DE102013011547B4 - Rotation transmission device - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Rotationsübertragung von einer Antriebswelle (2, 10, 27) auf eine Abtriebswelle (22, 28), umfassend eine mit der Antriebswelle (2, 10, 27) gekoppelte Antriebselektromaschine (3, 13, 29), eine mit der Abtriebswelle (22,28) gekoppelte Abtriebselektromaschine (6, 18, 30), eine Bestromungseinrichtung (31) und eine Steuereinrichtung (4, 17, 30) zur Steuerung der Bestromungseinrichtung (31), wobei die Vorrichtung wenigstens einen ersten Bestromungspfad zur Bestromung der Abtriebselektromaschine (6, 18, 30) durch die Bestromungseinrichtung (31) und wenigstens einen zweiten Bestromungspfad zur Bestromung der Abtriebselektromaschine (6, 18, 30) durch die Antriebselektromaschine (3, 13, 29) aufweist, wobei der zweite Bestromungspfad durch eine Schaltvorrichtung trennbar ist und wobei in jedem Schaltzustand der Schaltvorrichtung wenigstens einer der beiden Bestromungspfade verbunden ist, und wobei- einerseits der erste Bestromungspfad durch die Schaltvorrichtung trennbar ist, und/oder- andererseits die Vorrichtung einen Abtriebssensor (24, 40) zur Erfassung der Drehung der Abtriebswelle (22, 28) umfasst, wobei die Bestromungseinrichtung (31) durch die Steuereinrichtung (4, 16, 30) zur Bestromung der Antriebselektromaschine (3, 13, 29) über einen dritten Bestromungspfad in Abhängigkeit der Abtriebssensordaten des Abtriebssensors (24, 40) steuerbar ist, wobei in wenigstens einem der Schaltzustände der Schaltvorrichtung der dritte Bestromungspfad getrennt ist und der zweite Bestromungspfad verbunden ist.Device for transmitting rotation from a drive shaft (2, 10, 27) to an output shaft (22, 28), comprising a drive electric machine (3, 13, 29) coupled to the drive shaft (2, 10, 27), and one to the output shaft (22 , 28) coupled output electric machine (6, 18, 30), an energization device (31) and a control device (4, 17, 30) for controlling the energization device (31), the device having at least one first energization path for energizing the output electric machine (6, 18, 30) through the energization device (31) and at least one second energization path for energizing the output electric machine (6, 18, 30) through the drive electric machine (3, 13, 29), the second energization path being separable by a switching device and wherein in At least one of the two current supply paths is connected to each switching state of the switching device, and wherein - on the one hand, the first current supply path can be separated by the switching device, and / or - on the other hand, the device has an output sensor (24, 40) for detecting the rotation of the output shaft (22, 28) comprises, wherein the energization device (31) can be controlled by the control device (4, 16, 30) for energizing the drive electric machine (3, 13, 29) via a third energization path depending on the output sensor data of the output sensor (24, 40), in at least one of the switching states of the switching device, the third current supply path is separated and the second current supply path is connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rotationsübertragung von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle, umfassend eine mit der Antriebswelle gekoppelte Antriebselektromaschine, eine mit der Abtriebswelle gekoppelte Abtriebselektromaschine, eine Bestromungseinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bestromungseinrichtung.The invention relates to a device for transmitting rotation from a drive shaft to an output shaft, comprising a drive electric machine coupled to the drive shaft, an output electric machine coupled to the output shaft, an energization device and a control device for controlling the energization device.

In einer Vielzahl technischer Anwendungsfälle ist eine Übertragung einer Rotation von einem Ort an einen zweiten Ort notwendig. Im einfachsten Fall kann eine solche Übertragung mechanisch über rotierende Wellen, Getriebe und Ähnliches erfolgen. Häufig ist es jedoch gewünscht, dass die Komponenten, zwischen denen Rotationen übertragen werden sollen, frei platzierbar sind und dass eine Übertragung der Rotation relativ einfach und platzsparend möglich ist. Zudem ist es häufig gewünscht, Rotationen durch einen zusätzlichen Leistungseintrag zu verstärken oder Ähnliches. Es kann beispielsweise gewünscht sein, eine Rotation auf einer Seite des Übertragungspfades durch einen Sensor zu erfassen und auf der anderen Seite des Übertragungspfades einen Aktor anzusteuern, der eine entsprechende Rotation durchführt. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn große Ausgangsdrehmomente aus relativ kleinen Eingangsdrehmomenten erzeugt werden sollen oder Ähnliches.In a variety of technical applications it is necessary to transfer a rotation from one location to a second location. In the simplest case, such a transmission can take place mechanically via rotating shafts, gears and the like. However, it is often desired that the components between which rotations are to be transferred can be freely placed and that the rotation can be transferred relatively easily and in a space-saving manner. In addition, it is often desired to increase rotations by adding additional power or something similar. For example, it may be desirable to detect a rotation on one side of the transmission path using a sensor and to control an actuator on the other side of the transmission path that carries out a corresponding rotation. This is advantageous, for example, if large output torques are to be generated from relatively small input torques or something similar.

Ein typischer Anwendungsfall für eine solche Vorrichtung zur Rotationsübertragung ist ein Steer-by-wire-System in einem Kraftfahrzeug. Steer-by-wire-Systeme in Kraftfahrzeugen sind gegenüber üblichen Lenkgestängen vorteilhaft, da die Aktoren zur Übertragung von Lenkleistung auf die Räder in diesem Fall frei platzierbar sind und durch den Verzicht auf ein klassisches Lenkgestänge ein wesentlich geringerer Bauraumverbrauch erreicht wird. Zudem kann das Verletzungsrisiko des Fahrers erheblich gesenkt werden, da die Vorderachse von der Lenkhabhabe mechanisch entkoppelt ist.A typical application for such a rotation transmission device is a steer-by-wire system in a motor vehicle. Steer-by-wire systems in motor vehicles are advantageous over conventional steering linkages because in this case the actuators for transmitting steering power to the wheels can be freely positioned and, by dispensing with a classic steering linkage, a significantly lower space consumption is achieved. In addition, the risk of injury to the driver can be significantly reduced because the front axle is mechanically decoupled from the steering handle.

Beispielsweise kann eine Vorrichtung zur Rotationsübertragung genutzt werden, bei der ein Sensor die Rotation einer mit dem Lenkrad gekoppelten Antriebswelle erfasst und in Abhängigkeit der erfassten Drehinformationen Aktoren im Bereich der Räder angesteuert werden. Häufig ist es gewünscht, dass dem Fahrer haptische Rückkoppelinformationen über Kräfte auf die Räder gegeben werden. Daher ist es bei Steer-by-wire-Systemen auch üblich, einen Motor oder Ähnliches im Bereich des Lenkrades anzuordnen, der in Abhängigkeit der Bewegungen der Räder gesteuert wird.For example, a device for rotation transmission can be used, in which a sensor detects the rotation of a drive shaft coupled to the steering wheel and actuators in the area of the wheels are controlled depending on the detected rotation information. It is often desirable for the driver to be given haptic feedback information about forces on the wheels. Therefore, with steer-by-wire systems it is also common to arrange a motor or something similar in the area of the steering wheel, which is controlled depending on the movements of the wheels.

Nachteilig an einer solchen elektrischen Rotationsübertragung ist es, dass bei einem Ausfall der Fahrzeugelektrik oder ähnlichen Fehlern keine weitere Lenkung des Kraftfahrzeugs möglich ist. Daher muss in Kraftfahrzeugen, die eine Steer-by-wire-Steuerung aufweisen, ein Rückfallsystem vorgesehen sein, das weiterhin eine Steuerung des Kraftfahrzeugs, also eine Übertragung von Rotationen erlaubt, wenn Teile des Systems, insbesondere die Stromversorgung ausfallen. Auch in einer Vielzahl von weiteren Anwendungsgebieten von Vorrichtungen zur Rotationsübertragung ist es wesentlich, dass eine Rotationsübertragung weiterhin möglich ist, wenn Teile des Systems ausfallen.The disadvantage of such an electrical rotation transmission is that no further steering of the motor vehicle is possible in the event of a failure of the vehicle's electrical system or similar errors. Therefore, in motor vehicles that have steer-by-wire control, a fallback system must be provided which continues to allow control of the motor vehicle, i.e. transmission of rotations, if parts of the system, in particular the power supply, fail. In a variety of other areas of application of devices for rotation transmission, it is also essential that rotation transmission is still possible if parts of the system fail.

