Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit einem sogenannten Drehdrückschalter und ein

Kraftfahrzeug, das mit einem solchen Lenkrad ausgestattet ist.

Im Bereich der Kraftfahrzeuge nimmt die Anzahl an auswählbaren Funktionen, die dem

Komfort, der Sicherheit und/oder der Überwachung von Fahrzeugzuständen dienen, stetig zu. Zusammen mit der Zunahme dieser auswählbaren Funktionen steigt auch die Anzahl an notwendigen Schaltern oder Tastern an, mit denen ein Benutzer des Kraftfahrzeugs die

Funktionen auswählen kann. Da im Innenraum des Kraftfahrzeugs und insbesondere im

Bereich des Lenkrades des Kraftfahrzeugs nur begrenzt Raum für derartige Schalter besteht, ist man in jüngster Vergangenheit unter anderem dazu übergegangen, auch Lenkradspeichen für die Anordnung solcher Schalter ins Auge zu fassen.

Solche auf einer Lenkradspeiche angebrachten Schalter sind häufig als sogenannte

„Drehdrückschalter“ ausgeführt. Dabei handelt es sich um drucksensitive rad- oder kugelförmige Schaltmittel, welche aufgrund ihrer Kopplung mit mindestens zwei verschiedenen Sensoren sowohl durch Drehung als auch durch Niederdrücken eine Funktion auslösen können.

Derartig ausgebildete Drehdrückschalter weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie mit vergleichsweise geringer Tiefe ausgeführt sein müssen, um im Inneren der Lenkradspeiche nicht zuviel Platz zu beanspruchen. Dies wiederum führt dazu, dass die Oberfläche der Kugel oder des Rades klein sind, was zu einem unangenehmen Bedienungsgefühl für den Benutzer führt, insbesondere wenn dieser große bzw. breite Fingergliedmaßen besitzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem

Drehdrückschalter zu schaffen, der nur eine geringe Eindringtiefe in die Lenkradspeiche aufweist und gleichzeitig für einen Benutzer einfach zu bedienen ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Lenkrad anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Lenkrad nach Anspruch 1 bzw. ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug gemäß Ausführungsformen der Erfindung weist mindestens eine Lenkradspeiche auf, welche mit einem Drehdrückschalter ausgestattet ist, wobei der Drehdrückschalter ein verschiebbares Element sowie eine Stützstruktur aufweist, wobei die Stützstruktur auf einer der Lenkradspeiche zugewandten Seite konkav geformt ist, mit einem Drucksensor versehen ist ist und auf einer äußeren Oberfläche der Lenkradspeiche aufliegt und wobei das verschiebbare Element in Form eines geschlossenen Bandes ausgebildet ist, welches um eine der Lenkradspeiche abgewandten Seite der Stützstruktur verschiebbar geführt ist und mit einem kapazitiven Sensor zur Positionserfassung ausgestattet ist .

Ein Lenkrad gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung weist somit mindestens zwei Sensoren auf, nämlich einen Drucksensor, der durch Druck auf das verschiebbare Element ausgelöst wird, welches elastisch ausgeführt ist und den Druck an die mit dem Drucksensor versehene Stützstruktur weitergibt, und einen kapazitiven Sensor, welcher durch Verschieben des verschiebbaren Elements ausgelöst wird. Aufgrund der Ausführung des verschiebbaren Elements als geschlossenes Band d.h. als Endlosband, kann der Drehdrückschalter mit geringer Tiefe in Richtung des Inneren der Lenkradspeiche ausgeführt werden, wobei gleichzeitig eine relativ schwache Krümmung ausgebildet werden kann, welche im Stand der Technik nur mit Rädern/Kugeln eines großen Durchmessers erzielt würde. Auf diese Weise kann der Bedienkomfort für den Benutzer verbessert werden.

