DE102021205441A1

DE102021205441A1 - Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit der Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102021205441A1
Application number: DE102021205441.2A
Authority: DE
Inventors: Fredrik BACKMAN
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: STELLANTIS AUTO SAS, FR
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2022-12-01

Abstract

Es wird eine Lenkvorrichtung 1 für ein Fahrzeug 11, mit einem um eine Lenkachse 100 verdrehbaren Lenkrad 2, wobei das Lenkrad 2 einen Lenkradkranz 3 sowie mindestens einen Speichenabschnitt 4 aufweist, mit einem Lenksäulenabschnitt 6, wobei der Lenkradkranz 3 über die beiden Speichenabschnitte 4 an den Lenksäulenabschnitt 6 angebunden ist, wobei der Lenkradkranz 3 in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse 100 an dem Lenksäulenabschnitt 6 verschiebbar ist und um eine quer zur Lenkachse 100 gerichtete Schwenkachse 101 relativ zu dem Lenksäulenabschnitt 6 verschwenkbar ist, um den Lenkradkranz 3 in eine Verstaustellung zu überführen, und wobei der Lenksäulenabschnitt 3 in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse 100 relativ zu einer Führungseinrichtung 7 verschiebbar ist, um den Lenksäulenabschnitt 6 in eine Verstaustellung zu überführen, vorgeschlagen.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit der Lenkvorrichtung.
Hintergrund:
Es sind Lenkungssystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bekannt, welche zur Übertragung einer Lenkbewegung auf die Fahrzeugräder, üblicherweise die Vorderräder dienen, um das Fahrzeug in eine gewünschte Fahrtrichtung zu lenken. Hierzu ist im klassischen Sinne ein Lenkrad über eine Lenkstange mit einem Lenkgestänge verbunden, wobei durch eine Verdrehung des Lenkrads eine von dem Fahrer gewünschte Fahrtrichtung eingestellt werden kann. Aus dem Stand der Technik ist es zudem bekannt, das Lenkrad in einem autonomen Fahrmodus in der das Fahrzeug die Fahraufgabe selbstständig übernimmt und/oder bei einem Ein- und Ausstieg aus dem Kraftfahrzeug in eine Verstauposition zu überführen, um die Bewegungsfreiheit des Fahrers zu verbessern.
Die Druckschrift DE 10 2017 223 111 A1 offenbart eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem drehbar um eine Drehachse gelagerten Lenkradkranz, und mit einem Lenksäulenabschnitt, der parallel zur Drehachse angeordnet ist, wobei der Lenkradkranz an dem Lenksäulenabschnitt angebunden und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die senkrecht zur Drehachse ist, wobei die Schwenkachse in der zweiten Position bezüglich der ersten Position entlang der Drehachse versetzt ist.
Beschreibung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung vorzuschlagen, welche sich durch eine besonders kompakte Verstauung des Lenkrads auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch eine Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Lenkvorrichtung, welche für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Lenkvorrichtung zur manuellen Einstellung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch einen Fahrer. Die Lenkvorrichtung kann hierzu als eine mechanische Lenkung ausgeführt sein, wobei eine Lenkbewegung über ein Lenkgestänge auf mindestens ein Fahrzeugrad, vorzugsweise die Vorderräder, übertragen wird. Alternativ kann die Lenkvorrichtung als eine sogenannte „Steer-by-Wire“-Lenkung ausgeführt sein, wobei eine Lenkbewegung durch einen Sensor erfasst und ein Lenkaktuator auf Basis der Sensordaten angesteuert wird, um die Lenkbewegung auszuführen.
Die Lenkvorrichtung weist ein um eine Lenkachse verdrehbares Lenkrad auf. Insbesondere ist unter einem Lenkrad sowohl ein klassisches, insbesondere rundes Lenkrad als auch ein Steuerhorn oder dergleichen zu verstehen. Das Lenkrad weist einen Lenkradkranz auf. Insbesondere dient der Lenkradkranz zur Einstellung bzw. Übertragung einer Lenkbewegung durch den Fahrer, wobei der Lenkradkranz hierzu per Hand um die Drehachse verdreht wird. Der Lenkradkranz kann umlaufend durchgängig oder unterbrochen ausgebildet sein. Insbesondere als Steuerhorn ausgebildet, weist der Lenkradkranz an seiner Oberseite und/oder Unterseite eine radiale Unterbrechung auf. Das Lenkrad weist mindestens oder genau einen, vorzugsweise genau zwei Speichenabschnitte auf. Insbesondere ist der mindestens eine Speichenabschnitt zur Übertragung der Lenkbewegung zumindest drehfest mit dem Lenkrad verbunden. Der mindestens eine Speichenabschnitt erstreckt sich vorzugsweise in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse von dem Lenkradkranz nach innen.