Andererseits kann es bei Vorrichtungen zur Rotationsübertragung auch gewünscht sein, unabhängig von Sensoren eine direkte Rückkopplung von Drehmomenten an einer Abtriebsachse auf die Antriebsachse zu ermöglichen. Dabei ist es möglich, dass eine zusätzliche Kraftunterstützung genutzt wird, dies kann aber auch nicht gewünscht sein.On the other hand, in devices for rotation transmission, it may also be desirable to enable direct feedback of torques on an output axle to the drive axle, independent of sensors. It is possible that additional strength support is used, but this may not be desired.

Zur Rotationsübertragung werden daher eine Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungen genutzt, die teilweise Rotationsbewegungen direkt koppeln, beispielsweise durch eine mechanische oder hydraulische Übertragung der Rotation, teilweise eine direkte Kopplung über Zusatzmotoren oder Ähnliches unterstützen, wie insbesondere von Servolenkungen bekannt, und teilweise eine Rotationsübertragung aufgrund von Sensordaten und einer Aktorensteuerung in Abhängigkeit der Sensordaten erreichen. In vielen Anwendungsfällen, wie insbesondere bei den oben genannten Steer-by-wire-Systemen, kann es notwendig sein, mehrere Vorrichtungen zur Rotationsübertragung zu nutzen um die Vorteile der verschiedenen Arten der Rotationsübertragung vereinen zu können.A large number of different devices are therefore used for rotation transmission, some of which directly couple rotational movements, for example through a mechanical or hydraulic transmission of the rotation, some of which support a direct coupling via additional motors or the like, as is known in particular from power steering systems, and some of which support a rotation transmission based on sensor data and an actuator control depending on the sensor data. In many applications, such as in particular the above-mentioned steer-by-wire systems, it may be necessary to use several devices for rotation transmission in order to be able to combine the advantages of the different types of rotation transmission.

Die Druckschrift DE 10 2007 037 396 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung von X-by-Wire Systemen. Es werden wenigstens zwei gleichartige elektrische Maschinen für das jeweilige X-by-Wire-System genutzt, wodurch eine Mindestenergieversorgung bei Bordnetzausfall sichergestellt wird. Ein Kopplungspfad koppelt eine dem Lenkrad zugeordnete elektrische Maschine über einen Bordnetzwächter mit einer weiteren elektrischen Maschine, die der zu lenkenden Achse zugeordnet ist. Wird ein Ausfall des Bordnetzes ermittelt, so wird der Bordnetzwächter geschaltet und somit die elektrischen Maschinen direkt miteinander gekoppelt, womit die jeweilige elektrische Maschine jeweils der Drehung der anderen elektrischen Maschine folgt.The publication DE 10 2007 037 396 A1 relates to a device for supplying energy to X-by-Wire systems. At least two similar electrical machines are used for the respective X-by-Wire system, which ensures a minimum energy supply in the event of an on-board power failure. A coupling path couples an electrical machine assigned to the steering wheel via an on-board electrical system monitor to another electrical machine that is assigned to the axle to be steered. If a failure of the on-board electrical system is detected, the on-board electrical system monitor is switched and the electrical machines are thus directly coupled to one another, so that the respective electrical machine follows the rotation of the other electrical machine.

Die Druckschrift JP 2005-178 613 A offenbart ein Steer-by-Wire-System, bei dem eine dem Lenkrad zugeordnete Elektromaschine über einen Schalter direkt mit einer der gesteuerten Achse zugeordneten Elektromaschine koppelbar ist.The publication JP 2005-178 613 A discloses a steer-by-wire system in which an electric machine assigned to the steering wheel can be coupled directly to an electric machine assigned to the controlled axle via a switch.

Die Druckschrift DE 603 06 463 T2 betrifft ein Lenksteuerungssystem für ein Fahrzeug, wobei eine mit dem Lenkrad gekoppelte Lenkradwelle mechanisch von einer Fahrzeugradlenkwelle getrennt ist. Ein Betätigungsglied dreht die Fahrzeugradlenkwelle in Abhängigkeit eines Betätigungswinkels des Lenkrads.The publication DE 603 06 463 T2 relates to a steering control system for a vehicle, wherein a steering wheel shaft coupled to the steering wheel is mechanically separated from a vehicle wheel steering shaft. An actuator rotates the vehicle wheel steering shaft depending on an operating angle of the steering wheel.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Vorrichtung zur Rotationsübertragung anzugeben, die die Vorteile verschiedener Kopplungsmöglichkeiten vereint.The invention is therefore based on the object of specifying an improved device for rotation transmission which combines the advantages of various coupling options.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wenigstens einen ersten Bestromungspfad zur Bestromung der Abtriebselektromaschine durch die Bestromungseinrichtung und wenigstens einen zweiten Bestromungspfad zur Bestromung der Abtriebselektromaschine durch die Antriebselektromaschine aufweist, wobei der zweite Bestromungspfad durch eine Schaltvorrichtung trennbar ist und wobei in jedem Schaltzustand der Schaltvorrichtung wenigstens einer der beiden Bestromungspfade verbunden ist, und wobei

  • - einerseits der erste Bestromungspfad durch die Schaltvorrichtung trennbar ist, und/oder
  • - andererseits die Vorrichtung einen Abtriebssensor zur Erfassung der Drehung der Abtriebswelle umfasst, wobei die Bestromungseinrichtung durch die Steuereinrichtung zur Bestromung der Antriebselektromaschine über einen dritten Bestromungspfad in Abhängigkeit der Abtriebssensordaten des Abtriebssensors steuerbar ist, wobei in wenigstens einem der Schaltzustände der Schaltvorrichtung der dritte Bestromungspfad getrennt ist und der zweite Bestromungspfad verbunden ist.
The object is achieved according to the invention in that a device of the type mentioned at the beginning has at least a first current supply path for energizing the driven electric machine through the energization device and at least one second energization path for energizing the driven electric machine through the drive electric machine, the second energization path being separable by a switching device and wherein in each switching state of the switching device at least one of the two current supply paths is connected, and where
  • - on the one hand, the first current supply path can be separated by the switching device, and/or
  • - On the other hand, the device comprises an output sensor for detecting the rotation of the output shaft, wherein the energization device can be controlled by the control device for energizing the drive electric machine via a third energization path depending on the output sensor data of the output sensor, the third energization path being separated in at least one of the switching states of the switching device and the second current supply path is connected.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass bei Vorrichtungen zur Rotationsübertragung sowohl auf Antriebseite als auch auf Abtriebsseite eine Elektromaschine vorgesehen ist und dass mindestens zwei Bestromungspfade vorgesehen sind, wobei einer der Bestromungspfade eine Bestromung der Abtriebselektromaschine durch eine Bestromungseinrichtung, und damit durch eine Steuerungseinrichtung gesteuert, und der andere der Bestromungspfade eine Bestromung direkt mit dem durch die Antriebselektromaschine erzeugten Strom ermöglicht. Erfolgt die Bestromung der Abtriebselektromaschine durch die Bestromungseinrichtung, so kann eine Steuerung insbesondere dadurch erfolgen, dass ein an der Antriebswelle angeordneter Sensor Rotationsdaten der Antriebswelle erfasst, diese durch die Steuereinrichtung ausgelesen werden und die Bestromungseinrichtung derart durch die Steuereinrichtung gesteuert wird, dass eine Bestromung der Abtriebselektromaschine erfolgt, die zu einer Drehbewegung der Abtriebswelle führt, die über eine vorgegebene Übersetzung mit der Rotation der Antriebswelle verknüpft ist. Zudem kann die Steuereinrichtung beispielsweise einen Sensor an der Abtriebswelle auswerten, um die Rotation der Abtriebswelle zu erfassen. Diese zusätzlichen Daten können genutzt werden, um einen Regelkreis zu bilden und damit eine Rotation der Abtriebswelle zu erreichen, die nahezu unabhängig von Kräften auf die Abtriebswelle die Bewegung der Antriebswelle wiedergibt. Die Rotationsinformationen der Abtriebswelle können aber auch genutzt werden, um die Antriebselektromaschine zu bestromen, so dass Drehmomente, die auf die Abtriebswelle wirken, auf die Antriebswelle rückgekoppelt werden. In diesem Fall dient die Antriebselektromaschine als Rückkoppeleinrichtung. Wird die Vorrichtung zur Rotationsübertragung beispielsweise in einem Steer-by-wire-System genutzt, so erhält der Fahrer Rückkoppelinformationen über die Bewegung der Abtriebswelle und damit die Kräfte, die auf den Lenkstrang wirken, wie beispielsweise seitliche Kräfte auf die Räder aufgrund von Spurrillen.The invention is based on the idea that in devices for rotation transmission, an electric machine is provided both on the drive side and on the output side and that at least two current supply paths are provided, one of the current supply paths being energized by the output electric machine by a power supply device, and thus controlled by a control device. and the other of the current supply paths enables current supply directly with the current generated by the drive electric machine. If the output electric machine is energized by the energization device, control can be carried out in particular in that a sensor arranged on the drive shaft detects rotation data of the drive shaft, these are read out by the control device and the energization device is controlled by the control device in such a way that the output electric machine is energized takes place, which leads to a rotational movement of the output shaft, which is linked to the rotation of the drive shaft via a predetermined translation. In addition, the control device can, for example, evaluate a sensor on the output shaft in order to detect the rotation of the output shaft. This additional data can be used to form a control loop and thus achieve a rotation of the output shaft, which reproduces the movement of the drive shaft almost independently of forces on the output shaft. The rotation information of the output shaft can also be used to energize the drive electric machine, so that torques that act on the output shaft are fed back to the drive shaft. In this case, the drive electric machine serves as a feedback device. If the device for rotation transmission is used, for example, in a steer-by-wire system, the driver receives feedback information about the movement of the output shaft and thus the forces that act on the steering train, such as lateral forces on the wheels due to ruts.

