DE102007032920A1

DE102007032920A1 - Lenksäule mit einer für eine Anzeigevorrichtung sichtoptimierten Gestaltung

Info

Publication number: DE102007032920A1
Application number: DE102007032920A
Authority: DE
Inventors: Günter Dieterle; Manfred Heintschel
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2007-07-14
Filing date: 2007-07-14
Publication date: 2009-01-15

Abstract

Es wird eine Lenksäule (C) mit einem daran angeordneten Lenkrad (W), dessen Lenkradeinstellung (P) zumindest in ihrem Neigungswinkel verstellbar ist, vorgeschlagen, wobei an der Lenksäule (C) eine Anzeigevorrichtung bzw. ein Display (I') angeordnet ist, das mit der Lenkradeinstellung gekoppelt ist. Durch diese Lösung wird erreicht, dass das Display (I') jederzeit optimal für alle Fahrerinnen und Fahrer ausgerichtet bleibt. Insbesondere kann diese Position des Displays (I') zusammen mit der Position der oberen Lenksäule (C*) einstellbar sein, um bei allen Lenkradeinstellungen eine freie Sicht durch die Lenkradspeichen und den Lenkradkranz auf das Display (I') zu gewährleisten. Das Display (I') kann vorzugsweise sehr dünn und leicht sein, d. h. beispielsweise als TFT- oder LCD-Display, ausgebildet sein. Auch kann vorzugsweise die Stromversorgung (PW) und die elektronische Steuereinheit (CTR) für das Display (I') auch im unteren Bereich der Lenksäule (C) fest hinter der Verkleidung Platz finden. Dadurch wird Gewicht im Display eingespart, das sich z. B. im Falle eines Crashs oder auch beim Einstellen der Lenkradposition negativ auswirken kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenksäule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Bereich der Nutzkraftfahrzeuge (NKW) oder auch der Personenkraftfahrzeuge (PKW) sind verstellbare Lenksäulen umfangreich bekannt. Dabei kann die Lenkradeinstellung eines an der Lenksäule angeordneten Lenkrads zumindest im Neigungswinkel, oftmals aber auch in der Höhe, verstellt werden. Hierzu sind manuelle und/oder automatische Verstellvorrichtungen, etwa mit Stellmotoren betriebene Vorrichtungen, bekannt. In der DE 10 342 725 A1 wird z. B. eine vielseitige Lösung für eine verstellbare Lenksäule bzw. Lenkspindel beschrieben. Mit der Lenkradeinstellung bzw. Lenksäulenverstellung kann eine für den Fahrer optimale Position des Lenkrades definiert werden, um eine bestmögliche Ergonomie und leichte Bedienbarkeit zu erzielen.
Eine typische Gestaltung des Lenkrades ist das Speichenlenkrad, das u. a. eine möglichst ungehinderte Sicht auf die Instrumententafel bzw. Anzeigevorrichtung des Fahrzeuges ermöglichen soll. Üblicherweise ist die Instrumententafel im NKW wie auch im PKW fest in der Wagenausstattung hinter dem Lenkrad installiert. Die Verstellung des Lenkrades in Höhe und Neigung, sowie auch die Sitzverstellung führen dazu, dass die Fahrerin oder der Fahrer zwar eine ergonomische Sitzposition einnehmen kann, dass aber die Sicht auf die Instrumententafel sich verschlechtern kann.
