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Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
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Kraftfahrzeuge, die eine Steer-by-Wire-Lenkung aufweisen und/oder zumindest teilweise autonom fahren, benötigen nicht zwingend ein herkömmliches Lenkrad. Vielmehr ermöglichen derartige Kraftfahrzeuge die Eingabe eines Lenkwinkels mit Hilfe anders, insbesondere platzsparend gestalteter Eingabeelemente; zum Beispiel in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms wie dies in der
US 2017/0293306 A1 offenbart ist. Ein Lenken durch Berühren eines Bildschirms ist jedoch wenig intuitiv und umständlich.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, eine Lenkvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die möglichst platzsparend gestaltet ist und ein möglichst einfaches und sicheres Eingeben eines Lenkwinkels ermöglicht.
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Dieses Problem wird sich die Bereitstellung der Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie der Lenkvorrichtung den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Danach wird eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit
- - einer Lenkhandhabe zur Eingabe eines Lenkwinkels, wobei die Lenkhandhabe ein ein Zentrum zumindest teilweise umlaufendes und zur Eingabe eines Lenkwinkels durch einen Fahrzeuginsassen betätigbares Eingabeelement umfasst, wobei
- - das Eingabeelement zumindest teilweise berührungsempfindlich ausgebildet ist, wobei es bei Berührung ein einen Lenkwinkel oder eine Veränderung eines Lenkwinkels repräsentierendes elektrisches Signal erzeugt, das einer Steuereinheit des Fahrzeugs zuführbar ist.
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Die Lenkhandhabe der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung kann in einem vorderen Bereich des Fahrzeugs angeordnet sein; beispielsweise ist sie an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angebracht oder in das Armaturenbrett integriert. Denkbar ist, dass die Lenkhandhabe nur aus dem Eingabeelement besteht. Das Eingabeelement ist insbesondere derart berührungsempfindlich ausgebildet, dass durch eine Berührung eines Fingers oder mehrerer Finger zumindest einer Hand des Fahrzeuginsassen der Lenkwinkel eingebbar ist. Möglich ist auch, dass eine Mehrfachberührung erkannt wird, wobei zum Beispiel nur bei Erkennen einer Berührung des Eingabeelements mit mehreren Fingern oder mit beiden Händen eine Lenkwinkeleingabe akzeptiert wird. Zum Erfassen einer Berührung weist das Eingabeelement beispielsweise kapazitive und/oder druckempfindliche Strukturen auf. Die Auswertung des bei einer Berührung durch das Eingabeelement erzeugten elektrischen Signals erfolgt in einer Steuereinheit des Fahrzeugs, die beispielsweise Bestandteil der Fahrzeug-ECU ist.
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Das Eingabeelement ist insbesondere so ausgebildet, dass der Lenkwinkel durch eine gleitende Berührung (einem Entlangstreichen) entlang einer Berührfläche des Eingabeelements eingebbar ist. Beispielsweise erstreckt sich ein berührungsempfindlicher Abschnitt des Eingabeelements in Umfangsrichtung, d. h. um das Zentrum, das das Eingabeelement umläuft, herum, wobei die Eingabe des Lenkwinkels durch eine streichende Bewegung (etwa eines Fingers oder der Hand des Fahrzeuginsassen) auf dem berührungsempfindlichen Abschnitt des Eingabeelements in Umfangsrichtung erfolgen kann. Denkbar ist, dass das Eingabeelement fahrzeugfest (insbesondere nicht rotierbar) montiert ist und entsprechend ein Entlangstreichen an der Berührfläche keine Bewegung des Eingabeelements nach sich zieht.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Eingabeelement ausgebildet, ein zumindest teilweises Umgreifen seiner dem Fahrzeuginsassen zugewandten Seite zu erfassen. Beispielsweise weist das Eingabeelement eine zumindest teilweise berührungsempfindlich ausgebildete Innenseite, d. h. eine Seite, die dem Zentrum, um das das Eingabeelement umläuft, zugewandt ist, und eine ebenfalls zumindest teilweise berührungsempfindlichen ausgestaltete (der Innenseite abgewandte) Außenseite auf. Ein Umgreifen der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Seite, die zum Beispiel in Form einer Kante ausgeformt ist, wird dann beispielsweise dadurch erkannt, dass eine Berührung sowohl der Innen- als auf der Außenseite des Eingabeelements registriert wird. Beispielsweise fordert die Fahrzeugelektronik eine Überprüfung an, ob ein Fahrzeuginsasse das Eingabeelement berührt oder umgreift; zum Beispiel, wenn das Fahrzeug in einen teil- oder vollautonomen Betriebsmodus geschaltet werden soll.