In einem zweiten Modus kann die Vorrichtung zur Rotationsübertragung beispielsweise derart betrieben werden, dass ausschließlich die durch die Antriebswelle in die Antriebselektromaschine übertragene Leistung zum Betrieb der Abtriebselektromaschine genutzt wird. Dieser Modus ist insbesondere vorteilhaft, da die Vorrichtung zur Rotationsübertragung in diesem Fall als ein abgeschlossenes System wirken kann und keine Energiezuführung zur Vorrichtung zur Rotationsübertragung notwendig ist. Damit kann die Vorrichtung zur Rotationsübertragung in diesem Modus auch dann Rotationen übertragen, wenn keine externe Energieversorgung zur Verfügung steht. Damit kann dieser Modus beispielsweise als eine Rückfallebene eines Steer-by-wire-Systems genutzt werden. Die Antriebselektromaschine und die Abtriebselektromaschine bilden in diesem Modus ein elektrisches Getriebe.In a second mode, the device for rotation transmission can, for example, be operated in such a way that only the power transmitted by the drive shaft into the drive electric machine is used to operate the output electric machine. This mode is particularly advantageous since the rotation transmission device can act as a closed system in this case and no energy supply to the rotation transmission device is necessary. This means that the rotation transmission device can transmit rotations in this mode even if no external energy supply is available. This mode can therefore be used, for example, as a fallback level in a steer-by-wire system. In this mode, the drive electric machine and the output electric machine form an electric transmission.

Die Bestromungseinrichtung und die Steuereinrichtung sind als separate Funktionseinheiten beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, dass diese gemeinsam ausgebildet sind. Zur externen Energieversorgung kann insbesondere eine Batterie genutzt werden. Die Abtriebselektromaschine kann in diesem Fall ganz oder teilweise mit durch die Batterie zur Verfügung gestelltem Strom bestromt werden.The power supply device and the control device are described as separate functional units. However, it is also possible that these are trained together. A battery in particular can be used for external energy supply. In this case, the output electric machine can be powered entirely or partially with electricity provided by the battery.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rotationsübertragung kann eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen. So kann sie, da eine direkte Kopplung von Abtriebswelle und Antriebswelle in Form eines elektrischen Getriebes möglich ist, überall dort genutzt werden, wo ein Getriebe benötigt wird. Durch die Nutzung der Abtriebselektromaschine und der Antriebselektromaschine sowie durch verschiedene Schaltungen der Bestromungspfade, wobei insbesondere einige der ersten oder zweiten Bestromungspfade zusätzlich Widerstandselemente aufweisen, kann die Vorrichtung zur Rotationsübertragung bei einem Einsatz als ein Getriebe sehr flexibel angepasst werden. So ist es möglich, die Drehmomente der Antriebswelle und der Abtriebswelle zumindest teilweise zu entkoppeln, solange eine externe Stromversorgung vorhanden ist. Ist eine solche Stromversorgung nicht vorhanden oder ist eine solche Entkopplung nicht gewünscht, so wird dennoch die Funktion eines Getriebes erfüllt. Daneben ist es beispielsweise möglich, durch entsprechende Ansteuerung der Antriebselektromaschine Rotationsenergie zurückzugewinnen und beispielsweise in einer Batterie zu speichern.The rotation transfer device according to the invention can fulfill a variety of tasks. Since a direct coupling of the output shaft and drive shaft in the form of an electric gearbox is possible, it can be used wherever a gearbox is required. Through the Using the output electric machine and the drive electric machine as well as through various circuits of the current supply paths, in particular some of the first or second current supply paths additionally having resistance elements, the device for rotation transmission can be adapted very flexibly when used as a transmission. This makes it possible to at least partially decouple the torques of the drive shaft and the output shaft as long as an external power supply is available. If such a power supply is not available or if such decoupling is not desired, the function of a transmission is still fulfilled. In addition, it is possible, for example, to recover rotational energy by appropriately controlling the drive electric machine and, for example, to store it in a battery.

Vorteilhaft ist in einem ersten Schaltzustand der Schaltvorrichtung der erste Bestromungspfad verbunden und der zweite Bestromungspfad getrennt. Die Rotation der Abtriebswelle ist damit ausschließlich abhängig von der Steuerung der Bestromungseinrichtung durch die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann die Rotation der Antriebswelle beispielsweise durch Sensoren erfassen und die Abtriebselektromaschine derart ansteuern, dass eine entsprechende Rotation der Abtriebswelle erreicht wird. Im ersten Schaltzustand werden also nicht direkt Leistungen durch die Vorrichtung zur Rotationsübertragung übertragen, sondern die Rotation der Abtriebswelle wird ausschließlich durch die Leistung der Bestromungseinrichtung gespeist. Ergänzend ist es selbstverständlich möglich, die Rotationsenergie der Antriebswelle durch die Antriebselektromaschine zurückzugewinnen. Dieser Schaltzustand ist besonders vorteilhaft, wenn die Drehmomente an der Antriebswelle und an der Abtriebswelle zumindest teilweise entkoppelt werden sollen. Beispielsweise können in diesem Modus bereits mit geringen Drehmomenten an der Antriebswelle große Drehmomente an der Abtriebswelle ausgeübt werden und Ähnliches.Advantageously, in a first switching state of the switching device, the first current supply path is connected and the second current supply path is separated. The rotation of the output shaft is therefore exclusively dependent on the control of the current supply device by the control device. The control device can detect the rotation of the drive shaft, for example using sensors, and control the output electric machine in such a way that a corresponding rotation of the output shaft is achieved. In the first switching state, power is not transmitted directly through the rotation transmission device, but rather the rotation of the output shaft is fed exclusively by the power of the current supply device. In addition, it is of course possible to recover the rotational energy of the drive shaft using the drive electric machine. This switching state is particularly advantageous if the torques on the drive shaft and on the output shaft are to be at least partially decoupled. For example, in this mode, large torques can be exerted on the output shaft and the like even with low torques on the drive shaft.