Dieses Problem wird anhand der beiliegenden Zeichnungen 1a/b und 2a/b verdeutlicht, die sich auf eine typische Anordnung einer Lenksäule C in einem NKW und einer fest an der Fahrzeugkarosse montierten Anzeigevorrichtung I beziehen. Dabei zeigt die 1a/b die typische Sitz- und Sichtsituation für einen eher größere Person P1; die 2a/b zeigt die Situation für eine eher kleinere Person P2. Es ist hier zu beachten, dass gerade in einem NKW eine eher aufrechte Sitzposition eingenommen wird als in einem PKW. Aufgrund der unterschiedlichen Körpergrößen von Fahrern bzw. Fahrerinnen stellt sich die Situation deshalb in einem NKW besonders unterschiedlich dar, wie dies an den gezeigten Beispielen deutlich wird. Die anhand der 1a und b veranschaulichte Ergonomie im NKW kann für einen stattlichen Fahrer P1 durchaus besser sein, als die in den 2a und b gezeigte Situation für eine eher zierliche und kleine weibliche Fahrerin P2. Was die typischen Körpergrößen und Abmessungen von Personen angeht, so sprechen die Fahrzeughersteller von einem stattlichen Fahrer, wenn dieser eine Körpergröße von 198 cm und mehr aufweist, und von einer zierlichen Fahrerin, wenn diese eine Körpergröße von 150 cm und weniger aufweist. Es besteht also eine erhebliche Spanne zwischen großen und kleinen Personen, die bei einer ergonomischen Auslegung des Inneren der Fahrerkabine berücksichtigt werden muss.
Auch aus diesem Grund ist auch berücksichtigen, dass sind die Verstellwege des Lenkrades im NKW wesentlich größer als die im PKW sind. Im PKW variieren die maximalen Verstellbereiche um etwa 10 Grad Verstell- bzw. Neigungswinkel und um etwa 35 bis 50 mm Verschiebeweg. Im NKW finden also deutlich größere Verstellbereiche Anwendung. Und es ist zu erwarten, dass von den NKW-Herstellern zukünftig noch größere Verstellbereiche gefordert werden. In der NKW-Branche spricht man hier von mindestens 30 Grad Verstellwinkel und 80 bis 100 mm Verschiebeweg. Diese personenabhängigen Anforderungen können dann dazu führen, dass bei Verstellung des Lenkrades die Sicht auf die Anzeigeinstrumente bzw. Anzeigevorrichtung noch mehr negativ beeinträchtigt wird, als dies heute schon der Fall ist.
Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lenksäule mit einer für eine Anzeigevorrichtung sichtoptimierten Gestaltung vorzuschlagen. Die Lenksäule soll insbesondere, aber nicht ausschließlich, für Anwendungen im NKW-Bereich geeignet sein und die oben genannten Probleme bezüglich der stark personenabhängigen Sicht auf die Anzeigvorrichtung in vorteilhafter Weise überwinden. Im besonderen soll bei variierender Stellung der Instrumententafel die Sichtmöglichkeit auf die Anzeigevorrichtung bzw. Instrumententafel jederzeit optimal sein.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Demnach wird für eine Lenksäule mit einem daran angeordneten Lenkrad, dessen Lenkradeinstellung zumindest in ihrem Neigungswinkel verstellbar ist, vorgeschlagen, dass an der Lenksäule eine Anzeigevorrichtung angeordnet ist, die mit der Lenkradeinstellung gekoppelt ist. Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass die Position der Anzeigevorrichtung nicht unbeeinflusst von der Stellung des Lenkrades sein soll, sondern eine definierte Kopplung mit der Lenkradeinstellung hergestellt werden soll, so dass die Anzeigevorrichtung in Abhängigkeit von der Position des Lenkrades ausrichtet ist. Die vorgeschlagene Kopplung zwischen Lenksäule und Anzeigevorrichtung kann z. B. mechanisch oder elektro-mechanisch ausgeführt sein.
