Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges nach dem Anspruchs 1 , sowie ein Fahrzeug und eine Lenkhandhabe für ein Fahrzeug nach den nebengeordneten Ansprüchen 6 und 10. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die EP 3 429 906 B1 sowie die DE 10 2016 225452 A1 verwiesen.

Aus dem Stand der Technik sind viele Konzepte des hochautomatisierten Fah rens und der dafür zuständigen Fahrerassistenzsysteme bekannt. So sind bei spielsweise Fahrerassistenzsysteme bekannt, die den Fahrer bei der Fahrauf gabe unterstützen oder sogar solche, die es veranlassen, dass das Fahrzeug bestimme Fahraufgaben wie beispielsweise die Längsführung und/oder die Querführung eines Fahrzeuges komplett übernehmen. Dabei wird der Fahrer in sicherheitskritischen Situationen, in welchen die Assistenzfunktion der Fah rerassistenzsysteme nicht mehr ausreicht, vom Fahrerassistenzsystem dazu aufgefordert, die Fahrzeugführung selbst zu übernehmen. Diese Aufforderung wird als sogenannte Übernahmeaufforderung bezeichnet. Außerdem bleibt der Fahrer ständig in der Lage, auf Wunsch in die hochautomatisierte Aufgabe des Fahrerassistenzsystems einzugreifen und die Fahraufgabe damit manuell zu übernehmen. Je nach Fahraufgabe, welche das Fahrerassistenzsystem übernimmt, existieren unterschiedliche Übernahmekonzepte, also Wege bzw. Flandlungen, die der Fahrer ausübt, um zu signalisieren, dass er die jeweilige Fahraufgabe selbst übernehmen möchte und damit das Fahrerassistenzsys tem, welches die hochautomatisierte Fahraufgabe zu dem Zeitpunkt ausführt, zu deaktivieren. Bei hochautomatisierter Querführung sind Übernahmekon zepte durch Eingriffe in das Lenkrad, also eine Betätigung des Lenkrades durch den Fahrer bekannt. So ist beispielsweise aus der EP 3429 906 B1 ein Übernahmekonzept bekannt, wobei die Übernahme der Querführung durch den Fahrzeuginsassen erfolgt, wenn dieser einen bestimmten Bereich der Lenkhandhabe berührt. Dabei ist das Lenkrad in explizite Bereiche aufgeteilt, wobei nur Berührung bestimmter Bereiche eine Übernahme der Querführung durch den Fahrzeuginsassen erfolgt. Hierdurch kann unwillkürliche eine Über nahme von der autonomen Querführung in die manuelle Querführung durch den Fahrer, beispielsweise durch leichte Berührung oder unbeabsichtigte Ver drehung des Lenkrades, beispielsweise durch das Anlehnen des Knies des Fahrers am Lenkrad, verhindert werden.

Mit dem Konzept des genannten autonomen bzw. hochautomatisierten Fah rens hat sich insbesondere hinsichtlich der Möglichkeiten der Raumnutzung innerhalb des Fahrzeuginnenraums neue und andere geometrische Gestal tungen ergeben. Eine herkömmlich und ursprünglich als kreisrundes Lenkrad bekannte Lenkhandhabe wird mehr und mehr von kleineren, raumsparenden und ergonomischen Lenkhandhabe-Konzepten ersetzt. Aus der DE 10 2016 225452 A1 ist beispielsweise eine solche Lenkhandhabe be kannt, welche keine kreisrunde Form besitzt. Der herkömmliche Lenkkranz wird dabei durch zwei Lenkelemente ersetzt, welche als Handgriff fungieren. Die Griffe sind zueinander und an den Lenkwinkel gekoppelt, sodass sich diese immer synchron bewegen. Durch Bewegen der Griffe wird eine Lenkbe wegung um die Mittelachse eingeleitet. Derartige Lenkhandhabekonzepte, welche eben nicht kreisrund ausgebildet sind, sind üblicherweise in einer Null-Stellung, also im nicht eingelenktem Zu stand derart ausgebildet, dass ein Fahrzeuginsasse mehr Beinfreiraum be sitzt, da der herkömmliche kreisbogenförmige Lenkradabschnitt an der unte ren Lenkradhälfte nicht mehr angeordnet ist. Der Fahrer kann diesen Raum während der Geradeausfahrt für seine Beine nutzen. Dieser Freiraum wird je doch zum Beispiel bei Kurvenfahrten, wenn die Lenkhandhabe um deren Drehachse verdreht wird, von der Lenkhandhabe in Anspruch genommen. Be finden sich dann in einer solchen Kurvenfahrt noch immer die Beine des Fah rers innerhalb dieses Freiraums, so kann es zu Komforteinbußen oder Konflik ten kommen, da durch den Lenkeinschlag die Lenkhandhabe diesen Raum beansprucht. Beispielsweise kann es dann zu einer ungewollten bzw. unbe absichtigten Übernahme von einem autonomen in einem manuellen Fahrmo dus kommen, obwohl der Fahrzeuginsasse nicht auf eine manuelle Fahrzeug führung vorbereitet ist.

