CN107531270A - 适于自主驾驶的机动车中的方向盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适于自主驾驶的机动车中的方向盘(10)装置，方向盘(10)可以从使用位置回转或翻转到静止位置中，在该静止位置中车辆驾驶员可以继续通过转动方向盘(10)给定转向愿望，其中，方向盘(10)从使用位置到静止位置中回转或翻转便开通自主车辆运行模式，在所述自主车辆运行模式中车辆在无须驾驶员辅助动作的情况下沿着行车道运动，而方向盘(10)从静止位置到使用位置中回转或翻转则关断该自主车辆运行模式。为此，方向盘轮圈(11)能够可回转地或可翻转地安装在方向盘(10)的固定的轮辐或与方向盘轮圈(11)连接的轮辐(12)上。例如，方向盘轮圈(11)能够在轮圈导套(14)内部可围绕方向盘(10)的旋转轴线(13)转动地受引导，所述轮圈导套则又在轮辐(12)的导向终端区段(12b)中可围绕一条回转轴线(17)回转，该回转轴线平行于一条在与轮辐纵轴线的交点中贴靠方向盘轮圈(11)所作的切线延伸。

Description

适于自主驾驶的机动车中的方向盘装置
技术领域
本发明涉及一种适于自主驾驶的机动车中的方向盘装置，方向盘可以从使用位置回转或翻转到静止位置中，在该静止位置中车辆驾驶员可以继续通过转动方向盘给定转向愿望。关于现有技术，除了DE 697 08 735 T2、DE 102 59 684 B4和DE 19 16 652 U之外亦请参阅DE 10 2006 006 995 B4。
背景技术
原则上已知非轨行机动车的所谓自主或高度自动化驾驶，这种机动车未来还将在无须驾驶员辅助动作的情况下通过电子控制方式在公共道路交通中在行车道上运动。此外，由上面最后提到的文献已知：在自主驾驶时，也就是说，驾驶员不必对车辆给定转向运动时，仅仅为了驾驶员可能紧急介入才需要驾驶员方向盘，该驾驶员方向盘可以从起先较大的几何形状转入小的几何形状，这种形状变化根据那里所谓的自动驾驶仪系统的开通和关断而自动实现。
在另外的所述文献中示出了可翻转的(DE 697 08 735 T2，DE 19 16 652 U)或可回转的(DE 102 59 684 B4)方向盘装置，这种方向盘装置应使驾驶员上车或下车更加容易。其中，在翻转情况中，大体上描绘出一个平面的方向盘围绕一条位于该平面中或者与该平面平行的轴线旋转，而在回转情况中，方向盘则围绕一条基本上垂直于方向盘平面的轴线进行转动。
发明内容
现在要通过本发明阐明一种对于自主地或高度自动化地驾驶特别有益的机动车方向盘装置(＝本发明的目的)。
此目的的实现在于这样一种适于自主驾驶的机动车中的方向盘装置，方向盘可以从使用位置回转或翻转到静止位置中，在该静止位置中车辆驾驶员可以继续通过转动方向盘给定转向愿望，其中，方向盘从使用位置到静止位置中回转或翻转便开通自主车辆运行模式，在所述自主车辆运行模式中车辆在无须驾驶员辅助动作的情况下沿着行车道运动，而方向盘从静止位置到使用位置中回转或翻转则关断该自主车辆运行模式。
由此一方面提出：在自主驾驶期间或为了自主驾驶而将方向盘以这样的方式转移到一个静止位置中，即，使驾驶员到仪表板(所述仪表板通常位于方向盘后面并且在方向盘的使用位置中由该方向盘部分地遮盖)以及特别是到按常例设置于其内的显示屏的视线受方向盘遮盖的程度/范围小得多。同时，驾驶员能够以类似方式操纵位于这种静止位置中的方向盘，就像他所熟悉的由方向盘的使用位置进行操纵一样。后者在根据所述DE 10 2006006 995 B4一定程度上变形的方向盘中并未得到保证。然而，特别是现在还提出：通过翻转或回转方向盘直接开通或者关断自主驾驶的运行状态。