Die Lenkvorrichtung weist einen Lenksäulenabschnitt auf, wobei der Lenkradkranz über den mindestens einen Speichenabschnitt an den Lenksäulenabschnitt angebunden ist. Insbesondere ist der Lenksäulenabschnitt koaxial oder parallel zu der Lenkachse angeordnet. In einer Einbausituation kann der Lenksäulenabschnitt an einem Bauteil des Fahrzeugs, wie z.B. einer Lenksäule oder Armaturenbrett, befestigt sein. Vorzugsweise ist der Lenksäulenabschnitt relativ zu dem Bauteil verdrehbar, sodass das Lenkrad bei der Lenkbewegung den Lenksäulenabschnitt mitverdreht.
Der Lenkradkranz ist in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse relativ zu dem Lenksäulenabschnitt verschiebbar und um eine quer zur Lenkachse gerichtete Schwenkachse relativ zu dem Lenksäulenabschnitt verschwenkbar, um das Lenkrad in eine Gebrauchsstellung oder eine Verstaustellung zu überführen. Anders ausgedrückt ist der Lenkradkranz durch eine Kombination aus einer Axialbewegung und einer Schwenkbewegung bewegbar, um die Lenkvorrichtung in die Gebrauchs- oder Verstaustellung zu überführen. Insbesondere ist der Lenkradkranz in der Gebrauchsstellung durch den Fahrer benutzbar, um die Lenkbewegung einzustellen. Insbesondere ist der Lenkradkranz in der Verstaustellung verstaut, sodass der Lenkradkranz nicht durch den Fahrer benutzbar ist. Vorzugsweise wird die Schwenkachse bei einer Verschiebung des Lenkradkranzes in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse um den gleichen Betrag wie der Lenkradkranz verschoben. Der Lenkradkranz kann relativ zu dem Lenksäulenabschnitt um mehr als 45 Grad, vorzugsweise mehr als 70 Grad, im Speziellen mehr als 90 Grad um die Schwenkachse verschwenkt werden. Im Speziellen ist der Lenkradkranz in der Gebrauchsstellung und der Verstaustellung arretiert bzw. arretierbar.
Zudem ist der Lenksäulenabschnitt in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse relativ zu einer Führungseinrichtung verschiebbar, um den Lenksäulenabschnitt in die Gebrauchsstellung oder die Verstaustellung zu überführen. Insbesondere dient die Führungseinrichtung zur axialen Führung des Lenksäulenabschnitts in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse. Prinzipiell kann die Führungseinrichtung durch eine Lenkstange gebildet sein, wobei der Lenksäulenabschnitt entlang der Lenkstange axial geführt ist. Alternativ kann die Führungseinrichtung jedoch auch durch ein Führungssystem zur axialen Führung des Lenksäulenabschnitts gebildet sein, welches an einem Bauteil des Fahrzeugs, vorzugsweise dem Armaturenbrett, montiert ist. Vorzugsweise wird zuerst der Lenkradkranz in eine Zwischenstellung und anschließend der Lenksäulenabschnitt in die Verstaustellung überführt, um die Lenkvorrichtung zu verstauen. Vorzugsweise wird zuerst der Lenksäulenabschnitt in eine Zwischenstellung und anschließend der Lenkradkranz in die Gebrauchsstellung überführt, um die Lenkvorrichtung zu benutzen.
Es wird somit eine Lenkvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders kompakte Verstauung auszeichnet. Durch die zusätzliche Verschiebung des Lenksäulenabschnitts kann die Lenkvorrichtung in der Verstaustellung besonders platzsparend in dem Fahrzeug verstaut werden. Insbesondere wird eine Möglichkeit geschaffen, die Lenkvorrichtung vollständig in dem Fahrzeug, insbesondere dem Armaturenbrett zu verstauen, sodass in der Verstaustellung möglichst viel Platz freigegeben wird. Dadurch kann zum einen der Ein- und Ausstieg aus dem Fahrzeug erleichtert werden und zum anderen kann zusätzlicher Platz in dem Fahrzeug während eines autonomen Fahrbetriebs des Fahrzeugs freigeben werden.
