DE19927464A1

DE19927464A1 - Lenkrad mit Tastelementen

Info

Publication number: DE19927464A1
Application number: DE19927464A
Authority: DE
Inventors: Andre Zander
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: DE19927464B4

Abstract

Es wird ein Lenkrad mit Tastelementen zur Betätigung von elektrisch ansteuerbaren Einrichtungen in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei die Tastelemente piezoelektrische Drucksensoren (3; 5, 6) sind. In einem Aktivierungsbereich befindet sich ein Teil der Drucksensoren (5, 6), während die anderen Drucksensoren (3) einen Steuerungsbereich bilden, der vom Aktivierungsbereich deutlich abgesetzt ist. Durch Betätigung der im Aktivierungsbereich befindlichen Drucksensoren (5, 6) lassen sich unterschiedliche Steuerungsfunktionen den Drucksensoren (3) des Steuerungsbereichs zuordnen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit Tastelementen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus Sicherheitsgründen und um einen verbesserten Bedienungskomfort zu erreichen, können am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs Tastelemente angeordnet werden, mit denen beispielsweise die Funktionen eines Autoradios gesteuert werden kann. Grundsätzlich können über am Lenkrad angeordnete Tastelemente eine Vielzahl von unterschiedlichen elektrisch ansteuerbaren Einrichtungen betätigt werden, wie dies in der DE 298 06 461 U1 beschrieben ist. Als Tastelemente werden dort kapazitive Bedienerfolien in Form eines Multifunktions-Bedienerfeldes im Bereich des Prallkopfes des Lenkrades angeordnet. Problematisch ist bei derartigen kapazitiven Tastelementen, daß auch ungewollte Berührungen eine ungewollte Betätigung der entsprechenden elektrischen Einrichtung zur Folge haben können.

Aus der DE 196 25 966 A1 ist eine am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs angeordnete Schaltergruppe bekannt, die aus mehreren Druckschaltern mit kugelcalottenförmigen Tasten besteht. Derartige Druckschalter sind mechanisch aufwendig und erfordern eine gezielte Betätigungsbewegung, die den Fahrer vom Verkehrsgeschehen ablenken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkrad mit Tastelementen zur Betätigung von elektrisch ansteuerbaren Einrichtungen in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, wobei die Tastelemente möglichst einfach aufgebaut sein sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Die Verwendung von piezoelektrischen Drucksensoren stellt sicher, daß ein Tastelement nur dann betätigt wird, wenn ein ausreichend starker Druck auf den Drucksensor ausgeübt wird. Außerdem ist ein solcher Drucksensor in seinem Aufbau äußerst einfach und er kann insbesondere in beliebiger Form und Größe ausgebildet sein.

Besonders vorteilhaft ist es derartige Drucksensoren als piezoelektrische Folien auszubilden, die sich an die unterschiedlichen Oberflächenform des Lenkrads anpassen können. Es lassen sich damit flächige Drucksensoren praktisch an jeder beliebigen Stelle des Lenkrads anordnen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anordnung der Drucksensoren räumlich voneinander abgesetzt in einen Aktivierungsbereich und einen Steuerungsbereich unterteilt ist. Dabei kann der Aktivierungsbereich so positioniert sein, daß im normalen Lenkbetrieb eine ungewollte Betätigung des Aktivierungsbereichs vermieden wird. Erst eine gezielte Betätigung des Aktivierungsbereichs aktiviert den Steuerungsbereich, an dem dann die gewünschten Steuerfunktionen durch Betätigung der Drucksensoren im Steuerungsbereich ausgeführt werden können. Am Aktivierungsbereich kann auch eine Auswahl in der Weise erfolgen, daß dem Steuerungsbereich unterschiedliche Funktionsbereiche zugeordnet werden können. Beispielsweise können dem Steuerungsbereich die Radiofunktionen oder Innenbeleuchtungsfunktionen oder die Funktionen eines Bordcomputers wahlweise durch entsprechende Betätigung der Drucksensoren im Aktivierungsbereich zugeordnet werden.

Der Aktivierungsbereich kann in vorteilhafter Weise am Lenkrad radial weiter innen als der in einem äußeren Ringraum angeordnete Steuerungsbereich positioniert sein. Die Drucksensoren des Aktivierungsbereichs können beispielsweise an den Speichen und die Drucksensoren des Steuerungsbereichs am Lenkradkranz angeordnet sein.

