DE102019102068A1

DE102019102068A1 - Steering system of a vehicle

Info

Publication number: DE102019102068A1
Application number: DE102019102068.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Schölzel; Tim Ehlers; David Pongrac; Johann Zandt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem eines Fahrzeuges, wobei das Fahrzeug in einem manuellen als auch in einem autonomen Fahrmodus betreibbar ist und wenigstens ein lenkbares Fahrzeugrad umfasst, umfassend eine Lenkhandhabe, welche zur manuellen Betätigung einer Lenkbewegung in einem manuellen Fahrmodus mit dem zumindest einem Fahrzeugrad mechanisch koppelbar ist und welche um einer Achse parallel zu einer Fahrzeugquerachse verschwenkbar ist sowie eine um eine Drehachse drehbare Lenkwelle, welche mit der Lenkhandhabe koppelbar ist und mittels welcher eine Drehbewegung der Lenkhandhabe in einem manuellen Fahrmodus in eine Drehbewegung der Lenkhandhabe auf das Fahrzeugrad mechanisch übertragbar ist wobei die Lenkhandhabe in einem manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges formschlüssig mit der Lenkwelle verbunden ist und wobei die Lenkhandhabe in einem autonomen Fahrmodus um eine Achse parallel zur Fahrzeugquerachse verschwenkt ist und von der Lenkwelle entkoppelt ist.

The invention relates to a steering system of a vehicle, the vehicle being operable in a manual as well as in an autonomous driving mode and comprising at least one steerable vehicle wheel, comprising a steering handle which can be mechanically coupled to the at least one vehicle wheel for manual actuation of a steering movement in a manual driving mode and which can be pivoted about an axis parallel to a vehicle transverse axis and a steering shaft rotatable about an axis of rotation, which can be coupled to the steering handle and by means of which a rotary movement of the steering handle in a manual driving mode can be mechanically transmitted to a rotating movement of the steering handle on the vehicle wheel, whereby the The steering handle is positively connected to the steering shaft in a manual driving mode of the vehicle, and the steering handle is pivoted about an axis parallel to the transverse axis of the vehicle in an autonomous driving mode and is decoupled from the steering shaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Lenksystems nach dem Nebengeordneten Anspruch 8. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die deutsche Anmeldung Nr. 1 916 652 sowie die DE 10 2016 210 622 A1 und die DE 39 37 644 A1 verwiesen.The invention relates to a steering system according to the preamble of claim 1 and a method for operating such a steering system according to the independent claim 8. The state of the art, for example, on German application No. 1 916 652 as well as the DE 10 2016 210 622 A1 and the DE 39 37 644 A1 referred.

Bekanntermaßen besitzen heute übliche Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, eine im Wesentlichen ortsfeste Lenksäule, an welcher ein Lenkrad angeordnet ist, sowie eine ortsfeste Pedalerie-Vorrichtung. Besonders im Lenkradbereich sind neben dieser üblichen Gestaltung von Lenksäule und Lenkrad weitere Ausbildungen von Kfz-Lenkhandhaben denkbar und möglich, die sich beispielsweise durch gesteigerten Komfort aufgrund weitreichenderen Verlagerungsmöglichkeiten auszeichnen. So zeigt die DE 102 59 684 A1 beispielsweise eine Lenkradhandhabe für ein Kraftfahrzeug, die an einem um eine im Wesentlichen in FahrzeugLängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbaren Arm angeordnet und mit diesem verlagerbar ist.As is known today, conventional motor vehicles, in particular passenger cars, have an essentially stationary steering column, on which a steering wheel is arranged, and a stationary pedal device. In the steering wheel area in particular, in addition to this customary design of the steering column and steering wheel, further designs of motor vehicle steering handles are conceivable and possible, which are characterized, for example, by increased comfort due to more extensive relocation options. So it shows DE 102 59 684 A1 For example, a steering wheel handle for a motor vehicle, which is arranged on an arm that can be pivoted about an axis that extends essentially in the longitudinal direction of the vehicle and can be displaced with it.

Ferner ist aus der oben genannten 1 916 652 deutschen Schrift ein Lenkrad bekannt, welche zur Komfortsteigerung, genauer zum besseren Aussteigen des Fahrzeuginsassen aus dem Fahrzeug, ein in Richtung des Fahrzeugbodens wegklappbares Lenkrad aufzeigt.Furthermore, a steering wheel is known from the above-mentioned 1 916 652 German document, which shows a steering wheel which can be folded away in the direction of the vehicle floor in order to increase comfort, more precisely to better get the vehicle occupant out of the vehicle.

Jedoch steigert sich insbesondere das Komfortverlangen im Zeitalter der Fahrerassistenzsysteme und dem autonomen Fahren mehr und mehr. So ist es beispielsweise aus Komfort- und Platzgründen erwünscht, bei einer autonomen Fahrzeugführung kein Lenkrad oder Pedalerie mehr in direkter Reichweite des Fahrers zu positionieren. Trotzdem muss der Fahrer jederzeit in der Lage sein, in das (autonome) Fahrgeschehen eingreifen zu können. Derartige Restriktionen und Übernahmebedingungen vom manuellen Fahren zum autonomen Fahren beschreiben eine technische Herausforderung bei der Entwicklung und Konstruktion von Fahrzeug und Fahrerzeugsystemen.However, the need for comfort in the age of driver assistance systems and autonomous driving in particular is increasing more and more. For example, for reasons of comfort and space, it is desirable to no longer position a steering wheel or pedals in the direct range of the driver when driving autonomously. Nevertheless, the driver must be able to intervene in the (autonomous) driving situation at all times. Such restrictions and takeover conditions from manual driving to autonomous driving describe a technical challenge in the development and design of vehicles and vehicle systems.

So ist aus der DE 10 2016 210 622 A1 ein Verfahren zur Übernahme der Fahrzeugführung eines Kraftfahrzeuges von einem ersten Fahrzeugführungssystem auf ein anderes Fahrzeugführungssystem. Durch die Übergabe einer Fahrzeugführungsvorrichtung, welche Fahrzeugführungsvorrichtung ein Lenkrad sowie eine Pedalerie-Vorrichtung umfasst, geschieht der Wechsel der Fahrzeugführung von einem ersten Fahrzeugführungssystem auf ein zweites Fahrzeugführungssystem. Dabei wird die Fahrzeugführungsvorrichtung bei Betätigung einer Betätigungseinrichtung durch eine translatorische Bewegung von einer ersten Einbauposition in mindestens eine zweite Einbauposition im Fahrzeug gebracht.So is from the DE 10 2016 210 622 A1 a method for taking over the vehicle guidance of a motor vehicle from a first vehicle guidance system to another vehicle guidance system. By transferring a vehicle guidance device, which vehicle guidance device comprises a steering wheel and a pedal device, the vehicle guidance is changed from a first vehicle guidance system to a second vehicle guidance system. In this case, when an actuating device is actuated, the vehicle guidance device is moved from a first installation position into at least a second installation position in the vehicle by means of a translational movement.

Ferner sind Lenksysteme bekannt, welche bei einer autonomen Fahrt in Richtung der Fahrzeugfront wegverschoben werden und bei einer manuellen Fahrt wieder aus (beispielsweise der Amaturentafel) hinausverschoben werden.Steering systems are also known which are moved away in the direction of the vehicle front during an autonomous drive and are moved out again (for example the dashboard) during a manual drive.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Lenksystem eines Fahrzeuges aufzuzeigen, welches in einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges einen größtmöglichen Komfort bietet und während eines manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges trotzdem auf herkömmliche Art und Weise genutzt werden kann, ohne dass dabei eine aufwändige Vorrichtung oder Hilfsmittel verwendet werden.It is an object of the invention to show a steering system of a vehicle which offers the greatest possible comfort in an autonomous driving mode of the vehicle and can nevertheless be used in a conventional manner during a manual driving mode of the vehicle without the use of a complex device or auxiliary means .

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch ein Lenksystem eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Lenksystems nach dem Nebengeordneten Anspruch 8. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The problem is solved by a steering system of a vehicle with the features of claim 1 and by a method for operating such a steering system according to the independent claim 8. Advantageous training and further developments are the content of the subclaims.

Es wird ein Lenksystem eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen. Das Fahrzeug umfasst dabei zumindest ein lenkbares Fahrzeugrad.A steering system of a vehicle, in particular a motor vehicle, is proposed. The vehicle comprises at least one steerable vehicle wheel.