因此，如果车辆首先完全由驾驶员执行驾驶且方向盘由此位于使用位置中，那么当驾驶员将方向盘从该位置翻转或回转到方向盘的所谓静止位置中时便开通自主驾驶的运行模式。如果驾驶员稍后将方向盘从静止位置移入使用位置中，那么由于该方向盘转移而重新关断按常例由电子控制单元所控制的自主驾驶的运行模式。在此，所述方向盘装置可以设置有一锁定设备，该锁定设备只有当自主驾驶模式完全可能实现时才允许驾驶员将方向盘从使用位置手动转移到静止位置中，前述电子控制单元可以识别这一点并接着适当地操控所述的锁定设备。此外，为了使上车和下车更加容易，可以规定：在车辆停放时，也就是说，当该车辆不应该(继续)运动时，所述锁定设备允许翻转或回转。
就此所提出的方向盘装置的特别优点在于：驾驶员可以以直观上最简单的方式开通和关断自主驾驶的运行模式，并且同时可以将方向盘转移至一个不太妨碍的或者说相应配置的位置中，而为此不需要多个手柄或者甚至高成本的机动调节机构。此外，还应该指出的是：取代这样的方向盘装置，也可以针对一种方法提出权利保护，该方法用于随着方向盘在使用位置与静止位置之间转移的同时将车辆的高度自动化(自主)运行或行驶状态开通和关断，也就是说，还可以将要求权利保护的方向盘装置表达为方法权利要求的形式。
原则上，翻转轴线或回转轴线(方向盘围绕其可翻转或可回转)可以适配于车辆内室中的相应空间情况进行定位；然而由于在静止位置中随此可实现的、更大的空间收益，优选的是：方向盘或者特别是(此外通常所说的)方向盘轮圈可回转地或可翻转地安装在方向盘毂部上或者方向盘的一个轮辐或所述轮辐的背离轮辐在仪表板上紧固点的端部上。特别是当方向盘按如下方式设置时，即由方向盘的使用位置描绘出的第一平面至少近似竖直地定向(如同在通常的乘用车中的情况那样)，而由方向盘的静止位置描绘出的第二平面至少近似水平地定向，这些平面(第一与第二平面)由此可以成70°至110°量级的夹角，有益的是：方向盘轮圈可回转地或可翻转地安装在方向盘的所述或某一这样的轮辐附近，该轮辐在方向盘中立位置中(亦即这样一个方向盘旋转角度位置，在该方向盘旋转角度位置中车辆直行)在与车辆纵轴线平行并沿竖直方向延展的且包含方向盘旋转轴线的平面内至少还沿竖直方向向下延伸。然而上述夹角范围绝不是强制性的；具体而言，方向盘在使用位置中的第一平面也可以与由该方向盘的静止位置所形成的第二平面成30°至100°量级的夹角，这些数值也不应该理解为固定的边界值，而应该是仅仅划定出一定的范围。此外，优选唯一的轮辐(方向盘轮圈通过它以任意方式悬置在例如车辆的仪表板上)要么可以是一个固定的轮辐，方向盘轮圈可转动地支承在该轮辐的背离其在仪表板上紧固点的端部区段上，要么该轮辐可以随同方向盘轮圈一起转动，使得该轮辐沿方向盘的旋转方向观察是与方向盘轮圈紧固连接的，然而后者可以是相对于轮辐可回转或可翻转的。此外还可规定：可以使方向盘轮圈随同至少一个轮辐一起翻转或回转。
附图说明
所附的原理示意图首先在图1、2中示出了一种可行的本发明方向盘装置在两个原则上可能的方向盘位置中，方向盘在图1a、1b中位于使用位置中，而在图2a、2b中位于静止位置中。其中，在图1a、2a中示出了在车辆驾驶员眼前呈现的视图，而图1b、2b则示出了相应的侧视图，也就是说，沿车辆横向观察。
在图3、4中局部地以及剖视地示出了可翻转的方向盘的具有固定的轮辐的实施方式的两种可行的变型；相应的剖切截面沿着车辆纵向和竖直方向位于所述轮辐中，在这里，该轮辐有益地处在与车辆的纵轴线平行的和沿竖直方向延伸的包含平面内，从其在仪表板上的紧固点为出发，至少还沿竖直方向向下延伸。
具体实施方式