In einer möglichen Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Lenkradkranz zur Überführung in die Verstaustellung von der Gebrauchsstellung in eine erste Zwischenstellung in einer Axialrichtung in Bezug auf die Lenkachse und/oder in einer Fahrzeuglängsrichtung, insbesondere in Richtung des Armaturenbretts, verschiebbar ist. Insbesondere ist die Fahrzeuglängsrichtung durch einen Fahrtrichtungsvektor, vorzugsweise bei einer Geradeausfahrt, definiert. Zudem ist der Lenkradkranz zur Überführung in die Verstaustellung in einer Schwenkrichtung um die Schwenkachse von der ersten Zwischenstellung in eine zweite Zwischenstellung verschwenkbar. Bevorzugt ist der Lenkradkranz in der ersten Zwischenstellung gegenüber dem Lenksäulenabschnitt in einer Vertikallage angeordnet und in der zweiten Zwischenstellung gegenüber dem Lenksäulenabschnitt in einer Horizontallage angeordnet. Die Horizontallage ist dabei dahingehend zu verstehen, dass der Lenkradkranz in der Verstaustellung zumindest annähernd in einer Ebene mit dem Lenksäulenabschnitt liegt. Entsprechend ist die Vertikallage dahingehend zu verstehen, dass der Lenkradkranz in der Gebrauchsstellung zu dem Lenksäulenabschnitt aufgestellt ist. Prinzipiell kann der Lenkradkranz durch eine zeitgleiche und/oder simultane Axial- und Schwenkbewegung von der Gebrauchsstellung in die zweite Zwischenstellung überführt werden. Vorzugsweise wird der Lenkradkranz jedoch zuerst in Axialrichtung bzw. in Fahrzeuglängsrichtung in die erste Zwischenstellung verschoben und anschließend in der Schwenkrichtung in die zweite Zwischenstellung verschwenkt. Analog hierzu ist der Lenkradkranz in umgekehrter Reihenfolge wieder in die Gebrauchsstellung überführbar.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Lenksäulenabschnitt zur Überführung in die Verstaustellung in Axialrichtung in Bezug auf die Lenkachse von der zweiten Zwischenstellung in die Verstaustellung verschiebbar ist. Prinzipiell können der Lenkradkranz und der Lenksäulenabschnitt durch eine zeitgleiche und/oder simultane Axial- und Schwenkbewegung von der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung überführt werden. Bevorzugt jedoch wird zur Verstauung der Lenkvorrichtung zuerst der Lenkradkranz in die zweite Zwischenstellung überführt und anschließend der Lenksäulenabschnitt in der Axialrichtung in die Verstaustellung verschoben. Entsprechend wird zur Benutzung der Lenkvorrichtung zuerst der Lenksäulenabschnitt entgegen der Axialrichtung in die zweite Zwischenstellung verschoben und anschließend der Lenkradkranz in die Gebrauchsstellung überführt.
In einer konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass die Schwenkachse und die Lenkachse rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. Insbesondere schneidet die Schwenkachse die Lenkachse rechtwinklig bzw. senkrecht. Insbesondere ist unter rechtwinklig ein Winkel von 90 Grad zu verstehen.
In einer möglichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Lenkradkranz eine Lenkradkranzebene definiert. Die Schwenkachse ist parallel zu der Lenkradkranzebene ausgerichtet. Alternativ kann die Schwenkachse jedoch auch in der Lenkradkranzebene liegen. Alternativ oder optional ergänzend ist die Lenkradkranzebene in der Gebrauchsstellung, insbesondere der Vertikallage, des Lenkradkranzes zumindest annähernd rechtwinklig zu der Lenkachse ausgerichtet. Insbesondere ist unter „zumindest annähernd rechtwinklig“ ein Winkel von 90 Grad zu verstehen, wobei Winkelabweichungen von mehr als +/- 1 Grad, vorzugsweise mehr als +/- 5 Grad, im Speziellen +/- 10 Grad inbegriffen sind. Alternativ oder optional ergänzend ist die Lenkradkranzebene in der Verstaustellung, insbesondere der Horizontallage, des Lenkradkranzes zumindest annähernd parallel zu der Lenkachse ausgerichtet. Insbesondere ist „zumindest annähernd parallel“ dahingehend zu verstehen, dass die Lenkradkranzebene und die Lenkachse zueinander gleichgerichtet sind. Insbesondere kann unter „annähernd parallel“ eine Winkelabweichung von mehr als +/- 1 Grad, vorzugsweise mehr als +/- 5 Grad, im Speziellen +/- 10 Grad inbegriffen sein. Vereinfacht gesagt, wird der Lenkradkranz von der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung bzw. von der ersten in die zweite Zwischenstellung derart verschwenkt, dass eine radiale Erstreckung des Lenkrads in Bezug auf die Lenkachse reduziert wird.
In einer optionalen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der mindestens eine, vorzugsweise alle Speichenabschnitte aus der Lenkradkranzebene herausragen. Insbesondere ragen die Speichenabschnitte in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse aus der Lenkradkranzebene. Prinzipiell erstrecken sich die Speichenabschnitte zumindest abschnittsweise in der Lenkradkranzebene. Alternativ erstrecken sich die Speichenabschnitte parallel zu der Lenkradkranzebene.
In einer weiteren möglichen Ausführung ist vorgesehen, dass der Lenkradkranz relativ zu dem mindestens einen Speichenabschnitt verschwenkbar ist, wobei der mindestens eine Speichenabschnitt bei einer Verschwenkung des Lenkradkranzes drehfest an dem Lenksäulenabschnitt verbleibt. Insbesondere wird die Schwenkbewegung zwischen Lenkradkranz und Speichenabschnitt und die Axialbewegung zwischen Lenksäulenabschnitt und Speichenabschnitt umgesetzt. Vorzugsweise ist der Lenkradkranz über ein Drehgelenk mit dem mindestens einen Speichenabschnitt verbunden. Im Speziellen sind die genau zwei Speichenabschnitte jeweils über ein Drehgelenk mit dem Lenkradkranz verbunden, wobei die beiden Drehgelenke koaxial zur Schwenkachse angeordnet sind bzw. die Schwenkachse durch die beiden Drehgelenke definiert ist. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Lenkradkranz und die Speichenabschnitte fest, insbesondere einstückig miteinander verbunden sind, wobei der Lenkradkranz zusammen mit den Speichenabschnitten relativ zu dem Lenksäulenabschnitten verschwenkbar und verschiebbar ist.