Somit kann die Vorrichtung zur Rotationsübertragung in diesem Schaltzustand beispielsweise als Teil einer Steer-by-wire-Steuerung eines Kraftfahrzeugs genutzt werden. In diesem Fall kann eine Lenkhandhabe, insbesondere ein Lenkrad, an die Antriebswelle gekoppelt sein. Die Bewegung der Antriebswelle kann durch Sensoren, beispielsweise Lenkwinkelsensoren oder Ähnliches erfasst werden und die Übertragung der Lenkleistung an die Räder kann durch die Abtriebselektromaschine über die Abtriebswelle erfolgen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung die Bestromungseinrichtung in Abhängigkeit der Sensordaten, also in Abhängigkeit eines erkannten Lenkwinkels, Lenkmoments oder Ähnlichem ansteuern, wodurch eine entsprechende Bestromung der Abtriebselektromaschine und damit eine entsprechende Übertragung von Lenkleistung auf die Räder erfolgt. Dabei kann in einem solchen Steer-by-wire-System eine Vielzahl von Zusatzfunktionen genutzt werden. Beispielsweise kann die Lenkbewegung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit oder von weiteren Parametern skaliert werden. Es ist beispielsweise auch möglich, dass die Steuerung der Bestromungseinrichtung zumindest teilweise in Abhängigkeit von Daten von Fahrerassistenzsystemen erfolgt und erst bei bestimmten Lenkeingriffen die Steuerung durch ein Fahrerassistenzsystem durchbrochen und in einen manuellen Steuerungsmodus gewechselt wird oder Ähnliches.The device for rotation transmission can thus be used in this switching state, for example, as part of a steer-by-wire control of a motor vehicle. In this case, a steering handle, in particular a steering wheel, can be coupled to the drive shaft. The movement of the drive shaft can be detected by sensors, for example steering angle sensors or the like, and the steering power can be transmitted to the wheels by the output electric machine via the output shaft. In this case, the control device can control the energization device depending on the sensor data, i.e. depending on a detected steering angle, steering torque or the like, whereby a corresponding energization of the output electric machine and thus a corresponding transmission of steering power to the wheels takes place. A variety of additional functions can be used in such a steer-by-wire system. For example, the steering movement can be scaled depending on the vehicle speed or other parameters. It is also possible, for example, for the power supply device to be controlled at least partially as a function of data from driver assistance systems and only for certain steering interventions to be interrupted by a driver assistance system and switched to a manual control mode or something similar.

In einem zweiten Schaltzustand der Schaltvorrichtung kann der erste Bestromungspfad getrennt sein und der zweite Bestromungspfade verbunden sein. In diesem zweiten Schaltzustand wirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rotationsübertragung als ein elektrisches Getriebe. Die mechanische Bewegung der Antriebswelle wird in der Antriebselektromaschine in Strom gewandelt, der durch den Bestromungspfad zur Abtriebselektromaschine transportiert und dort wieder in mechanische Bewegung gewandelt wird. Dieser Schaltzustand ist vorteilhaft, da keine zusätzlichen Sensorinformationen, keine Stromversorgung für die Vorrichtung zur Rotationsübertragung und keine Steuereinrichtung oder Bestromungseinrichtung genutzt wird, um die Rotation zu übertragen. Daher erfolgt die Rotationsübertragung in diesem Schaltzustand besonders robust.In a second switching state of the switching device, the first current supply path can be separated and the second current supply path can be connected. In this second switching state, the rotation transmission device according to the invention acts as an electric transmission. The mechanical movement of the drive shaft is converted into electricity in the drive electric machine, which is transported through the current supply path to the driven electric machine and converted there again into mechanical movement. This switching state is advantageous because no additional sensor information, no power supply for the device for rotation transmission and no control device or power supply device is used to transmit the rotation. The rotation transmission is therefore particularly robust in this switching state.

Zugleich erfolgt in diesem Schaltzustand durch die direkte Kopplung der Antriebselektromaschine mit der Abtriebselektromaschine eine Rückkopplung von Drehmomenten an der Abtriebswelle auf die Antriebswelle. Damit ist es insbesondere vorteilhaft, den zweiten Schaltzustand der Schaltvorrichtung als einen Rückfallmodus zu nutzen. So ist es beispielsweise möglich, die Vorrichtung zur Rotationsübertragung typischerweise im ersten Schaltzustand zu betrieben, jedoch bei Auftreten eines Fehlers, insbesondere eines Stromausfalls, in den zweiten Schaltzustand zu wechseln. Dies ist insbesondere bei der Nutzung der Vorrichtung zur Rotationsübertragung in Steer-by-wire-Systemen vorteilhaft, da damit eine Rückfallebene für das Drive-by-wire-System gebildet wird, in der zwar nicht alle Komfortfunktionen des Drive-by-wire-Systems nutzbar sind, jedoch weiterhin eine Steuerung des Kraftfahrzeugs möglich ist.At the same time, in this switching state, torques on the output shaft are fed back to the drive shaft due to the direct coupling of the drive electric machine with the output electric machine. It is therefore particularly advantageous to use the second switching state of the switching device as a fallback mode. For example, it is possible to typically operate the device for rotation transmission in the first switching state, but to switch to the second switching state when an error occurs, in particular a power failure. This is particularly advantageous when using the device for rotation transmission in steer-by-wire systems, as it forms a fallback level for the drive-by-wire system, in which not all of the convenience functions of the drive-by-wire system are available can be used, but control of the motor vehicle is still possible.

Ergänzend oder alternativ ist es möglich, dass in einem dritten Schaltzustand der Schaltvorrichtung der erste Bestromungspfad und der zweiten Bestromungspfad verbunden sind, wobei insbesondere der erste und/oder der zweite Bestromungspfad ein Widerstandselement umfassen. In diesem Fall wird zum einen eine direkte Kopplung über ein elektrisches Getriebe zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle erreicht, zudem können jedoch durch eine Ansteuerung der Bestromungseinrichtung zusätzliche Drehmomente durch die Abtriebselektromaschine erzeugt werden. Dies ist in einer Vielzahl von Fällen vorteilhaft.Additionally or alternatively, it is possible for the first current supply path and the second current supply path to be connected in a third switching state of the switching device, with the first and/or the second current supply path in particular comprising a resistance element. In this case On the one hand, a direct coupling is achieved via an electrical transmission between the drive shaft and output shaft, but additional torque can also be generated by the output electric machine by controlling the power supply device. This is advantageous in a variety of cases.

So kann die zusätzliche Bestromung der Abtriebselektromaschine für eine Servofunktionalität genutzt werden, d. h. es können zusätzliche Drehmomente eingebracht werden. Dies ist insbesondere bei Nutzung in einem Lenkstrang vorteilhaft, da somit eine besonders einfache Implementierung einer Servolenkung oder ein Eingreifen eines Fahrerassistenzsystem in die Steuerung des Kraftfahrzeugs möglich ist. Auch bei einer Nutzung der Vorrichtung zur Rotationsübertragung als Getriebe kann es vorteilhaft sein, zusätzlich zur Getriebefunktion Drehmomente einkoppeln zu können. So kann beispielsweise in einer Anlaufphase einer Maschine ein Haftreibungsmoment überwunden werden und Ähnliches.The additional power supply to the output electric machine can be used for servo functionality, i.e. H. additional torques can be introduced. This is particularly advantageous when used in a steering system, since a particularly simple implementation of a power steering system or an intervention of a driver assistance system in the control of the motor vehicle is possible. Even when using the device for rotation transmission as a gear, it can be advantageous to be able to couple in torques in addition to the gear function. For example, during the start-up phase of a machine, a static friction moment can be overcome and the like.

