DE19548717C1 - Bedienelementanordnung zur Steuerung der Längsbewegung und/oder der Querbewegung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bedienelementanordnung für ein Kraftfahrzeug, die zwei unabhängig voneinander betätigbare Bedienelemente zur Steuerung der Längs- und/oder der Querbewe­ gung des Kraftfahrzeuges umfaßt.

Herkömmlicherweise dienen in einem Automobil das Lenkrad als Be­ dienelement zur Steuerung der Querbewegung sowie das Gas- und das Bremspedal als Bedienelemente zur Steuerung der Längsbewe­ gung. Es ist bereits bekannt, anstelle des Lenkrads einen Be­ dienhebel vorzusehen, der beispielsweise am Mitteltunnel des Fahrzeugs angeordnet sein kann, wie dies in dem Artikel P. Brän­ neby et al., "Improved Active and Passive Safety by Using Active Lateral Dynamic Control and an Unconventional Steering Unit", 13th International Technical Conference on Experimental Safety Vehicles, 4. bis 7.11.1991, Proceedings Vol. 1, Seite 224 be­ schrieben ist.

Des weiteren ist es bekannt, ein gemeinsames Bedienelement zur Steuerung der Längs- und Querdynamik eines Kraftfahrzeuges vor­ zusehen, wobei in assoziativer Zuordnung der Betätigungsfunktio­ nen vorzugsweise die Längsbewegung durch eine Betätigung des Be­ dienelementes in Fahrzeuglängsrichtung und die Querbewegung durch eine Betätigung desselben in Querrichtung oder analog zum herkömmlichen Lenkrad in einer Drehrichtung gesteuert werden. Ein solches Bedienelement ist in Form eines Steuerknüppels, der an einem Rahmen um eine horizontale Querachse schwenkbeweglich gelagert ist, wobei der Rahmen seinerseits um eine horizontale Längsachse drehbar ist, in der Patentschrift US 3.022.850 offen­ bart. Ein weiteres Bedienelement dieser Art, das in dem Artikel H. Bubb, Arbeitsplatz Fahrer - Eine ergonomische Studie, Automo­ bil-Industrie 3/85, Seite 265 erwähnt ist, beinhaltet zwei me­ chanisch miteinander verbundene, tellerartige Handgriffe, die am Ende eines Bügels angebracht sind, der an der Fahrzeugmittelkon­ sole beweglich geführt ist. Durch Verschieben des Bügels über das Bedienelement wird die Längsdynamik gesteuert, wobei das Verschieben nach vorn eine Geschwindigkeitszunahme und das Ver­ schieben nach hinten eine Geschwindigkeitsreduktion bedeuten. Die Querdynamik wird durch Verdrehen der beiden mechanisch ge­ koppelten, tellerartigen Handgriffe beeinflußt.

In der Offenlegungsschrift WO 88/09279 A1 ist eine Bedienelement­ anordnung für ein Kraftfahrzeug offenbart, die zur Steuerung der Fahrzeugquerbewegung dient und zwei unabhängig voneinander betä­ tigbare Bedienelemente umfaßt. Die Bedienelemente sind als hand­ betätigbare Steuerknüppel gestaltet und an einer Konsole gehal­ ten, die ein Auflegen der Hände gestattet und in die ein Airbag integriert sein kann. In die zum Lenken des Fahrzeugs dienenden Steuerknüppel und/oder in die sie tragende Konsole können weite­ re Bedienfunktionen und/oder Funktionselemente für das Fahrzeug integriert sein. Die unabhängig voneinander, d. h. wahlweise, be­ tätigbaren Steuerknüppel sind untereinander mechanisch betäti­ gungsgekoppelt.