In einer optionalen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Lenksäulenabschnitt eine Lenksäulenführung zur axialen Führung der Führungseinrichtung und eine Lenkradführung zur axialen Führung des Lenkrads aufweist. Insbesondere steht die Führungseinrichtung mit der Lenksäulenführung in Wirkverbindung, um die Lenksäule über die Lenksäulenführung in axialer Richtung zur führen. Insbesondere steht der Lenkradkranz über den mindestens einen Speichenabschnitt mit der Lenkradführung in Wirkverbindung, um das Lenkrad über die Lenkradführung in axialer Richtung zur führen. Insbesondere sind die Lenksäulenführung und die Lenkradführung in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse gleichgerichtet. Durch die Integration der Lenksäulenführung und der Lenkradführung in den Lenksäulenabschnitt kann eine besonders kompakte Lenkvorrichtung vorgeschlagen werden.
In einer möglichen Konkretisierung ist die Führungseinrichtung als eine Führungsschiene und die Lenksäulenführung als eine komplementäre Schienenführung ausgebildet, wobei die Führungsschiene in der Schienenführung in axialer Richtung geradgeführt ist. Insbesondere ist die Führungsschiene in der Schienenführung in Bezug auf die Lenkachse zwischen zwei Endanschlägen in axialer Richtung geführt, wobei der eine Endanschlag die zweite Zwischenstellung und der andere Endanschlag die Verstaustellung für den Lenksäulenabschnitt definiert. Die Führungsschiene kann als Lenkstange zur Übertragung der Lenkbewegung auf das Lenkgestänge ausgebildet sein. Alternativ ist die Führungsschiene als eine Führungsstange, ein Führungsrohr, ein Führungsprofil oder dergleichen ausgebildet. Es wird somit eine Lenksäulenführung vorgeschlagen, welche sich durch eine einfache und robuste Führung des Lenksäulenabschnitts auszeichnet. Im Speziellen kann die Lenksäulenführung besonders einfach an eine Lenkstange angebunden werden.
In einer weiteren möglichen Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Lenkradführung als eine an dem Lenksäulenabschnitt angeordnete Führungskulisse ausgebildet, wobei der mindestens eine Speichenabschnitte innerhalb der Führungskulisse geradgeführt ist. Insbesondere ist der mindestens eine Speichenabschnitt in der Führungskulisse zwischen zwei Endanschlägen verschiebbar, wobei der eine Endanschlag die Gebrauchsstellung und der andere Endanschlag die erste Zwischenstellung für den Lenkradkranz in axialer Richtung definiert. Vorzugsweise weist die Lenkradführung je Speichenabschnitt eine entsprechende Führungskulisse auf, in welcher der jeweilige Speichenabschnitt geführt ist. Es wird somit eine Lenkradführung vorgeschlagen, welche sich durch eine einfache und robuste Führung des Lenkrads auszeichnet.
In einer optionalen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lenkvorrichtung eine Verstelleinrichtung aufweist, welche zur elektrischen Überführung des Lenkrads und/oder des Lenksäulenabschnitts zwischen der Verstaustellung und der Gebrauchsstellung ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere steht die Verstelleinrichtung in Wirkverbindung mit dem Lenkrad, insbesondere dem mindestens einen Speichenabschnitt, um das Lenkrad in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse zu verschieben und/oder um die Schwenkachse zu verschwenken. Alternativ oder optional ergänzend steht die Verstelleinrichtung in Wirkverbindung mit dem Lenksäulenabschnitt, um den Lenksäulenabschnitt in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse zu verschieben. Vorzugsweise ist die Verstelleinrichtung ausgebildet, die Lenkvorrichtung in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustandes selbsttätig in die Verstau- oder Gebrauchsstellung zu verstehen. Die Verstelleinrichtung kann als ein elektromechanischer Aktor ausgebildet sein. Es wird somit eine besonders komfortable Lenkvorrichtung vorgeschlagen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Lenkvorrichtung, wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere kann das Fahrzeug als ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein autonomes Fahrzeug, insbesondere Level 3 oder höher, ausgebildet.
In einer möglichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Armaturenbrett aufweist, wobei die Lenkvorrichtung in der Verstaustellung in das Armaturenbrett eingefahren ist. Vorzugsweise ist die Lenkvorrichtung in der Verstaustellung vollständig in das Armaturenbrett eingefahren, sodass die Lenkvorrichtung, insbesondere der Lenksäulenabschnitt, bündig und/oder eben mit dem Armaturenbrett abschließt. Es wird somit ein optisch besonders ansprechendes Design geschaffen, wobei die Lenkvorrichtung in der Verstaustellung „unsichtbar“ ist. Alternativ ist vorgesehen, dass die Lenkvorrichtung in der Verstaustellung unterhalb des Armaturenbretts eingefahren ist. Es wird somit eine Lenkvorrichtung vorgeschlagen, welche besonders einfach montiert bzw. in dem Fahrzeuginneraum angeordnet werden kann.
