DE102011054947B4 - Control device for vehicle control - Google Patents

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Abstract

Steuerungseinrichtung (1) zur Steuerung eines Straßenfahrzeuges mit:
- einem Lenkrad (2), das um eine Drehachse (3) zur Eingabe von Lenkbefehlen zur Richtungsänderung des Straßenfahrzeuges drehbar angeordnet ist,
- wobei das Lenkrad (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) bewegbar oder verschiebbar angeordnet und mindestens ein Sensor (5) vorgesehen ist, der zur Detektion manueller Steuerungseingaben (Sm) durch eine manuelle Betätigung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) ausgebildet ist, und
- eine Steuersignaleinheit (6) vorgesehen ist, die zum Generieren von Steuersignalen (Si) zur Steuerung des Straßenfahrzeuges in Abhängigkeit von den manuellen Steuerungseingaben (Sm) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Steuerungsautomatik (10) zur zumindest teilweisen automatischen Fahrzeugsteuerung vorgesehen ist, wobei die Steuersignaleinheit (6) zum Generieren von Steuersignalen (Si) zur Einstellung eines Automationsgrades (34) der Steuerungsautomatik (10) des Straßenfahrzeuges in Abhängigkeit von den detektierten manuellen Steuerungseingaben (Sm) eingerichtet ist.

Figure DE102011054947B4_0000
Control device (1) for controlling a road vehicle with:
a steering wheel (2) rotatably mounted about an axis of rotation (3) for inputting steering commands to change the direction of the road vehicle,
- wherein the steering wheel (2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) arranged movably or displaceably and at least one sensor (5) is provided for detecting manual control inputs (S m ) by a manual operation of the steering wheel (2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) is formed, and
a control signal unit (6) is provided, which is set up to generate control signals (Si) for controlling the road vehicle in dependence on the manual control inputs (S m ), characterized in that
- An automatic control system (10) is provided for at least partially automatic vehicle control, wherein the control signal unit (6) for generating control signals (Si) for setting a degree of automation (34) of the automatic control system (10) of the road vehicle in dependence on the detected manual control inputs (S m ) is set up.
Figure DE102011054947B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Straßenfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Steuerung eines Straßenfahrzeugs hierzu.The invention relates to a control device for controlling a road vehicle according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for controlling a road vehicle for this purpose.

Straßenfahrzeuge, wie beispielsweise Autos oder Lkws, werden auch heute noch trotz vieler bekannter alternativer Steuerungsformen mit Hilfe von mechanischen Stellteilen wie Lenkrad und Fußpedalen gesteuert. Diese Stellteile sind dabei mehr oder weniger mechanisch direkt mit den Stellgliedern des Straßenfahrzeugs, mit denen letztendlich die Steuerung des Straßenfahrzeuges durchgeführt wird, verbunden und ermöglichen so das Ansteuern der Stellglieder auf mechanischem Wege, im Gegensatz zu dem Steuerungskonzept „steer by wire“, bei dem die Steuerungseingabe direkt in elektrische Steuersignale umgewandelt werden, die dann zur Fahrzeugsteuerung verwendet werden.Road vehicles, such as cars or trucks, are still controlled today despite many well-known alternative forms of control with the aid of mechanical controls such as steering wheel and foot pedals. These controls are more or less mechanically directly connected to the actuators of the road vehicle, with which ultimately the control of the road vehicle is performed, and thus enable the control of the actuators by mechanical means, in contrast to the control concept "steer by wire", in which the control input is directly converted into electrical control signals which are then used for vehicle control.

Der Grund dafür, dass Straßenfahrzeuge trotz aller technischen Entwicklungen nach wie vor mit Hilfe von mechanischen Stellorganen gesteuert werden, liegt nicht zuletzt auch an der gesetzlichen Regelung, die im Straßenverkehr momentan noch keine alternativen Steuerungsformen erlaubt. So muss beispielsweise das Lenkrad über eine Lenkwelle mit den Vorderrädern mechanisch so verbunden sein, dass durch eine Drehbewegung des Lenkrades diese über die mechanischen Elemente in eine Schwenkbewegung der Vorderräder umgewandelt wird, so dass eine Richtungsänderung des Straßenfahrzeuges durchführbar wird. Das Lenkrad dient somit in erster Linie zur Beeinflussung der Fahrtrichtung, während andere Steuerungsparameter, wie beispielsweise Geschwindigkeitsveränderungen oder Beschleunigungen, über separate Stellteile reguliert werden. Das gleiche gilt für das Einstellen von Parametern für Assistenzsysteme, die in modernen Straßenfahrzeugen immer mehr Verbreitung finden.The reason why road vehicles are still controlled by mechanical actuators, despite all technical developments, is not least due to the legal regulation, which currently does not allow any alternative forms of control in road traffic. Thus, for example, the steering wheel must be mechanically connected to the front wheels via a steering shaft in such a way that by means of a rotational movement of the steering wheel it is converted into a pivoting movement of the front wheels via the mechanical elements, so that a change in direction of the road vehicle can be carried out. The steering wheel thus serves primarily to influence the direction of travel, while other control parameters, such as speed changes or accelerations, are regulated via separate control elements. The same applies to the setting of parameters for assistance systems, which are becoming more and more widespread in modern road vehicles.