Durch Drehung der Lenkhandhabe in den Bereits besetzten Freiraum, wird unter Umständen die Drehbewegung der Lenkhandhabe behindert, was zu beispielsweise zu einer unangenehmer Kollision der Lenkhandhabe mit einem Körperteil des Fahrzeuginsassen kommen kann.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeu ges aufzuzeigen, bei welchem oben genannten Nachteile verhindert werden können.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens und einer Lenkhandhabe nach den neben geordneten Ansprüchen 6 und 10. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche. Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug in einem Fahrmodus mit einer autonomen Querführung und in einem Fahrmodus mit einer manuellen Querführung betreibbar ist.

Während einer autonomen Querführung berührt der Fahrzeugfahrer bzw. der Fahrzeuginsasse eine Lenkhandhabe nicht und das Fahrzeug übernimmt die Lenkaufgabe vollständig.

Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Lenkhandhabe, während einer solchen autonomen Querführung durch das Fahrzeug, mit den gelenkten Fahrzeugrädern derart gekoppelt ist, dass die Lenkhandhabe eine tatsächliche Drehung um deren Drehachse durchführt, wenn das Fahrzeug gelenkt wird. Bei manueller Querführung ist es Aufgabe des Fahrzeugfahrers bzw. eines Fahrzeuginsassen, die Lenkhandhabe zu bedienen und damit das Fahrzeug zu lenken.

Wie bereits genannt, umfasst das Fahrzeug eine Lenkhandhabe. Diese Lenk handhabe umfasst dabei eine Lenkhandhabereichweite. Unter einer solchen Lenkhandhabereichweite wird im Sinne dieser Erfindung ein dreidimensiona ler Raum beschrieben, welcher durch mehrere die Lenkhandhabengeometrie bei einer 360° Drehung der Lenkhandhabe um deren Lenkachse durchlaufe nen Kreisbahnen gebildet wird. Wird also die Lenkhandhabe um deren Lenk achse um 360° gedreht (eine volle Umdrehung), so durchläuft die Lenkhand habengeometrie eine virtuelle kreissymmetrische Bahn, welcher virtueller Auf spann dieser Bahn dann wiederrum den genannten Raum bildet, der die Lenk handhabenreichweite darstellt. Der Raum ist demnach zumindest so groß aus gebildet, wie die Lenkhandhabe selbst. Der Raum ist demnach mindestens derart in dessen Abmessungen gewählt, dass zumindest ein Teil der Lenk handhabe in einer Bestimmten eingedrehten Position bzw. bei einem bestimm ten Lenkhandhabe-Drehwinkel diesen Raum einnimmt.

Besonders bevorzugt ist dieser Raum bzw. die Lenkhandhabereichweite dabei sogar etwas größer gewählt, sodass neben der Lenkhandhabe selbst noch mehr Raum, nämlich ein sogenannter Toleranzbereich vorhanden ist. Die To leranz ist insbesondere hilfreich, um gegen Erschütterungen robust ausgestal tet zu sein und um sicherzustellen, dass die Hände des Fahrzeuginsassen zu jederzeit und bei jedem Lenkwinkel die Lenkhandhabe greifen können.