In einer optionalen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug zwischen einem manuellen und einem autonomen Fahrbetrieb betreibbar ist, wobei die Lenkvorrichtung in dem manuellen Fahrbetrieb in die Gebrauchsstellung ausgefahren ist und in dem autonomen Fahrbetrieb in die Verstaustellung eingefahren ist. Insbesondere kann die Lenkvorrichtung manuell, z.B. per Hand oder Knopfdruck, in die Verstaustellung überführt werden, wenn das Fahrzeug autonom bewegt wird. Vorzugsweise wird die Lenkvorrichtung selbsttätig in die Verstaustellung überführt, wenn ein manueller Fahrbetrieb eingestellt wird. Besonders bevorzugt wird die Lenkvorrichtung selbsttätig in die Gebrauchsstellung überführt, wenn ein manuelles Eingreifen des Fahrers in den autonomen Fahrbetrieb erforderlich ist und/oder der autonome Fahrbetrieb beendet wird, sodass insbesondere mittels des Lenkradkranzes die Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch den Fahrer eingestellt werden kann. Es wird somit ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches sich durch einen zusätzlichen verfügbaren Raum und somit einem erhöhten Komfort in einem autonomen Fahrbetrieb auszeichnet.
In einer weiteren optionalen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lenkvorrichtung in einem Stillstand des Fahrzeugs in die Verstaustellung eingefahren ist, um einen Ein- und Ausstieg zu erleichtern. Insbesondere kann die Lenkvorrichtung manuell, z.B. per Hand oder Knopfdruck, in die Verstaustellung überführt werden, wenn der Fahrer aus oder in das Fahrzeug steigen möchte. Vorzugsweise wird die Lenkvorrichtung selbsttätig in die Verstaustellung überführt, wenn eine Fahrertür des Fahrzeugs betätigt und/oder das Fahrzeug nicht fortbewegt wird und/oder eine Zündung ausgeschaltet ist. Es wird somit ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches sich durch einen besonders komfortablen Ein- und Ausstieg auszeichnet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 die Lenkvorrichtung in gleicher Darstellung wie 1 in einer ersten Zwischenstellung;
3 die Lenkvorrichtung in gleicher Darstellung wie 1 in einer zweiten Zwischenstellung;
4 die Lenkvorrichtung in gleicher Darstellung wie 1 in einer Verstaustellung;
5 eine Seitenansicht der Lenkvorrichtung gemäß 1 in einer Gebrauchsstellung;
6 eine Seitenansicht der Lenkvorrichtung gemäß 1 in der Verstaustellung;
7 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuginnenraums mit der Lenkvorrichtung aus 1 in der Gebrauchsstellung;
8 den Fahrzeugrinnenraum in gleicher Darstellung wie 7 mit der Lenkvorrichtung aus 1 in der Verstaustellung.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Lenkvorrichtung 1 in einer Gebrauchsstellung zur Steuerung eines Fahrzeugs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Lenkvorrichtung 1 umfasst ein Lenkrad 2 zur Einleitung einer Lenkbewegung, wobei das Lenkrad 2 einen Lenkradkranz 3 und zwei Speichenabschnitte 4 aufweist. Das Lenkrad 2 ist als ein Lenkhorn ausgebildet, wobei der Lenkradkranz 3 hierzu in radialer Richtung eine Unterbrechung 5 aufweist, sodass der Lenkradkranz 3 nach oben hin unterbrochen ist.
Die Lenkvorrichtung 1 weist einen Lenksäulenabschnitt 6 auf, wobei der Lenkradkranz 3 über die beiden Speichenabschnitte 4 mit dem Lenksäulenabschnitt 6 verbunden ist. Der Lenksäulenabschnitt 6 ist um eine Lenkachse 100 drehbar gelagert, sodass bei einer Einleitung der Lenkbewegung der Lenkradkranz 3 über den Lenksäulenabschnitt 6 um die Lenkachse 100 verdreht wird.
Die Lenkvorrichtung 1 weist eine Führungseinrichtung 7 auf, wobei der Lenksäulenabschnitt 6 relativ zu der Führungseinrichtung 7 verdrehbar ist oder alternativ drehfest mit der Führungseinrichtung 7 verbunden ist. Prinzipiell ist die Führungseinrichtung 7 als ein Führungssystem ausgebildet, welches zur Führung des Lenksäulenabschnitts 6 in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse 100 dient. Hierzu ist die Lenkvorrichtung 1 als eine „Steer-by-Wire“-Lenkung ausgeführt, wobei eine Rotation des Lenksäulenabschnitts 6 um die Lenkachse 100 mittels eines Sensors, nicht dargestellt, erfasst wird und zur Ansteuerung eines Lenkaktuators verwendet wird. Alternativ ist die Führungseinrichtung 7 als eine Lenkstange ausgebildet, welche zur Übertragung der Lenkbewegung mechanisch mit den gelenkten Fahrzeugrädern verbunden ist.