Das Fahrzeug ist sowohl in einem autonomen (bzw. vollautomatisierten), als auch in einem manuellen (bzw. einem teilautonomen oder auch hochautomatisierten) Fahrmodus betreibbar.
In einem autonomen Fahrmodus übernimmt das Fahrzeug bzw. die Fahrzeugsteuerung bzw. ein Fahrerassistenzsystem die Fahrzeugführung. Ein Fahrzeugfahrer muss dann keine Fahrzeugführungsaufgabe mehr selbst übernehmen.
In einem teilautonomen oder hochautomatisierten Fahrmodus werden einzelne Fahrzeugführungsaufgaben, beispielsweise die Fahrzeugquerführung (also das Lenken) bzw. die Fahrzeuglängsführung (also das Beschleunigen und das Bremsen) von geeigneten Fahrerassistenzsystem übernommen.The vehicle can be operated both in an autonomous (or fully automated) and in a manual (or partially autonomous or also highly automated) driving mode.
In an autonomous driving mode, the vehicle or the vehicle control or a driver assistance system takes over the vehicle guidance. A vehicle driver then no longer has to take on a vehicle management task himself.
In a semi-autonomous or highly automated driving mode, individual vehicle guidance tasks, for example vehicle lateral guidance (i.e. steering) or longitudinal vehicle guidance (i.e. acceleration and braking) are performed by suitable driver assistance systems.

Im Bedarfsfall, beispielsweise in kritischen Situationen oder auch auf Wunsch des Fahrers selbst, muss bzw. kann der Fahrer oder ein Fahrzeuginsasse die Fahrzeugführung des Fahrzeuges zumindest teilweise selbst übernehmen. Ein Fahrmoduswechsel zwischen dem autonomen Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus findet statt.
Im manuellen Fahrmodus übernimmt der Fahrzeugfahrer zumindest teilweise die Fahrzeugführung. Beispielsweise muss der Fahrzeugfahrer dann die Quer- und die Längsführung des Fahrzeuges übernehmen. Er muss also in zuletzt genanntem Beispiel, das Fahrzeug selbst, beispielsweise über eine Lenkhandhabe lenken bzw. über die Betätigung einer Pedalerie beschleunigen oder bremsen.If necessary, for example in critical situations or also at the driver's request, the driver or a vehicle occupant must or can at least partially take over the vehicle control of the vehicle himself. A change of driving mode between the autonomous driving mode and the manual driving mode takes place.
In manual driving mode, the vehicle driver at least partially assumes control of the vehicle. For example, the vehicle driver must then take over the lateral and longitudinal guidance of the vehicle. So in the last example mentioned, he must Steer the vehicle itself, for example using a steering handle or accelerate or brake using a pedal set.

Das Lenksystem umfasst dabei eine Lenkhandhabe, welche zur manuellen Betätigung einer Lenkbewegung in einem manuellen Fahrmodus mit dem zumindest einem Fahrzeugrad mechanisch koppelbar ist und welche um eine Achse parallel zur Fahrzeugquerachse (bevorzugt in Richtung Fahrzeugboden) verschwenkbar ist.
Die Lenkhandhabe stellt dabei bevorzugt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Lenkrad mit einem Lenkradtopf, einem Lenkradkranz und zumindest einer den Lenkradtopf mit dem Lenkradkranz verbindende Speiche. Es ist alternativ jedoch auch möglich, dass die Lenkhandhabe eine Art Joystick oder ähnliches darstellt.The steering system comprises a steering handle which can be mechanically coupled to the at least one vehicle wheel for manual actuation of a steering movement in a manual driving mode and which can be pivoted about an axis parallel to the vehicle transverse axis (preferably in the direction of the vehicle floor).
The steering handle preferably provides a steering wheel known from the prior art with a steering wheel pot, a steering wheel rim and at least one spoke connecting the steering wheel pot with the steering wheel rim. Alternatively, however, it is also possible for the steering handle to represent a type of joystick or the like.

Befindet sich das Fahrzeug also in einem manuellen Fahrmodus, so ist die Lenkhandhabe, mechanisch mit dem zumindest einem Fahrzeugrad (bevorzugt mit zwei) gekoppelt. Durch Betätigen der Lenkhandhabe durch den Fahrzeugfahrer wird das Fahrzeugrad gedreht; das Fahrzeug lenkt.If the vehicle is in a manual driving mode, the steering handle is mechanically coupled to the at least one vehicle wheel (preferably two). The vehicle wheel is turned by actuation of the steering handle by the vehicle driver; the vehicle is steering.

Hierzu umfasst das Lenksystem ferner eine sogenannte Lenksäule, welche die Drehbewegung des Fahrzeugfahrers an der Lenkhandhabe an das Fahrzeugrad weiterleitet. Diese Lenksäule umfasst dabei eine um eine Lenkachse drehbare Lenkwelle, welche mit der Lenkhandhabe koppelbar ist und mittels welcher eine Drehbewegung der Lenkhandhabe auf das Fahrzeugrad mechanisch übertragbar ist. Die Lenkwelle ist demnach mit der Lenkhandhabe bei Fahrt des Fahrzeuges in einem manuellen Fahrmodus drehfest gekoppelt, sodass die Drehbewegungen der Lenkhandhabe bzw. die vom Fahrzeugfahrer getätigten Lenkungswünsche auf das Fahrzeugrad übertragen werden.For this purpose, the steering system further comprises a so-called steering column, which forwards the rotary movement of the vehicle driver on the steering handle to the vehicle wheel. This steering column comprises a steering shaft that can be rotated about a steering axis, which can be coupled to the steering handle and by means of which a rotary movement of the steering handle can be mechanically transmitted to the vehicle wheel. The steering shaft is therefore coupled to the steering handle when the vehicle is traveling in a manual driving mode so that the rotary movements of the steering handle or the steering requests made by the vehicle driver are transmitted to the vehicle wheel.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Lenkhandhabe in einem manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges formschlüssig (und drehfest) mit der Lenkwelle verbunden ist. Dabei ist bevorzugt der Lenkradtopf formschlüssig mit einem Ende der Lenkwelle verbunden. Beispielsweise kann die Lenkwelle mit einem in den Fahrzeuginnenraum hinausstehendem Ende in einer Aussparung des Lenkradtopfes eingreifen.
Befindet sich das Fahrzeug dagegen in einem autonomen Fahrmodus, so ist es vorgesehen, dass die Lenkhandhabe um eine Achse parallel zur Fahrzeugquerachse (bevorzugt in Richtung des Fahrzeugbodens) verschwenkbar ist. Durch diese Schwenkbewegung wird die Lenkhandhabe von der Lenkwelle entkoppelt; eine manuelle Betätigung der Lenkhandhabe, beispielsweise durch den Fahrzeugfahrer bewirkt dann keine Drehbewegung des Fahrzeugrades mehr.It is also provided that the steering handle is positively (and non-rotatably) connected to the steering shaft in a manual driving mode of the vehicle. The steering wheel pot is preferably positively connected to one end of the steering shaft. For example, the steering shaft can engage with an end projecting into the vehicle interior in a recess in the steering wheel pot.
If, on the other hand, the vehicle is in an autonomous driving mode, it is provided that the steering handle can be pivoted about an axis parallel to the transverse vehicle axis (preferably in the direction of the vehicle floor). This pivoting movement uncouples the steering handle from the steering shaft; manual actuation of the steering handle, for example by the vehicle driver, then no longer causes the vehicle wheel to rotate.