Ferner ist in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Lenkhandhabe nicht kreisrund ausgebildet. Ist die Lenkhandhabe in deren geometrischer Form also nicht mehr kreisrund ausgebildet, sondern beispielsweise in Form eines schmalen Rechtecks, in einer ovalen Form oder in Form eines Streifens oder dergleichen, so wird, je nach Drehwinkel der Lenkhandhabe, diese Lenk handhabereichweite in keiner Verdrehsituation vollkommen von der Lenk handhabe eingenommen sein. Jener Teil des Raumes, welcher in der be stimmten Verdrehsituation der Lenkhandhabe gerade nicht von der Lenkhand habe selbst eingenommen ist, stellt dabei einen Freiraum dar, welcher nahtlos in den Fahrzeuginnenraum übergeht.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Lenkhandhabe derart ausgebildet, dass der genannte Freiraum während einer Lenkhandhaben-Null- stellung, also bei einer nicht verdrehten Lenkhandhabe, welche beispielsweise während einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges eingestellt ist, einen zusätzli chen Raum für die Beine bzw. den Unterkörper eines auf dem Fahrersitz be findlichen Fahrzeuginsassen darstellt.

In einer Ausgangsposition für das vorgeschlagene Verfahren befindet sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus mit einer autonomen Querführung. Das Fahr zeug bzw. ein geeignetes Fahrerassistenzsystem des Fahrzeuges übernimmt dabei die Fahrzeugquerführung. Der Fahrer bzw. ein Fahrzeuginsasse hat die Hände dabei nicht an der Lenkhandhabe. Bevorzugt befindet sich das Fahr zeug ferner im Betrieb, also während der Fahrt. Wird in einem solchen autonomen Querführungs-Fahrmodus des Fahrzeuges nun erfasst, dass der oben beschriebene Freiraum der Lenkhandhabereich weite durch einen Gegenstand oder ein Körperteil des Fahrzeuginsassen zu mindest teilweise besetzt bzw. eingenommen ist und/oder wenn ein vorgege bener Abstand zu diesem Freiraum durch einen Gegenstand oder ein Körper teil des Fahrzeuginsassen unterschritten wird, so wird dies einem Fahrzeugin sassen signalisiert.

Befindet sich beispielsweise ein Knie eines Fahrers während einer Gerade ausfahrt des Fahrzeuges in dem Freiraum der Lenkhandhabereichweite, also in dem Raum der Lenkhandhabereichweite, welcher in dieser bestimmten Lenksituation gerade nicht von die Lenkhandhabe besetzt ist, so ist es vorge sehen, dass eine Warnung bzw. eine Signalisierung an den Fahrzeuginsassen erfolgt.

Durch eine entsprechende Warnung kann dem Fahrzeuginsassen signalisiert werden, dass sich ein Gegenstand bzw. ein Körperteil des Fahrzeuginsassen in den Freiraum eingreift bzw. den genannten Abstand zu dem Freiraum un terschreitet. Dadurch kann der Fahrzeuginsasse den Gegenstand oder das Körperteil aus dem Freiraum entfernen. Eine mögliche ungewollte zukünftige Kollision des Gegenstandes oder des Körperteils mit einer sich in den Frei raum drehenden Lenkhandhabe kann vorteilhaft vermieden werden, wenn der Fahrzeuginsasse aufgrund der Signalisierung den Gegenstand entfernt bzw. den Körperteil aus dem Freiraum bewegt.

Eine solche Warnung bzw. Signalisierung an einen Fahrzeuginsassen kann beispielsweise über ein akustisches und/oder ein visuellen und/oder ein hap tisches Signal erfolgen. Besonders bevorzugt wird dieses Signal redundant ausgebildet, sodass bei Ausfall eines Signalweges ein anderer Signalweg ein gestellt wird.

Beispielsweise kann eine visuelle Rückmeldung bzw. Signalisierung in einem Fahrzeug-Kombiinstrument bzw. in einem Head-Up-display (kurz HUD) oder in anderen verfügbaren Anzeigeelementen erfolgen. Dabei kann diese visuelle Rückmeldung beispielsweise in Form eines stati schen Icons, als Text (beispielsweise mit dem Text „Bitte Knie/Gegenstand aus dem Lenkbereich nehmen“), als handlungsanweisende Animation oder ähnlichem erfolgen. Eine solche handlungsanweisende Animation kann bei spielsweise durch das Vormachen einer Umpositionierung des störenden Ge genstandes oder des Körperteils des Fahrzeuginsassen realisiert werden.

Bei einer akustischen Signalisierung könnte beispielsweise ein Warnton oder eine Sprachausgabe zur Handlungsanweisung erfolgen.