Eine weitere Sicherheitsmaßnahme sieht vor, daß wenigstens ein Teil der Drucksensoren nur bei Geradeausfahrt oder einem geringen Lenkwinkel und/oder geringer Lenkwinkelgeschwindigkeit betätigbar ist. Es wird dabei davon ausgegangen, daß bei einer Kurvenfahrt mit entsprechendem Lenkeinschlag und/oder Lenkbewegungen beispielsweise die Bedienung des Autotelefons über die Drucksensoren nicht sinnvoll ist, da dies ein Sicherheitsrisiko darstellen würde. Die entsprechenden Steuerungsfunktionen sind daher in einer solchen Verkehrssituation gesperrt. Die zur Betätigung der Blinker vorzugsweise separat am Lenkrad angeordneten Drucksensoren können jedoch weiterhin freigegeben sein, damit der Fahrer in jeder Situation den Blinker ein- oder ausschalten kann.

Damit die sehr häufig zu betätigenden Drucksensoren für die Blinkfunktion vom Fahrer in jeder Situation eindeutig betätigt werden können, sind diese Drucksensoren vorzugsweise abgesetzt von den übrigen Drucksensoren angeordnet. Die Drucksensoren für die Blinkfunktion können an der Unterseite oder unten am Lenkrad angeordnet sein.

Die als Folien ausgebildeten Drucksensoren befinden sich vorzugsweise direkt unter der aus einem elastisch nachgiebigen Material bestehenden Lenkradbeschichtung. Somit lassen sich die Drucksensoren weitgehend gegenüber Umgebungseinflüssen schützen und es werden störende Oberflächenunterbrechungen in Form von Fugen im Bereich der Drucksensoren vermieden. Damit die Drucksensoren eindeutig vom Fahrer erkannt bzw. gefühlt werden können, ist die Oberfläche der Beschichtung im Bereich der Drucksensoren vorzugsweise mit fühlbaren Oberflächenstrukturen ausgestattet. Jeder Drucksensor kann dabei eine andere Oberflächenstruktur haben, so daß der Fahrer nicht nur anhand der Position des Drucksensors, sondern auch anhand seiner Oberflächenstruktur einen bestimmten Drucksensor erkennen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Lenkrades mit mehreren Drucksensoren und

Fig. 2 eine Teilansicht des Querschnitts entlang der Schnittlinie A-A gemäß Fig. 1. Das in Fig. 1 dargestellte Lenkrad 1 besitzt an seinem Lenkradkranz 2 insgesamt acht Drucksensoren 3 und an den Lenkradspeichen 4 weitere zwei Drucksensoren 5, 6. Sämtliche Drucksensoren 3, 5, 6 sind als schraffierte Berührungsflächen dargestellt, die im schraffierten Bereich unterschiedliche Oberflächenstrukturen aufweisen können. Die Oberfläche der Drucksensoren 3, 5, 6 kann aus einem elastischen Lenkradüberzug, beispielsweise aus einer Lenkradbeschichtung aus Kunststoff oder Leder, bestehen.

Die am Lenkrad 1 angeordneten Drucksensoren sind in einen Steuerungsbereich und einen Aktivierungsbereich unterteilt, wobei die Drucksensoren 3 den Steuerungsbereich und die Drucksensoren 5, 6 den Aktivierungsbereich bilden. Es können zusätzlich auch noch separate Drucksensoren am Lenkrad 1 angeordnet sein, beispielsweise an der hier nicht sichtbaren Unterseite des Lenkrades 1. Derart separat angeordnete Drucksensoren können beispielsweise zur Betätigung der Blinker vorgesehen sein.

Über die Drucksensoren 5, 6 des Aktivierungsbereichs lassen sich den Drucksensoren 3 des Steuerungsbereichs unterschiedliche Steuerungsfunktionen zuordnen. So kann beispielsweise durch Betätigung des Drucksensors 5 den Drucksensoren 3 der Funktionsbereich "Autoradio" oder der Funktionsbereich "Autotelefon" wahlweise zugeordnet werden. Durch Betätigung des Drucksensors 6 läßt sich der gesamte Steuerungsbereich mit den Drucksensoren 3 deaktivieren.