In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung umfasst die Lenksäule ferner ein über die Lenkhandhabe mit der Lenkwelle koppelbares Lenkrohr. Das Lenkrohr ist dabei bevorzugt koaxial zur Drehachse der Lenkwelle und weiter bevorzugt die Lenkwelle zumindest teilweise umschließend angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt befindet sich die Lenkwelle bevorzugt zumindest teilweise in dem Lenkrohr, wobei die Lenkhandhabe das Lenkrohr mit der Lenkwelle koppeln kann. Hierzu ist die Lenkhandhabe bevorzugt mit dem Lenkrohr mechanisch gekoppelt, indem diese schwenkbar (bevorzugt um die genannte Achse parallel zur Fahrzeugquerachse) mit dem Lenkrohr verbunden ist. Eine solche schwenkbare Verbindung erfolgt dabei bevorzugt über ein geeignetes Gelenk (insbesondere ein Scharniergelenk oder ähnlichem).
Ist die Lenkwelle mit dem Lenkrohr gekoppelt, so sind diese drehfest miteinander verbunden, d.h. in einem manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges dreht sich das Lenkrohr mit entsprechend der Vorgabe durch die Betätigung der Lenkhandhabe mit der Lenkwelle mit. In einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges ist die Lenkhandhabe von der Lenkwelle entkoppelt, weshalb auch das Lenkrohr von dieser entkoppelt ist. Das Lenkrohr dreht sich dann nicht mehr mit der Lenkwelle mit.In a preferred embodiment of the invention, the steering column further comprises a steering tube that can be coupled to the steering shaft via the steering handle. The steering tube is preferably arranged coaxially to the axis of rotation of the steering shaft and further preferably at least partially surrounding the steering shaft. In other words, the steering shaft is preferably at least partially in the steering tube, the steering handle being able to couple the steering tube to the steering shaft. For this purpose, the steering handle is preferably mechanically coupled to the steering tube in that it is pivotally connected to the steering tube (preferably about said axis parallel to the vehicle transverse axis). Such a pivotable connection is preferably carried out via a suitable joint (in particular a hinge joint or the like).
If the steering shaft is coupled to the steering tube, these are connected to one another in a rotationally fixed manner, ie in a manual driving mode of the vehicle, the steering tube also rotates with the steering shaft in accordance with the specification by actuating the steering handle. In an autonomous driving mode of the vehicle, the steering handle is decoupled from the steering shaft, which is why the steering tube is also decoupled from it. The steering tube then no longer rotates with the steering shaft.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Lenkhandhabe in einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges fahrzeugfest bzw. karosseriefest, beispielsweise mit einem fahrzeugfesten Mantelrohr der Lenksäule, formschlüssig verbunden ist. Das Mantelrohr ist dabei der Lenksäule zugeordnet und bildet bevorzugt die Außenhülle der Lenksäule, welche fahrzeugfest angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Mantelrohr koaxial zur Drehachse der Lenkwelle und das Lenkrohr zumindest teilweise umschließend angeordnet. Es ist alternativ jedoch auch möglich die Lenkhandhabe an einem anderen Bauteil der Fahrzeugkarosserie zu befestigen. Unter Fahrzeugkarosserie wird im Sinne dieser Erfindung ein fahrzeugfester Bestandteil bzw. ein Fahrzeugaufbau angesprochen, welcher sich nicht mit der Lenkwelle verdreht.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the steering handle is positively connected to the vehicle or body-fixed in an autonomous driving mode of the vehicle, for example to a jacket tube of the steering column fixed to the vehicle. The jacket tube is assigned to the steering column and preferably forms the outer shell of the steering column, which is arranged fixed to the vehicle. The jacket tube is particularly preferably arranged coaxially to the axis of rotation of the steering shaft and the steering tube is at least partially enclosing. Alternatively, however, it is also possible to attach the steering handle to another component of the vehicle body. For the purposes of this invention, a vehicle body refers to a component or vehicle body which is fixed to the vehicle and which does not rotate with the steering shaft.

Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die Lenksäule axial (also entlang der Drehachse der Lenkwelle) in Richtung Fahrzeugfront verschiebbar angeordnet ist. Befindet sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus so ist es dann bevorzugt vorgesehen, dass die Lenksäule in einem eingefahrenen (also in Richtung der Fahrzeugfront eingefahrenen) Zustand angeordnet ist. In einem manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges dagegen, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Lenksäule in einem ausgefahrenen Zustand (also in Richtung des Fahrzeuginnenraums) angeordnet ist.
Das Mantelrohr ist demnach bevorzugt axial zur Drehachse der Lenkwelle gegenüber der Fahrzeugkarosserie bzw. gegenüber dem Fahrzeug am Fahrzeug gelagert.It is preferably provided that the steering column is axially displaceable (ie along the axis of rotation of the steering shaft) in the direction of the vehicle front. If the vehicle is in an autonomous driving mode, then it is preferably provided that the steering column is arranged in a retracted (ie retracted in the direction of the vehicle front) state. In contrast, in a manual driving mode of the vehicle, it is preferably provided that the steering column is arranged in an extended state (that is, in the direction of the vehicle interior).
The jacket tube is therefore preferably axially relative to the axis of rotation of the steering shaft Vehicle body or stored opposite the vehicle on the vehicle.

Der bevorzugte formschlüssige Verbund mit der Fahrzeugkarosserie, insbesondere mittels des genannten Mantelrohrs, mit der Lenkhandhabe in einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges kann beispielsweise über einen Einrastmechanismus bzw. eine Einhakverbindung erfolgen. So ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein (dem Fahrzeuginnenraum zugewandtes) Ende des Mantelrohrs eine Aufnahme bzw. einen Teil einer Einrast- oder Einhakverbindung bildet. Ebenso ist es dann bevorzugt vorgesehen, dass an der Lenkhandhabe, insbesondere an einem Lenkradtopf eines Lenkrads, ebenfalls eine Aufnahme bzw. einen der Teil der Einrast- oder Einhakverbindung gebildet ist. Die formschlüssige Verbindung ist dabei bevorzugt jeweils derart am Mantelrohr bzw. an der Lenkhandhabe angeordnet, dass diese während eines eingeklappten bzw. verschwenkten Zustand der Lenkhandhabe hergestellt ist bzw. wird.The preferred interlocking connection with the vehicle body, in particular by means of the jacket tube mentioned, with the steering handle in an autonomous driving mode of the vehicle can take place, for example, via a latching mechanism or a hooking connection. It is particularly preferably provided that one end (facing the vehicle interior) of the casing tube forms a receptacle or part of a snap-in or hook-in connection. Likewise, it is then preferably provided that a receptacle or one of the parts of the snap-in or hook-in connection is also formed on the steering handle, in particular on a steering wheel pot of a steering wheel. The interlocking connection is preferably arranged on the tubular casing or on the steering handle in such a way that it is or is produced while the steering handle is folded or pivoted.

Besonders bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass die Lenkhandhabe mit dem Mantelrohr derart verbunden ist, dass diese während der axialen Einziehbewegung der Lenksäule (in Richtung der Fahrzeugfront bzw. in die vom Fahrzeuginnenraum abgewandte Richtung) in Richtung des Fahrzeugbodens um die Achse parallel zur Fahrzeugquerachse verschwenkt wird. Eine solche Verbindung kann durch eine geeignete (beispielsweise) mechanische Übertragungseinrichtung, wie beispielsweise eines Spindelmechanismus, eines Seilzuges, eines Hebels oder dergleichen ausgebildet sein.It is particularly preferably provided that the steering handle is connected to the casing tube in such a way that during the axial retracting movement of the steering column (in the direction of the front of the vehicle or in the direction facing away from the vehicle interior) it pivots in the direction of the vehicle floor about the axis parallel to the transverse axis of the vehicle becomes. Such a connection can be formed by a suitable (for example) mechanical transmission device, such as, for example, a spindle mechanism, a cable pull, a lever or the like.

Diese bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, dass die gesamte Lenksäule in einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges eingezogen ist und gleichzeitig (also ohne eine weitere Aufwendung) die Lenkhandhabe in eine eingeklappte bzw. verschwenkte Position gebracht wird. Das Lenksystem ist somit für einen Fahrzeuginsassen während einer autonomen Fahrt des Fahrzeuges nicht mehr im Weg bzw. nicht mehr an einer möglicherweise störenden Position angeordnet.This preferred embodiment has the advantage that the entire steering column is retracted in an autonomous driving mode of the vehicle and at the same time (that is, without any further expenditure) the steering handle is brought into a folded or pivoted position. The steering system is therefore no longer in the way for a vehicle occupant during an autonomous travel of the vehicle or is no longer arranged in a potentially disturbing position.

Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Schwenkbewegung der Lenkhandhabe durch einen Aktuator erfolgt. Bei Erfassen eines Fahrmoduswechsels (also entweder vom autonomen in den manuellen oder andersherum) kann dann der Aktuator automatisch die Schwenkbewegung der Lenkhandhabe ausführen. Beispielsweise ist es möglich, dass zur Ausführung der Schwenkbewegung der Lenkhandhabe der Aktuator bzw. der Motor einer Längssäulenverstellung (also beispielsweise zur Längs- und/oder Höhenverstellung der Lenksäule) verwendet wird. Dabei kann die Lenkhandhabe entweder direkt mit dem Aktuator der Längssäulenverstellung oder indirekt über das bevorzugte Mantelrohr gekoppelt sein.
So kann auf einfache Art und Weise durch die Nutzung eines bereits vorhandenen Aktuators ein zusätzlicher Aktuator eingespart werden und die Lenkhandhabe ohne das manuelle Zutun in eine verschwenkte Position gebracht werden.It is also preferably provided that the pivoting movement of the steering handle is carried out by an actuator. When a change in driving mode is detected (i.e. either from autonomous to manual or vice versa), the actuator can then automatically pivot the steering handle. For example, it is possible that the actuator or the motor of a longitudinal column adjustment (that is, for example, for the longitudinal and / or height adjustment of the steering column) is used to carry out the pivoting movement of the steering handle. The steering handle can either be coupled directly to the actuator of the longitudinal column adjustment or indirectly via the preferred tubular casing.
In this way, an additional actuator can be saved in a simple manner by using an already existing actuator and the steering handle can be brought into a pivoted position without manual intervention.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die formschlüssige Verbindung zwischen der Lenkwelle und der Lenkhandhabe, welche im manuellen Zustand des Fahrzeuges hergestellt ist, ein Zentrier- und Führungselement umfasst. Dieses Zentrier- und Führungselement bewirkt dabei eine Herstellung der formschlüssigen Verbindung zwischen der Lenkwelle und der Lenkhandhabe, wenn die Lenkwelle um einen Verdrehwinkel verdreht ist. Das Zentrier- und Führungselement ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass der maximale Verdrehwinkel der Lenkwelle, bis zu welchem die Lenkhandhabe durch das Zentrier- und Führungselement noch immer formschlüssig mit der Lenkwelle verbunden werden kann nicht größer als -+110° ist. Besonders bevorzugt ist dieser maximale Verdrehwinkel der Lenkwelle nicht größer als +-90°.
Ist also beispielsweise die Lenkwelle während eines Wechsels zwischen einem autonomen Fahrmodus in einen manuellen Fahrmodus verdreht (da sich das Fahrzeug in einer Kurve befindet), so kann die Lenkhandhabe durch das Zentrier- und Führungselement trotz der Verdrehung der Lenkwelle und damit der Verdrehung des Teils der formschlüssigen Verbindung trotzdem formschlüssig mit der Lenkwelle verbunden werden.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the positive connection between the steering shaft and the steering handle, which is produced in the manual state of the vehicle, comprises a centering and guiding element. This centering and guiding element produces a positive connection between the steering shaft and the steering handle when the steering shaft is rotated by an angle of rotation. The centering and guiding element is preferably designed such that the maximum angle of rotation of the steering shaft up to which the steering handle can still be positively connected to the steering shaft by the centering and guiding element is not greater than - + 110 °. This maximum angle of rotation of the steering shaft is particularly preferably not greater than + -90 °.
If, for example, the steering shaft is rotated during a change from an autonomous driving mode to a manual driving mode (because the vehicle is in a curve), the steering handle can be controlled by the centering and guide element despite the rotation of the steering shaft and thus the rotation of the part of the steering wheel positive connection can still be positively connected to the steering shaft.

Ein solches bevorzugtes Zentrier- und Führungselement kann beispielsweise als trichterförmige Schieneneinrichtung mit einem (beispielsweise spitzen) Zentrierstift oder als eine Art Kugel-Kalotten-Ausführung ausgebildet sein. Hierzu umfasst entweder die Lenkwelle oder die Lenkhandhabe eine geeignete (beispielsweise eine genannte kalottenartige oder trichterförmige) Aussparung, welche dann mit einem an dem jeweilig anderen Teil des Lenksystems (also entweder der Lenkhandhabe oder der Lenkwelle) angeordneten Zentrierelement (beispielsweise einem Stift oder einer Kugel) in Eingriff kommt. Die Form der Aussparung und die Form des Stiftes bestimmen dabei den maximalen Verdrehwinkel der Lenkwelle, welcher maximal möglich ist damit die formschlüssige Verbindung der Lenkwelle mit der Lenkhandhabe hergestellt werden kann.
Ist die Lenkwelle bei einem Wechsel zwischen einem autonomen in einen manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges (also von einer eingeklappten Position der Lenkhandhabe in eine nicht eingeklappte Position) verdreht, so wird bei Berührung der Aussparung durch das Zentrierelement, alleine durch die Schwenkbewegung der Lenkhandhabe, das Zentrierelement in die Aussparung geführt bzw. in diese eingleitet, wobei der Formschluss hergestellt wird. Durch die genannte bevorzugte Ausführungsform ist es möglich, dass ein Fahrmoduswechsel von einem autonomen in einen manuellen Fahrmodus während einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges (also während einer Verdrehung der Drehwelle) stattfinden kann.Such a preferred centering and guiding element can be designed, for example, as a funnel-shaped rail device with a (for example pointed) centering pin or as a type of spherical cap. For this purpose, either the steering shaft or the steering handle comprises a suitable (for example a dome-like or funnel-shaped) cutout, which is then arranged with a centering element (for example a pin or a ball) arranged on the other part of the steering system (that is, either the steering handle or the steering shaft). comes into engagement. The shape of the recess and the shape of the pin determine the maximum angle of rotation of the steering shaft, which is the maximum possible so that the positive connection of the steering shaft with the steering handle can be made.
If the steering shaft is rotated when changing from an autonomous to a manual driving mode of the vehicle (i.e. from a retracted position of the steering handle to a non-retracted position), then when the recess is touched by the centering element, the swivel movement of the steering handle alone Centering element is guided into the recess or slides into it, the positive connection being produced. The preferred embodiment mentioned makes it possible for a change of driving mode from an autonomous to a manual driving mode to take place during cornering of the vehicle (that is to say during rotation of the rotary shaft).

Neben einem genannten Lenksystem wird weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Lenksystems gemäß Anspruch 9 vorgeschlagen.In addition to the aforementioned steering system, a method for operating such a steering system is also proposed.

Wird also ein autonomer Fahrmodus des Fahrzeuges erfasst, so ist es vorgesehen, dass die Lenkhandhabe um eine Achse parallel zur Fahrzeugquerachse bevorzugt in Richtung des Fahrzeugbodens verschwenkt wird und somit von der Lenkwelle entkoppelt wird.
Wie bereits oben erwähnt, kann diese Entkoppelung beispielsweise mit einem geeigneten Aktuator bzw. Stellmotor erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Entkoppelung bzw. die Schwenkbewegung der Lenkhandhabe elektrisch bzw. manuell bzw. magnetisch bzw. mechanisch erfolgt.If an autonomous driving mode of the vehicle is detected, it is provided that the steering handle is preferably pivoted about an axis parallel to the vehicle transverse axis in the direction of the vehicle floor and is thus decoupled from the steering shaft.
As already mentioned above, this decoupling can take place, for example, with a suitable actuator or servomotor. However, it is also possible for the decoupling or the pivoting movement of the steering handle to take place electrically or manually, or magnetically or mechanically.

Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Lenkhandhabe anschließend an die Schwenkbewegung karosseriefest bzw. fahrzeugfest, beispielsweise mit dem fahrzeugfesten Mantelrohr, formschlüssig verbunden wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Lenkhandhabe während dem Entkoppelten Zustand nicht verdrehen bzw. betätigen lässt. Diese formschlüssige Verbindung kann, wie bereits genannt durch einen Einrast- oder Einhakmechanismus erfolgen.Furthermore, it is preferably provided that the steering handle is positively connected to the vehicle body-fixed or vehicle-fixed, for example with the vehicle-fixed jacket tube, following the pivoting movement. This can ensure that the steering handle cannot be rotated or actuated during the uncoupled state. This positive connection can, as already mentioned, take place by means of a latching or hooking mechanism.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.In addition to the claims and the description, these and other features also emerge from the drawings, the individual features being realized individually or in groups in the form of sub-combinations in one embodiment of the invention and representing advantageous and in themselves protective designs for which protection is claimed here.