首先参照图1a，在此可以清楚地看到一个设置在乘用车的未进一步示出的仪表板A中的车载监视器20，在该车载监视器上示出各种不同的显示，正如这一点为乘用车的驾驶员以图形形象地显示的那样；按常例，挡风玻璃(未示出)位于车载监视器20以及仪表板A的上方。按常例，在车载监视器20与位于该图1a观察者位置上的驾驶员之间有一个方向盘10，该方向盘按常例由一个方向盘轮圈11和在此仅仅一个唯一的轮辐12组成，该轮辐的背离方向盘轮圈11的端部在紧固点B中被紧固在仪表板上。方向盘10的在此为简便起见仅仅由一个十字表示的旋转轴线13在该紧固点B的很近处延伸，该旋转轴线通常仅仅大致垂直于当前的绘图平面延伸。图1b示出了就此所阐述的元件的侧视图。
图1b与图2b对比，显示出：在图2b示出的状态中，方向盘轮圈11(该方向盘轮圈通过后文还将进一步详细说明的方式在固定于此处的轮辐12的朝向该方向盘轮圈的端部上可转动地导向)连同其上部的、亦即在图1a中位于轮辐12上方的并且同时将车载监视器20部分遮盖的区段，在一定程度上向下(按箭头30)折叠或翻转。该围绕着轮辐12的朝向方向盘轮圈11的端部的翻转或折叠于是为驾驶员完全开放了到车载监视器20的视线，如图2a所示出的那样。
正如在附图说明之前详细阐释的那样，当配备有方向盘10的车辆在自主的或者高度自动化的驾驶模式中运动时，该方向盘10便位于图2a、2b所示的位置中。在这种自主驾驶的情况中，车辆自动地沿着预先给定的车道行驶，无需驾驶员自己转向操作；然而此时如果驾驶员想的话，他可以自己主动进行转向操作，也就是说，仍继续利用方向盘10给定转向愿望。驾驶员在此从图1a、1b所示的方向盘10位置出发通过如下方式开通所述的自主驾驶模式，即驾驶员将方向盘10按照箭头30翻转到图2a、2b所示的位置中。驾驶员可以相应地从图2a、2b所示的方向盘10位置出发通过如下方式关断自主驾驶模式并且重新自己完全接管对车辆的驾驶，即他将方向盘10逆着箭头方向30转回图1a、1b所示的位置中。
图3以剖视图示出了可行的第一实施方式，即方向盘10的轮圈11如何能够支承在一个固定的、也就是说不可移动的轮辐12上。在此，绘图的剖切截面位于轮辐12中，并且仅仅示出了方向盘轮圈11的一个接近轮辐的区段。正如可以看到的那样，方向盘轮圈11在此被引导穿过一个环形的轮圈导套14并且经由此处四个辊式滚动支承体15相对该轮圈导套这样地受支承，使得该方向盘轮圈11可以围绕位于绘图平面内的且近似水平延伸的方向盘旋转轴线13转动，其中，轮圈11的对于附图观察者来说可以看到的剖切面从绘图平面中向着观察者或者远离观察者运动。所述轮圈导套14则又经由多个(在当前的剖切截面中为四个)滚珠式滚动支承体16这样地支承在轮辐12(在其自由的或者朝向轮圈11的端部上)的一个形成环面(Torus)段的导向终端区段12a中，使得方向盘轮圈11可以按照箭头30(正如借助图1a、1b、2a、2b解释的那样)翻转或回转。因此，轮圈导套14同样可以围绕一条回转轴线17回转，该回转轴线平行于一条在与轮辐纵轴线的交点中贴靠方向盘轮圈11所作的切线延伸，所述回转轴线在图3中与绘图平面垂直地穿过轮圈11的可见剖切面的中心点延伸。
图4以剖视图示出了可行的第二实施方式，即本发明方向盘10的轮圈11如何能够支承在一个固定的、也就是说不可移动的轮辐12上。绘图的剖切截面(再次)位于轮辐12中，并且仅仅示出了方向盘轮圈11的一个接近轮辐的区段。正如可以看到的那样，方向盘轮圈11设计成中空的，并且在轮辐12的描绘出一个圆环段的导向终端区段12b上能够围绕方向盘10的在该实施例中同样如在图3的实例中存在的旋转轴线13转动地受引导。