Der Lenksäulenabschnitt 6 weist zudem einen Lenkradtopf 8 auf, wobei der Lenkradtopf 8 in der Gebrauchsstellung des Lenkrads 2 innerhalb Lenkradkranzes 3 angeordnet ist. Der Lenkradtopf 8 umfasst beispielsweise einen Airbag zum Schutz des Fahrers, um bei einem Fahrzeugaufprall ein Aufschlagen eines Kopfes des Fahrers auf dem Lenkradkranz 3 bzw. dem Lenksäulenabschnitt 6 zu verhindern.
Die Lenkvorrichtung 1 ist von der Gebrauchsstellung in eine Verstaustellung überführbar. Hierzu ist der Lenkradkranz 3 um eine rechtwinklig zur Lenkachse 100 angeordnete Schwenkachse 101 verschwenkbar und in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse 100 verschiebbar an dem Lenksäulenabschnitt 6 angeordnet. Der Lenkradkranz 3 kann dabei über jeweils ein Drehgelenk mit den beiden Speichenabschnitten 4 verbunden sein, sodass der Lenkradkranz 3 relativ zu den Speichenabschnitten 4 um die Schwenkachse 101 verschwenkbar ist. Der Lenksäulenabschnitt 6 weist eine Lenkradführung 9 auf, wobei die beiden Speichenabschnitte 4 in der Lenkradführung 9 in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse 100 geradgeführt sind. Die Lenkradführung 9 ist beispielsweise durch eine beidseitig an dem Lenksäulenabschnitt 6 angeordnete Führungskulisse gebildet, wobei die beiden Speichenabschnitte 4 in der Führungskulisse axial geführt sind.
Zudem ist der Lenksäulenabschnitt 6 in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse 100 verschiebbar an der Führungseinrichtung 7 angeordnet. Der Lenksäulenabschnitt 6 weist hierzu eine Lenksäulenführung 10 auf, wobei die Führungseinrichtung 7 in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse 100 in der Lenksäulenführung 10 geradgeführt ist. Die Führungseinrichtung 7 ist beispielsweise als eine Führungsschiene ausgebildet, wobei die Lenksäulenführung 10 als eine komplementäre Schienenführung ausgebildet ist, in welcher die Führungsschiene axial geführt ist.
Die 2 bis 4 zeigen jeweils die Lenkvorrichtung 1 in gleicher Darstellung wie 1 in unterschiedlichen Stellungen bei einer Überführung von der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung. Dabei wird in einem ersten Schritt, wie in 1 dargestellt, das Lenkrad 2 in einer Axialrichtung 102 in Bezug auf die Lenkachse 100 von der Gebrauchsstellung in eine erste Zwischenstellung verschoben. Dabei ist die Schwenkachse 101 in der ersten Zwischenstellung bezüglich der Gebrauchsstellung entlang der Lenkachse 100 bzw. in der Axialrichtung 102 versetzt. Anders ausgedrückt, wird die Schwenkachse 101 bei einer Überführung des Lenkrads 3 von der Gebrauchsstellung in die erste Zwischenstellung in der Axialrichtung 102 verschoben.
Anschließend wird das Lenkrad 2, insbesondere der Lenkradkranz 3, in einem zweiten Schritt, wie in 3 dargestellt, in einer Schwenkrichtung 103 um die Schwenkachse 101 in eine zweite Zwischenstellung verschwenkt. Insbesondere wird der Lenkradkranz 3 relativ zu dem Lenksäulenabschnitt 6 von einer Vertikallage in eine Horizontallage verschwenkt, sodass der Lenkradkranz 3 und der Lenksäulenabschnitt 6 zumindest annähernd gleichgerichtet sind und/oder sich zumindest annähernd in einer Ebene erstrecken. Der Lenkradkranz 3 ist in der Horizontallage insbesondere um einen Winkel zwischen 70° und 100° oder im Wesentlichen 90° gegenüber der Vertikallage verschwenkt. Vorzugsweise ist der Lenkradkranz 3 soweit in der Schwenkrichtung 103 verschwenkt, dass der Lenksäulenabschnitt 6 bzw. der Lenkradtopf 8 zumindest teilweise innerhalb der Aussparung 5 angeordnet ist, wenn sich das Lenkrad 2 in der zweiten Zwischenstellung bzw. in der Verstaustellung befindet.