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In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit
- - einer Lenkhandhabe zur Eingabe eines Lenkwinkels, wobei die Lenkhandhabe ein ein Zentrum zumindest teilweise umlaufendes und zur Eingabe eines Lenkwinkels durch einen Fahrzeuginsassen betätigbares Eingabeelement umfasst; mit
- - mindestens einem Wälzlager, über das eine dem Fahrzeuginnenraum abzuwendende Seite des Eingabeelements an einer Lagerfläche lagerbar ist.
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Die Lenkvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann natürlich auch Merkmale der oben beschriebenen Lenkvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt beinhalten. Insbesondere ist das Eingabeelement ebenfalls zumindest teilweise berührungsempfindlich ausgebildet.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung (gemäß dem ersten und/oder dem zweiten Aspekt) umfasst die Lenkvorrichtung eine Gassackanordnung mit einem zum Schutz eines Fahrzeuginsassen aufblasbaren Gassack, wobei das Eingabeelement die Gassackanordnung zumindest teilweise umläuft. Der Gassack entfaltet sich dann insbesondere durch einen von dem Eingabeelement umschlossenen Bereich hindurch in den Innenraum des Fahrzeugs hinein. Möglich sind allerdings auch andere Konfigurationen des Gassackmoduls. Beispielsweise könnte der Gassack so gestaltet sein, dass er im nicht aufgeblasenen Zustand das Eingabeelement ringartig zumindest teilweise umläuft.
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Das Eingabeelement ist insbesondere in Form eines Hohlkegelstumpfes ausgebildet, wobei beispielsweise eine innere und/oder eine äußere Mantelfläche des Hohlkegelstumpfes zumindest abschnittsweise berührungsempfindlich ausgebildet ist. Die innere Mantelfläche des Hohlkegelstumpfes ist dem Zentrum, um das das Eingabeelement umläuft, zugewandt.
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Der Mantel des Hohlkegelstumpfes kann zudem einen Hohlraum aufweisen, in dem beispielsweise Sensoren und/oder elektronische Komponenten angeordnet sein können. Denkbar ist beispielsweise auch, dass der Hohlkegelstumpf mehrteilig ausgebildet ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung natürlich nicht auf ein nach Art eines Hohlkegelstumpfes ausgebildetes Eingabeelement festgelegt ist. Möglich sind zum Beispiel auch andere rotationssymmetrische Formen; insbesondere solche, die sich dreidimensional erstrecken, d. h. insbesondere eine Form aufweisen, die eine Ausdehnung entlang einer Achse besitzt, die größer als der Durchmesser eines Lenkradkranzes eines konventionellen Lenkrades ist. Beispielsweise beträgt die Ausdehnung entlang der Achse mindestens 4 cm oder mindestens 5 cm.
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Möglich ist, dass ein erstes Teil die innere Mantelfläche aufweist, während ein zweites Teil die äußere Mantelfläche ausbildet. Das erste und das zweite Teil sind insbesondere zumindest abschnittsweise beabstandet voneinander angeordnet, so dass zwischen den beiden Teilen ein Hohlraum besteht. Der Hohlraum kann wie oben bereits erwähnt zur Aufnahme von z.B. Sensoren und/oder elektronischen Komponenten, die insbesondere mit einem berührungsempfindlichen Abschnitt des Eingabeelements verbunden sind, dienen. Denkbar ist auch, dass das erste und das zweite Teil über einen umlaufenden, dem Fahrzeuginsassen zugewandten Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Der Verbindungsabschnitt bildet insbesondere eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Seite (Kante) des Eingabeelements.