Aufgrund der konkaven Krümmung der der Lenkradspeiche zugewandten Seite der

Stützstruktur kann diese die äußere Oberfläche der Lenkradspeiche zumindest teilweise umgreifen. Somit kann der Drehdrückschalter mit einem Krümmungsradius ausgeführt sein, welche im Wesentlichen einem Krümmungsradius der Lenkradspeiche entspricht. Hierdurch kann der Drehdrückschalter optimal an die Lenkradspeiche angepasst werden. Gemäß einer Ausgestaltung des Lenkrads ist das verschiebbare Element über Umlenkrollen um die der Lenkradspeiche abgewandten Seite der Stützstruktur geführt. Auf diese Weise wird eine gute Führung des Endlosbandes um die der Lenkradspeiche abgewandten Seite der Stützstruktur erzielt. Die Verschiebung des Endlosbandes an der genannten Seite der

Stützstruktur entlang kann damit mindestens ebenso leichtgängig ausgeführt werden wie dies bei einem herkömmlichen Drehdrückschalter in Form einer Kugel oder eines Rädchens der Fall ist.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Lenkrads kann das verschiebbare Element über eine Gleitfläche um die der Lenkradspeiche abgewandten Seite der Stützstruktur geführt sein. Unter„Gleitfläche“ ist in diesem Zusammenhang eine Fläche auf der der Lenkradspeiche abgewandten Seite der Stützstruktur mit einer geringen Reibungszahl m in Bezug auf das verschiebbare Element zu verstehen.„Gering“ kann hier beispielsweise eine Gleitreibungszahl m von weniger als 0,2, insbesondere von weniger als 0,1 sein. Auch bei dieser Ausführungsform wird eine leichtgängige Bedienung des Drehdrückschalters sichergestellt.

Was die Geometrie der Stützstruktur betrifft, so kann diese beispielsweise einteilig ausgeführt sein, wobei das verschiebbare Element über einen Arm der Stützstruktur geführt ist, welcher an einer Basis der Stützstruktur so ausgeformt ist, dass er mit dieser, im Querschnitt gesehen, eine U-Form bildet. Die einteilige Ausführung der Stützstruktur ermöglicht eine einfache Herstellung des Drehdrückschalters gemäß einer Ausführungsform des Lenkrades sowie eine

unkomplizierte Montage des Drehdrückschalters beim Zusammenbau des Lenkrades.

Das geschlossene Band, welches das verschiebbare Element bildet, kann zumindest teilweise in einer Vertiefung des Armes aufgenommen sein. Auf diese Weise wird das Band am Arm anliegend gehalten. Unterstützend in Bezug auf das Halten des geschlossenen Bandes kann dabei eine Vorspannung wirken, mit welcher das geschlossene Band um den Arm der

Stützstruktur anliegt. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass das geschlossene Band mit einer solchen Elastizität auszubilden ist, dass eine Verschiebung mit einem Finger ohne Anstrengung möglich ist, wobei jedoch gleichzeitig bei einer Ausübung von Druck mit dem Finger senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche des Bandes dieses soweit dehnt, dass der Drucksensor betätigt bzw. ausgelöst werden kann. Gemäß einer Alternative zu der vorgenannten Ausführungsform kann die Stützstruktur mehrteilig ausgebildet sein, was bedeutet, dass sie mindestens zwei Teile umfasst, welche miteinander lösbar oder unlösbar unter Ausbildung eines Hohlraums miteinander verbunden sind, in welchem ein Teil des geschlossenen Bandes aufgenommen ist. Bei dieser alternativen Ausgestaltung wird das geschlossene Band bei der Montage des Drehdrückschalters in den Hohlraum so eingelegt, dass stets ein Abschnitt des Bandes im Inneren des Hohlraums geführt wird und ein weiterer Abschnitt außerhalb des Hohlraums auf der der Lenkradspeiche abgewandten Seite der Stützstruktur. Der Hohlraum kann beispielsweise so ausgestaltet werden, dass Ein- und Austrittsöffnungen, die für das Hindurchführen des geschlossenen Bandes notwendig sind, möglichst klein ausgeführt werden, so dass eine Verschmutzung des Hohlraums durch eindringende Staub- oder Schmutzpartikel gering gehalten wird und

Beeinträchtigungen der Funktion des Drehdrückschalters durch diese weitgehend vermieden werden.