Bei Flugzeugen ist es bekannt, dass die Flugrichtung eines Flugzeuges mit Hilfe eines so genannten Steuerhorns durch den Piloten gesteuert werden kann. Hierzu kann das Steuerhorn für eine seitliche Richtungsänderung nach links oder rechts gedreht werden, während für die gegenüber Straßenfahrzeugen zusätzliche Steuerungsdimension, nämlich die Höhe, das Steuerhorn zum Piloten herangezogen oder weggedrückt werden kann, so dass sich die Höhe des Flugzeuges während des Fluges verändern lässt. Andere Steuerungskomponenten, wie beispielsweise die Fluggeschwindigkeit, werden auch bei einem Flugzeug mit Hilfe von zusätzlichen Stellteilen gesteuert.In aircraft, it is known that the direction of flight of an aircraft can be controlled by means of a so-called control horn by the pilot. For this purpose, the control horn for a lateral change of direction to the left or right can be rotated, while for road vehicles compared to additional control dimension, namely the height, the control horn can be used to pilots or pushed away, so that the height of the aircraft can be changed during the flight. Other control components, such as airspeed, are also controlled on an aircraft with the aid of additional actuators.

Mit der zunehmenden Verbreitung von Assistenzsystemen in Straßenfahrzeugen kommt der Fahrer eines Straßenfahrzeuges mehr und mehr in die Rolle eines Überwachers, da die verschiedenen Assistenzsysteme in einem Fahrzeug entsprechend eingestellt und überwacht werden müssen. So existieren mittlerweile Assistenzsysteme, die nahezu die vollständige Fahraufgabe mit Hilfe einer entsprechenden Automatik übernehmen können, was eine erhebliche Erleichterung bei Fahrten langer Strecken darstellt. Kommt es jedoch zu unerwarteten Ereignissen, bei denen der Fahrer die vollständige Führungskontrolle wieder übernehmen muss, so kommt es bedingt durch die Mensch-Maschine-Schnittstelle oft zu Verzögerungen, die zu schweren Unfällen führen können.With the proliferation of assistance systems in road vehicles, the driver of a road vehicle is becoming more and more in the role of a supervisor because the various assistance systems in a vehicle must be adjusted and monitored accordingly. There are now assistance systems that can take over almost the entire driving task with the help of an appropriate automatic, which is a considerable relief when driving long distances. However, if there are unexpected events in which the driver has to take over the complete guidance control again, it often comes to delays due to the man-machine interface, which can lead to serious accidents.

Aus der gattungsgemäßen DE 44 04 594 A1 ist ein Lenkrad bekannt, das nicht nur drehbar um die Achse gelagert ist, sondern auch in longitudinaler Richtung beweg- oder verschiebbar angeordnet ist, um so über eine Bewegung in Längsrichtung des Lenkrades das Fahrzeug zu beschleunigen oder abzubremsen.From the generic DE 44 04 594 A1 a steering wheel is known, which is not only rotatably supported about the axis, but also arranged in the longitudinal direction movable or displaceable, so as to accelerate or decelerate the vehicle via a movement in the longitudinal direction of the steering wheel.

Aus der DE 602 09 847 T2 ist des Weiteren eine elektrische Lenkung für Fahrzeuge bekannt, bei der das Lenkrad um eine Achse senkrecht zu der Drehachse des Lenkrades gekippt werden kann, um so zusätzliche Steuermanöver einzugeben.From the DE 602 09 847 T2 Further, an electric steering system for vehicles is known in which the steering wheel can be tilted about an axis perpendicular to the axis of rotation of the steering wheel, so as to input additional control maneuvers.

Aus der US 2002 / 0 104 705 A1 ist im Übrigen ein Lenkrad mit einem an beiden Seiten des Lenkrades angeordneten Drehgriff bekannt, um so ein Beschleunigen oder Bremsen des Fahrzeuges über den Drehgriff steuern zu können.From the US 2002/0 104 705 A1 a steering wheel with a arranged on both sides of the steering wheel rotary handle is otherwise known, so as to be able to control an acceleration or braking of the vehicle via the rotary handle.

Im Hinblick hierauf ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuerungseinrichtung zur Steuerung von Straßenfahrzeugen anzugeben, mit der die Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug verbessert werden kann und die Mensch-Maschine-Schnittstelle verständlicher und somit intuitiver zu bedienen ist.In view of this, it is an object of the present invention to provide an improved control device for controlling road vehicles, with which the interaction between driver and vehicle can be improved and the man-machine interface is more understandable and thus more intuitive to use.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichenteils von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with the features of the characterizing part of claim 1.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass an einem Lenkrad, das in seiner ursprünglichen Funktion um eine Drehachse zur Eingabe von Lenkbefehlen drehbar angeordnet ist, zusätzlich das Lenkrad in Längsrichtung der Drehachse bewegbar oder verschiebbar angeordnet ist, so dass über eine Betätigung in Längsrichtung der Drehachse manuelle Steuerungseingaben eingebbar sind.According to the invention it is thus proposed that on a steering wheel, which is rotatably arranged in its original function about a rotation axis for inputting steering commands, the steering wheel in the longitudinal direction of the rotation axis is arranged movable or displaceable, so that via an operation in the longitudinal direction of the rotation axis manual control inputs can be entered.

Hierfür ist ein Sensor vorgesehen, der zur Detektion manueller Steuerungseingaben aufgrund einer Betätigung des Lenkrades in Längsrichtung der Drehachse ausgebildet ist. Mit Hilfe einer Steuersignaleinheit werden dann aus den detektierten manuellen Steuerungseingaben entsprechende Steuersignale zur Steuerung des Fahrzeuges generiert.For this purpose, a sensor is provided which is for detecting manual control inputs due to an actuation of the steering wheel in the longitudinal direction of Rotary axis is formed. With the aid of a control signal unit corresponding control signals for controlling the vehicle are then generated from the detected manual control inputs.