Als haptisches Signal bzw. Warnung könnte beispielsweise ein oder mehrere Fahrzeuginterieurteile, wie z.B. ein Fahrzeugsitz oder eine Pedalerie oder die Lenkhandhabe selbst vibrieren.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die genannten Verfah rensschritte in einem vorgegebenen Zeitintervall wiederholt durchgeführt. Wird dabei erkannt, dass anschließend an eine oben beschriebene erfolgte Signa lisierung bzw. Warnung, keine Entfernung des Gegenstandes bzw. des Insas senkörperteils erfolgt ist, so können beispielsweise durch eine Steuereinheit weitere Maßnahmen eingeleitet werden. Unter anderem ist es möglich, dass nach einer solchen (unerfolgreichen) Warnung der Fahrzeuginsasse zur ma nuellen Fahrzeugführung, insbesondere zur manuellen Querführung des Fahr zeuges und/oder Längsführung des Fahrzeuges aufgefordert wird.

Ferner ist es möglich die Situation weiter zu eskalieren, indem direkt nach ei ner unerfolgreichen Signalisierung oder nach einer unerfolgreichen Aufforde rung zur Übernahme der Fahrzeugführung, das Fahrzeug in den Stillstand ge bracht wird.

Der Eingriff in den genannten Freiraum bzw. die Abstandsunterschreitung zu dem Freiraum wird dabei durch zumindest eine Sensoreinheit erfasst. Die An- schließende Signalausgabe sowie eine mögliche spätere Übernahmeauffor derung bzw. Stillstandsversetzung des Fahrzeuges erfolgt dabei bevorzugt durch eine oder mehrere zusammenwirkende Steuereinheiten.

Die Sensoreinheit kann dabei zumindest ein optischer Sensor bzw. zumindest ein Ultraschallsensor bzw. zumindest ein Kapazitiver Sensor bzw. zumindest ein Radarsensor bzw. zumindest ein Lidarsensor darstellen.

Aufgrund teilweise schwierigen Lichtverhältnissen im zu überwachenden Be reich, ist es im Fall von optischen Sensoren bevorzugt entsprechend licht starke Kameras, wie beispielsweise Infrarot-Kameras oder eine Zusatzbe leuchtung (evtl auch im UV-Bereich) zu verwenden.

Als optischer Sensor könnte beispielsweise eine oder mehrere Innenraumka mera bzw. -Kameras Verwendung finden. Dabei können bereits im Fahrzeug vorhandene Sensoreinheiten und insbesondere eine Innenraumkamera ver wendet werden. Eine derartige Kamera kann beispielsweise in der Decke des Fahrzeuginnenraums bzw. im Fahrzeugdach angeordnet sein.

Daneben kann eine solche Sensoreinheit im Fußraum bzw. direkt unterhalb der Lenkhandhabe in einem Fußraumbereich des Fahrzeuginsassen, insbe sondere unter einer Lenksäulenverkleidung angeordnet sein.

Das vorgeschlagene Verfahren, das vorgeschlagene Fahrzeug zur Durchfüh rung des Verfahrens und die vorgeschlagene Lenkhandhabe für ein solches Fahrzeug ermöglichen die Vermeidung von Komforteinbußen für einen Fahr zeuginsassen während einer autonomen Querführung des Fahrzeuges. Fer ner können in vorteilhafter weise Konfliktsituationen aufgelöst werden und un angenehme und unerwünschte Situationen vermieden werden.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merk- male jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinatio nen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel wei ter erläutert. In der einzigen Figur ist dabei eine Lenkhandhabe 1 im eingebau ten Zustand in einem nicht eingezeichneten Fahrzeug schematisch in einer Vorderansicht dargestellt. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche nä her beschriebenen Merkmale sein.

Das Fahrzeug, das mit der gezeigten Lenkhandhabe 1 gelenkt werden kann, ist sowohl in einem manuellen Fahrmodus, als auch in einem autonomen Fahr modus betreibbar. Bei einem manuellen Fahrmodus erfolgt die Querführung des Fahrzeuges, also das Lenken des Fahrzeuges, über eine Bedienung der Lenkhandhabe 1 bzw. über eine Drehung der Lenkhandhabe um die Lenk achse L. In einem autonomen Fahrmodus des Fahrzeuges übernimmt das Fahrzeug bzw. ein Fahrerassistenzsystem die Querführung des Fahrzeuges. In einem solchen autonomen Fahrmodus ist es in diesem konkreten Beispiel vorgesehen, dass die Lenkhandhabe 1 derart mit den gelenkten Fahrzeugrä dern gekoppelt ist, dass die Lenkhandhabe 1 synchron zum tatsächlichen Lenkwinkel der Räder, ebenfalls mitgedreht wird.