Wie erläutert, kann die direkte Bestromung der Abtriebselektromaschine durch die Antriebselektromaschine über den zweiten Bestromungspfad genutzt werden, um eine Rückfallebene zu bilden, also um beispielsweise bei Wegfall einer Stromversorgung weiterhin ein zuverlässiges Funktionieren der Vorrichtung zur Rotationsübertragung zu gewährleisten. Um dies zu erreichen, kann die Schaltvorrichtung ein Schaltelement im ersten und/oder zweiten Bestromungspfad umfassen. Eine Rückfallebene soll insbesondere dann genutzt werden, wenn eine Bestromung der Vorrichtung zur Rotationsübertragung nicht möglich ist oder bei Ausfall der Steuereinrichtung. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schaltelemente monostabil sind, also die Schaltvorrichtung ein monostabiles Schaltelement, insbesondere ein monostabiles Relais, im ersten und/oder zweiten Bestromungspfad umfasst. Monostabile Schaltelemente weisen typischerweise zwei Schaltzustände auf, von denen ein Schaltzustand im bestromten Modus eingenommen wird und ein zweiter im nichtbestromten Modus. Wird die Stromversorgung eines monostabilen Schaltelements unterbrochen, so schaltet dies in einen vorbestimmten Zustand. Damit sind monostabile Schaltelement besonders vorteilhaft zur Ausbildung einer Rückfallebene, da bei Wegfall einer Stromversorgung, Fehlern der Steuereinrichtung oder Ähnlichem meist keine Bestromung des Schaltelements mehr erfolgt und das Schaltelement damit in den vordefinierten Zustand schaltet.As explained, the direct current supply to the output electric machine by the drive electric machine via the second current supply path can be used to form a fallback level, i.e. to continue to ensure reliable functioning of the rotation transmission device, for example if a power supply is lost. In order to achieve this, the switching device can include a switching element in the first and/or second current supply path. A fallback level should be used in particular if it is not possible to supply power to the device for rotation transmission or if the control device fails. It is therefore particularly advantageous if the switching elements are monostable, i.e. the switching device comprises a monostable switching element, in particular a monostable relay, in the first and/or second current supply path. Monostable switching elements typically have two switching states, one of which is in the energized mode and a second in the de-energized mode. If the power supply to a monostable switching element is interrupted, it switches to a predetermined state. Monostable switching elements are therefore particularly advantageous for forming a fallback level, since if there is no power supply, errors in the control device or the like, the switching element is usually no longer energized and the switching element thus switches to the predefined state.

Insbesondere kann das monostabile Schaltelement bei Bestromung eines Steuereingangs den ersten Bestromungspfad trennen und/oder den zweiten Bestromungspfad verbinden. Durch ein Verbinden des zweiten Bestromungspfades wird eine Bestromung der Abtriebselektromaschine durch die Antriebselektromaschine möglich. Wie erläutert, erfolgt damit eine Rotationsübertragung auch dann, wenn keine zusätzliche Stromversorgung oder Steuerung vorhanden ist. Ein Trennen des ersten Bestromungspfades kann vorteilhaft sein, da abhängig vom Aufbau der Bestromungseinrichtung ansonsten über diese Verbindung ein Leistungsverlust erfolgen könnte.In particular, when a control input is energized, the monostable switching element can separate the first energization path and/or connect the second energization path. By connecting the second current supply path, it is possible to supply current to the output electric machine through the drive electric machine. As explained, rotation transmission takes place even if there is no additional power supply or control available. Disconnecting the first current supply path can be advantageous since, depending on the structure of the current supply device, a loss of power could otherwise occur via this connection.

Selbstverständlich ist auch eine gezielte Unterbrechung der Stromversorgung des monostabilen Schaltelements oder das Schalten anderer genutzter Schaltelemente möglich, wenn durch die Steuereinrichtung oder ein anderes System eine Fehlfunktion festgestellt wird, die einen Wechsel auf eine Rückfallebene veranlassen soll. So können Defekte von Sensoren, der Bestromungseinrichtung oder der Steuereinrichtung durch eine Inkonsistenz von Sensordaten oder Ähnliches festgestellt werden und es kann in einen Rückfallmodus der Vorrichtung zur Rotationsübertragung gewechselt werden. Die Bildung einer solchen Rückfallebene erlaubt es auch, die Vorrichtung zur Rotationsübertragung im stromfreien Zustand zu nutzen. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, aber auch bei weiteren Maschinen kann es vorteilhaft sein, eine Bewegung der Abtriebswelle durch eine Drehung der Antriebswelle auch dann verursachen zu können, wenn keine Stromversorgung vorhanden ist.Of course, a targeted interruption of the power supply to the monostable switching element or the switching of other switching elements used is also possible if the control device or another system detects a malfunction that should cause a change to a fallback level. Defects in sensors, the power supply device or the control device can be detected due to an inconsistency of sensor data or the like and the device for rotation transmission can be switched to a fallback mode. The formation of such a fallback level also allows the device to be used for rotation transmission in the current-free state. Particularly in motor vehicles, but also in other machines, it can be advantageous to be able to cause a movement of the output shaft by rotating the drive shaft even if there is no power supply.

Vorteilhaft kann die Vorrichtung zur Rotationsübertragung auch eine Warnvorrichtung aufweisen oder zur Ansteuerung einer externen Warnvorrichtung ausgebildet sein. Mit einer solchen Warnvorrichtung ist es möglich, einen Nutzer einer Einrichtung, die eine Vorrichtung zur Rotationsübertragung umfasst, darauf hinzuweisen, dass in einen Rückfallmodus gewechselt wurde und damit nicht mehr notwendigerweise alle Funktionen zur Verfügung stehen oder sich das Verhalten der Einrichtung ändern kann. Zudem kann ein Wechsel in den Rückfallmodus ein Indiz dafür sein, dass eine Wartung der Vorrichtung zur Rotationsübertragung oder der umgebenden Baugruppen notwendig ist.The device for rotation transmission can advantageously also have a warning device or can be designed to control an external warning device. With such a warning device, it is possible to inform a user of a device that includes a device for rotation transmission that a switch has been made to a fallback mode and that all functions are no longer necessarily available or the behavior of the device can change. In addition, a change to fallback mode can be an indication that maintenance of the rotation transfer device or the surrounding assemblies is necessary.

Wie erläutert ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rotationsübertragung möglich, dass die Rotation der Abtriebswelle ausschließlich von der Ansteuerung der Bestromungseinrichtung durch die Steuereinrichtung abhängt. Um in diesem Fall die Bewegung der Abtriebswelle durch die Bewegung der Antriebswelle zu bestimmen, muss die Bewegung der Antriebswelle erfasst werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung einen Antriebssensor zur Erfassung der Drehung der Antriebswelle umfasst, wobei die Bestromungseinrichtung durch die Steuereinrichtung zur Bestromung der Abtriebselektromaschine über den ersten Bestromungspfad in Abhängigkeit der Antriebssensordaten des Antriebssensors steuerbar ist. Bei einem solchen Sensor kann es sich beispielsweise um einen Drehwinkelsensor oder einen Drehmomentsensor handeln. Ergänzend oder alternativ kann die Steuereinrichtung auch an der Antriebselektromaschine induzierte Spannungen auswerten, um Informationen über die Drehbewegung der Antriebswelle zu erhalten.As explained, with the rotation transmission device according to the invention it is possible for the rotation of the output shaft to depend exclusively on the activation of the current supply device by the control device. In this case, in order to determine the movement of the output shaft by the movement of the drive shaft, the movement of the drive shaft must be detected. It is therefore advantageous if the device comprises a drive sensor for detecting the rotation of the drive shaft, the energization device being powered by the control device for energizing the output electric machine via the first power supply mung path can be controlled depending on the drive sensor data of the drive sensor. Such a sensor can be, for example, a rotation angle sensor or a torque sensor. Additionally or alternatively, the control device can also evaluate voltages induced on the drive electric machine in order to obtain information about the rotational movement of the drive shaft.