Diese Steuersignale können dabei zur direkten Steuerung des Straßenfahrzeuges verwendet werden, beispielsweise in Form von Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungseingaben. Die Steuerung des Straßenfahrzeuges kann aber auch indirekt derart erfolgen, dass die Steuersignale zur Steuerung des Straßenfahrzeuges zur Einstellung eines Assistenzsystems, welches zumindest teilweise eine bestimmte Fahraufgabe übernehmen kann, verwendet werden. In diesem Fall erfolgt die Steuerung nicht direkt, sondern über das Einstellen des Assistenzsystems.These control signals can be used for direct control of the road vehicle, for example in the form of speed and / or acceleration inputs. However, the control of the road vehicle can also be carried out indirectly such that the control signals for controlling the road vehicle for setting an assistance system, which can at least partially take over a specific driving task, are used. In this case, the control does not take place directly but via the setting of the assistance system.

Somit wird es möglich, die longitudinale Richtung des Lenkrades eines Straßenfahrzeuges zur Eingabe von Steuerbefehlen oder Parametern für Assistenzsysteme einzugeben, was intuitiver zu bedienen ist und darüber hinaus auch die Sicherheit bei der Führung des Fahrzeuges erhöht, da zur Einstellung eines Assistenzsystems das Lenkrad nicht mehr los gelassen und der Blick und die Aufmerksamkeit auf die entsprechenden Bedienteile gerichtet werden muss. So lässt sich beispielsweise durch Verschieben des Lenkrades in Längsrichtung der Drehachse die Setzgeschwindigkeit eines Geschwindigkeits-Regel-Automaten (Tempomat) einstellen oder während der freien Fahrt ein Beschleunigungssignal setzen, in dem das Lenkrad vom Fahrer weggedrückt wird, während ein Bremssignal dadurch eingegeben werden kann, dass das Lenkrad zum Fahrer hingezogen wird.Thus, it becomes possible to input the longitudinal direction of the steering wheel of a road vehicle for input of control commands or parameters for assistance systems, which is more intuitive to use and also increases the safety in the guidance of the vehicle, since the setting of an assistance system, the steering wheel does not go and the attention and attention must be directed to the corresponding keypads. Thus, for example, by moving the steering wheel in the longitudinal direction of the axis of rotation to set the speed setting of a cruise control machine (cruise control) or set during free travel an acceleration signal in which the steering wheel is pushed away by the driver, while a brake signal can be entered thereby that the steering wheel is attracted to the driver.

Erfindungsgemäß weist die Steuerungseinrichtung des Weiteren eine Steuerungsautomatik auf, die teilweise oder vollständig die Fahraufgabe übernehmen kann. Die Steuerungsautomatik ist dabei derart eingerichtet, dass verschiedene Automationsgrade bzw. Automationstiefen eingestellt werden können, die den Umfang der Automation begrenzen. Je größer der Automationsgrad, desto mehr Fahraufgaben werden von der Steuerungsautomatik übernommen.According to the invention, the control device further comprises an automatic control system, which can partially or completely take over the driving task. The control automatic is set up in such a way that different degrees of automation or automation depths can be set, which limit the scope of the automation. The greater the degree of automation, the more driving tasks are taken over by the automatic control system.

Die Steuerungseinrichtung der vorliegenden Art ist nun derart eingerichtet, dass mit Hilfe einer Betätigung des Lenkrades in Längsrichtung der Drehachse die Automationstiefe bzw. der Automationsgrad der Steuerungsautomatik eingestellt werden kann, wobei der Sensor zum Detektieren manueller Steuerungseingaben durch diese Betätigung ausgebildet und die Signaleinheit dann in Abhängigkeit dieser manuellen Steuerungseingaben entsprechende Steuersignale generiert, die dann zur Ansteuerung der Steuerungsautomatik verwendet werden und den Automationsgrad der Steuerungsautomatik so einstellt.The control device of the present type is now set up such that the automation depth or the degree of automation of the automatic control can be adjusted by means of an actuation of the steering wheel in the longitudinal direction of the rotation axis, the sensor for detecting manual control inputs being formed by this actuation and the signal unit then being dependent this manual control inputs corresponding control signals generated, which are then used to control the automatic control and the degree of automation of the automatic control so adjusts.

So ist es beispielsweise denkbar, dass der Automationsgrad umso höher eingestellt wird, umso tiefer das Lenkrad in Längsrichtung der Drehachse vom Fahrer weg verschoben wurde.So it is conceivable, for example, that the degree of automation is set to be the higher, the lower the steering wheel has been moved away from the driver in the longitudinal direction of the axis of rotation.