Eine weitere Bedienelementanordnung zur Steuerung der Querbewe­ gung eines Kraftfahrzeuges ist in der Offenlegungsschrift EP 0 525 817 A1 beschrieben. In einem ersten Beispiel ist ein einzel­ nes Bedienelement in Form eines Steuerknüppels an einer Armauf­ lage des Fahrersitzes in Fahrzeugquerrichtung schwenkbeweglich gelagert. In sinnfälliger Zuordnung bewirken Betätigungen des Steuerknüppels nach links Lenkbewegungen nach links und Betäti­ gungen des Steuerknüppels nach rechts entsprechende Lenkbewegun­ gen für die lenkbaren Fahrzeugräder nach rechts. In einem zwei­ ten Beispiel umfaßt die Bedienelementanordnung je einen handbe­ tätigbaren Steuerknüppel im Bereich einer linken und einer rech­ ten Armlehne des Fahrersitzes. Dabei sind die Steuerknüppel in Fahrzeuglängsrichtung beweglich an den Armlehnen gehalten und elektrisch dergestalt bewegungsgekoppelt, daß Bewegungen des linken Steuerknüppels in die eine Richtung mit der entgegenge­ setzten Bewegung des anderen Steuerknüppels verbunden sind, wo­ bei gleichzeitig die Fahrzeuglenkung in einem Drehsinn beein­ flußt wird, welche der Drehrichtung entspricht, die dem Fahrer durch die gegensätzlichen Steuerknüppellängsbewegungen assoziiert wird.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Bedienelementanordnung der eingangs genannten Art mit ho­ hem Bedienkomfort und/oder vorteilhaft erweiterten Bedienfunk­ tionalitäten zugrunde.

Dieses Problem wird durch eine Bedienelementanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 2, 4, 5 oder 6 gelöst.

Bei der Bedienelementanordnung nach Anspruch 1 sind zwei unab­ hängig voneinander betätigbare Bedienelemente dergestalt vorge­ sehen, daß wenigstens die Längsbewegung des Fahrzeugs, vorteil­ haft zusätzlich dessen Querbewegung, wahlweise durch Betätigung des einen oder des anderen Bedienelementes steuerbar ist. Dies stellt eine Redundanz hinsichtlich der Steuerung der Längsdyna­ mik und ggf. der Querdynamik des Fahrzeugs zur Verfügung, wel­ che die Funktionszuverlässigkeit des Systems erhöht.

Bei der Bedienelementanordnung nach Anspruch 2 kann der Fahrer das Automobil hinsichtlich dessen Längs- und/oder Querbewegung sehr bequem über jedes der beiden Bedienelemente steuern, die jeweils im unmittelbaren Griffbereich der linken bzw. rechten Hand des Fahrers liegen, und zwar an der Fahrertürinnenseite be­ ziehungsweise am Mitteltunnel.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 bietet ein Cockpitkonzept, bei dem durch das zusätzliche dritte Bedienele­ ment auch für den auf dem Beifahrerplatz sitzenden Fahrzeug­ insassen die Möglichkeit eröffnet ist, das Automobil wahlweise mit der linken oder rechten Hand am jeweiligen Bedienelement hinsichtlich seiner Längs- und/oder Querbewegung zu steuern.

Die Bedienelementanordnung nach Anspruch 4 realisiert ein Cock­ pitkonzept mit einer Konsole, die samt den von dieser getragenen Steuerknüppeln zur Längs- und/oder Querbewegungssteuerung des Fahrzeugs wahlweise in den Fahrerplatzbereich oder den Beifah­ rerplatzbereich des Automobils verbracht werden kann.

Bei einer Bedienelementanordnung nach Anspruch 5 kann wenigstens eines der Bedienelemente zur Längs- und/oder Querbewegungssteue­ rung unter Aufrechterhaltung seiner Bewegungssteuerungsfunktion aus dem Fahrzeug herausgenommen werden. Dies macht es möglich, das Fahrzeug von außen zu steuern, beispielsweise zum Einparken.