Wird ein manueller Fahrmodus, also ein Wechsel zwischen einem autonomen in einen manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges erfasst, so ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Lenkhandhabe um die Achse parallel zur Fahrzeugquerachse wieder (bevorzugt vom Fahrzeugboden weg) verschwenkt wird, bis diese mit der Lenkwelle wieder formschlüssig verbunden ist. Wie bereits genannt kann diese Schwenkbewegung durch einen geeigneten Aktuator automatisch, bei Erfassen des Fahrmoduswechsels erfolgen. Die bevorzugte formschlüssige Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und dem Mantelrohr wird dann wieder gelöst.If a manual driving mode, i.e. a change between an autonomous and a manual driving mode of the vehicle, is detected, it is furthermore preferably provided that the steering handle is pivoted again about the axis parallel to the vehicle transverse axis (preferably away from the vehicle floor) until the steering shaft is positively connected again. As already mentioned, this swiveling movement can be carried out automatically by a suitable actuator when the change of driving mode is detected. The preferred positive connection between the steering handle and the casing tube is then released again.

Durch das genannte und bevorzugte Zentrier- und Führungselement, kann die formschlüssige Verbindung zwischen der Lenkwelle und der Lenkhandhabe trotz eines Verdrehwinkels der Lenkwelle sichergestellt werden.Through the mentioned and preferred centering and guiding element, the positive connection between the steering shaft and the steering handle can be ensured despite an angle of rotation of the steering shaft.

Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die formschlüssige Verbindung zwischen der Lenkwelle und der Lenkhandhabe im manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges, sowie bevorzugt auch die bevorzugte formschlüssige Verbindung der Lenkhandhabe mit dem Mantelrohr im autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges, durch einen Verriegelungsmechanismus fixiert wird. Damit sich also die formschlüssige Verbindung während der Fahrt nicht löst ist es bevorzugt vorgesehen einen solchen Verriegelungsmechanismus vorzusehen. Dieser Verriegelungsmechanismus kann beispielsweise auf mechanische, elektrische, magnetische oder hydraulische Weise ausgebildet sein.It is also preferably provided that the positive connection between the steering shaft and the steering handle in the manual driving mode of the vehicle, and preferably also the preferred positive connection between the steering handle and the casing tube in the autonomous driving mode of the vehicle, is fixed by a locking mechanism. So that the positive connection does not come off while driving, it is preferred to provide such a locking mechanism. This locking mechanism can be designed, for example, in a mechanical, electrical, magnetic or hydraulic manner.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.

In 1 ist ein Lenksystem in einer Schnittansicht von der Seite aufgezeigt. Die Lenkhandhabe befindet sich dabei in einer eingeklappten Position.
In 2 ist das Lenksystem aus 1 aufgezeigt, wobei sich die Lenkhandhabe in einer nicht eingeklappten Position befindet.
3 und 4 zeigen dabei schematisch die Lenkhandhabe in einer Detailansicht mit einem beispielhaften Zentrierungs- und Führungsprinzip.
In 5 und 6 ist eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems in zwei unterschiedlichen Situationen in einer Seitenansicht zu erkennen.

In the following, the invention is further explained using an exemplary embodiment. All features described in more detail can be essential to the invention.

In 1 is shown a steering system in a sectional view from the side. The steering handle is in a folded position.
In 2nd the steering system is off 1 shown, with the steering handle is in a non-folded position.
3rd and 4th schematically show the steering handle in a detailed view with an exemplary centering and guiding principle.
In 5 and 6 Another possible embodiment of a steering system according to the invention can be seen in two different situations in a side view.

1 zeigt dabei einen Teil eines Lenksystems in einer Seitenansicht eines Fahrzeuges in einer Schnittansicht entlang der Drehachse A einer Lenkwelle 2 des Lenksystems. Das Fahrzeug ist dabei in einem manuellen, als auch in einem autonomen Fahrmodus betreibbar. 1 zeigt eine Anordnung von Komponenten des Lenksystems, wenn sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus befindet. Das Lenksystem umfasst dabei eine Lenkhandhabe 1, welche zur manuellen Betätigung einer Lenkbewegung im manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges über die Lenkwelle 2 mit zumindest einem (nicht aufgezeigten) Fahrzeugrad mechanisch koppelbar ist. Die Lenkhandhabe 1 ist in 1 nicht mit der Lenkwelle 2 gekoppelt, sondern entkoppelt. Die Lenkhandhabe 1 ist dabei um eine Achse parallel zu einer Fahrzeugquerachse zumindest annähernd in Pfeilrichtung D verschwenkbar ausgebildet. In 1 befindet sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus, weshalb die Lenkhandhabe von der Lenkwelle 2 entkoppelt ist und über die Lenkhandhabe 1 kein Lenkungswunsch vom Fahrer durch Betätigung der Lenkhandhabe 1 auf das Fahrzeugrad übertragen werden kann. Die Lenkhandhabe 1 befindet sich in einem sogenannten eingeklappten Zustand.
Die Lenkwelle 2 selbst ist dabei um eine Drehachse A drehbar und, wie bereits gekannt mit der Lenkhandhabe 1 koppelbar, sodass eine Betätigung der Lenkhandhabe 1 in einem manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges eine Lenkbewegung des Fahrzeugrads erfolgt. Über die Lenkwelle 2 ist diese Drehbewegung D der Lenkhandhabe 1 auf das Fahrzeugrad mechanisch übertragbar.
In einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges, ist die Lenkhandhabe 1 von der Lenkwelle 2 entkoppelt, indem diese, wie in 1 gezeigt, durch eine Schwenkbewegung D von einer ausgeklappten in eine eingeklappte Position gebracht wird. Diese Schwenkbewegung D bzw. diese Einklappposition ist über ein Gelenk 7 möglich, welches die Lenkhandhabe schwenkbar (um die genannte Achse parallel zur Fahrzeugquerachse) an einem Lenkrohr 3 lagert bzw. mit diesem verbindet.
Das Lenkrohr 3 ist dabei koaxial zur Drehachse A der Lenkwelle 2 und die Lenkwelle 2 zumindest teilweise umschließend angeordnet.
Die Lenkwelle 2 sowie das Lenkrohr 3 sind dabei weiterhin von einem fahrzeugfesten Mantelrohr 4 umgeben, welches ebenfalls koaxial zur Lenkwelle 2 sowie zum Lenkrohr 3 angeordnet ist. Das Mantelrohr 4 bildet damit die Außenhülle einer sogenannten Lenksäule. Die Lenksäule umfasst dabei insbesondere die Lenkwelle 2, das Lenkrohr 3 sowie das Mantelrohr 4. In diesem konkreten Beispiel ist das Mantelrohr 4 fest mit dem Fahrzeug bzw. mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Es ist auch möglich, dass das Mantelrohr 4 axial entlang der Drehachse A in das Fahrzeug hinein bzw. aus dem Fahrzeughinaus (in Richtung des Fahrzeuginnenraums) verschiebbar am Fahrzeug angeordnet ist. Es wäre dann beispielsweise möglich, die Lenksäule bei Erfassen eines autonomen Fahrmodus entlang der Drehachse A weg vom Fahrzeuginnenraum zu verschieben, während diese bei Erfassen eines manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges wieder in Richtung des Fahrzeuginnenraums hinausverschoben wird. Eine solche Verschiebung entlang der Drehachse A kann beispielsweise mittels eines Aktautors automatisch bei Erfassen des jeweiligen Fahrmodus erfolgen. In einem solchen Falle würde dann sowohl die Lenkhandhabe 1 eingeklappt, als auch die Lenksäule weg vom Fahrzeuginnenraum verschoben werden, wenn ein autonomer Fahrmodus erfasst wird. 1 shows part of a steering system in a side view of a vehicle in a sectional view along the axis of rotation A a steering shaft 2nd of the steering system. The vehicle can be operated in a manual as well as in an autonomous driving mode. 1 shows an arrangement of components of the steering system when the vehicle is in an autonomous driving mode. The steering system includes a steering handle 1 which for manual actuation of a steering movement in the manual driving mode of the vehicle via the steering shaft 2nd can be mechanically coupled to at least one (not shown) vehicle wheel. The steering handle 1 is in 1 not with the steering shaft 2nd coupled, but decoupled. The steering handle 1 is at least approximately in about an axis parallel to a vehicle transverse axis Arrow direction D designed to be pivotable. In 1 the vehicle is in an autonomous driving mode, which is why the steering handle from the steering shaft 2nd is decoupled and via the steering handle 1 no driver request for steering by actuating the steering handle 1 can be transferred to the vehicle wheel. The steering handle 1 is in a so-called folded state.
The steering shaft 2nd itself is about an axis of rotation A rotatable and, as already known, with the steering handle 1 can be coupled, so that an actuation of the steering handle 1 a steering movement of the vehicle wheel takes place in a manual driving mode of the vehicle. About the steering shaft 2nd is this rotary motion D the steering handle 1 mechanically transferable to the vehicle wheel.
The steering handle is in an autonomous driving mode of the vehicle 1 from the steering shaft 2nd decoupled by this as in 1 shown by a pivoting movement D is brought from an unfolded to a retracted position. This swivel movement D or this folding position is via a joint 7 possible, which the steering handle can be pivoted (about the mentioned axis parallel to the vehicle transverse axis) on a steering tube 3rd stores or connects to it.
The steering tube 3rd is coaxial to the axis of rotation A the steering shaft 2nd and the steering shaft 2nd arranged at least partially enclosing.
The steering shaft 2nd as well as the steering tube 3rd are still from a vehicle-fixed casing pipe 4th surround, which is also coaxial to the steering shaft 2nd as well as the steering tube 3rd is arranged. The casing tube 4th thus forms the outer shell of a so-called steering column. The steering column includes in particular the steering shaft 2nd , the steering tube 3rd as well as the casing tube 4th . In this specific example, the jacket tube is 4th firmly connected to the vehicle or to the vehicle body. It is also possible that the jacket pipe 4th axially along the axis of rotation A into the vehicle or out of the vehicle (in the direction of the vehicle interior) is arranged displaceably on the vehicle. It would then be possible, for example, for the steering column to be detected along the axis of rotation when an autonomous driving mode is detected A to move away from the vehicle interior, while this is moved out again in the direction of the vehicle interior upon detection of a manual driving mode of the vehicle. Such a shift along the axis of rotation A can, for example, be carried out automatically by means of an act author when the respective driving mode is detected. In such a case, both the steering handle 1 folded, and the steering column are moved away from the vehicle interior when an autonomous driving mode is detected.