Durch diese Lösung wird erreicht, dass die Anzeigevorrichtung bzw. Instrumententafel. jederzeit optimal für alle Fahrerinnen und Fahrer ausgerichtet bleibt Insbesondere kann diese Position der Anzeigeinstrumente zusammen mit der Position der oberen Lenksäule einstellbar sein, um bei allen Lenkrad-Einstellungen eine freie Sicht durch die Lenkradspeichen und den Lenkradkranz auf die Anzeigeinstrumente zu gewährleisten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen:
Demnach ist es von Vorteil, wenn die Anzeigevorrichtung an dem Lenksäulengehäuse, insbesondere an dem oberen Lenksäulengehäuse, angeordnet ist. Denn die Verstellung des Lenkrades lässt sich konstruktiv besonders gut im Bereich der oberen Lenksäule realisieren. In diesem Zusammenhang wird die Anzeigevorrichtung vorzugsweise mittels Befestigungsmittel aus vibrationsarmen Material, insbesondere aus Stahlblech, Aluminium, Magnesium und/oder Kunststoff, an dem Lenksäulengehäuse befestigt. Durch Wahl solcher Materialien kann eine möglichst leichte und vibrationsfeste Montage der Anzeigevorrichtung in einer sehr robusten und alltagstauglichen Weise realisiert werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Anzeigevorrichtung als Instrumententafel mit mehreren Anzeigeinstrumenten ausgebildet ist. Dabei kann die Anzeigevorrichtung als elektronische Anzeigevorrichtung, insbesondere in Gestalt eines Flachbildschirms bzw. TFT-Displays oder LCD-Displays, ausgebildet sein. Somit können mehrere Anzeigefunktionen gleichzeitig und veränderbar bzw. programmierbar realisiert werden. In diesem Zusammenhang wird die elektronische Anzeigevorrichtung vorzugsweise von einer Steuereinheit angesteuert und führt verschiedene Anzeige-Funktionen aus, insbesondere grafisch ein- und ausblendbare Anzeige-Funktionen aus. Das können z. B. Funktionen zur Anzeige von Fahrdaten und/oder Fahrzeugdaten, insbesondere Fahrgeschwindigkeit und/oder Motordrehzahl, sein.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit mit einem Bordcomputer verbunden und die elektronische Anzeigevorrichtung führt insbesondere Funktionen zur Anzeige von Lenkzeiten und/oder Mauterinnerung, aus. Auch kann die Steuereinheit mit mindestens einem Zusatzgerät, insbesondere Navigationsgerät und/oder Kamera, verbunden sein, wobei die elektronische Anzeigevorrichtung verschiedene Funktionen zur Anzeige von Zusatzdaten bzw. Videos, insbesondere Navigationsdaten bzw. Kamerabilder zur Rückfahr- und/oder Seitenüberwachung, ausführt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung und/oder eine Stromversorgung für die Anzeigevorrichtung räumlich getrennt davon angeordnet ist, insbesondere im unteren Bereich der Lenksäule angeordnet ist. Im weiteren kann die Anzeigevorrichtung, insbesondere die elektronische Anzeigevorrichtung eine konkav geformte Gestaltung aufweisen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme der beiliegenden Zeichnungen beschriebenen, die folgende schematischen Darstellungen wieder geben:
3a/b zeigt in verschiednen Ansichten eine erste Ausführungsform einer Lenksäule mit einer am oberen Lenksäulengehäuse montierten Instrumententafel;
4 zeigt eine zweite Ausführungsform mit einem am oberen Lenksäulengehäuse montierten flachen Display;
5 zeigt die zweite Ausführungsform im Einsatz bei einem größeren Fahrer; und
6 zeigt die zweite Ausführungsform im Einsatz bei einer zierlichen Fahrerin.
In der 3a ist in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße Anordnung in einer ersten Ausführungsform dargestellt, bei dem eine Anzeigevorrichtung in Gestalt einer Instrumententafel I mit einer verstellbaren Lenksäule C gekoppelt ist, indem die Instrumententafel I direkt am oberen Lenkgehäuse C* montiert ist. Die 3b zeigt die Anordnung in einer Explosionsdarstellung. Wenn nun der Fahrer die Position des Lenkrads W optimal für sich einstellt, indem er das obere Lenkgehäuses C* in Neigung und/oder Höhe einstellt, wird gleichsam auch zusammen mit der bewirkten Einstellung der Lenkrad-Position P die Ausrichtung der Instrumententafel I verstellt. Dadurch ergibt sich automatisch für den Fahrer immer eine optimale Sicht auf die Instrumententafel I. Wird wie in diesem Beispiel eine eher einfache mechanische Instrumententafel I verwendet, so muss beachtet werden, dass diese eine beachtliche Dicke von z. B. 70 mm aufweisen kann, was einen gewissen Platzbedarf bedeutet.