Wie erläutert, führt eine ausschließliche Nutzung des ersten Bestromungspfads dazu, dass Drehmomente, die auf die Abtriebswelle wirken, nicht auf die Antriebswelle übertragen werden. Insbesondere, wenn die Antriebswelle durch einen Benutzer betätigt wird, beispielsweise im Fall eines Steer-by-wire-Systems, kann es wünschenswert sein, zumindest Teile der auf die Abtriebsachse wirkenden Drehmoment auf die Antriebsachse zurückzukoppeln. Dies ist wie erläutert dadurch möglich, dass zusätzlich der zweite Bestromungspfad verbunden wird. Alternativ ist jedoch auch eine Rückkopplung ausschließlich über die Steuereinrichtung möglich. Eine solche Rückkopplung kann erreicht werden, wenn die Vorrichtung einen Abtriebssensor zur Erfassung der Drehung der Abtriebswelle umfasst, wobei die Bestromungseinrichtung durch die Steuereinrichtung zur Bestromung der Antriebselektromaschine über einen dritten Bestromungspfad in Abhängigkeit der Abtriebssensordaten des Abtriebssensors steuerbar ist.As explained, exclusive use of the first current supply path results in torques that act on the output shaft not being transmitted to the drive shaft. In particular, if the drive shaft is actuated by a user, for example in the case of a steer-by-wire system, it may be desirable to feed back at least parts of the torque acting on the driven axle to the drive axle. As explained, this is possible by additionally connecting the second current supply path. Alternatively, however, feedback is also possible exclusively via the control device. Such a feedback can be achieved if the device comprises an output sensor for detecting the rotation of the output shaft, the energization device being controllable by the control device for energizing the drive electric machine via a third energization path depending on the output sensor data of the output sensor.

Dabei ist es möglich, dass in wenigstens einem der Schaltzustände der Schaltvorrichtung der dritte Bestromungspfad getrennt ist und der zweite Bestromungspfad verbunden ist, wobei insbesondere der erste Bestromungspfad getrennt ist. In diesem Schaltzustand ist die Antriebselektromaschine mit der Abtriebselektromaschine verbunden und die Antriebselektromaschine von der Bestromungseinrichtung getrennt. Dies kann vorteilhaft sein, da bei einer Verbindung der Antriebselektromaschine mit der Abtriebselektromaschine ohnehin eine Rückkopplung von Drehmomenten an der Abtriebswelle auf die Antriebswelle erfolgt und damit keine Bestromung der Antriebselektromaschine zur Rückkopplung notwendig ist. Die Trennung dieser Verbindung stellt sicher, dass die in der Antriebselektromaschine induzierte Leistung vollständig der Abtriebselektromaschine zugeführt wird und dass keine Verluste dadurch entstehen können, dass Leistung in die Bestromungseinrichtung zurückgespeist wird.It is possible for the third current supply path to be separated and the second current supply path to be connected in at least one of the switching states of the switching device, with the first current supply path in particular being separated. In this switching state, the drive electric machine is connected to the output electric machine and the drive electric machine is separated from the power supply device. This can be advantageous because when the drive electric machine is connected to the output electric machine, torques on the output shaft are already fed back to the drive shaft and therefore no power supply to the drive electric machine is necessary for feedback. The separation of this connection ensures that the power induced in the drive electric machine is completely supplied to the output electric machine and that no losses can arise as a result of power being fed back into the power supply device.

Die oben erläuterte Trennung zwischen Antriebselektromaschine und Bestromungseinrichtung ist insbesondere im oben beschriebenen Rückfallfall vorteilhaft. Damit ist es vorteilhaft, wenn der dritte Bestromungspfad ein weiteres monostabiles Schaltelement, insbesondere ein monostabiles Relais, umfasst. The separation explained above between the drive electric machine and the power supply device is particularly advantageous in the fallback case described above. It is therefore advantageous if the third current supply path comprises a further monostable switching element, in particular a monostable relay.

Damit erfolgt eine Umschaltung des dritten Bestromungspfades genau dann, wenn das Schaltelement nicht mehr mit Strom versorgt wird. Damit kann eine zuverlässige Trennung von Antriebselektromaschine und Bestromungseinrichtung bei Ausfall einer Stromversorgung erreicht werden, wodurch der Wirkungsgrad des elektrischen Getriebes das durch Antriebselektromaschinen und Abtriebselektromaschinen gebildet wird, verbessert wird.This means that the third current supply path is switched over exactly when the switching element is no longer supplied with power. This means that a reliable separation of the drive electric machine and the power supply device can be achieved in the event of a power supply failure, whereby the efficiency of the electrical transmission, which is formed by the drive electric machines and the output electric machines, is improved.

Insbesondere wenn die Abtriebselektromaschine über den zweiten Bestromungspfad, also direkt aus der Antriebselektromaschine bestromt werden soll, ist es vorteilhaft, wenn ein hoher Wirkungsgrad des damit gebildeten elektrischen Getriebes erreicht wird. Elektromaschinen erreichen typischerweise bei höheren Drehzahlen auch höhere Wirkungsgrade. Damit kann es vorteilhaft sein, die Antriebselektromaschine und/oder die Abtriebselektromaschine mit einer höheren Drehzahl zu betreiben als die Antriebswelle bzw. die Abtriebswelle. Um dies zu erreichen, kann die Antriebswelle und die Antriebselektromaschine durch ein Antriebsgetriebe gekoppelt sein und/oder die Abtriebselektromaschine und die Abtriebswelle durch ein Abtriebsgetriebe gekoppelt sein. Insbesondere kann der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Antriebsgetriebes kleiner 1 sein und der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Abtriebsgetriebes größer 1.In particular, if the output electric machine is to be energized via the second current supply path, i.e. directly from the drive electric machine, it is advantageous if a high level of efficiency is achieved for the electrical transmission formed thereby. Electric machines typically achieve higher efficiencies at higher speeds. It can therefore be advantageous to operate the drive electric machine and/or the output electric machine at a higher speed than the drive shaft or the output shaft. In order to achieve this, the drive shaft and the drive electric machine can be coupled by a drive gear and/or the output electric machine and the output shaft can be coupled by an output gear. In particular, the amount of the gear ratio of the drive gear can be less than 1 and the amount of the gear ratio of the output gear can be greater than 1.

Ergänzend oder alternativ ist es auch möglich, die umgebenden Bauteile auf der Antriebs- bzw. Abtriebsseite der Vorrichtung zur Rotationsübertragung so anzupassen, dass höhere Drehzahlen der Elektromaschinen erreicht werden. Dies kann, bei der Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rotationsübertragung im Lenkstrang eines Kraftfahrzeugs, dadurch erfolgen, dass eine Zahnstange, die in die Abtriebswelle eingreift, entsprechend angepasst wird oder indem beispielsweise die Spurhebel an den Rädern angepasst werden. Statt einer Erhöhung der Drehzahl der Elektromaschinen kann auch die Polzahl der Elektromaschinen erhöht werden. Die genannten Maßnahmen können auch kombiniert werden.Additionally or alternatively, it is also possible to adapt the surrounding components on the drive or output side of the rotation transmission device so that higher speeds of the electric machines are achieved. When using the device according to the invention for rotation transmission in the steering train of a motor vehicle, this can be done by adjusting a rack that engages in the output shaft accordingly or, for example, by adjusting the steering levers on the wheels. Instead of increasing the speed of the electric machines, the number of poles of the electric machines can also be increased. The measures mentioned can also be combined.

Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn eine gleiche Bewegung der Abtriebswelle, unabhängig vom Schaltzustand der Schaltvorrichtung, zu einer im Wesentlichen gleichen Rotation der Abtriebswelle bzw. zu einer im Wesentlichen gleichen Bewegung von durch die Abtriebswelle bewegten Drittenobjekten führt. In einigen Fällen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, stark unterschiedliche Übersetzungen für verschiedene Schaltzustände hinzunehmen. So kann beispielsweise in dem Fall, in dem zur Drehung der Abtriebswelle große Kräfte notwendig sind, in einem Rückfallmodus eine Bewegung der Antriebswelle im Übersetzungsverhältnis größer 1 auf die Abtriebswelle übertragen werden, wodurch geringere Drehmomente an der Antriebswelle notwendig sind, jedoch auch ein erhöhter Drehwinkel der Antriebswelle zum Erreichen der gleichen Drehung der Abtriebswelle notwendig ist.Overall, it is advantageous if an identical movement of the output shaft, regardless of the switching state of the switching device, leads to a substantially identical rotation of the output shaft or to a substantially identical movement of third objects moved by the output shaft. In some cases, however, it can also be advantageous to accept very different gear ratios for different switching states. For example, in the case in which large forces are necessary to rotate the output shaft, a movement of the drive shaft in a gear ratio greater than 1 can be transmitted to the output shaft in a fallback mode, thereby reducing Lower torques on the drive shaft are necessary, but an increased angle of rotation of the drive shaft is also necessary to achieve the same rotation of the output shaft.