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Das Eingabeelement kann natürlich auch in dem Fall, dass es nicht nach Art eines Hohlkegelstumpfes ausgebildet ist, aus mehreren Teilen bestehen. Beispielsweise ist das Eingabeelement durch mindestens zwei Teile gebildet, die entlang einer zumindest näherungsweise parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Eingabeelements verlaufenden Linie miteinander verbunden sind. Die „Haupterstreckungsebene“ ist diejenige Ebene, entlang derer sich das Eingabeelement in der Betätigungsstellung vorwiegend erstreckt.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das Eingabeelement so ausgebildet, dass es aus einer Betätigungsstellung in eine Ruhestellung und umgekehrt bringbar ist. In der Ruhestellung weist das Eingabeelement insbesondere eine kompaktere Form auf und/oder ragt weniger weit in den Fahrzeuginnenraum hinein. Denkbar ist zudem, dass das Eingabeelement auch in der Ruhestellung betätigbar ist und somit auch in der Ruhestellung ein Lenkwinkel eingebbar sein kann.
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Beispielsweise weist das Eingabeelement wie oben erwähnt zwei entlang einer Linie miteinander verbundene Teile auf, wobei die beiden Teile entlang der Linie schwenkbar miteinander verbunden sein können. Beide Teile können somit aus der Betätigungsstellung, in der sie sich entlang derselben Ebene erstrecken, aufeinander zu in die Ruhestellung bewegt (insbesondere geklappt) werden.
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Möglich ist auch, dass das Eingabeelement durch (insbesondere reversible) Verformung aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung und umgekehrt bringbar ist, wobei das Eingabeelement beispielsweise zumindest teilweise aus einem flexiblen Material gebildet ist.
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Auch kann das Eingabeelement in der Ruhestellung vorgespannt sein, wobei es sich zum Beispiel nach Ausüben einer Freigabekraft (insbesondere selbsttätig) in die Betätigungsstellung bewegt. Beispielsweise ist das Eingabeelement zumindest teilweise aus einem elastischen Material (zum Beispiel Gummi) gebildet, wobei das elastische Material in der Ruhestellung des Eingabeelements nach Art einer Feder vorgespannt ist.
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Möglich ist, dass das Eingabeelement in der Ruhestellung durch einen Arretiermechanismus arretiert ist, wobei es sich nach Freigabe des Arretiermechanismus selbstständig in die Betätigungsstellung bewegt. Es ist natürlich auch der umgekehrte Fall vorstellbar, wonach das Eingabeelement in der Betätigungsstellung arretiert wird und sich nach Freigabe selbständig in die Ruhestellung bewegt. Denkbar ist auch, dass das Eingabeelement ohne Arretiermechanismus vorgespannt in der Ruhestellung verharrt, bis auf das Eingabeelement die Freigabekraft ausgeübt wird. Beispielsweise ist das Eingabeelement nach Art eines mechanisch monostabilen oder bistabilen Elements ausgebildet; zum Beispiel nach Art einer Schnappscheibe. Das Bewegen aus der Betätigungsstellung zurück in die Ruhestellung erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Zug- oder Druckmechanismus. Der Zug- oder Druckmechanismus umfasst z.B. ein entsprechendes, mit dem Eingabeelement gekoppeltes oder mindestens einen Abschnitt des Eingabeelements ausbildendes Material; beispielsweise ein (etwa thermisch oder elektrisch) aktivierbares Material (z.B. in Form eines Bimetalls oder eines Formgedächtnismaterials).