Vorteilhafter Weise ist der Sensor derart eingerichtet, dass er eine Längsbewegung des Lenkrades in Längsrichtung der Drehachse detektieren kann, so dass hieraus entsprechende manuelle Steuereingaben abgeleitet werden können. Vorteilhafter Weise kann auch aus der Position bzw. Stellung des Lenkrades in Längsrichtung eine manuelle Steuerungseingabe detektiert werden. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn entsprechende Parameter nicht über eine diskrete Betätigung des Lenkrades, sondern aufgrund des Bewegungsverlaufes eingegeben werden. Beispiel hierfür ist die Eingabe von Beschleunigungswerten, wobei die Beschleunigung umso größer ist, umso größer die Längsbewegung in Längsrichtung der Drehachse des Lenkrades ist.Advantageously, the sensor is set up such that it can detect a longitudinal movement of the steering wheel in the longitudinal direction of the axis of rotation, so that corresponding manual control inputs can be derived therefrom. Advantageously, a manual control input can also be detected from the position or position of the steering wheel in the longitudinal direction. This is advantageous, for example, if corresponding parameters are not input via a discrete actuation of the steering wheel, but on the basis of the course of the movement. Example of this is the input of acceleration values, wherein the acceleration is greater, the greater the longitudinal movement in the longitudinal direction of the axis of rotation of the steering wheel.

Dabei ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Betätigen des Lenkrades in Längsrichtung der Drehachse sowohl eine diskrete Betätigung in Art eines Schalters zu verstehen, sowie eine kontinuierliche Eingabe in Form einer Längsbewegung in Längsrichtung der Drehachse.In the context of the present invention, an actuation of the steering wheel in the longitudinal direction of the axis of rotation is understood to mean both a discrete actuation in the manner of a switch, and a continuous input in the form of a longitudinal movement in the longitudinal direction of the axis of rotation.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung eine Rückstellvorrichtung auf, mit der das Lenkrad nach einer Betätigung in Längsrichtung zur Drehachse wieder zurück in eine Ausgangsposition zurückgestellt werden kann. Das Lenkrad verhält sich somit ähnlich wie eine Feder, so dass durch die Rückstellung in eine Ausgangsposition die eingestellte und komfortable Armstellung des Fahrers nicht dauerhaft beeinträchtigt wird. Die Bewegung bzw. Verschiebung des Lenkrades in Längsrichtung der Drehachse ist somit immer nur temporär und nicht von Dauer.In a particularly advantageous embodiment, the control device has a return device with which the steering wheel can be returned to an initial position after being actuated in the longitudinal direction of the axis of rotation. The steering wheel behaves thus similar to a spring, so that the set and comfortable arm position of the driver is not permanently affected by the provision in a starting position. The movement or displacement of the steering wheel in the longitudinal direction of the axis of rotation is therefore always temporary and not permanent.

Darüber hinaus wird die Aufgabe auch mit einem Verfahren zur Steuerung eines Straßenfahrzeuges gemäß Anspruch 6 gelöst.In addition, the object is also achieved with a method for controlling a road vehicle according to claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the method according to the invention can be found in the corresponding subclaims.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert.The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:

  • 1: Steuerungseinrichtung in einer ersten Ausführungsform;
  • 2: Steuerungseinrichtung mit einer Steuerungsautomatik in einer zweiten Ausführungsform;
  • 3: Schematische Darstellung des Automationswechsels.
Show it:
  • 1 : Control device in a first embodiment;
  • 2 : Control device with automatic control in a second embodiment;
  • 3 : Schematic representation of the automation change.

1 zeigt die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung 1 mit einem Lenkrad 2, das um eine Drehachse 3 drehbar angeordnet ist. Die Drehachse 3 ist im Ausführungsbeispiel der 1 durch eine Lenkwelle gebildet, die an ihrem einen Ende mit dem Lenkrad 2 kontaktiert und mit dem anderen Ende mit den entsprechenden Stellgliedern 4 des Straßenfahrzeuges für die Richtungsänderung verbunden ist. Wird das Lenkrad 2 in die ein oder andere Richtung gedreht (dargestellt durch Pfeil D1), so werden die Vorderräder des Straßenfahrzeuges als Stellteile 4 in die entsprechende Richtung verschwenkt, so dass eine Richtungsänderung durch diese Art der Eingabe von Lenkbefehlen durchgeführt werden kann. 1 shows the control device according to the invention 1 with a steering wheel 2 that is about a rotation axis 3 is rotatably arranged. The rotation axis 3 is in the embodiment of 1 formed by a steering shaft, which at one end with the steering wheel 2 contacted and with the other end with the corresponding actuators 4 the road vehicle is connected for the change of direction. Will the steering wheel 2 turned in one direction or the other (represented by arrow D 1 ), so the front wheels of the road vehicle are as actuators 4 pivoted in the appropriate direction, so that a change in direction can be performed by this type of input steering commands.