Eine Bedienelementanordnung nach Anspruch 6 erhöht den Nutzungs­ komfort, indem die Betätigungskontaktflächen der Bedienelemente zur Längs- und/oder Querbewegungssteuerung des Fahrzeugs heizbar und/oder kühlbar und/oder belüftbar ausgelegt sind, so daß der Benutzer stets ein angenehmes Griffgefühl während des Umgreifens der Bedienelemente verspürt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnun­ gen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zei­ gen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des vorderen Innenraumbereichs eines Automobils mit Steuerknüppeln zur Längs- und Quer­ bewegungssteuerung,

Fig. 2 eine schematische, ausschnittweise Ansicht des vorderen Innenraumbereichs eines weiteren Automobils mit Steuer­ knüppeln zur Längs- und Querbewegungssteuerung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht des vorderen Sitzgruppenbe­ reichs eines weiteren Automobils mit Steuerknüppeln zur Längs- und Querbewegungssteuerung,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Trägerkonsole mit inte­ grierter Armauflage und integriertem Airbag zur Halte­ rung eines Steuerknüppels zur Längs- und Querbewegungs­ steuerung eines Kraftfahrzeuges und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Trägerkonsole mit inte­ grierten Armauflagen und integriertem Airbag zur Halte­ rung zweier Steuerknüppel zur Längs- und Querbewegungs­ steuerung eines Kraftfahrzeuges.

Fig. 1 zeigt den Blick in den Fahrer- und Beifahrerbereich eines z. B. linksgelenkten Automobils, das unter Wegfall des herkömmli­ chen Lenkrads und der herkömmlichen Gas- und Bremspedalerie wahlweise mit einem von drei Steuerknüppeln 1, 2, 3 in seiner Längs- und Querdynamik gesteuert, d. h. beschleunigt, verzögert und gelenkt werden kann. Ein erster Steuerknüppel 1 ist im vorderen Bereich eines Mitteltunnels 4 angebracht, während ein zweiter Steuerknüppel 2 im Griffbereich der linken Hand eines dort sitzenden Insassen in einer Ausnehmung an der Innenseite der Fahrertür 5, alternativ auch im zugehörigen linken Sitzbe­ reich, angeordnet ist. Ein auf dem Fahrersitz 6 sitzender Fahrzeugführer vermag somit mit seiner rechten Hand den ersten Steuerknüppel 1 und mit seiner linken Hand den linken Steuer­ knüppel 2 zu ergreifen. Damit sich zur Realisierung eines Cockpitkonzepts dieselbe Möglichkeit für einen auf dem Beifah­ rersitz 7 sitzenden Fahrzeuginsassen bietet, befindet sich symmetrisch zum zweiten Steuerknüppel 2 ein dritter Steuer­ knüppel 3 in einer entsprechenden Ausnehmung an der Innenseite der Beifahrertür 8, was in Fig. 1 lediglich schematisch ange­ deutet ist.

Jeder der drei Steuerknüppel 1, 2, 3 ist unabhängig von den beiden anderen betätigbar, bei Bedarf sind sie jedoch hinsicht­ lich ihrer Stellung bzw. ihrer Kraftbeaufschlagung gekoppelt, wo­ bei eine Beaufschlagung mit einer nach vorn gerichteten Betäti­ gungskraft eine Längsbeschleunigung, eine Betätigung mit einer nach hinten gerichteten Kraft eine Längsverzögerung, eine Beauf­ schlagung mit einer nach links gerichteten Kraft einen Lenkein­ schlag nach links und eine Beaufschlagung mit einer nach rechts gerichteten Kraft einen Lenkeinschlag nach rechts auslösen. Es ist klar, daß dabei geeignete Maßnahmen getroffen sind, mit de­ nen Befehlskollisionen zwischen den verschiedenen Steuerknüppeln 1, 2, 3 verhindert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Steuerbefehlssignale der verschiedenen Steuerknüppel 1, 2, 3 additiv zu überlagern. Alternativ ist eine manuelle Umschaltbarkeit denkbar, mit der ein jeweiliger Steuerknüppel aktiv oder passiv geschaltet wird. Bei einem vom System erkann­ ten Ausfall eines Steuerknüppels kann ein selbsttätiges Passiv­ schalten desselben vorgesehen sein. Eine weitere Möglichkeit be­ steht darin, die Steuerknüppel 1, 2, 3 hinsichtlich ihrer Funktion hierarchisch zu ordnen, so daß ein Befehl eines priori­ tätsniedrigeren Steuerknüppels nur ausgeführt wird, wenn kein funktionell entsprechender Befehl von einem prioritätshöheren Steuerknüppel ansteht.