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Möglich ist, dass das Eingabeelement in der Ruhestellung die oben bereits diskutierte Form eines Hohlkegelstumpfes aufweist. Denkbar ist in diesem Fall, dass die über das Wälzlager lagerbare Seite des Eingabeelements die Seite des Hohlkegelstumpfes mit dem kleineren Außendurchmesser ist.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Eingabeelement mindestens ein berührungsempfindliches Display aufweist und/oder die Lenkvorrichtung mindestens ein Display umfasst, das von dem Eingabeelement zumindest teilweise umlaufen wird (insbesondere nach Art eines Ringes). Das berührungsempfindlichen Display und/oder das Display, das von dem Eingabeelement zumindest teilweise umlaufen wird, kann so ausgebildet und angeordnet sein, dass mit ihm ein Bild eines konventionellen Lenkrades oder eines Teiles eines konventionellen Lenkrades darstellbar ist. Beispielsweise kann ein Bild eines Lenkradkranzes und/oder zumindest eines Abschnitts einer oder mehrerer Lenkradspeichen gezeigt werden, wodurch beispielsweise die aktuelle Lenkstellung, d. h. der eingegebene Lenkwinkel, darstellbar ist. Beispielsweise weist das Fahrzeug eine entsprechende programmierbare Einrichtung auf, entsprechende Bildsignale an das Display bzw. die mehreren Displays sendet.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung. Denkbar ist, dass wie oben bereits erwähnt, dass das Eingabeelement nicht rotierbar (insbesondere fahrzeugfest) angeordnet ist. Eine streichende Berührung eines berührungsempfindlichen Abschnitts des Eingabeelements bewirkt somit keine Rotation des Eingabeelements. Möglich ist auch, dass die streichende Berührung mit einer Mindestkraft erfolgen muss, um von dem Eingabeelement erfasst zu werden. Denkbar ist zudem, dass das Eingabeelement ausgebildet ist, eine Gegenkraft zu erzeugen, um eine von dem Fahrzeuginsassen wahrnehmbare haptische Rückmeldung (beispielsweise eine Bewegung des Eingabeelements) zu realisieren. Dabei kann ein Mechanismus vorgesehen sein, der eine (z.B. rotatorische) Bewegung des Eingabeelements, die zur haptischen Rückmeldung dient, begrenzt. Beispielsweise kann ein Maximalwinkel vorgegeben sein
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Lenkvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine Seitenansicht einer Lenkvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 bis 5 perspektivische Ansichten einer Lenkvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 6 eine Lenkvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Betätigungsstellung; und
- 7 die Lenkvorrichtung aus 6 in Ruhestellung.
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Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Lenkvorrichtung 10 umfasst eine Lenkhandhabe in Form eines nach Art eines Hohlkegelstumpfes ausgebildeten Eingabeelements 1. Das Eingabeelement 1 ist an einem Armaturenbrett 2 eines Kraftfahrzeugs derart angeordnet, dass die einem Fahrzeuginsassen zugewandte Seite, von dem in 1 eine Hand 3 dargestellt ist, einen größeren Innendurchmesser aufweist als die dem Armaturenbrett 2 zugewandte Seite. Grundsätzlich denkbar wäre jedoch auch eine umgekehrte Orientierung des Eingabeelements 1.
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Eine Innenfläche 11 (innere Mantelfläche) und eine Au ßenfläche 12 (äußere Mantelfläche) eines Mantels 110 des Eingabeelements 1 sind jeweils zumindest teilweise berührungsempfindlich ausgebildet, d. h. die Innen- und die Außenfläche 11, 12 bilden jeweils eine Berührfläche aus, wobei das Eingabeelement 1 bei einer Berührung dieser Berührflächen durch den Fahrzeuginsassen, insbesondere mit einem Finger oder mit mehreren Fingern, ein elektrisches Signal erzeugt. Die Innen- und die Außenfläche 11, 12 ist zur Erfassung einer Berührung insbesondere mit einer kapazitiven und/oder druckempfindlichen Berührungserfassungsstruktur ausgestattet. Das bei einer Berührung der Berührfläche der Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 erzeugte elektrische Signal des Eingabeelements 1 wird einer Steuereinheit (nicht dargestellt) des Fahrzeugs zugeführt und dort ausgewertet. Insbesondere kann eine gleitende Berührung der Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 in Form eines Entlangstreichens (in 1 angedeutet durch die Pfeile U) entlang des Umfanges des Eingabeelements 1 erfasst werden, wobei auch die Richtung des Entlangstreichens erkannt werden kann. Damit ist es möglich, dass der Fahrzeuginsasse durch Entlangstreichen an der Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 (an deren Berührfläche) einen gewünschten Lenkwinkel eingibt.