In der 4 ist eine platzsparendere und mit noch weiteren Vorteilen versehene Lösung in Gestalt einer Anordnung mit einem flachen Display I' dargestellt. Auch das Display I' wird am oberen Lenksäulengehäuse C* befestigt, hier z. B. mittels Befestigungselementen aus Aluminium, das eine vibrationsarme Befestigung ermöglichen. Dies geschieht kann auch mittels anderer geeigneter Befestigungselemente bzw. -platten aus Stahlblech, Magnesium, Kunststoff, oder sonstigen, vibrationsarmen Materialien geschehen. Dabei wird darauf geachtet, dass das Display I' fest und ggf. mit mehreren Anschraubpunkten auf der Lenksäule C, vorzugsweise am oberen Gehäuseteil C*, fixiert ist. Somit kann das Display I' nicht wackeln und auch nicht vibrieren.
Durch die mechanische Verkopplung mit der Lenksäulen-Verstellung bewegt sich das Display I' bei jeder Lenkrad-Einstellung mit und gewährt der Fahrerin und dem Fahrer immer die optimale uneingeschränkte Sicht auf das Display I'. Die starre mechanische Kopplung bzw. Befestigung bewirkt, dass die Display-Ausrichtung genau der Verstellung der Lenkrad-Position entsprechend einer direkten starren Verbindung (Eins-zu-Eins-Abhängigkeit) folgt. Denkbar wäre auch, eine z. B. über Getriebe oder elektromotorische Mittel bewirkte Kopplung zwischen Display I' und Lenkgehäuse C einzusetzen, die eine untersetze oder übersetzte Kopplung mit einer proportionalen Abhängigkeit schafft, welche z. B. auch progressiv oder degressiv sein kann.
Die hier in 4 dargestellte Display I' kann sehr dünn und leicht sein. Es kann z. B. ein TFT- oder LCD-Display oder eine ähnliche Anzeigevorrichtung sein, wie sie in Flachbildschirmen, Fernsehern oder Notebooks Verwendung finden. Vorzugsweise kann die Stromversorgung PW und die elektronische Steuereinheit CTR für das Displays I' auch im unteren Bereich der Lenksäule C fest hinter der Verkleidung Platz montiert sein. Dadurch wird Gewicht im Display eingespart, das sich z. B. im Falle eines Crashs, oder auch beim Einstellen der Lenkradposition, negativ auswirken kann.
Das hier in der 4 gezeigte Display I' weist nicht etwa feste Anzeigeinstrumente auf, sondern kann je nach Wunsch des Fahrers, unter Berücksichtigung der gesetzlichen Bestimmungen, verschiedene Funktionen darstellen bzw. beliebig graphisch ein- und ausgeblendet. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Drehzahl des Motors, sowie weitere Motorüberwachungssysteme, aber auch Navigation, Videos und speziell im NKW eine Rückfahr-Kamera, Seitenüberwachung des Anhängers, Bordcomputer, Lenkzeiten, Maut-Erinnerung, oder eine sonst beliebige Funktion dargestellt werden.
Die Gestaltung des Displays I' ist vorzugsweise sehr dünn und flach, wobei die Displayfläche gerade oder auch konkav sein kann. Das bewirkt eine sehr gute Ablesbarkeit, die noch durch weitere Maßnahmen (z. B. blendfreie Oberfläche, Kontrast einstellbar usw.) erhöht werden kann. Insbesondere durch geeignete Blendschutzmaßnahmen, die z. B. seitlich und oben am Display I' angebracht sind, werden eine direkte Lichteinstrahlung und daraus resultierende Spiegelungen verhindert. Die Befestigung an der oberen Lenksäule C* weist eine hohe Steifigkeit auf und ist nicht anfällig für Vibrationen.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform zeichnet sich also insbesondere durch folgende Merkmale aus: Nämlich zum einen durch das direkte Befestigen des Displays I' am Lenksäulengehäuse, welches immer beim Lenkrad-Einstellen mitbewegt wird. Somit wird stets dieselbe Sichtposition vom Fahrer aus über bzw. durch das Lenkrad W zum Display I' hin gewährleistet. Zum anderen zeichnet sich die Lösung durch die leichte und flache Gestaltung des TFT- oder LCD-Displays selbst aus. Außerdem kann insbesondere die elektronische Steuereinheit CTR dazu separat an einer anderen Stelle angebracht werden, wodurch Gewicht und Bauraum deutlich verringert werden.