该导向终端区段12b经由一个桥接部12c(为使该连接件穿过方向盘轮圈11在该方向盘轮圈11的内周上设置有环绕的槽隙11a)与轮辐12的固定的区段这样地铰链式连接，使得导向终端区段12b以及进而还有方向盘轮圈11可以围绕一条回转轴线17回转，该回转轴线平行于一条在与轮辐纵轴线的交点中贴靠方向盘轮圈11所作的切线延伸，所述回转轴线在图4中(也)与绘图平面垂直地、但在此穿过导向终端区段12b在轮辐12的所述固定的区段上的铰链式铰接点17*延伸。在此，方向盘轮圈11类似于上述实施例经由多个滚动支承体16*支承在导向终端区段12b上，然而这一点以及特别是结构型式的其他许多细节可以设计成完全不同于上文所阐释的情形，而并不脱离权利要求的内容。
为了完善起见，还应该说明的是：在当前附图中所示的方向盘10是这样一种用于机动车的所谓的(并且本领域技术人员已知的)线控转向系统的方向盘，也就是说，在此，在方向盘10与车辆的可转向车轮之间没有机械方式的轴体连接，而以电子方式借助在方向盘轮圈11与轮辐12之间的一个适当的、这里未示出的传感机构来确定驾驶员在方向盘上的转向愿望。然而作为此外的另选方案，本发明也完全可以实现一种以机械方式(经由转向轴)最终作用在可转向车轮上的方向盘，其中，方向盘轮圈可以相对于一个随同该方向盘轮圈转动的轮辐翻转，或者方向盘轮圈和(一个或多个)轮辐也可以是可翻转的或可回转的。

Claims (7)

1.适于自主驾驶的机动车中的方向盘装置，方向盘(10)能够从使用位置回转或翻转到静止位置中，在该静止位置中车辆驾驶员能够继续通过转动方向盘(10)给定转向愿望，其中，方向盘(10)从使用位置到静止位置中回转或翻转便开通自主车辆运行模式，在所述自主车辆运行模式中车辆在无须驾驶员辅助动作的情况下沿着行车道运动，而方向盘(10)从静止位置到使用位置中回转或翻转则关断该自主车辆运行模式。
2.如权利要求1所述的方向盘装置，其中，方向盘(10)的方向盘轮圈(11)可回转地或可翻转地安装在方向盘(10)的固定的轮辐或与方向盘轮圈(11)紧固连接的轮辐(12)上。
3.如权利要求2所述的方向盘装置，其特征在于：中空构造的方向盘轮圈(11)在所述固定的轮辐(12)的导向终端区段(12b)上能够围绕方向盘(10)的旋转轴线(13)转动地受引导，所述导向终端区段(12b)则又能够围绕一条回转轴线(17)回转，该回转轴线平行于一条在与轮辐纵轴线的交点中贴靠方向盘轮圈(11)所作的切线延伸。
4.如权利要求2所述的方向盘装置，其特征在于：方向盘轮圈(11)在轮圈导套(14)内部能够围绕方向盘(10)的旋转轴线(13)转动地受引导，所述轮圈导套(14)则又在所述固定的轮辐(12)的导向终端区段(12a)中能够围绕一条回转轴线(17)回转，该回转轴线平行于一条在与轮辐纵轴线的交点中贴靠方向盘轮圈(11)所作的切线延伸。
5.如前述权利要求之任一项所述的方向盘装置，其中，方向盘(10)在使用位置中描绘出第一平面，该第一平面与由静止位置所形成的第二平面成30°至100°量级的夹角。
6.如权利要求5所述的方向盘装置，其中，所述使用位置的第一平面至少近似竖直地定向，而所述静止位置的第二平面至少近似水平地定向，并且方向盘轮圈(11)可回转地或可翻转地安装在方向盘毂部上或者方向盘(10)的一个轮辐或所述轮辐(12)的背离轮辐在仪表板上紧固点的端部上，该轮辐在方向盘(10)中立位置中在与车辆纵轴线平行并沿竖直方向延伸的且包含方向盘旋转轴线(13)的平面内至少还沿竖直方向向下延伸。
7.如前述权利要求之任一项所述的方向盘装置，其包括锁定设备，该锁定设备只有当自主驾驶模式可能实现或者车辆停放时才允许通过驾驶员将方向盘(10)从使用位置手动转移到静止位置中。
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