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Entsprechend wird ein von der erfassten Berührung, insbesondere der Länge (in Umfangsrichtung) des während des Entlangstreichens überstrichenen Bereichs der Innen- und/oder Au ßenfläche 11, 12 und der Richtung des Entlangstreichens, abhängiges elektrisches Signal generiert, das einen gewünschten Lenkwinkel oder eine gewünschte Veränderung eines Lenkwinkels repräsentiert. Die Steuereinheit wertet dieses Signal aus, um den Lenkwinkel oder die Veränderung des Lenkwinkels zu bestimmen und nach der Bestimmung ein entsprechendes Lenksignal, das einen entsprechenden Radeinschlag (Radlenkwinkel) bewirkt, zu generieren. Möglich ist, dass das Eingabeelement 1 eine Berührung durch beide Hände des Fahrzeuginsassen erfassen kann, wobei zum Beispiel zur Eingabe des Lenkwinkels ein Entlangstreichen an der Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 mit beiden Händen erforderlich sein kann. Denkbar ist natürlich auch, dass eine Berührung mit nur einer Hand und/oder nur einer der Flächen 11, 12, insbesondere der Innenfläche 11, zur Eingabe des Lenkwinkels ausreicht.
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Möglich ist, dass ein Auswertealgorithmus vorgesehen ist, der mehrere ungleiche Bewegungen, z.B. Bewegungen zweier Hände in unterschiedliche Richtungen, nicht als Lenkwinkeleingabe klassifiziert. Denkbar ist jedoch auch, dass der Auswertealgorithmus eine Analyse eines während der Berührung des Eingabeelements erfolgten Krafteintrags vornimmt, wobei die Berührung in Abhängig von diesem Krafteintrag als Lenkwinkeleingabe registriert wird. Dies gilt beispielsweise dann, wenn von einer Zweihandlenkung auf eine Einhandlenkung übergegangen wird und die nicht mehr zum Lenken verwendete Hand beim Zurückführen in eine andere Richtung über die Eingabeeinheit streicht. Auch können Rückmeldungen vom Fahrzeug erfolgen, um den Bediener darauf hinzuweisen, dass eine eindeutigere Lenkwinkeleingabe erforderlich ist, oder um ihn aufzufordern, die getätigte Eingabe zu bestätigen.
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Möglich ist darüber hinaus, dass die Lenkvorrichtung 10 ein innerhalb des Eingabeelements 1 angeordnetes Airbagmodul umfasst (vgl. das Airbagmodul 50 der 3 bis 5). Ein Airbag des Airbagmoduls entfaltet sich im Auslösefall dann durch den von dem Eingabeelement 1 umschlossenen Bereich hindurch in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum. Des Weiteren kann die Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 und oder eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Seite (Kante) 13 des Eingabeelements 1 zumindest teilweise als berührungsempfindliches Display ausgebildet sein. Das berührungsempfindliche Display bildet insbesondere jeweils die Berührfläche der Innen- und/oder Au ßenfläche 11, 12.