Die Steuerknüppel 1, 2, 3 sind bei Bedarf beheizbar, kühlbar oder über entsprechende Lüftungsschlitze belüftbar, so daß der Benutzer stets einen richtig temperierten Steuerknüppel ergrei­ fen kann und Schwitzeffekte auch nach längerem Umgreifen der Steuerknüppel 1, 2, 3 verhindert werden. Lediglich schematisch ist angedeutet, daß in den Steuerknüppeln 1, 2, 3 weitere Be­ tätigungselemente 9, z. B. Drucktasten, integriert sind, wobei sich zusätzliche Betätigungselemente 10 wie üblich im Mittel­ tunnelfrontbereich befinden. Je nach Bedarf können auch weitere Betätigungsebenen für die Steuerknüppel 1, 2, 3 zur Ausübung weiterer Funktionen vorgesehen sein, z. B. durch Drehen oder An­ heben der Steuerknüppel 1, 2, 3.

Bei einer in Fig. 2 dargestellten Variante trägt eine Konsole 11 zwei Steuerknüppel 12, 13, welche dieselbe Funktionalität wie die beiden Steuerknüppel 1, 2 von Fig. 1 besitzen, d. h. sie sind unabhängig voneinander betätigbar, wobei eine Betäti­ gung parallel zur Fahrzeuglängsrichtung die Längsbewegung und eine Betätigung in Querrichtung den Lenkeinschlag des damit aus­ gerüsteten Automobils steuert. Die Konsole 11 ist in Fig. 5 separat dargestellt, woraus ersichtlich wird, daß sie zwischen den beiden Steuerknüppeln 12, 13 ein Bedien- und Anzeigefeld 14 aufweist, in welchem sich Anzeigeelemente und Bedienelemen­ te, wie Drucktasten und dergleichen, befinden. Seitlich endet die Konsole 11 jeweils mit einer Armauflage oder Handauflage 15, 16, auf die der Fahrzeugführer seine Unterarme bzw. Hände auflegen kann, wenn er mit der linken Hand den linken 12 und mit der rechten Hand den rechten Steuerknüppel 13 umgreift. In den Steuerknüppeln 12, 13 sind zusätzliche Bedienelemente 17 untergebracht. In seinem mittleren Bereich unterhalb des Bedien- und Anzeigefeldes 14 besitzt die Konsole 11 einen integrier­ ten Airbag 18.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Konsole 11 an einem Trag­ arm 19 befestigt, und zwar vorzugsweise längs-, quer- und/oder höhenverstellbar. Der Tragarm 19 ist an einer Querführungs­ schiene 20 im Armaturenbrettbereich querbeweglich geführt, wie durch den Doppelpfeil 21 symbolisiert. Die Konsole 11 mit den beiden Steuerknüppeln 12, 13 kann damit von der Stellung, in der sie sich etwa an der Stelle eines herkömmlichen Lenkrades vor dem linken Armaturenbrettbereich befindet, in eine Copilot­ position 11 verbracht werden, so daß das Fahrzeug in seiner Längs- und Querdynamik wahlweise vom linken oder rechten vorde­ ren Fahrzeuginsassen gesteuert werden kann, was wiederum ein voll funktionsfähiges Copilotkonzept für das Automobil reali­ siert. Die Funktionsweise der beiden Steuerknüppel 12, 13 ent­ spricht im übrigen völlig derjenigen der in Fig. 1 beschriebenen Anordnung. Ebenso können die Steuerknüppel 12, 13 der Fig. 2 und 5 mit den zu Fig. 1 beschriebenen Zusatzmaßnahmen, wie Temperierbarkeit der Betätigungskontaktflächen etc., ausgestat­ tet sein.