Weiterhin ist aus 1 schemenhaft erkennbar, dass die Lenkhandhabe 1 mit dem Mantelrohr 4 während sich das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus befindet, durch einen Formschluss 6 verbunden ist.
Dieser Formschluss 6 kann beispielsweise in Form einer Einrast- oder Einhakverbindung realisiert werden, welche durch Einklappen der Lenkhandhabe 1 und Berührung mit dem Mantelrohr 4 automatisch erfolgt bzw. hergestellt wird. Dieser Formschluss 6 ermöglicht, dass die Lenkhandhabe 1 in der eingeklappten Position, also während einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges, keine Drehbewegung ausführt.
Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Formschluss 6 bzw. die formschlüssige Verbindung der Lenkhandhabe 1 mit dem Mantelrohr 4 im autonomen Fahrmodus durch eine nicht eingezeichnete Verriegelungsvorrichtung fixiert wird. Dadurch kann sich der Formschluss 6 nicht lösen. Diese Verriegelungsvorrichtung kann bei Erfassen eines manuellen Fahrmodus bzw. bei einem Wechsel vom autonomen in den manuellen Fahrmodus, wenn also die Lenkhandhabe 1 in eine nicht Eingeklappte Position zurück verschwenkt wird, gelöst werden.Furthermore is off 1 It is only vaguely recognizable that the steering handle 1 with the casing tube 4th while the vehicle is in an autonomous driving mode, through a positive lock 6 connected is.
This form fit 6 can be implemented, for example, in the form of a snap-in or hook-in connection, which is achieved by folding in the steering handle 1 and contact with the casing tube 4th is done automatically or is produced. This form fit 6 allows the steering handle 1 in the folded position, that is to say during an autonomous driving mode of the vehicle, does not perform any rotary movement.
Furthermore, it is preferably provided that the positive connection 6 or the positive connection of the steering handle 1 with the casing tube 4th is fixed in the autonomous driving mode by a locking device, not shown. This can result in the positive locking 6 not solve. This locking device can be used when detecting a manual driving mode or when changing from the autonomous to the manual driving mode, if the steering handle 1 is pivoted back into a non-folded position.

Eine solche, nicht eingeklappte Position der Lenkhandhabe ist in 2 zu erkennen. Bei Erfassen eines Wechsels von einem autonomen Fahrmodus (wie in 1 gezeigt) in einen manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges, ist es vorgesehen, dass die Lenkhandhabe 1 durch die Schwenkbewegung D in einen ausgeklappten (also nicht eingeklappten) Zustand versetzt wird. Die Lenkhandhabe 1 wird dann mit der Lenkwelle 2 formschlüssig, also über einen Formschluss 5 drehfest verbunden. Dadurch wird die Lenkhandhabe 1 mit der sich (bei Lenkung der Fahrzeugräder) drehenden Lenkwelle 2 mechanisch gekoppelt. Bei Betätigung der Lenkhandhabe 1 durch den Fahrer, werden die Drehbewegungen der Lenkhandhabe 1 mechanisch über die Lenkwelle 2 an das Fahrzeugrad bzw. an die Fahrzeugräder übertragen. Der Formschluss 5 umfasst dabei ein in 2 nicht gezeigtes Zentrier- und Führungselement 5.1, 5.2, welches den Formschluss 5 zwischen der Lenkhandhabe 1 und der Lenkwelle 2 auch bei einem Verdrehwinkel (um die Drehachse A) der Lenkwelle 2 während des Wechsels in die ausgeklappte Position der Lenkhandhabe 1 herstellt.Such a position of the steering handle that is not folded is in 2nd to recognize. When detecting a change from an autonomous driving mode (as in 1 shown) in a manual driving mode of the vehicle, it is provided that the steering handle 1 through the swivel movement D is put into an unfolded (i.e. not folded) state. The steering handle 1 then with the steering shaft 2nd form-fitting, i.e. via a form-fit 5 non-rotatably connected. This will make the steering handle 1 with the steering shaft rotating (when steering the vehicle wheels) 2nd mechanically coupled. When operating the steering handle 1 by the driver, the turning movements of the steering handle 1 mechanically via the steering shaft 2nd transmitted to the vehicle wheel or to the vehicle wheels. The form fit 5 includes an in 2nd Centering and guiding element, not shown 5.1 , 5.2 which is the form fit 5 between the steering handle 1 and the steering shaft 2nd even with an angle of rotation (around the axis of rotation A ) the steering shaft 2nd while changing to the extended position of the steering handle 1 manufactures.

Der Formschluss 5 mit dem Zentrier- und Führungselement 5.1, 5.2 zwischen der Lenkwelle 2 und der Lenkhandhabe 1, welcher in 2 nur schematisch dargestellt ist, ist in den 3 und 4 detaillierter dargestellt.
Dabei ist die Lenkhandhabe 1 sowie ein Zentrierelement 5.1 der Lenkwelle 3 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Das Zentrierelement 5.1 kann dabei beispielsweise als ein Zentrierstift ausgebildet sein. Das Zentrierelement 5.1 greift bei der formschlüssigen Verbindung 5 in eine Aussparung bzw. in ein Führungselement 5.2 der Lenkhandhabe 1 ein. Das Führungselement 5.2 kann beispielsweise als trichterförmige Aussparung ausgebildet sein, in welche das Führungselement, wie beispielsweise ein spitzer Stift, bei der Schwenkbewegung D der Lenkhandhabe 1 eingreift bzw. einfährt.The form fit 5 with the centering and guiding element 5.1 , 5.2 between the steering shaft 2nd and the steering handle 1 which in 2nd is only shown schematically in the 3rd and 4th presented in more detail.
Here is the steering handle 1 and a centering element 5.1 the steering shaft 3rd shown schematically in a side view. The centering element 5.1 can be designed, for example, as a centering pin. The centering element 5.1 engages with the positive connection 5 in a recess or in a guide element 5.2 the steering handle 1 a. The guide element 5.2 can, for example, as be funnel-shaped recess into which the guide element, such as a pointed pin, during the pivoting movement D the steering handle 1 intervenes or retracts.

Das Zentrier- und Führungselement 5.1, 5.2 ist dabei derart ausgebildet, dass die formschlüssige Verbindung der Lenkhandhabe 1 mit der Lenkwelle 2 auch bei einer Verdrehung der Lenkwelle 2 stattfinden kann.The centering and guiding element 5.1 , 5.2 is designed such that the positive connection of the steering handle 1 with the steering shaft 2nd even if the steering shaft is turned 2nd can take place.