Darüber hinaus ist das Lenkrad 2 in Längsrichtung (L1) der Drehachse 3 bewegbar oder verschiebbar angeordnet. So ist es beispielsweise denkbar, dass das Lenkrad 2 mit der Lenkwelle 3 derart fest verbunden ist, dass durch eine Betätigung des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 sowohl das Lenkrad 2 als auch die Lenkwelle 3 bewegt oder verschoben werden. Denkbar ist es aber auch, dass das Lenkrad 2 an dem einen Ende der Lenkwelle 3 bewegbar oder verschiebbar auf der Lenkwelle 3 angeordnet ist, so dass bei einer Betätigung des Lenkrades 2 nur das Lenkrad 2 in Längsrichtung L1 der Drehachse verschoben wird, während die Lenkwelle 3 selber in Längsrichtung fixiert verbleibt. Alternativ könnten auch keine mechanischen Elemente vorgesehen sein, die das Lenkrad 2 mit den entsprechenden Stellgliedern 4 verbindet, so dass eine reine steer-by-wire Steuerung vorliegt.In addition, the steering wheel 2 in the longitudinal direction (L 1 ) of the axis of rotation 3 arranged movable or displaceable. For example, it is conceivable that the steering wheel 2 with the steering shaft 3 is so firmly connected that by an actuation of the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 both the steering wheel 2 as well as the steering shaft 3 be moved or moved. It is also conceivable that the steering wheel 2 at the one end of the steering shaft 3 movable or displaceable on the steering shaft 3 is arranged so that upon actuation of the steering wheel 2 only the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation is displaced while the steering shaft 3 itself remains fixed in the longitudinal direction. Alternatively, no mechanical elements could be provided which the steering wheel 2 with the corresponding actuators 4 connects, so that there is a pure steer-by-wire control.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor 5 vorgesehen, der eine Betätigung des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 als manuelle Steuerungseingaben Sm detektiert. So kann der Sensor 5 beispielsweise derart ausgebildet sein, dass er erkennt, wenn das Lenkrad 2 bis zu einer bestimmten Tiefe in Längsrichtung L1 verschoben wurde, was als eine Art Setzbefehl als manuelle Steuerungseingabe Sm verwendet werden kann. In diesem Fall würde die Steuerungseinrichtung 1 in einer Art Taster ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, dass eine Längsbewegung in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 detektiert wird, so dass beispielsweise unterschiedliche Positionen oder Stellungen des Lenkrades in Längsrichtung L1 detektierbar sind. Aus diesen unterschiedlichen Stellungen bzw. Positionen der Längsbewegung (Länge der Längsbewegung) können dann ebenfalls entsprechende manuelle Steuerungseingaben Sm abgeleitet werden, wie später noch auszuführen ist.According to the present invention is a sensor 5 provided, an actuation of the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 detected as manual control inputs S m . That's how the sensor works 5 For example, be formed such that it detects when the steering wheel 2 has been shifted to a certain depth in the longitudinal direction L 1 , which can be used as a kind of setting command as a manual control input S m . In this case, the control device would 1 be formed in a kind of button. It is also conceivable that a longitudinal movement in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 is detected, so that, for example, different positions or positions of the steering wheel in the longitudinal direction L 1 can be detected. From these different positions or positions of the longitudinal movement (length of the longitudinal movement) can then also corresponding manual control inputs S m are derived, as will be explained later.

Die von dem Sensor 5 detektierten manuellen Steuerungseingaben Sm werden dann einer Steuersignaleinheit 6 zugeführt, die in Abhängigkeit dieser empfangenen manuellen Steuerungseingaben Sm entsprechende Steuersignale Si generiert. Diese Steuersignale Si können dann beispielsweise zur Ansteuerung weiterer Stellglieder 7 oder Assistenzsysteme 8 verwendet werden.The from the sensor 5 detected manual control inputs S m are then a control signal unit 6 supplied, which generates in response to these received manual control inputs S m corresponding control signals Si. These control signals Si can then, for example, for controlling further actuators 7 or assistance systems 8th be used.

So ist es beispielsweise denkbar, dass durch eine Verschiebung des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 eine manuelle Steuerungseingabe Sm von dem Sensor 5 derart detektiert wird, dass die Steuersignaleinheit 6 hieraus ein Steuersignal Si generiert, das zur Ansteuerung eines Geschwindigkeitsregelautomaten als Assistenzsystem 8 zum Setzen der einzuregelnden Geschwindigkeit verwendet wird. Hierfür bewegt der Fahrer das Lenkrad 2 in einer Art Taster von sich weg, wodurch die momentane Geschwindigkeit als Setzgeschwindigkeit für den Tempomaten verwendet wird.For example, it is conceivable that by a shift of the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 a manual control input S m from the sensor 5 is detected such that the control signal unit 6 From this, a control signal Si is generated, which is used to control a cruise control system as an assistance system 8th is used to set the speed to be regulated. For this purpose, the driver moves the steering wheel 2 in a kind of button away from itself, whereby the current speed is used as setting speed for the cruise control.

Denkbar ist aber auch, dass durch eine Betätigung des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 ein direkter Steuerbefehl zur Steuerung des Fahrzeuges an die entsprechenden Stellglieder 7, beispielsweise zur Beschleunigung oder zum Bremsen des Fahrzeuges, eingegeben werden können. Der Fahrer schiebt dabei das Lenkrad 2 von sich weg, was von dem Sensor 5 als eine manuelle Steuerungseingabe Sm derart detektiert wird, dass ein entsprechender Beschleunigungswert bzw. eine entsprechende Beschleunigung über die Stellglieder 7 mit Hilfe der generierten Steuersignale Si eingestellt wird. Je weiter der Fahrer dabei das Lenkrad von sich wegschiebt, desto länger ist die Längsbewegung in Längsrichtung L1 und desto größer ist die Beschleunigung. In gleicher Weise kann ein Bremsvorgang eingeleitet werden, in dem das Lenkrad 2 zum Fahrer hin gezogen wird, was ebenfalls als Betätigung des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 detektiert und entsprechende manuelle Steuerungseingaben Sm vom Sensor 5 detektiert werden.It is also conceivable that by an actuation of the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 a direct control command for controlling the vehicle to the respective actuators 7 , for example, for acceleration or braking of the vehicle, can be entered. The driver pushes the steering wheel 2 away from you, what of the sensor 5 is detected as a manual control input S m such that a corresponding acceleration value or a corresponding acceleration via the actuators 7 is set using the generated control signals Si. The further the driver pushes the steering wheel away from himself, the longer the longitudinal movement in the longitudinal direction L 1 and the greater the acceleration. In the same way, a braking operation can be initiated, in which the steering wheel 2 is pulled towards the driver, which also as an actuation of the steering wheel 2 detected in the longitudinal direction L 1 and corresponding manual control inputs S m from the sensor 5 be detected.