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Möglich ist, dass mit einem derartigen Display Teile eines konventionellen Lenkrades, zum Beispiel Abschnitte von Speichen, dargestellt werden. Diese Darstellung kann sich in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel verändern, um den Fahrzeuginsassen den aktuellen Lenkwinkel anzuzeigen. Möglich ist auch, dass zusätzlich oder alternativ zu der Ausführung der Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 als berührungsempfindliches Display mindestens ein Display innerhalb des Eingabeelements angeordnet ist, dass insbesondere ebenfalls zur Darstellung von Teilen eines konventionellen Lenkrades dienen kann (vgl. z.B. Display 60 der 3 und 4). Denkbar ist zum Beispiel auch, dass mit Hilfe des Displays (bzw. der mehreren Displays) Betätigungselemente (insbesondere Schalter) dargestellt werden, denen jeweils insbesondere eine Funktion zugeordnet ist, die durch Berühren der entsprechenden Bereiche des Displays aktiviert oder deaktiviert werden kann.
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Die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Seite 13 des Eingabeelements 1 kann darüber hinaus weitere Funktions- und/oder Anzeigeelemente aufweisen. Beispielsweise ist dort mindestens ein Lichtelement (zum Beispiel ein Leuchtband) angeordnet (insbesondere integriert). Denkbar ist auch, hier mindestens einen Sensor zu integrieren; beispielsweise zum Erfassen einer Annäherung (zum Beispiel einer Hand) des Fahrzeuginsassen an das Eingabeelement. Beispielsweise dient eine solche Annäherungserfassung der Aktivierung der Lenkvorrichtung. Es könnten auch eine Kamera und/oder eine Infrarot-LED vorgesehen sein; insbesondere, um eine Überwachung des Fahrers zu ermöglichen.
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Das Eingabeelement 1 ist insbesondere fahrzeugfest montiert, d. h. es ist insbesondere gegenüber dem Armaturenbrett 2 nicht rotierbar und wird sich entsprechend bei einem Entlangstreichen an der Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 in Umfangsrichtung nicht drehen.
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Abweichend davon kann das Eingabeelement 1 jedoch auch rotierbar ausgebildet sein, wobei eine dem Armaturenbrett 2 zugewandte Unterseite 14 des Eingabeelements 1 über ein Wälzlager in Form eines Kugellagers 4 an einer durch das Armaturenbrett 2 ausgebildeten Lagerfläche gelagert ist. Bei Lagerfläche handelt es sich insbesondere um eine Oberseite des Armaturenbretts 2. Diese Variante der Erfindung ist in 2 dargestellt, wobei dort das Eingabeelement 1 in Seitenansicht gezeigt ist. Möglich ist bei dieser Variante, dass der Lenkwinkel über entsprechende Lenkwinkelsensoren, die an dem Eingabeelement 1 oder in der Nähe des Eingabeelements, beispielsweise in oder an dem Kugellager 4, angeordnet sind, erfasst wird.
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Möglich ist natürlich auch, dass das Eingabeelement 1 der 2 darüber hinaus Merkmale des anhand der 1 beschriebenen Ausführungsbeispiels aufweist. Beispielsweise ist auch das Eingabeelement 1 zumindest teilweise berührungsempfindlich ausgebildet. Denkbar ist auch, dass die Innen- und/oder Außenfläche 11, 12 und/oder die Oberseite 13 als Display ausgebildet sind oder ein Display aufweisen. Zudem kann auch innerhalb des Eingabeelements 1 ein Display vorhanden sein. Die Displays dienen insbesondere wie oben bereits beschrieben dazu, Speichen oder Abschnitte von Speichen oder sonstiger Teile eines konventionellen Lenkrades darzustellen; insbesondere, um den eingegebenen Lenkwinkel anzuzeigen.
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Die 3 bis 5 illustrieren ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Danach ist das Eingabeelement 1 der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung so ausgebildet, dass es aus einer Betätigungsstellung (3), in der es zur Eingabe eines Lenkwinkels dient, in eine Ruhestellung (5) und umgekehrt bewegbar ist. In der Betätigungsstellung weist das Eingabeelement insbesondere die bereits anhand der 1 erläuterte Form eines Hohlkegelstumpfes auf.