In einem dritten Schritt, wie in 4 gezeigt, wird der Lenksäulenabschnitt 6 in der Axialrichtung 102 in Bezug auf die Lenkachse 100 von der zweiten Zwischenstellung in die Verstaustellung verschoben. Es wird somit eine Lenkvorrichtung 1 vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders kompakte Verstauung der Lenkrades 2 in der Verstaustellung auszeichnet, um in der Verstaustellung einen möglichst großen Freiraum für den Fahrer freizugeben. Beispielsweise kann die Überführung von der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung manuell bzw. per Hand ausgeführt werden. Alternativ kann die Überführung automatisch, insbesondere durch eine Verstelleinrichtung, nicht dargestellt, durchgeführt werden. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise innerhalb des Lenksäulenabschnitts 6 angeordnet sein, wobei die Verstelleinrichtung in geeigneter Weise mit dem Lenkradkranz 3, den Speichenabschnitten 4 und der Führungseinrichtung 7 in Wirkverbindung steht, um das Lenkrad 2 und den Lenksäulenabschnitt 6 von der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung bzw. von der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung zu überführen. Beispielsweise kann die Verstelleinrichtung als eine elektromechanischer Stellaktuator ausgebildet sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Lenkvorrichtung 1 analog zu den in den 2 bis 4 beschriebenen Schritten in umgekehrter Reihenfolge von der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung überführt wird. Konkret wird der Lenksäulenabschnitt 6 somit zuerst entgegen der Axialrichtung 102 von der Verstaustellung in die zweite Zwischenstellung verschoben, der Lenkradkranz 3 entgegen der Schwenkrichtung 103 von der zweiten Zwischenstellung in die erste Zwischenstellung verschwenkt und das Lenkrad 2 anschließend entgegen der Axialrichtung 102 von der ersten Zwischenstellung in die Gebrauchsstellung verschoben.
Die 5 und 6 zeigen die Lenkvorrichtung 1 jeweils in einer Seitenansicht, wobei die Lenkvorrichtung 1 in 5 in der Gebrauchsstellung und in 6 in der Verstaustellung gezeigt ist. Der Lenkradkranz 3 definiert eine Lenkradkranzebene 104, wobei sich in diesem Ausführungsbeispiel die Schwenkachse 101 in der Lenkradkranzebene 4 erstreckt. In der Gebrauchsstellung ist der Lenkradkranz 3 mit der Lenkradkranzebene 104 zumindest annähernd rechtwinklig zu der Lenkachse 100 angeordnet, wobei unter annähernd rechtwinklig beispielsweise ein Winkel von 90 Grad mit einer maximalen Abweichung von +/- 5 Grad zwischen Lenkradkranzebene 104 und Lenkachse 100 zu verstehen ist. In der Verstaustellung ist der Lenkradkranz 3 mit der Lenkradkranzebene 104 zumindest annähernd gleichgerichtet zu der Lenkachse 100 angeordnet, wobei unter annähernd parallel beispielsweise ein Winkel von 0 Grad mit einer maximalen Abweichung von +/- 10 Grad zwischen Lenkradkranzebene 104 und Lenkachse 100 zu verstehen ist.
Die 7 und 8 zeigen in einer schematischen Darstellung einen Innenraum eines Fahrzeugs 11 mit der Lenkvorrichtung 1, wie diese zuvor beschrieben wurde. Beispielsweise ist das Fahrzeug 1 ein Kraftfahrzeug, welches wahlweise zwischen einem manuellen und einem autonomen Fahrbetrieb betreibbar ist.
Das Fahrzeug 11 weist ein Armaturenbrett 12 mit einer daran anschließenden Instrumententafel 13 auf, welche beispielsweise zur Anzeige von Geschwindigkeit, Kontrollleuchten, Batterie- oder Tankfüllstand etc. dient. Die Lenkvorrichtung 1 ist unterhalb der Instrumententafel 13 an dem Armaturenbrett 12 angeordnet, wobei die Lenkvorrichtung 1 in der Gebrauchsstellung durch den Fahrzeugbenutzer bedient werden kann.
In einem Fahrzeugstillstand und/oder einem autonomen Fahrbetrieb, bei dem kein Eingreifen durch den Fahrzeugbenutzer erforderlich ist, kann die Lenkvorrichtung 1 in die Verstaustellung überführt werden. Beispielsweise wird die Lenkvorrichtung 1 automatisch in die Verstaustellung überführt, wenn eine Fahrzeugtür, insbesondere die Fahrertür, geöffnet wird, der Motor des Fahrzeugs ausgeschaltet wird oder das Fahrzeug 1 von einem manuellen Fahrbetrieb in den autonomen Fahrbetrieb umgeschaltet wird. Hierzu wird die Lenkvorrichtung 1 bzw. das Lenkrad 2 in Fahrzeuglängsrichtung 105 unterhalb der Instrumententafel 13 bzw. in das Armaturenbrett 12 eingefahren, sodass ein zusätzlicher Freiraum für den Fahrzeugbenutzer geschaffen wird. In der Verstaustellung ist der Lenkradtopf 8 beispielsweise bündig zu einer Innenraumverkleidung 14 angeordnet, sodass nur noch eine Vorderseite des Lenkradtopfs 8 sichtbar ist.