4 zeigt dabei eine Situation, in welcher die Lenkwelle 2 nicht verdreht ist und das Zentrierelement 5.1 dadurch gerade in das Führungselement 5.2 eingeschoben wird. 3 zeigt dagegen eine Situation, in welcher die Lenkwelle 2 gegenüber der Lenkhandhabe 1 verdreht ist, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug bei einem Wechsel zwischen dem autonomen Fahrmodus in einen manuellen Fahrmodus in einer Kurvenfahrt befindet. Durch die in diesem Falle trichterförmige Ausbildung des Führungselements 5.2 und der spitzen stiftartigen Ausbildung des Zentrierelements 5.1 rutscht das Zentrierelement 5.1 dennoch in das Führungselement 5.2 ein und wird von diesem während der Schwenkbewegung der Lenkhandhabe 1 in die endgültige Position des Formschlusses 5 gebracht. Das Führungselement 5.2 ist also derart geformt bzw. in seiner Form ausgebildet, dass die formschlüssige Verbindung zwischen der Lenkwelle 2 und der Lenkhandhabe 1 auch dann hergestellt wird, wenn die Lenkwelle 2 um einen Winkel verdreht ist. 4th shows a situation in which the steering shaft 2nd is not twisted and the centering element 5.1 thereby straight into the guide element 5.2 is inserted. 3rd shows, however, a situation in which the steering shaft 2nd opposite the steering handle 1 is twisted, for example when the vehicle is cornering when changing from the autonomous driving mode to a manual driving mode. Due to the funnel-shaped design of the guide element in this case 5.2 and the pointed pin-like design of the centering element 5.1 the centering element slips 5.1 nevertheless in the guide element 5.2 one and is by this during the pivoting movement of the steering handle 1 in the final position of the form fit 5 brought. The guide element 5.2 is thus shaped or designed in such a way that the positive connection between the steering shaft 2nd and the steering handle 1 is also produced when the steering shaft 2nd is rotated by an angle.

Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Formschluss 5 bzw. die formschlüssige Verbindung der Lenkhandhabe 1 mit der Lenkwelle 2 im manuellen Fahrmodus durch eine nicht eingezeichnete Verriegelungsvorrichtung fixiert wird. Dadurch kann sich der Formschluss 5 nicht lösen. Diese Verriegelungsvorrichtung kann bei Erfassen eines manuellen Fahrmodus bzw. bei einem Wechsel vom manuellen in den autonomen Fahrmodus, wenn also die Lenkhandhabe 1 in eine eingeklappte Position zurück verschwenkt wird, gelöst werden.Furthermore, it is preferably provided that the positive connection 5 or the positive connection of the steering handle 1 with the steering shaft 2nd is fixed in the manual driving mode by a locking device, not shown. This can result in the positive locking 5 not solve. This locking device can be used when detecting a manual driving mode or when changing from manual to autonomous driving mode, if the steering handle 1 is pivoted back into a folded position.

5 und 6 zeigen ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenksystems. In 5 ist dabei das Lenksystem in einem manuellen Fahrmodus aufgezeigt, während in 6 das Lenksystem in einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges dargestellt ist. Dabei ist ein bedienbarer Teil 1.1 der Lenkhandhabe 1 in einem manuellen Fahrmodus zur manuellen Betätigung des Fahrzeuges über die um die Drehachse A drehbare Lenkwelle 2 gekoppelt. In einem manuellen Fahrmodus ist die Lenkhandhabe 1 mit der Lenkwelle 2 dabei formschlüssig verbunden (vgl. Formschluss 5.1). 5 and 6 show another possible embodiment of a steering system according to the invention. In 5 the steering system is shown in a manual driving mode, while in 6 the steering system is shown in an autonomous driving mode of the vehicle. There is an operable part 1.1 the steering handle 1 in a manual driving mode for manual operation of the vehicle via the axis of rotation A rotatable steering shaft 2nd coupled. The steering handle is in a manual driving mode 1 with the steering shaft 2nd connected in a form-fitting manner (cf. form-fitting 5.1 ).

Ferner ist in diesem konkreten Beispiel ein Teil der Lenkhandhabe 1 als Lenkrohr 1.3 ausgebildet, mit welchem der vom Fahrzeugführer zu bedienende Teil (auch als bedienbare Teil 1.1 genannt) der Lenkhandhabe 1 schwenkbar, beispielsweise über ein Gelenk 7.1 verbunden ist. Dieser bedienbare Teil 1.1 der Lenkhandhabe 1 ist damit um eine Achse parallel zu einer Fahrzeugquerachse (im eingebauten Zustand im Fahrzeug betrachtet) verschwenkbar bzw. klappbar gelagert. Im manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges, also gemäß 5, befindet sich der bedienbare Teil 1.1 der Lenkhandhabe 1 in einem ausgeklappten (also nicht eingeklappten) Zustand. Sind also das Lenkrohr 1.3 und damit die Lenkhandhabe 1 mit der Lenkwelle 2 gekoppelt (also formschlüssig verbunden), so dreht sich das Lenkrohr 1.3 und damit auch der bedienbare Teil 1.1 der Lenkhandhabe 1 mit der Lenkwelle 2 mit. Die Lenkhandhabe 1 ist damit mit dem Fahrzeugrad mechanisch gekoppelt. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Lenkrohr 1.3 und die Lenkwelle 2 stets koaxial zueinander angeordnet sind. Zur Stabilisierung bzw. zur Stütze des Lenksystems aus 5 und 6, ist innerhalb der Lenkwelle 2 und innerhalb des Lenkrohrs 1.3 der Lenkhandhabe 1 eine Stützwelle 8 angeordnet, an welcher die Lenkwelle 2 sowie das Lenkrohr 1.3 drehbar gelagert (beispielsweise über Gleitlagerungen) sind. Die Stützwelle 8 ist nicht mit dem bedienbaren Teile 1.1 der Lenkhandhabe 1 verbunden und dreht sich zu keiner Zeit.Furthermore, part of the steering handle is in this concrete example 1 as a steering tube 1.3 trained with which the part to be operated by the driver (also as an operable part 1.1 called) the steering handle 1 pivotable, for example via a joint 7.1 connected is. This operable part 1.1 the steering handle 1 is thus pivotable or foldable about an axis parallel to a vehicle transverse axis (viewed in the vehicle when installed). In the manual driving mode of the vehicle, i.e. according to 5 , there is the operable part 1.1 the steering handle 1 in an unfolded (i.e. not folded) state. So are the steering tube 1.3 and thus the steering handle 1 with the steering shaft 2nd coupled (i.e. positively connected), the steering tube rotates 1.3 and thus also the operable part 1.1 the steering handle 1 with the steering shaft 2nd With. The steering handle 1 is thus mechanically coupled to the vehicle wheel. It is preferably provided that the steering tube 1.3 and the steering shaft 2nd are always arranged coaxially to each other. To stabilize or support the steering system 5 and 6 , is inside the steering shaft 2nd and inside the steering tube 1.3 the steering handle 1 a support shaft 8th arranged on which the steering shaft 2nd as well as the steering tube 1.3 are rotatably mounted (for example via plain bearings). The support shaft 8th is not with the operable parts 1.1 the steering handle 1 connected and never spins.

