst angeordnet sein, beispielsweise integriert in das Display 18, sie kann aber auch anderswo im Fahrzeug als separate Elektronik oder als Teil einer Bordelektronik ausgebildet sein.
Aufgabe der Steuervorrichtung 24 ist es, dafür zu sorgen, dass das Symbol 20 auf dem elektronischen Display 18 unabhängig vom Einschlagwinkel α des Lenkrads 10 stets in seiner definierten vertikalen Ausrichtung dargestellt wird. Dies ist in 2 zu erkennen. Um dies zu erreichen, wird das Symbol 20 um seinen Symbolmittelpunkt M „gedreht“, und zwar um das Maß, das nötig ist, um den Einschlagwinkel α des Lenkrads 10 auszugleichen. Tatsächlich wird beim Drehen des Lenkrads die Anzeige geändert, so dass das Symbol neu innerhalb des Displays positioniert ist und sich für das Auge des Betrachters dreht. Auf diese Weise wird das Symbol 20 stets in seiner definierten vertikalen Ausrichtung V angezeigt, sodass bei der beispielsweise dargestellten Zahl 50 diese unabhängig vom Einschlag des Lenkrads 10 waagrecht steht. Dies gilt auch bei größeren Einschlagwinkeln α um beispielsweise 90° oder 180°, auch in diesem Fall ändert sich die vertikale Ausrichtung V des Symbols 20 nicht, und, in diesem Beispiel, ist die 50 immer waagrecht für den Fahrer abzulesen.
Relativ zu den Begrenzungen des Displays 18 dreht sich das Symbol 20 dabei um seinen Mittelpunkt M entgegen des Einschlagwinkels α. Diese Drehung wird von der Steuervorrichtung 24 berechnet.
Der Symbolmittelpunkt M bleibt bei diesem Beispiel stets an der gleichen Stelle auf dem Display 18, das Symbol 20 wandert also nicht seitlich über die Fläche des Displays 18.
Es ist auch möglich, mehrere Symbole 20 auf demselben Display 18 darzustellen, diese werden dann jeweils einzeln um ihren jeweiligen Symbolmittelpunkt M gedreht.
Das Drehen des Symbols 20 kann in Schritten von bis zu 10° erfolgen. Das heißt, dass erst bei einer Änderung des Einschlagwinkels α von mehr als 10° eine Anpassung der Ausrichtung des Symbols 20 durch die Steuervorrichtung 24 vorgenommen wird. Es ist auch möglich, kleinere Schrittweiten wie zum Beispiel 5° oder 1° zu wählen.
Gerade bei komplexen Symboldarstellungen kann es sinnvoll sein, insbesondere bei schnellen Änderungen des Einschlagwinkels α beispielsweise beim Rangieren oder auf kurvenreicher Strecke, die Aktualisierung der Symboldarstellung nicht zu häufig vorzunehmen, um eine ruhige Darstellung des Symbols 20 auf dem Display 18 zu ermöglichen.

Claims

Lenkrad mit einer Anzeigevorrichtung, die ein fest am Lenkrad (10), insbesondere an einem Kranz (12) des Lenkrads (10), angeordnetes elektronisches Display (18) aufweist, auf dem wenigstens ein Symbol (20), das eine definierte vertikale Ausrichtung (V) und einen definierten, auf der Fläche des Symbols (20) liegenden Symbolmittelpunkt (M) hat, dargestellt wird, und einer Steuervorrichtung (24) für das Display (18), die mit einem Sensor (22) gekoppelt ist, der den Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) detektiert, wobei die Steuervorrichtung (24) eine Ausrichtung des Symbols (20) auf dem Display (18) bestimmt, bei der das Symbol (20) unabhängig vom Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) stets im Wesentlichen in seiner definierten vertikalen Ausrichtung (V) dargestellt ist und der Symbolmittelpunkt (M) unabhängig vom Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) stets im Wesentlichen an derselben Position auf dem Display (18) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Veränderung des Einschlagwinkels (α) des Lenkrads (10) die Steuervorrichtung (24) die vertikale Ausrichtung des Symbols (20) in Schritten von 1°-15°, insbesondere von 5°-10°, anpasst.
Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (24) so ausgebildet ist, dass das Symbol (20) beim Drehen des Lenkrads entgegen des Einschlagwinkels (α) um den Symbolmittelpunkt (M) dreht.
Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (18) nur unwesentlich größer ist als das Symbol (20).
Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die vertikale Ausrichtung (V) des Symbols (20) beim Drehen des Lenkrads um maximal +/- 10° ändert.
Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Symbolmittelpunkt (M) mit der Bewegung des Displays (18) bei der Veränderung des Einschlagwinkels (α) des Lenkrads (10) mit derselben Winkelveränderung mit bewegt.
Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (22) ein am Lenkrad (10) angeordneter Lagesensor oder ein Lenkwinkelsensor ist.
Verfahren zur Ausgabe eines Symbols (20) auf einem an einem Lenkrad (10), insbesondere an einem Lenkradkranz (12), fest angeordneten Display (18), bei dem eine Steuervorrichtung (24) aufgrund von den Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) angebenden Daten eines Sensors (22) die Darstellung des Symbols (20) auf dem Display (18) so berechnet, dass eine vertikale Ausrichtung (V) des Symbols (20) unabhängig vom Einschlagwinkel (α) des Lenkrads (10) im Wesentlichen unverändert bleibt, wobei bei der Veränderung des Einschlagwinkels (α) des Lenkrads (10) die Steuervorrichtung (24) eine um einen auf der Symbolfläche liegenden Symbolmittelpunkt (M) gedrehte Darstellung des Symbols (20) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Veränderung des Einschlagwinkels (α) des Lenkrads (10) die Steuervorrichtung (24) die vertikale Ausrichtung des Symbols (20) in Schritten von 1°-15°, insbesondere von 5°-10°, anpasst.