Bei dieser Ausführungsform kann ein erstes der Teile der Stützstruktur schalenförmig ausgebildet sein, wobei ein zweites Teil mit seitlichen Zungen versehen sein kann, welche das erste Teil zumindest teilweise umgreifen. Die seitlichen Zungen fungieren bei dieser Variation beispielsweise als seitliche Wände zur Begrenzung des Hohlraumes nach außen. Bei der Montage des Drehdrückschalters dieser Ausführungsform kann das geschlossene Band mit einem Abschnitt zwischen das erste und das zweite Teil der Stützstruktur eingelegt und anschließend das zweite mit dem ersten Teil zusammengeführt werden, so dass die seitlichen Zungen des zweiten Teils das erste Teil seitlich zumindest in Teilbereichen übergreifen. Das geschlossene Band ist somit im Hohlraum sicher aufgenommen und gehalten.

Um durch eine Verriegelung einen besonders sicheren Halt des geschlossenen Bandes innerhalb der Stützstruktur zu erzielen, hat es sich als günstig herausgestellt, wenn das erste Teil und das zweite Teil mechanisch miteinander verrastet sind. Für die Verrastung können beispielsweise die vorstehend genannten seitlichen Zungen eingesetzt werden. Dabei sollte eine Stärke der Verrastung so gewählt werden, dass diese von Hand gelöst werden kann, nicht jedoch durch eine zufällige leichte Berührung beim Streifen der Stützstruktur durch eine Hand oder einen Arm eines Fahrers des Kraftfahrzeugs. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind der kapazitive Sensor und der Drucksensor elektrisch mit einer Anzeigeeinheit des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Auf diese Weise kann eine durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels Betätigung des Drehdrückschalters eingestellte

Auswahl, beispielsweise von Navigationseinstellungen, Statusanzeigen des Kraftfahrzeugs oder anderer Informationen, auf der Anzeigeeinheit dargestellt und somit für den Fahrer des

Kraftfahrzeugs sichtbar gemacht werden. Somit stellt der Drehdrückschalter des Lenkrades dieser Ausführungsform ein Element dar, das sowohl die Auswahl einer Funktion aus einer vorgegebenen Anzahl möglicher Funktionen als auch eine Auslösung bzw. Aktivierung dieser Funktion ermöglicht.

Beispielsweise kann über den kapazitiven Sensor ein Menüpunkt auf der Anzeigeeinheit ansteuerbar sein und über den Drucksensor der Menüpunkt auswählbar sein. Auf diese Weise wird es ermöglicht, durch ein einziges Bedienelement, nämlich den Drehdrückschalter, die auf der Anzeigeeinheit dargestellte Anzeige auszuwählen. Die Anzeigeeinheit kann somit der Darstellung einer Vielzahl von Informationen dienen, die je nach Betätigung des

Drehdrückschalters selektiv auf der Anzeigeeinheit gezeigt werden.

Die Erfindung betrifft gemäß einer Ausgestaltung auch ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad nach einer oder mehreren der vorstehenden Ausfürhungsformen. Insbesondere kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Auto oder einen Lastkraftwagen handeln.

Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Lenkrades mit einem

Drehdrückschalter;

Figur 2a einen Querschnitt durch eine Lenkradspeiche mit einem

Drehdrückschalter nach dem Stand der Technik;

Figur 2b einen Querschnitt durch eine Lenkradspeiche mit einem

Drehdrückschalter gemäß Ausführungsformen der Erfindung; Figuren 3a bis 3c einen Drehdrückschalter eines Lenkrads gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Querschnit und im Schnitt entlang einer Schnittlinie A-A;

Figuren 4a bis 4c einen Drehdrückschalter eines Lenkrads gemäß einer zweiten

Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt und im Schnitt entlang der Linie A-A;

Figur 5 eine schematische Darstellung einer Anzeigeeinheit, an welche der

Drehdrückschalter gekoppelt sein kann; und

Figur 6 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem Lenkrad gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Lenkrad 10 mit einem Lenkradkranz 10a und einem Airbagtopf 10b im Zentrum des Lenkradkranzes 10a gezeigt. Zwischen dem Lenkradkranz 10a und dem Airbagtopf 10b erstrecken sich mehrere Lenkradspeichen von denen hier eine unter dem Bezugszeichen 1 1 dargestellt ist. Die Lenkradspeiche 11 weist eine äußere Oberfläche 11 a auf, von der ein Drehdrückschalter 12, 12' aus vorsteht.

Wie dies zu erkennen ist, kann der Drehdrückschalter 12, 12‘ von einem Finger 100, beispielsweise einem Daumen, eines Fahrers (nicht dargestellt) während einer Fahrt betätigt werden, indem der Finger 100 den Drehdrückschalter 12, 12‘ in Richtung des gebogenen Pfeils dreht bzw. den Drehdrückschalter in Richtung der Lenkradspeiche 1 1 niederdrückt.

Mit nunmehrigem Bezug auf Figur 2a, welche eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von Figur 1 zeigt, wird eine Ausführung eines Drehdrückschalters 12‘ nach dem Stand der Technik erläutert. Wie dies zu erkennen ist, ist der Drehdrückschalter 12' als eine Kugel ausgebildet, welche nahezu einen gesamten Querschnitt der Lenkradspeiche 1 1 einnimmt. Dies verringert den für eine Tragstruktur der Lenkradspeiche 11 zur Verfügung stehenden Platz. Um diesen Platzbedarf zu verringern, wird nach dem Stand der Technik die den Drehdrückschalter 12' bildende Kugel mit geringem Durchmesser ausgebildet. In Figur 2b ist demgegenüber schematisch ein Drehdrückschalter 12 gezeigt, wie er gemäß einer Ausführungsform eines Lenkrads 1 1 der Erfindung eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zu dem in Figur 2a gezeigten Drehdrückschalter 12' weist der Drehdrückschalter 12 ein verschiebbares Element 13 auf, das als ein geschlossenes Band 13a ausgebildet ist. Beim Benutzen des Drehdrückschalters 12 dieser Ausführungsform berührt der Finger 100 (in dieser Figur nicht gezeigt) des Fahrers das geschlossene Band 13, das umlaufend verschiebbar gelagert ist, und verschiebt das geschlossene Band 13 in Umlaufrichtung.

Wie dies aus der Figur 2b ersichtlich ist, nimmt der Drehdrückschalter 12 deutlich weniger Raum innerhalb der Lenkradspeiche 1 1 ein als der Drehdrückschalter 12‘ des Standes der Technik, welcher, wie dies zu erkennen ist, einen ähnlichen Krümmungsradius aufweist wie der Drehdrückschalter 12. Mit anderen Worten bleibt bei dem Drehdrückschalter 12, welcher Teil einer Ausführungsform eines Lenkrades 10 gemäß der Erfindung ist, ein großer Teil des Querschnittes, also des Schnittes entlang der Linie A-A von Figur 1 , für andere

Strukturelemente wie z.B. Kabelführungen usw. frei, wobei einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 , der mit einem Finger 100 (in der Figur nicht gezeigt) den Drehdrückschalter 12 berührt, der Eindruck vermittelt wird, eine Kugel mit einem Radius zu berühren, welcher in etwa einem Radius des Querschnitts der Lenkradspeiche 1 1 entspricht.