Die Lenkhandhabe ist in diesem Fall, nicht wie herkömmlich bekannte Lenk handhaben kreisrund, sondern in Form eines schmalen zumindest annähernd ovalen Konstrukts ausgebildet. Die in der Figur dargestellte Position der ein das Fahrzeug eingebauten Lenkhandhabe 1 gegenüber der Lenkachse L stellt die Null-Stellung bzw. Neutralstellung der Lenkhandhabe 1 dar, in welcher die Räder des Fahrzeuges keinen Lenkeinschlag erfahren. In dieser Null-Stellung der Lenkhandhabe 1 im eingebauten Zustand im Fahrzeug befindet sich das Fahrzeug demnach in einer geradeaus Fahrt. Ebenfalls ist in der Figur die Lenkhandhabereichweite 2 in Form einer ersten gestrichelten Linie zu erkennen. Diese Lenkhandhabereichweite 2 stellt einen, in diesem Falle kreisschreibenförmigen, Raum dar, welcher durch eine, von der Lenkhandhabengeometrie 1 bei einer 360° Drehung der Lenkhandhabe 1 um deren Lenkachse L durchlaufene, virtuelle äußerste Drehbahn gebildet wird.

Wird also die Lenkhandhabe 1 um deren Lenkachse L verdreht, so benötigt diese, je nach Drehwinkel zumindest immer einen Teil des genannten Raumes bzw. der Lenkhandhabenreichweite 2. Da die Lenkhandhabe 1 aber nicht der Lenkhandhabenreichweite 2 entsprechend kreisrund und diese nicht vollkom men einnehmend ausgebildet ist, ist zu jeder Zeit ein Freiraum innerhalb der Lenkhandhabenreichweite 2 vorhanden. Im Falle einer Neutralstellung der Lenkhandhabe 1 , wie sie in der Figur dargestellt ist, ist ein unterer 4 und ein oberer Teil 5 der Lenkhandhabenreichweite 2 als Freiraum ausgebildet.

Im eingebauten Zustand der Lenkhandhabe 1 befinden sich, bei Neutralstel lung der Lenkhandhabe 1 , die Beine eines Fahrzeuginsassen, welcher sich auf einem Fahrersitz befindet, unterhalb der Lenkhandhabe 1 . Dabei kann es Vorkommen dass während einer autonomen Querführung des Fahrzeuges die ser Fahrzeuginsasse seine Beine in diesem Fall im unteren Freiraum 4 der Lenkhandhabenreichweite 2 angeordnet hat.

Falls sich nun die Lenkhandhabenposition während der Fahrt mit der autono men Querführung ändert und die Lenkhandhabe 1 sich beispielsweise um de ren Lenkachse L nach links oder rechts verdreht, kann es passieren, dass die im unteren Freiraum 4 platzierten Beine des Fahrzeuginsassen mit einem Teil der Lenkhandhabe 1 unbeabsichtigt kollidieren.

Im Falle einer solchen Kollision kann es zu Diskomfort oder beunruhigenden Fahrsituationen kommen.

Um eine solche Kollision zu vermeiden, ist es deswegen vorgesehen, dass ein solcher Eingriff in bzw. eine solche Belegung des Freiraums 4, 5 der Lenk handhabe, beispielsweise durch die Beine eines Fahrzeuginsassen, während einer Fahrt mit einer autonomen Querführung detektiert wird. Diese Detektion kann auf bereits beschriebene Weise, beispielsweise über geeignete Kame rasysteme oder andere Sensoren erfolgen. Im Falle einer solchen Detektion ist es dann vorgesehen, dass der Fahrzeuginsasse auf eine ebenfalls be schriebene Weise gewarnt wird bzw. aufgefordert wird die Beine oder den stö renden Gegenstand aus dem Freiraum zu entfernen.

In diesem Falle ist die Lenkhandhabereichweite 2 ferner mittels einem Tole ranzbereich 3 (ebenfalls mit einer gestrichelten Linie dargestellt) versehen. So mit wird ein Fahrzeuginsasse in diesem Falle bereits gewarnt, wenn ein Ge genstand oderein Körperteil des Fahrzeuginsassen einen bestimmen Abstand zum Toleranzbereich 3 unterschreitet bzw. wenn ein Eingriff in den Toleranz bereich 3 erfolgt.