Wie in der Schnittansicht von Fig. 2 ersichtlich, ist der im Schnitt dargestellte Drucksensor 3 als dünnwandige, druckempfindliche piezoelektrische Folie ausgebildet, bei der aufgrund einer auf sie ausgeübten Druckänderung und einer damit verbundenen Deformierung auf den Folienoberflächen eine Ladungsverschiebung auftritt. Diese Ladungsverschiebung wird in an sich bekannter Weise als elektrisches Signal in einer Steuereinheit erkannt, so daß die Steuereinheit einen entsprechenden Schaltvorgang oder Steuerungsvorgang vornehmen kann.

Die Lenkradbeschichtung 7 schließt die den Drucksensor 3 bildende piezoelektrische Folie 8 ein und hat an ihrer Oberfläche im Bereich des Drucksensors 3 eine fühlbare Oberflächenstruktur 9 in Form von kleinen punktförmigen Erhebungen.

Die Drucksensoren 3, 5, 6 (Fig. 1) können in bestimmten Verkehrssituationen zum Teil oder allesamt gesperrt sein, so daß eine Aktivierung in einer solchen Verkehrssituation nicht mehr möglich ist. Beispielsweise können bei starken Lenkbewegungen, die über einen den Winkeleinschlag des Lenkrades 1 angebenden Winkelmesser an eine Steuerung gemeldet werden, Drucksensoren von der Steuerung gesperrt werden. Die Steuerung gibt die Drucksensoren dann erst wieder frei, wenn keine Lenkbewegungen mehr stattfinden und ein geringer Lenkwinkel oder eine geringe Lenkwinkelgeschwindigkeit oder Geradeausfahrt festgestellt wird. Diese Maßnahmen lassen sich in einem sogenannten Steer-by-wire-System praktisch ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand realisieren, da die zur Ermittlung der Lenkbewegung erforderliche Sensorik bereits vorhanden ist.

Bezugszeichenliste

1

Lenkrad

2

Lenkradkranz

3

Drucksensoren

4

Lenkradspeichen

5

Drucksensoren

6

Drucksensoren

7

Lenkradbeschichtung

8

piezoelektrische Folie

9

Oberflächenstruktur

Claims

1. Lenkrad mit Tastelementen zur Betätigung von elektrisch ansteuerbaren Einrichtungen in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente piezoelektrische Drucksensoren (3; 5, 6) sind.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren (3; 5, 6) an die Oberflächenform des Lenkrades (1) angepaßte piezoelektrische Folien (8) sind.

3. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Drucksensoren (3; 5, 6) räumlich voneinander abgesetzt in einen Aktivierungsbereich und einen Steuerungsbereich unterteilt ist.

4. Lenkrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Aktivierungsbereich am Lenkrad radial weiter innen als der in einem äußeren Ringraum angeordnete Steuerungsbereich befindet.

5. Lenkrad nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren (5, 6) des Aktivierungsbereichs zur Aktivierung und/oder Auswahl unterschiedlicher, den Drucksensoren (3) des Steuerungsbereichs zuzuordnenden Funktionsbereiche dienen.

6. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Drucksensoren (3; 5, 6) nur bei Geradeausfahrt oder einem geringen Lenkwinkel und/oder geringer Lenkgeschwindigkeit betätigbar ist.

7. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Blinkfunktion räumlich separat angeordnete Drucksensoren am Lenkrad (1) vorgesehen sind.

8. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren für die Blinkfunktion als einzige an der Unterseite des Lenkrades (1) angeordnet sind.

9. Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren für die Blinkfunktion am in Geradeausstellung befindlichen Lenkrad (1) unten angeordnet sind.

10. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Folien (8) ausgebildeten Drucksensoren (3; 5, 6) sich direkt unter der aus einem elastisch nachgiebigen Material bestehenden Lenkradbeschichtung (7) erstrecken.

11. Lenkrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Lenkradbeschichtung (7) im Bereich der Drucksensoren (3; 5, 6) eine fühlbare, von der sonstigen Oberfläche abweichende Oberflächenstruktur (9) hat.

12. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drucksensor (3; 5, 6) an seiner Tastfläche eine fühlbar andere Oberflächenstruktur (9) hat.