In den Figuren 3a bis 3c sind Teilansichten eines Drehdrückschalters 12 nach einer ersten Ausführungsform des Lenkrads 10 detaillierter dargestellt. Figur 3a zeigt dabei eine

Querschnittansicht durch einen Drehdrückschalter 12 (hier ohne die Lenkradspeiche 1 1 dargestellt). Der Drehdrückschalter 12 ist aus einem verschiebbaren Element 13, das hier als ein geschlossenes Band 13a ausgebildet ist, sowie einer Stützstruktur 14 aufgebaut. Die Stützstruktur 14 weist eine der Lenkradspeiche 1 1 (in der Figur nicht gezeigt) zugewandte Seite 14a und eine der Lenkradspeiche 11 abgewandte Seite 14b auf. Um die der Lenkradspeiche 1 1 abgewandte Seite 14b der Stützstruktur 14 ist das geschlossene Band 13a gleitend geführt. Mit „gleitend geführt“ ist im Rahmen der Erfindung eine solche Lagerung des geschlossenen Bandes 13a gemeint, welche es erlaubt, einen Reibewiderstand des geschlossenen Bandes 13a in Bezug auf die der Lenkradspeiche 1 1 abgewandte Seite 14b der Stützstruktur 14 per Hand zu überwinden und das geschlossene Band 13a in Umlaufrichtung zu verschieben. Eine solche Lagerung kann beispielsweise über zwei oder mehr Umlenkrollen 17 erfolgen, wie dies in Figur 3a dargestellt ist. Die Umlenkrollen 17 können beispielsweise als

Drehwinkelsensoren ausgeführt sein, welche eine momentane Stellung des geschlossenen Bandes 13a erfassen und in ein entsprechendes Signal umwandeln. Gemäß einer alternativen oder ergänzenden Ausführung kann das geschlossene Band auch über eine Gleitfläche 14c an der der Lenkradspeiche 1 1 abgewandten Seite 14b der Stützstruktur geführt werden. Unter „Gleitfläche“ 14c ist in diesem Zusammenhang eine Fläche auf der der Lenkradspeiche 11 abgewandten Seite 14b der Stützstruktur 14 mit einer geringen Reibungszahl m in Bezug auf das verschiebbare Element 13 zu verstehen. In diesem Fall wird die Verschiebbarkeit des verschiebbaren Elements 13, d.h. des geschlossenen Bandes 13a, durch die Gleitfläche 14c gewährleistet. Die Erfassung der momentanen Stellung des geschlossenen Bandes 13a kann in diesem Fall beispielsweise durch einen kapazitiven Sensor 16 gewährleistet werden, dessen mögliche Position in Figur 3a skizziert ist.

In den Figuren 3b und 3c ist ein Schnitt durch die Ebene B-B von Figur 3a in verschiedenen Phasen des Einführens bzw. der Montage des geschlossenen Bandes 13a an der Stützstruktur 14 dargestellt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Stützstruktur 14 einteilig ausgeführt. Die Stützstruktur 14 umfasst einen Arm 14d, welcher an einer Basis 14e der Stützstruktur 14 so ausgeformt ist, dass er mit dieser, im Querschnitt gesehen, eine U-Form bildet.

Bei der Montage des geschlossenen Bandes 13a an der Stützstruktur 14 wird das

geschlossene Band 13a zunächst von einer offenen Seite des U, welche der Arm 14d mit der Basis 14e bildet, so zwischen den Arm 14d und die Basis 14e geführt, dass das geschlossene Band 13a den Arm 14d umschließt, wie es in Figur 3b gezeigt ist. Sodann wird derjenige Teil des geschlossenen Bandes 13a, welcher außen am Arm 14d verläuft, in eine Vertiefung 14f eingefügt, welche auf der der Lenkradspeiche 11 abgewandte Seite 14b des Armes 14d ausgebildet ist. Der Zustand des vollständig eingefügten geschlossenen Bandes 13a ist in Figur 3b dargestellt. Wie dies weiter zu erkennen ist, ist auf der der Lenkradspeiche 1 1 zugewandten Seite 14a der Stützstruktur 14 ein Drucksensor 15 angebracht, welcher auf ein Niederdrücken des Drehdrückschalters 12 in Richtung auf die Lenkradspeiche 11 anspricht.