Wie anhand der 5 und 6 zu sehen ist, wird durch die vorgeschlagene Lösung, dass nämlich die Anzeigevorrichtung bzw. das Display I* beim Einstellen des Lenkrades immer mitbewegt wird, sowohl einem großen Fahrer (5) wie auch einer zierlichen Fahrerin (6) immer die optimale Sicht V* auf das Display I* gewährt. Insbesondere ergeben sich ein konstant bleibender Abstand X* zwischen Lenkrad und Display bei allen Lenkradeinstellungen sowie ein gleicher Winkel V* zwischen Lenkrad und Display bei allen Lenkradeinstellungen. Es wird also unabhängig von der Größe des/der jeweiligen Fahrers/in und der Einstellung der Lenkradposition immer eine für ihn/sie optimale Sicht auf das Display I* erreicht.

C: Lenksäule
C*: Oberes Lenksäulengehäuse
W: Lenkrad
I: Anzeigevorrichtung (als Instrumententafel ausgestaltet)
P1, P2: Personen (mit versch. Körpergrößen)
V1, V2: Sichtbereich (Sichtfeld, Blickwinkel) auf Anzeigevorrichtung
S: Fahrzeugsitz
I': Anzeigevorrichtung (als TFT-Display ausgestaltet), an oberer Lenksäule befestigt
P: Lenkradeinstellung
V*: optimierter Sichtbereich
X: Abstand zwischen Display und Lenkrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10342725 A1 [0002]

Claims

Lenksäule (C) mit einem daran angeordneten Lenkrad (W), dessen Lenkradeinstellung (P) zumindest in ihrem Neigungswinkel verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lenksäule (W) eine Anzeigevorrichtung (I) angeordnet ist, die mit der Lenkradeinstellung (P) gekoppelt ist.
Lenksäule (C) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (I) an dem Lenksäulengehäuse, insbesondere an dem oberen Lenksäulengehäuse (C*), angeordnet ist.
Lenksäule (C) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (I) mittels Befestigungsmittel aus vibrationsarmen Material, insbesondere Stahlblech, Aluminium, Magnesium und/oder Kunststoff, an dem Lenksäulengehäuse befestigt ist.
Lenksäule (C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (I) als Instrumententafel mit mehreren Anzeigeinstrumenten ausgebildet ist.
Lenksäule (C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung als elektronische Anzeigevorrichtung (I'), insbesondere in Gestalt eines Flachbildschirms bzw. TFT-Displays oder LCD-Displays, ausgebildet ist.
Lenksäule (C) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Anzeigevorrichtung (I') von einer Steuereinheit angesteuert wird und verschiedene Anzeige-Funktionen, insbesondere grafisch ein- und ausblendbare Anzeige-Funktionen.
Lenksäule (C) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Anzeigevorrichtung (I') verschiedene Anzeige-Funktionen zur Anzeige von Fahrdaten und/oder Fahrzeugdaten, insbesondere Fahrgeschwindigkeit und/oder Motordrehzahl, ausführt.
Lenksäule (C) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit mit einem Bordcomputer verbunden ist und dass die elektronische Anzeigevorrichtung (I') verschiedene Anzeige-Funktionen zur Anzeige von Fahrdaten und/oder Fahrzeugdaten, insbesondere Lenkzeiten und/oder Mauterinnerung, ausführt.
Lenksäule (C) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit mit mindestens einem Zusatzgerät, insbesondere Navigationsgerät und/oder Kamera verbunden ist und dass die elektronische Anzeigevorrichtung (I') verschiedene Anzeige-Funktionen zur Anzeige von Zusatzdaten bzw. Videos, insbesondere Navigationsdaten bzw. Kamerabilder zur Rückfahr- und/oder Seitenüberwachung, ausführt
Lenksäule (C) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung und/oder eine Stromversorgung für die Anzeigevorrichtung (I') räumlich getrennt davon angeordnet ist, insbesondere im unteren Bereich der Lenksäule (C) angeordnet ist.
Lenksäule (C) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung, insbesondere die elektronische Anzeigevorrichtung (I') eine konkav geformte Gestaltung aufweist.