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Das Eingabeelement 1 wird insbesondere dadurch aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung gebracht, dass sein Mantel 110 zumindest abschnittsweise nach unten (vom Fahrzeuginnenraum weg) bewegt, insbesondere geklappt, wird. Denkbar ist, dass das (in den 3 bis 5 nicht dargestellte) Armaturenbrett eine Aussparung zur Aufnahme des Mantels 110 in der Ruhestellung des Eingabeelements 1 aufweist. Möglich ist auch, dass eine Abdeckung vorhanden ist, die sich schließt und die Aussparung abdeckt, wenn sich das Eingabeelement 1 in der Ruhestellung befindet.Zum Umklappen des Mantels 110 kann die Lenkvorrichtung einen entsprechenden Mechanismus, insbesondere einen Zug- oder Druckmechanismus, aufweisen, über den eine Kraft auf den Mantel 110 ausübbar ist. Möglich ist auch, dass das Eingabeelement 1, insbesondere sein Mantel 110, in der Ruhestellung vorgespannt ist. Beispielsweise wird das Eingabeelement 1 in diesem Fall in der Ruhestellung arretiert und kehrt bei Freigabe, d. h. Lösen der Arretierung, selbstständig die Betätigungsstellung zurück. Eine solche Ausgestaltung des Eingabeelements 1 umfasst beispielsweise eine Ausbildung des Mantels 110 oder sonstiger Bereiche des Eingabeelements 1 aus einem elastischen Material (zum Beispiel aus Gummi oder einem sonstigen elastischen Polymer). Möglich ist wie oben bereits erwähnt auch, dass der Mantel 110 oder ein anderer Bereich des Eingabeelements 1 ein (beispielsweise thermisch oder elektrisch) aktivierbares Material aufweist, z.B. in Form eines Bimetalls oder eines Formgedächtnismaterials.
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Denkbar ist beispielsweise, dass das Eingabeelement nach Art einer Schnappscheibe, d. h. mechanisch monostabil oder bistabil, ausgebildet ist. Im monostabilen Fall kann das Eingabeelement aus der Betätigungsstellung durch Ausübung einer Kraft entgegen einer von dem Eingabeelement erzeugten Rückstellkraft in die Ruhestellung gebracht werden. Die Rückkehr aus der Ruhestellung in die Betätigungsstellung erfolgt dann jedoch selbständig nach Freigabe eines Arretiermechanismus.
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Bei einer bistabilen Ausgestaltung muss sowohl bei einer Bewegung aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung als auch bei einer Bewegung umgekehrt aus der Ruhestellung in die Betätigungsstellung eine Kraft entgegen einer Rückstellkraft ausgeübt werden, bis ein Umschlagpunkt erreicht ist, ab dem sich das Eingabeelement selbständig in die Betätigungs- bzw. Ruhestellung bewegt. Beispielsweise weist das in den 3-5 dargestellte Eingabeelement 1 eine solche bistabile Konfiguration auf, wobei der Umschlagpunkt erreicht ist, wenn sich der Mantel 110 zumindest näherungsweise eben erstreckt, wie in 4 dargestellt.
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Ein anderes Beispiel für eine mechanisch bistabile Konfiguration des Eingabeelements 1 ist in den 6 und 7 gezeigt, wobei der Mantel 110 des Eingabeelements 1 einen aus einem elastischen Material gebildeten umlaufenden Abschnitt 1101 aufweist. Aus einer mechanisch stabilen Betätigungsstellung (6) kann das Eingabeelement 1 durch Ausüben einer Kraft, insbesondere entgegen einer durch den elastischen Abschnitt 1101 erzeugten Rückstellkraft, in eine mechanisch instabile Ruhestellung (7) gebracht werden. In der Ruhestellung verharrt das Eingabeelement 1 beispielsweise aufgrund von Reibungskräften zwischen dem in Ruheposition eingefalteten Abschnitt 1101 und angrenzenden Abschnitten des Mantels 110.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2017/0293306 A1 [0002]