Die Antriebselektromaschine und die Abtriebselektromaschine können, insbesondere dreiphasige, Drehstrommaschinen sein. Sind die Antriebselektromaschine und die Abtriebselektromaschine mehrphasig ausgebildet, so ist es selbstverständlich möglich, für jede dieser Phasen ein Schaltmittel, insbesondere ein monostabiles Relais, vorzusehen, und es damit zu ermöglichen, durch die Schaltvorrichtung alle Phasen, insbesondere zugleich, zu schalten. In diesem Fall kann ein einzelner Schalter für alle Phasen genutzt werden, es können jedoch auch einzelne Schalter vorgesehen sein. Selbstverständlich ist in diesem Fall auch die Bestromungseinrichtung vorteilhaft mehrphasig auszuführen, so dass eine Bestromung der Antriebselektromaschine und der Abtriebselektromaschine ebenfalls dreiphasig erfolgen kann.The drive electric machine and the output electric machine can be three-phase machines, in particular three-phase machines. If the drive electric machine and the output electric machine are designed to be multi-phase, it is of course possible to provide a switching means, in particular a monostable relay, for each of these phases, and thus make it possible to switch all phases, in particular at the same time, using the switching device. In this case, a single switch can be used for all phases, but individual switches can also be provided. Of course, in this case, the current supply device is also advantageously designed to be multi-phase, so that the drive electric machine and the output electric machine can also be supplied with electricity in three phases.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Lenkhandhabe, insbesondere ein Lenkrad, und wenigstens ein durch die Lenkhandhabe lenkbares Rad, wobei das Kraftfahrzeug eine der obig beschriebenen Vorrichtung umfasst, durch die in wenigstens einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Betätigung der Lenkhandhabe eine Lenkleistung auf das Rad übertragen wird. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere für einen Steer-by-wire-Betrieb ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in diesem Fall genutzt werden, um abhängig von Lenkbewegungen der Lenkhandhabe Lenkleistung auf das Rad zu übertragen. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug bei normalem Fahrbetrieb in dem ersten Schaltzustand betrieben werden, womit die Lenkleistung ausschließlich von der Bestromungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Es kann also beispielsweise eine Lenkbewegung durch Lenkwinkel und/oder Lenkmomentsensoren erfasst werden und abhängig von den erfassten Sensordaten Lenkleistung auf das Rad übertragen werden.Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, comprising a steering handle, in particular a steering wheel, and at least one wheel that can be steered by the steering handle, the motor vehicle comprising one of the devices described above, by means of which in at least one operating mode of the motor vehicle depending on an actuation of the steering handle steering power is transferred to the wheel. The motor vehicle can be designed in particular for steer-by-wire operation. In this case, the device according to the invention can be used to transmit steering power to the wheel depending on steering movements of the steering handle. In particular, the motor vehicle can be operated in the first switching state during normal driving, whereby the steering power is provided exclusively by the power supply device. For example, a steering movement can be detected by steering angle and/or steering torque sensors and steering power can be transmitted to the wheel depending on the detected sensor data.

Es ist zudem möglich, dass im Fall eines Stromausfalls in Teilen des Bordnetzes, insbesondere solchen, die die Bestromungseinrichtung, die Steuereinrichtung oder die Schaltvorrichtung umfassen, ein automatischer Wechsel in einen Rückfallmodus erfolgt, wobei die Schaltvorrichtung in den zweiten Schaltzustand wechselt, wodurch die Abtriebselektromaschine, die Lenkleistung auf das Rad überträgt, ausschließlich durch die Antriebselektromaschine bestromt wird. Damit ist eine weitere Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs auch in dem Fall sichergestellt, in dem kein Strom zur Verfügung steht oder andere Teile des Lenksystems ausgefallen sind.It is also possible that in the event of a power failure in parts of the vehicle electrical system, in particular those that include the power supply device, the control device or the switching device, an automatic change to a fallback mode takes place, with the switching device changing to the second switching state, whereby the output electric machine, which transmits steering power to the wheel, is powered exclusively by the drive electric machine. This ensures continued steerability of the motor vehicle even in the event that no power is available or other parts of the steering system have failed.

Die weiteren Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Lenkstrangs eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Lenkstrangs eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
  • 3 eine schematisch Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rotationsübertragung.
The further advantages and details of the invention result from the following exemplary embodiments and the associated drawings. Show:
  • 1 a schematic representation of a steering train of an exemplary embodiment of a motor vehicle according to the invention,
  • 2 a schematic representation of a steering train of a further embodiment of a motor vehicle according to the invention, and
  • 3 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention for rotation transmission.

1 und 2 zeigen beide Ausführungsbeispiele von Lenksträngen von Kraftfahrzeugen, die jeweils Vorrichtung zur Rotationsübertragung umfassen. Die Vorteile und Einzelheiten der Vorrichtung zur Rotationsübertragung sind in diesem konkreten Anwendungsfall besonders übersichtlich darstellbar. Selbstverständlich kann die Vorrichtung zur Rotationsübertragung auch anderweitig, beispielsweise als Getriebe im Rahmen der Leistungsübertragung oder Ähnliches genutzt werden. 1 and 2 show both exemplary embodiments of steering lines of motor vehicles, each of which includes a device for rotation transmission. The advantages and details of the device for rotation transmission can be presented particularly clearly in this specific application. Of course, the device for rotation transmission can also be used in other ways, for example as a gear in the context of power transmission or similar.

1 zeigt schematisch den Lenkstrang eines Kraftfahrzeugs. Bewegungen der Lenkhandhabe 1, hier eines Lenkrads, werden durch die Antriebswelle 2, die hier als Lenkstange ausgebildet ist, an eine Antriebselektromaschine 3 übertragen. In einem ersten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs dient die Antriebselektromaschine 3 als eine Rückkoppeleinrichtung, die Drehmomente, die auf die Abtriebswelle wirken, auf die Antriebswelle 2 überträgt. Hierzu werden die Drehbewegungen der Abtriebswelle durch den Sensor 24 vermessen. Bei Sensor 24 kann es sich um einen Drehwinkel- oder Drehmomentsensor oder Ähnliches handeln. Werden durch Sensor 24 beispielsweise Drehmomente gemessen, so kann durch die Steuereinrichtung 4, die hier gemeinsam mit der Bestromungseinrichtung ausgebildet ist, aus den Sensordaten des Sensors 24 eine Ansteuerinformation gewonnen werden, die zur Bestromung der Antriebselektromaschine 3 dient. 1 shows schematically the steering system of a motor vehicle. Movements of the steering handle 1, here a steering wheel, are transmitted to an electric drive machine 3 by the drive shaft 2, which is designed here as a handlebar. In a first operating mode of the motor vehicle, the drive electric machine 3 serves as a feedback device that transmits torques that act on the output shaft to the drive shaft 2. For this purpose, the rotational movements of the output shaft are measured by the sensor 24. Sensor 24 can be a rotation angle or torque sensor or something similar. If, for example, torques are measured by sensor 24, control information can be obtained from the sensor data of sensor 24 by control device 4, which is designed here together with the power supply device, which is used to supply power to drive electric machine 3.

Im ersten Betriebsmodus ist der Schalter, der als monostabiles Relay 5 ausgebildet ist, in der gezeigten Stellung. Solange das Relais 5 durch die Batterie 8 bestromt wird, verbleibt es in der gezeigten Stellung. In dieser Stellung erfolgt die Bestromung der Abtriebselektromaschine 6 ausschließlich durch die Bestromungseinrichtung, die integral mit der Steuereinrichtung 4 ausgebildet ist. Die Bewegung der Zahnstange 7 und damit die Lenkung des Kraftfahrzeugs ist damit ausschließlich abhängig von Steuersignalen der Steuereinrichtung 4. Die Steuersignale der Steuereinrichtung 4 werden aus den Sensorsignalen des Sensors 23 bestimmt, der beispielsweise ein Drehwinkelsensor oder ein Drehmomentsensor sein kann. Damit wird die Rotation der Abtriebswelle in Abhängigkeit der Rotation der Antriebswelle gesteuert.In the first operating mode, the switch, which is designed as a monostable relay 5, is in the position shown. As long as the relay 5 is powered by the battery 8, it remains in the position shown. In this position, the output electric machine 6 is energized exclusively by the energization device, which is designed integrally with the control device 4. The movement of the rack 7 and thus the steering of the force The vehicle is therefore exclusively dependent on control signals from the control device 4. The control signals from the control device 4 are determined from the sensor signals from the sensor 23, which can be, for example, a rotation angle sensor or a torque sensor. This controls the rotation of the output shaft depending on the rotation of the drive shaft.