Wird nun ein autonomer Fahrmodus des Fahrzeuges erfasst, so ist es vorgesehen, dass der bedienbare Teil 1.1 der Lenkhandhabe 1 über das Gelenk 7.1 über eine Verschwenkbewegung D um eine Achse parallel zur Fahrzeugquerachse in eine eingeklappte Position in Richtung des Fahrzeugbodens gebracht wird. Eine solche eingeklappte Position ist in 6 aufgezeigt. Dabei wird die formschlüssige Verbindung 5.1 zwischen dem Lenkrohr 1.3 der Lenkhandhabe 1 und der Lenkwelle 2 gelöst. Damit wird die Lenkhandhabe 1 von dem oder den Fahrzeugrädern entkoppelt. Beispielsweise kann eine Entkoppelung bzw. ein Lösen des Formschlusses 5.1 zwischen der Lenkwelle 2 und dem Lenkrohr 1.3 durch ein axiales (entlang der Drehachse A) Verschieben der Lenkwelle 2 weg von dem Lenkrohr 1.3 Entlang einer eingezeichneten Translationsbewegung T erfolgen. Andersherum wird diese formschlüssige Verbindung 5.1 des Lenkrohrs 1.3 mit der Lenkwelle 2 durch eine axiale Verschiebung entlang der Drehachse A der Lenkwelle 2 hin entlang der eingezeichneten Translationsbewegung T zum Lenkrohr 1.3 wieder hergestellt werden, wenn sich das Fahrzeug in einem manuellen Fahrmodus befindet. Beispielsweise kann die Lenkwelle 2 dazu, wie in 5 und 6 gezeigt, teleskopartig ausgebildet sein.
Der genannte Formschluss 5.1 zwischen der Lenkwelle 2 und dem Lenkrohr 1.3 kann dabei durch ein Verriegelungselement im manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges gesichert werden, sodass sich die Lenkwelle 2 nicht gegenüber dem Lenkrohr 1.3 verdrehen kann und diese (im manuellen Fahrmodus des Fahrzeuges) fest miteinander verbunden sind.
Ferner ist es bevorzugt, das Lenkrohr 1.3 bzw. die Lenkhandhabe 1 axial auf der Stützwelle 8 zu fixieren, sodass sich diese insbesondere in einem autonomen Fahrmodus nicht von der Stützwelle 8 (axial) lösen kann.
Auch in dem Ausführungsbeispiel der 5 und 6 ist es möglich, dass die Schwenkbewegung D des bedienbaren Teils 1.1 der Lenkhandhabe 1 elektrisch bzw. manuell bzw. magnetisch bzw. mechanisch erfolgt.If an autonomous driving mode of the vehicle is now detected, it is provided that the operable part 1.1 the steering handle 1 about the joint 7.1 about a pivoting movement D about an axis parallel to the vehicle transverse axis in a folded position in the direction of the vehicle floor. Such a folded position is in 6 shown. The positive connection 5.1 between the steering tube 1.3 the steering handle 1 and the steering shaft 2nd solved. This will make the steering handle 1 decoupled from the vehicle wheel or wheels. For example, decoupling or releasing the positive connection 5.1 between the steering shaft 2nd and the steering tube 1.3 through an axial (along the axis of rotation A ) Move the steering shaft 2nd away from the steering tube 1.3 Along a drawn translation movement T respectively. This positive connection becomes the other way round 5.1 the steering tube 1.3 with the steering shaft 2nd by an axial displacement along the axis of rotation A the steering shaft 2nd towards the drawn translational movement T to the steering tube 1.3 be restored when the vehicle is in a manual driving mode. For example, the steering shaft 2nd as in 5 and 6 shown to be telescopic.
The aforementioned form fit 5.1 between the steering shaft 2nd and the steering tube 1.3 can be secured by a locking element in the manual driving mode of the vehicle, so that the steering shaft 2nd not opposite the steering tube 1.3 twist can and these (in the manual driving mode of the vehicle) are firmly connected.
It is further preferred the steering tube 1.3 or the steering handle 1 axially on the support shaft 8th to fix it so that it does not move off the support shaft, especially in an autonomous driving mode 8th can solve (axially).
Also in the embodiment of the 5 and 6 it is possible that the swivel movement D of the operable part 1.1 the steering handle 1 electrically or manually or magnetically or mechanically.

Diese Erfindung ermöglicht, dass jederzeit während der Fahrt des Fahrzeuges ein Fahrmoduswechsel (insbesondere von einem autonomen in einen manuellen Fahrmodus) erfolgen kann und dennoch das Lenksystem bzw. die Lenkhandhabe während der autonomen Fahrt für den Fahrzeuginsassen auf eine weniger störende Position im Fahrzeug gebracht wird.This invention enables a change of driving mode (in particular from an autonomous to a manual driving mode) to take place at any time while the vehicle is traveling, and yet the steering system or the steering handle is brought to a less disturbing position in the vehicle for the vehicle occupant during autonomous driving.

BezugszeichenlisteReference list

11: LenkhandhabeSteering handle
1.11.1: bedienbare Lenkhandhabeoperable steering handle
1.31.3: Lenkrohr 3Steering tube 3
22nd: LenkwelleSteering shaft
33rd: LenkrohrSteering tube
44th: MantelrohrCasing pipe
55: FormschlussPositive locking
5.15.1: ZentrierelementCentering element
5.25.2: FührungselementGuide element
5151: formschlüssige Verbindungpositive-locking connection
66: FormschlussPositive locking
77: Gelenkjoint
7.17.1: Gelenkjoint
88th: StützwelleSupport shaft
AA: DrehachseAxis of rotation
DD: VerschwenkbewegungPivoting movement
TT: TranslationsbewegungTranslation movement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 1916652 [0001]
DE 102016210622 A1 [0001, 0005]
DE 3937644 A1 [0001]
DE 10259684 A1 [0002]

Claims

Steering system of a vehicle, the vehicle being operable in a manual as well as in an autonomous driving mode and comprising at least one steerable vehicle wheel, comprising • a steering handle (1) which is used to manually actuate a steering movement in a manual driving mode of the vehicle with the at least one vehicle wheel can be coupled mechanically and which can be pivoted about an axis parallel to a vehicle transverse axis and • a steering shaft (2) which can be rotated about an axis of rotation (A), which can be coupled to the steering handle (1) and by means of which a rotary movement of the steering handle (1) in one Manual driving mode in a rotational movement (D) of the steering handle (1) can be mechanically transferred to the vehicle wheel, characterized in that the steering handle (1) is positively connected to the steering shaft (2) in a manual driving mode of the vehicle, and wherein the steering handle (1) is pivoted about an axis parallel to the vehicle transverse axis in an autonomous driving mode and from the steering shaft (2) is decoupled.

Steering system according to Claim 1 Comprising a steering tube (3) which can be coupled to the steering shaft (2) via the steering handle (1) and to which the steering handle (1) is pivotably connected.

Steering system according to Claim 1 or 2nd , wherein the steering handle (1) is fixedly connected to the vehicle body in an autonomous driving mode.

Steering system according to Claim 3 The steering handle (1) is connected in a form-fitting manner in an autonomous driving mode to a jacket tube (4) fixed to the vehicle.

Steering system according to Claim 4 , wherein the steering tube (3) and the casing tube (4) are arranged coaxially to the steering shaft (2).

Steering system according to one of the preceding claims, comprising an actuator for automatically executing the pivoting movement (D) of the steering handle (1) about the axis parallel to the vehicle transverse axis in the direction of a vehicle floor.

Steering system according to one of the preceding Claims 4 to 6 , In an autonomous driving mode of the vehicle, the casing tube (4) is displaced axially to the axis of rotation (A) of the steering shaft (2) facing away from the vehicle interior relative to the vehicle body.

Steering system according to one of the preceding claims, wherein the positive connection (5) between the steering shaft and the steering handle comprises a centering and guiding element (5.1, 5.2), whereby the positive connection (5) at an angle of rotation of the steering shaft (2) about the axis of rotation (A) can be produced.

Steering system according to Claim 8 , wherein the guide element (5.2) is a recess in the steering shaft (2) or in the steering handle (1) and the centering element (5.1) can be slid into the recess.

Method for operating a steering system, which according to one of the Claims 1 to 9 is formed, wherein when an autonomous driving mode of the vehicle is detected, the steering handle (1) is pivoted about an axis parallel to the vehicle transverse axis and is decoupled from the steering shaft (2).

Procedure according to Claim 10 , wherein the steering handle (1) is then positively connected to the vehicle.

Method according to one of the preceding claims, wherein when detecting a manual driving mode of the vehicle, the steering handle (1) is pivoted about an axis parallel to the vehicle transverse axis until it is positively connected to the steering shaft (2).

Procedure according to Claim 12 The centering element (5.1) is introduced into the guide element (5.2) in such a way that a positive connection (6) is established between the steering handle (1) and the steering shaft (2) at an angle of rotation of the steering shaft (2) around the axis of rotation (A) becomes.

Method according to one of the preceding claims, wherein the steering handle (1) is pivoted by an electrical and / or a mechanical and / or magnetic and / or a manual actuation.

Method according to one of the preceding claims, wherein the positive connection (5, 6) of the steering handle (1) with the steering shaft (2) and / or with the vehicle body is fixed by a locking mechanism.