Während vorstehend mindestens ein Ausführungsbeispiel detailliert offenbart wurde, ist es anzuerkennen, dass eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Variationen existieren. Es ist ebenfalls anzuerkennen, dass das mindestens eine Ausführungsbeispiel nur beispielhaften Charakter hat und keine Begrenzung des Schutzumfangs, der Anwendungsgebiete oder der Konfiguration darstellt. Vielmehr soll die vorliegende Offenbarung einen angenehmen Fahrplan zur Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels sein. Somit sollte es anzuerkennen sein, dass verschiedene Variationen der Funktion oder der Anordnung der Elemente des mindestens einen Ausführungsbeispiels umgesetzt werden können, ohne den Umfang zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtmäßigen Äquivalente vorgegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Lenkvorrichtung
2: Lenkrad
3: Lenkradkranz
4: Speichenabschnitte
5: Unterbrechung
6: Lenksäulenabschnitt
7: Führungseinrichtung
8: Lenkradtopf
9: Lenkradführung
10: Lenksäulenführung
11: Fahrzeug
12: Armaturenbrett
13: Instrumententafel
14: Innenraumverkleidung
100: Lenkachse
101: Schwenkachse
102: Axialrichtung
103: Schwenkrichtung
104: Lenkradkranzebene
105: Fahrzeuglängsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017223111 A1 [0003]

Claims

Lenkvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (11), mit einem um eine Lenkachse (100) verdrehbaren Lenkrad (2), wobei das Lenkrad (2) einen Lenkradkranz (3) sowie mindestens einen Speichenabschnitt (4) aufweist, mit einem Lenksäulenabschnitt (6), wobei der Lenkradkranz (3) über die beiden Speichenabschnitte (4) an den Lenksäulenabschnitt (6) angebunden ist, wobei der Lenkradkranz (3) in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse (100) an dem Lenksäulenabschnitt (6) verschiebbar ist und um eine quer zur Lenkachse (100) gerichtete Schwenkachse (101) relativ zu dem Lenksäulenabschnitt (6) verschwenkbar ist, um den Lenkradkranz (3) in eine Verstaustellung zu überführen, und wobei der Lenksäulenabschnitt (3) in axialer Richtung in Bezug auf die Lenkachse (100) relativ zu einer Führungseinrichtung (7) verschiebbar ist, um den Lenksäulenabschnitt (6) in eine Verstaustellung zu überführen.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkradkranz (3) zur Überführung des Lenkrads (2) in die Verstaustellung in einer Axialrichtung (102) in Bezug auf die Lenkachse (100) und/oder in einer Fahrzeuglängsrichtung (105) von der Gebrauchsstellung in eine erste Zwischenstellung verschiebbar ist und in einer Schwenkrichtung (103) um die Schwenkachse (101) von der ersten Zwischenstellung in eine zweite Zwischenstellung verschwenkbar ist.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksäulenabschnitt (6) zur Überführung in die Verstaustellung in der Axialrichtung (102) in Bezug auf die Lenkachse (100) von der zweiten Zwischenstellung in die Verstaustellung verschiebbar ist.
Lenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (101) und die Lenkachse (100) rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.
Lenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkradkranz (3) eine Lenkradkranzebene (104) definiert, wobei die Lenkradkranzebene (104) parallel zu der Schwenkachse (101) ausgerichtet ist und/oder wobei die Lenkradkranzebene (104) in der Gebrauchsstellung des Lenkradkranzes (3) zumindest annähernd rechtwinklig zu der Lenkachse (100) ausgerichtet ist und/oder in der Verstaustellung des Lenkradkranzes (3) zumindest annähernd parallel oder gleichgerichtet zu der Lenkachse (100) ausgerichtet ist.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichenabschnitte (4) aus der Lenkradkranzebene (104) herausragen.
Lenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkradkranz (3) relativ zu den Speichenabschnitten (4) verschenkbar ist, wobei die Speichenabschnitte (4) bei einer Verschwenkung des Lenkradkranzes (3) drehfest an dem Lenkradsäulenabschnitt (6) verbleiben.
Lenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksäulenabschnitt (6) eine Lenksäulenführung (10) zur axialen Führung der Lenksäule (6) und eine Lenkradführung (9) zur axialen Führung des Lenkrads (2) aufweist.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (7) als eine Führungsschiene und die Lenksäulenführung (10) als eine komplementäre Schienenführung ausgebildet ist, wobei Führungsschiene in der Schienenführung in axialer Richtung geradgeführt ist.
Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradführung (9) als eine an dem Lenksäulenabschnitt (6) angeordnete Führungskulisse ausgebildet, wobei der mindestens eine Speichenabschnitte (4) innerhalb der Führungskulisse geradgeführt ist.
Lenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (1) eine Verstelleinrichtung zur elektrischen Überführung des Lenkrads (2) und/oder des Lenksäulenabschnitts (6) zwischen der Verstaustellung und der Gebrauchsstellung aufweist.
Fahrzeug (11) mit der Lenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug (11) nach Anspruch 12, durch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (11) ein Armaturenbrett (12) aufweist, wobei die Lenkvorrichtung (1) in der Verstaustellung in das Armaturenbrett (12) oder unterhalb des Armaturenbretts (12) eingefahren ist.
Fahrzeug (11) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (11) zwischen einem manuellen und einem autonomen Fahrbetrieb betreibbar ist, wobei die Lenkvorrichtung (1) in dem manuellen Fahrbetrieb in die Gebrauchsstellung ausgefahren ist und in dem autonomen Fahrbetrieb in die Verstaustellung eingefahren ist.
Fahrzeug (11) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (1) in einem Stillstand des Fahrzeugs (11) in die Verstaustellung eingefahren ist, um einen Ein- und Ausstieg zu erleichtern.