Ein weiteres Copilotkonzept ist in Fig. 3 dargestellt. Bei die­ ser Anordnung trägt eine Konsole 22 der zu den Fig. 2 und 5 beschriebenen Art einen linken 23 und einen rechten Steuer­ knüppel 24 zur wahlweisen, voneinander unabhängigen Betätig­ barkeit zwecks Steuerung der Längs- und Querdynamik des damit ausgerüsteten Automobils, wobei Funktionalität und Eigenschaften der beiden Steuerknüppel 23, 24 denjenigen 12, 13 der Fig. 2 und 5 entspricht. Die Konsole 22 ist bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel an einem Schwenkarm 25 befestigt, der von einer einem Fahrersitz 26 zugeordneten Bedienstellung in eine einem Beifahrersitz 27 zugeordnete Bedienstellung 25 verschwenk­ bar ist, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet. Die beiden Steu­ erknüppel 23, 24 zur Steuerung der Längs- und Querdynamik kön­ nen damit wiederum wahlweise vom linken vorderen oder vom rech­ ten vorderen Fahrzeuginsassen bedient werden. Die Lagerung 28 für den Schwenkarm 25 befindet sich fahrzeuglängsmittig im un­ teren Armaturenbrettbereich am vorderen Ende eines Mitteltunnels 29

Fig. 4 zeigt als weitere mögliche Variante eine Konsole 30, die einen einzelnen Steuerknüppel 31 zur Steuerung der Längs- und Querbewegung eines Automobils trägt. Funktionalität und Ei­ genschaften dieses Steuerknüppels 31 entsprechen denjenigen der oben beschriebenen Steuerknüppel der Fig. 1 bis 3 und 5. Unterhalb des Steuerknüppels 31 ist in die Konsole 30 ein Airbag 32 integriert, während die Konsolenseitenbereiche Arm­ auflagen 33, 34 bilden, so daß der Steuerknüppel 31 bequem wahlweise mit der rechten oder linken Hand betätigt werden kann. In einem erhöhten Mittenbereich der Konsole ist ein Anzeige- und Bedienfeld 35 integriert. Als vollständige Bedienelementanord­ nung zur Längs- und Querdynamiksteuerung können in einem Automo­ bil zwei einzelne derartige Konsolen 30 geeignet positioniert sein, beispielsweise jeweils entsprechend der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Anordnungen, oder es kann die eine in Fig. 4 ge­ zeigte Konsole 30 kombiniert sein mit der Anordnung eines wei­ teren Steuerknüppels direkt an einer Mittelkonsole oder einer Türinnenseite entsprechend Fig. 1.

Es versteht sich, daß neben den beschriebenen Anordnungen weite­ re erfindungsgemäße Bedienelementanordnungen zur Steuerung der Längs- und/oder Querdynamik eines Kraftfahrzeuges realisierbar sind. Charakteristisch ist diesen Anordnungen jeweils, daß zwei wahlweise und unabhängig voneinander betätigbare Bedienelemente für die Längs- und/oder die Querbewegungssteuerung vorgesehen sind. Die damit gegebene Redundanz macht das Steuern des Fahr­ zeugs sehr zuverlässig. Zudem wird dem Benutzer ein ermüdungs­ freies Führen des Fahrzeugs ermöglicht, indem dieser zwischen den Betätigungen der verschiedenen Bedienelemente wechseln kann. Außerdem kann er zwischen zwei in unterschiedlichen Bereichen angeordneten Bedienelementen dasjenige, dessen Position ihm am besten zusagt, auswählen.