Mit Bezug auf die Figuren 4a bis 4c wird nun eine weitere Ausführungsform eines

Drehdrückschalters 12 eines Lenkrades 10 gemäß der Erfindung beschrieben. Wie dies zu erkennen ist, ist bei dieser Ausführungsform ist die Querschnittsansicht 4a des

Drehdrückschalters 12 identisch zu derjenigen der Figur 3a. Somit gilt die in Bezug auf die Figur 3a gemachten Beschreibung auch für die Ausführungsform der Figur 4. Der Unterschied zur ersten Ausführungsform ist in den Schnittansichten der Figuren 4b und 4c zu erkennen.

Die Stützstruktur 14 ist bei dieser Ausführungsform zweiteilig, d.h. dass sie ein erstes Teil 14g und ein zweites Teil 14h umfasst, welche miteinander lösbar oder unlösbar unter Ausbildung eines Hohlraums 14i verbunden sind. Das Einfügen des geschlossenen Bandes 13a kann hier wie folgt stattfinden: Zunächst wird, wie in Figur 4b gezeigt, das geschlossene Band in das zweite Teil 14h eingelegt, so dass es dieses umschließt und um dieses herum umlaufen kann. Anschließend wird das zweite Teil 14h so über das erste Teil 14g geschoben, dass ein

Hohlraum 14i entsteht. Hierzu sind bei der dargestellten Ausführungsform seitliche Zungen 14j am zweiten Teil 14h angeformt bzw. mit diesem einstückig ausgebildet. Die seitlichen Zungen 14j übergreifen beim Zusammenschieben des ersten und des zweiten Teils 14g, 14h das erste Teil 14g an Seitenwänden desselben, so dass eine form- und/oder kraftschlüssige Verriegelung entsteht. Gemäß einer hier nicht dargestellten Alternative kann selbstverständlich auch das erste Teil 14g mit den seitlichen Zungen 14j versehen sein, welche im zusammengefügten Zustand Seitenwände des zweiten Teils 14h umgreifen. Gemäß weiterer Alternativen, die hier ebenfalls nicht dargestellt sind, kann auch eine andere Art der mechanischen Verrastung von erstem und zweitem Teil 14g, 14h der Stützstruktur vorgesehen sein.

Mit nunmehrigem Bezug auf Figur 5 ist eine Anzeigeeinheit 20 zu erkennen, welche mit einem Drehdrückschalter 12 eines Lenkrades 10 gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen gekoppelt sein kann. Die Anzeigeeinheit 20 kann sich beispielsweise auf einer

Instrumententafel befinden, welche in ein Kraftfahrzeug 1 integriert ist, wie es in Figur 6 gezeigt ist. Wenn der Drehdrückschalter 12 von einer Bedienungsperson, beispielsweise einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 , betätigt wird, kann beispielsweise durch„drehen“ des Drehdrückschalters 12, also durch verschieben des geschlossenen Bandes 13a in seiner Umlaufrichtung zwischen der Anzeige einzelner Menüpunkte 21 gewechselt werden. Ist ein bestimmter Menüpunkt 21 auf diese Weise angesteuert worden, kann er durch erneutes Betätigen des Drehdrückschalters diesen Menüpunkt 21 auswählen. Bezugszeichenliste

Kraftfahrzeug

Lenkrad

a Lenkradkranz

b Lenkradtopf

Lenkradspeiche

a äußere Oberfläche

Drehdrückschalter

verschiebbares Element

a geschlossenes Band

Stützstruktur

a der Lenkradspeiche zugewandten Seiteb der Lenkradspeiche abgewandte Seitec Gleitfläche

d Arm

e Basis

f Vertiefung

g erstes Teil

fh zweites Teil

i Hohlraum

j seitliche Zunge

Drucksensor

kapazitiver Sensor

Umlenkrolle

Anzeigeeinheit

Menüpunkt

0 Finger