Eine entsprechende Rückstellautomatik sorgt dafür, dass das Lenkrad 2, je nachdem, in welche Richtung es verschoben wurde, in seine Ausgangsposition zurückgestellt wird, damit es nur temporär in einer veränderten Stellung in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 verbleibt. Damit wird die Beeinträchtigung des Komforts aufgrund einer veränderten Armstellung so gering wie möglich gehaltenA corresponding automatic reset ensures that the steering wheel 2 Depending on the direction in which it was moved, is returned to its original position, so that it only temporarily in an altered position in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 remains. Thus, the impairment of comfort due to a changed arm position is kept as low as possible

Ein weiteres Szenario könnte beispielsweise die Erkennung von Notbrems-Situationen sein. Hierbei liegt die Annahme zugrunde, dass der Fahrer in einer Gefahrensituation aus Reflex heraus das Lenkrad plötzlich mit hoher Intensität von sich wegdrückt bzw. dagegen stemmt. Dies könnte von dem Sensor 5 als eine manuelle Steuerungseingabe Sm derart detektiert werden, dass die Steuersignaleinheit 6 ein entsprechendes Assistenzsystem mit Hilfe von Steuersignalen Si ansteuert, wodurch das Fahrzeug samt Fahrer auf eine bestehende Notsituation vorbereitet wird. Die hierfür notwendigen Schritte könnten beispielsweise sein: Gurtstraffung, Erhöhung der Bremskraft, Einstellung des Sitzes in eine aufrechte Position usw.Another scenario could be, for example, the detection of emergency braking situations. This is based on the assumption that in a dangerous situation the driver suddenly pushes away the steering wheel with high intensity or lifts against it in a dangerous situation. This could be from the sensor 5 are detected as a manual control input S m such that the control signal unit 6 a corresponding assistance system with the aid of control signals Si controls, whereby the vehicle and driver is prepared for an existing emergency situation. The necessary steps could be for example: belt tightening, increasing the braking force, adjustment of the seat in an upright position, etc.

Darüber hinaus kann über das longitudinal flexible Lenkrad eine Informationsübermittlung realisiert werden, in dem Informationen an den Fahrer über eine Vibration bzw. Bewegung in Richtung der Lenkachse übertragbar sind. Diese Force-Feedback-Funktionalität zur Vermittlung von Informationen kann dabei frei programmierbar gestaltet sein, so dass verschiedene Übertragungsfunktionen je nach tatsächlicher Assistenz realisiert werden können.In addition, an information transmission can be realized via the longitudinally flexible steering wheel, in which information can be transmitted to the driver via a vibration or movement in the direction of the steering axle. This force-feedback functionality for communicating information can be designed freely programmable, so that various transfer functions can be realized depending on the actual assistance.

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtung 1, bei dem die Steuersignale Si zur Ansteuerung einer Steuerungsautomatik 10 verwendet werden. Die Steuerungsautomatik ist dabei derart eingerichtet, dass sie je nach eingestelltem Automationsgrad Teile der Fahraufgabe oder die komplette Fahraufgabe vollständig übernehmen kann. Hierfür ist die Steuerungsautomatik mit entsprechenden Stellgliedern oder Assistenzsystemen verbunden, die für die Durchführung der Fahraufgabe notwendig sind. 2 shows a further embodiment of the control device 1 in which the control signals Si for controlling a control automatic 10 be used. The automatic control system is set up so that it can take over parts of the driving task or the complete driving task completely depending on the set degree of automation. For this purpose, the automatic control system is connected to corresponding actuators or assistance systems, which are necessary for the implementation of the driving task.

Der Automationsgrad der Steuerungsautomatik 10 wird dabei durch eine Verschiebung des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 eingestellt. Je nach Stellung bzw. Position des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 wird ein entsprechender Automationsgrad für die Steuerungsautomatik gewählt.The degree of automation of the automatic control system 10 This is due to a shift of the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 set. Depending on the position or position of the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 , a corresponding degree of automation for the automatic control is selected.

Hierfür erkennt der Sensor 5 die Position des Lenkrades 2 in Längsrichtung L1 auf der Drehachse 3 und detektiert hieraus die entsprechenden manuellen Steuerungseingaben Sm, die dann der Steuersignaleinheit 6 zugeführt werden. Diese generiert hieraus entsprechende Steuersignale Si, die zur Ansteuerung der Steuerungsautomatik 10 und der Einstellung des Automationsgrades der Steuerungsautomatik 10 verwendet werden.The sensor recognizes this 5 the position of the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 on the axis of rotation 3 and detects therefrom the corresponding manual control inputs S m , then the control signal unit 6 be supplied. This generates corresponding control signals Si, which are used to control the automatic control system 10 and the setting of the automation level of the automatic control system 10 be used.