Die erfindungsgemäße Bedienelementanordnung zur Fahrzeugführung stellt ein neuartiges Ergonomiekonzept dar, das die aktive und, insbesondere durch Wegfall der herkömmlichen Pedalerie und des herkömmlichen Lenkrads, die passive Sicherheit deutlich erhöht, die Handhabbarkeit des Fahrzeugs verbessert und zur Gewichts- und damit Verbrauchsreduzierung beiträgt. Durch Wegfall eines Lenkradmantelrohrs wird zudem der Fertigungsaufwand verringert. Für das neue Bedienelementkonzept zur Fahrzeugführung können be­ gleitende Maßnahmen beispielsweise hinsichtlich der Fahrzeug­ sitze vorgesehen sein, wie Maßnahmen an den Sitzen zur Aufnahme dem Längs- und Querbeschleunigung oder gekoppelte Verstellmög­ lichkeiten zwischen Sitz einerseits und Bedienelement bzw. Steu­ erknüppel andererseits. Außerdem können alle oder ein Großteil der bislang am Armaturenbrett angeordneten Bedien- und Anzeige­ elemente, z. B. für Beleuchtung, Scheibenwischer, Tempomat, Kli­ maanlage, Radio, Sitzverstellung, Fensterheber, Navigation etc., in den Fahrzeugführungs-Bedienelementen bzw. in der sie tragen­ den Konsole integriert sein.

Claims (11)

1. Bedienelementanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit

• - zwei unabhängig voneinander betätigbaren Bedienelementen zur Steuerung der Längs- und/oder der Querbewegung des Kraftfahrzeuges (1, 2),

dadurch gekennzeichnet, daß

• - wenigstens die Längsbewegung des Kraftfahrzeuges wahlweise durch Betätigen des einen (1) oder des anderen Bedienelementes (2) steuerbar ist.

2. Bedienelementanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach Anspruch 1, mit

• - zwei unabhängig voneinander betätigbaren Bedienelementen zur Steuerung der Längs- und/oder der Querbewegung des Kraftfahrzeuges (1, 2)

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das eine Bedienelement (1) am Mitteltunnel (4) und das andere Bedienelement (2) an der Innenseite der Fahrertür (5) eines Automobils angeordnet sind.

3. Bedienelementanordnung nach Anspruch 2, weiter gekennzeichnet durch ein drittes, von den beiden anderen unabhängig betätigbares Bedienelement (3) an der Innenseite der Beifahrertür (8) des Automobils, dessen Betätigungsfunktionalität hinsichtlich Steuerung der Längs- und/oder Querbewegung des Automobils derjenigen der beiden anderen Bedienelemente (1, 2) entspricht.

4. Bedienelementanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit

• - zwei unabhängig voneinander betätigbaren Bedienelementen zur Steuerung der Längs- und/oder der Querbewegung des Kraftfahrzeuges (1, 2),

dadurch gekennzeichnet, daß

• - wenigstens eines der Bedienelemente (12, 13) als handbetätigbarer Steuerknüppel gestaltet und von einer Konsole (11) getragen ist, die zwischen einer Fahrplatz- Bedienposition und einer Beifahrerplatz-Bedienposition (11′) verschiebbar oder verschwenkbar ist.

5. Bedienelementanordnung für Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit

• - zwei unabhängig voneinander betätigbaren Bedienelementen zur Steuerung der Längs- und/oder der Querbewegung des Kraftfahrzeuges (1, 2),

dadurch gekennzeichnet, daß

• - wenigstens eines der Bedienelemente (1, 2) unter Aufrechterhaltung seiner Längsgeschwindigkeits- und/oder Lenkwinkel -Steuerungsfunktion von seiner fahrzeuginnenraumseitigen Funktionsposition abnehmbar und außerhalb des Kraftfahrzeuges betätigbar ist.

6. Bedienelementanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit

• - zwei unabhängig voneinander betätigbaren Bedienelementen zur Steuerung der Längs- und/oder der Querbewegung des Kraftfahrzeuges (1, 2)

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Betätigungskontaktflächen der Bedienelemente (1, 2) heizbar und/oder kühlbar und/oder belüftbar sind.