So kann beispielsweise angenommen werden, dass je weiter das Lenkrad 2 in Längsrichtung L1 der Drehachse 3 verschoben wird, desto höher wird der Automationsgrad des Fahrzeuges eingestellt. Je weiter somit das Lenkrad 2 von dem Fahrer weggedrückt wird, desto weniger Kontrolle hat er und desto mehr Kontrolle wird durch die Steuerungsautomatik 10 zur Durchführung der Fahraufgabe übernommen. Zieht der Fahrer das Lenkrad 2 nun wieder zu sich heran, so wird der Automationsgrad verringert, d. h. der Fahrer übernimmt wieder mehr Kontrolle und die Steuerungsautomatik 10 dagegen weniger.For example, assume that the farther the steering wheel 2 in the longitudinal direction L 1 of the axis of rotation 3 is shifted, the higher the degree of automation of the vehicle is set. The farther the steering wheel 2 is pushed away by the driver, the less control he has and the more control is provided by the automatic control 10 taken over to carry out the driving task. The driver pulls the steering wheel 2 Now approaching again, so the degree of automation is reduced, ie the driver takes over again more control and automatic control 10 less.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerungsautomatik 10 mit der Rückstellvorrichtung 9 verbunden, und zwar derart, dass bei Erkennen einer kritischen Situation durch die Steuerungsautomatik 10 ein Rückstellen des Lenkrades 2 in eine Ausgangssituation durch die Rückstellvorrichtung 9 bewirkt werden kann. Hierdurch soll dem Fahrer in kritischen Situationen intuitiv signalisiert werden, dass er nunmehr die Fahraufgabe und somit die Kontrolle zu übernehmen hat. Diese Art der Mensch-Maschine-Schnittstelle ist dabei wesentlich intuitiver als Warnhinweise, die visuell oder auditiv wahrgenommen und interpretiert werden müssen.In an advantageous embodiment, the automatic control system 10 with the reset device 9 connected in such a way that upon detection of a critical situation by the automatic control system 10 a reset of the steering wheel 2 in an initial situation by the return device 9 can be effected. In this way, the driver should be intuitively signaled in critical situations that he now has to take over the driving task and thus the control. This type of human-machine interface is much more intuitive than warnings that need to be visually or audibly perceived and interpreted.

3 zeigt schematisch das Spannverhältnis zwischen der Kontrolle durch einen Fahrzeugführer 30 und einer vollständigen Automation 32. Mit der Ziffer 34 ist dabei ein Spektrum unterschiedlichster Grade der Automationsunterstützung aufgetragen, das von einer 100%igen Kontrolle durch den Fahrzeugführer 30 auf der linken Seite bis zu einer 100%igen Kontrolle durch die Automation 32 auf der rechten Seite reicht. Dazwischen sind vielerlei Abstufungen denkbar, die ein entsprechendes Verhältnis bei der Verteilung der Kontrollfunktion zwischen Fahrzeugführer 30 und Automation 32 aufweisen. 3 schematically shows the clamping ratio between the control by a driver 30 and a complete automation 32 , The numeral 34 plots a range of levels of automation support ranging from 100% control by the driver 30 on the left to 100% control by the automation 32 on the right. In between are many gradations conceivable that have a corresponding ratio in the distribution of control function between drivers 30 and automation 32 exhibit.

Genau an diesem Punkt setzt die vorliegende Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform an. Mit Hilfe der Lenkradstellung, einstellbar in Längsrichtung der Drehachse, wird der entsprechende Grad der Automation 34, wie er in 3 dargestellt ist, eingestellt. Je weiter das Lenkrad in Längsrichtung der Drehachse eingeschoben wird, desto größer ist die Automationsunterstützung durch die Automation 32, d. h. der Grad der Automation wird mit zunehmender Einschubtiefe des Lenkrades größer, so dass die Kontrolle in Richtung Automation 32 zeigt.It is at this point that the present invention is applied in a preferred embodiment. With the help of the steering wheel position, adjustable in the longitudinal direction of the axis of rotation, the corresponding degree of automation 34 as he is in 3 is displayed, set. The farther the steering wheel is inserted in the longitudinal direction of the axis of rotation, the greater the automation support by the automation 32 ie the degree of automation becomes greater with increasing insertion depth of the steering wheel, allowing the control towards automation 32 shows.

Wird das Lenkrad hingegen zum Fahrer herangezogen, maximal bis in seine Ausgangsstellung, so erfolgt die Kontrolle der Fahrzeugführung mehr und mehr dem Fahrzeugführer 30, bis er schließlich die 100%ige Kontrolle über die Fahrzeugführung hat. Dadurch wird es möglich, intuitiv einen gewünschten Grad der Automationsunterstützung durch Verschieben des Lenkrades einzustellen.On the other hand, if the steering wheel is used for the driver, at most up to its starting position, then the control of the vehicle guidance is more and more the responsibility of the driver 30 until he finally has 100% control over the vehicle. This makes it possible to intuitively set a desired degree of automation support by shifting the steering wheel.

Claims (8)

Steuerungseinrichtung (1) zur Steuerung eines Straßenfahrzeuges mit: - einem Lenkrad (2), das um eine Drehachse (3) zur Eingabe von Lenkbefehlen zur Richtungsänderung des Straßenfahrzeuges drehbar angeordnet ist, - wobei das Lenkrad (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) bewegbar oder verschiebbar angeordnet und mindestens ein Sensor (5) vorgesehen ist, der zur Detektion manueller Steuerungseingaben (Sm) durch eine manuelle Betätigung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) ausgebildet ist, und - eine Steuersignaleinheit (6) vorgesehen ist, die zum Generieren von Steuersignalen (Si) zur Steuerung des Straßenfahrzeuges in Abhängigkeit von den manuellen Steuerungseingaben (Sm) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Steuerungsautomatik (10) zur zumindest teilweisen automatischen Fahrzeugsteuerung vorgesehen ist, wobei die Steuersignaleinheit (6) zum Generieren von Steuersignalen (Si) zur Einstellung eines Automationsgrades (34) der Steuerungsautomatik (10) des Straßenfahrzeuges in Abhängigkeit von den detektierten manuellen Steuerungseingaben (Sm) eingerichtet ist. Control device (1) for controlling a road vehicle, comprising: - a steering wheel (2) which is arranged rotatably about an axis of rotation (3) for inputting steering commands for changing the direction of the road vehicle, - wherein the steering wheel (2) arranged in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) movable or displaceable and at least one Sensor (5) is provided, which is for detecting manual control inputs (S m ) by a manual operation of the steering wheel (2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) is formed, and - a control signal unit (6) is provided for generating control signals (Si) for controlling the road vehicle in dependence on the manual control inputs (S m ), characterized in that - an automatic control system (10) is provided for the at least partial automatic vehicle control, the control signal unit (6) for generating of control signals (Si) for setting an automation degree (34) of the automatic control system (10) of the road vehicle as a function of the d detected manual control inputs (S m ) is set up. Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) zur Detektion manueller Steuerungseingaben (Sm) in Abhängigkeit von einer Längsbewegung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) und/oder in Abhängigkeit von einer Lenkradstellung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) ausgebildet ist.Control device (1) according to Claim 1 , characterized in that the sensor (5) for detecting manual control inputs (S m ) in dependence on a longitudinal movement of the steering wheel (2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) and / or in dependence on a steering wheel position of the steering wheel ( 2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) is formed. Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignaleinheit (6) zum Generieren von Steuersignalen (Si) zur Steuerung der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Straßenfahrzeuges in Abhängigkeit von den detektierten manuellen Steuerungseingaben (Sm) eingerichtet ist.Control device (1) according to Claim 1 or 2 characterized in that the control signal unit (6) is arranged to generate control signals (Si) for controlling the speed and / or acceleration of the road vehicle in response to the detected manual control inputs (S m ). Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignaleinheit (6) zum Generieren von Steuersignalen (Si) zur Einstellung eines zur Fahrzeugsteuerung vorgesehenen Assistenzsystems (8) in Abhängigkeit von den detektierten manuellen Steuerungseingaben (Sm) eingerichtet ist.Control device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control signal unit (6) for generating control signals (Si) for setting an assistance system (8) provided for the vehicle control is set up as a function of the detected manual control inputs (S m ). Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellvorrichtung (9) vorgesehen ist, die zum Rückstellen des Lenkrades (2) nach einer Bestätigung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) in eine Ausgangsposition bezüglich der Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) eingerichtet ist.Control device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a return device (9) is provided for returning the steering wheel (2) after confirmation of the steering wheel (2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) an initial position with respect to the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) is set up. Verfahren zur Steuerung eines Straßenfahrzeuges, gekennzeichnet durch die Schritte: - Bereitstellen eines Lenkrades (2), das um eine Drehachse (3) zur Eingabe von Lenkbefehlen zur Richtungsänderung des Straßenfahrzeuges drehbar und in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) bewegbar oder verschiebbar angeordnet ist, - Detektieren manueller Steuerungseingaben (Sm) durch eine manuelle Betätigung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) durch einen Sensor (5), - Generieren von Steuersignalen (Si) zur Steuerung des Straßenfahrzeuges in Abhängigkeit von den manuellen Steuerungseingaben (Sm) durch eine Steuersignaleinheit (6), und - Bereitstellen einer Steuerungsautomatik (10) zur zumindest teilweisen automatischen Fahrzeugsteuerung und Generieren von Steuersignalen (Si) zur Einstellung eines Automationsgrades (34) der Steuerungsautomatik (10) des Straßenfahrzeuges in Abhängigkeit von den detektierten manuellen Steuerungseingaben (Sm).Method for controlling a road vehicle, characterized by the steps: - providing a steering wheel (2) which is rotatable about an axis of rotation (3) for inputting steering commands to change the direction of the road vehicle and movable or displaceable in the longitudinal direction (L 1 ) of the axis of rotation (3) detecting manual control inputs (S m ) by a manual actuation of the steering wheel (2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) by a sensor (5), generating control signals (Si) for controlling the road vehicle Dependence on the manual control inputs (S m ) by a control signal unit (6), and - provision of an automatic control system (10) for at least partially automatic vehicle control and generation of control signals (Si) for setting an automation level (34) of the automatic control system (10) of the road vehicle depending on the detected manual control inputs (Sm). Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Detektieren manueller Steuerungseingaben (Sm) in Abhängigkeit von einer Längsbewegung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (L1) der Drehachse (3) und/oder in Abhängigkeit von einer Lenkradstellung des Lenkrades (2) in Längsrichtung (1) der Drehachse (3).Method according to Claim 6 characterized by detecting manual control inputs (S m ) in response to a longitudinal movement of the steering wheel (2) in the longitudinal direction (L 1 ) of the rotation axis (3) and / or in dependence of a steering wheel position of the steering wheel (2) in the longitudinal direction (1) Rotation axis (3). Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Generieren von Steuersignalen (Si) zur Steuerung der Geschwindigkeit des Straßenfahrzeuges und/oder zur Einstellung eines zur Fahrzeugsteuerung vorgesehenen Assistenzsystems (8) in Abhängigkeit von den detektierten manuellen Steuerungseingaben (Sm).Method according to Claim 6 or 7 characterized by generating control signals (Si) for controlling the speed of the road vehicle and / or setting an assistance system (8) provided for the vehicle control in dependence on the detected manual control inputs (S m ).
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