Wird Relais 5 nicht mehr bestromt, wird der Eingang des Relais 5 umgeschaltet und die Abtriebselektromaschine wird nun ausschließlich durch die Antriebselektromaschine 3 bestromt. Damit bilden die Antriebselektromaschine 3 und die Abtriebselektromaschine 6 ein elektrisches Getriebe und es erfolgt eine direkte Übertragung der Bewegung der Antriebswelle 2 auf die Abtriebswelle. If relay 5 is no longer energized, the input of relay 5 is switched and the driven electric machine is now powered exclusively by the drive electric machine 3. The drive electric machine 3 and the output electric machine 6 thus form an electrical transmission and the movement of the drive shaft 2 is transmitted directly to the output shaft.

Damit ist mit der in 1 gezeigten Lenkeinrichtung also auch eine Lenkung des Kraftfahrzeugs möglich, wenn das Bordnetz des Kraftfahrzeugs nicht mit Strom versorgt wird. Im gezeigten Steer-by-wire-System wird eine Rückfallebene bezüglich eines Ausfalls der Stromversorgung des Bordnetzes mit minimalem zusätzlichen Bauteilaufwand erreicht. Ergänzend kann eine Unterbrechung der Stromversorgung des Relais 5 auch durch andere Bedingungen, beispielsweise durch einen Ausfall der Steuereinrichtung oder Ähnliches ausgelöst werden. Damit wird auch für diese Fälle eine Rückfallebene gebildet.This means that with the in 1 Steering device shown also makes it possible to steer the motor vehicle if the motor vehicle's electrical system is not supplied with power. In the steer-by-wire system shown, a fallback level in the event of a power failure in the on-board electrical system is achieved with minimal additional component effort. In addition, an interruption of the power supply to the relay 5 can also be triggered by other conditions, for example by a failure of the control device or the like. This also creates a fallback level for these cases.

2 zeigt ein etwas komplexeres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Rotationsübertragung in einem Lenkstrang eines Kraftfahrzeugs mit Steer-by-wire-Steuerung und einer Rückfallebene. Eine Betätigung der Lenkhandhabe 9 wird hier zunächst durch die Antriebswelle 10, auf ein Antriebsgetriebe 11 übertragen. Das Antriebsgetriebe 11 weist einen Übersetzungsfaktor kleiner 1 auf, wodurch durch Zwischenwelle 12 schneller rotiert als die Antriebswelle 10. Die Zwischenwelle 12 wird zum Betrieb einer Antriebselektromaschine 13 genutzt, die als dreiphasige Drehstrommaschine ausgebildet ist. Die drei durch die Antriebselektromaschine 13 erzeugten Phasen, werden in einem ersten Relais 14 zugeführt. 2 shows a somewhat more complex embodiment of a device for rotation transmission in a steering train of a motor vehicle with steer-by-wire control and a fallback level. Actuation of the steering handle 9 is first transmitted through the drive shaft 10 to a drive gear 11. The drive gear 11 has a transmission factor less than 1, which means that the intermediate shaft 12 rotates faster than the drive shaft 10. The intermediate shaft 12 is used to operate an electric drive machine 13, which is designed as a three-phase three-phase machine. The three phases generated by the drive electric machine 13 are supplied in a first relay 14.

Die beiden gezeigten Relais 14 und 15 sind beides monostabile Relais, die jeweils drei Phasen schalten. Im ersten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs sind beide Relais 14 und 15 bestromt. Damit sind die drei Phasen, durch die die Antriebselektromaschine 13 zur Erzeugung einer haptischen Rückkopplung für einen Benutzer bestromt werden kann, über das monostabile Relay 14 mit der Bestromungseinrichtung verbunden, die integral mit der Steuereinrichtung 16 ausgebildet ist. Zudem ist die Abtriebselektromaschine 18 über das Relais 15 mit drei Phasen der Bestromungseinrichtung verbunden. Durch diese Verbindung ist die Abtriebselektromaschine 18 zur Übertragung von Lenkleistung auf die Räder des Kraftfahrzeugs bestrombar.The two relays 14 and 15 shown are both monostable relays, each switching three phases. In the first operating mode of the motor vehicle, both relays 14 and 15 are energized. The three phases through which the drive electric machine 13 can be energized to generate haptic feedback for a user are therefore connected via the monostable relay 14 to the energization device, which is designed integrally with the control device 16. In addition, the output electric machine 18 is connected to three phases of the power supply device via the relay 15. Through this connection, the output electric machine 18 can be energized to transmit steering power to the wheels of the motor vehicle.

Die Sensoren 25 und 26 entsprechen in ihrer Funktion dem mit Bezug auf 1 diskutierten Sensoren 23 und 24. Die Rotationsbewegungen werden hier nicht an der Antriebswelle bzw. der Abtriebswelle aufgenommen, sondern jeweils an einer Zwischenwelle, die eine höhere Rotationsgeschwindigkeit aufweist.The sensors 25 and 26 correspond in function to that with reference to 1 sensors 23 and 24 discussed. The rotational movements are not recorded here on the drive shaft or the output shaft, but rather on an intermediate shaft that has a higher rotation speed.

Die Abtriebselektromaschine 18 rotiert eine Zwischenwelle 21, die einem Abtriebsgetriebe 19 zugeführt wird. In diesem Abtriebsgetriebe 19 wird die relativ schnelle Rotation der Zwischenwelle 21 auf eine langsame Rotation der Abtriebswelle 22 übersetzt. Mit der Abtriebswelle 22 wird eine Zahnstange 20 angetrieben, die die Lenkleistung auf die zu lenkenden Räder überträgt. Der Strom zur Bestromung der Abtriebselektromaschine 18 wird durch die Batterie 17 zur Verfügung gestellt.The output electric machine 18 rotates an intermediate shaft 21, which is fed to an output gear 19. In this output gear 19, the relatively fast rotation of the intermediate shaft 21 is translated into a slow rotation of the output shaft 22. The output shaft 22 drives a rack 20, which transmits the steering power to the wheels to be steered. The current for energizing the output electric machine 18 is provided by the battery 17.

Wird ein Fehler im Steuersystem festgestellt, so erfolgt eine Unterbrechung der Stromzufuhr an die Relais 14 und 15. Da die Relais monostabil sind und ein Umschalten durch ein Unterbrechen der Stromzufuhr erfolgt, erfolgt ein Umschalten insbesondere auch dann, wenn das Bordnetz nicht mit Strom versorgt wird. In diesem Fall werden die drei Ausgangsphasen der Antriebselektromaschine 13 direkt mit den drei Phasen verbunden, die die Abtriebbselektromaschine 18 bestromen. Wie bereits mit Bezug auf 1 beschrieben, erfolgt also eine Bestromung der Abtriebselektromaschine 18 direkt mit dem in der Antriebselektromaschine 13 induzierten Strom. Damit ist also in einem zweiten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, in dem die monostabilen Relais 14 und 15 nicht bestromt werden, eine Steuerung des Kraftfahrzeugs möglich.If an error is detected in the control system, the power supply to the relays 14 and 15 is interrupted. Since the relays are monostable and switching occurs by interrupting the power supply, switching occurs in particular even if the on-board electrical system is not supplied with power . In this case, the three output phases of the drive electric machine 13 are connected directly to the three phases that power the driven electric machine 18. As already with reference to 1 described, the output electric machine 18 is energized directly with the current induced in the drive electric machine 13. This means that control of the motor vehicle is possible in a second operating mode of the motor vehicle, in which the monostable relays 14 and 15 are not energized.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Rotationsübertragung. Auch hier wird eine Rotation der Antriebswelle 27 auf eine Abtriebswelle 28 übertragen. Die Rotationen der Antriebswelle 27 und der Abtriebswelle 28 werden durch die Sensoren 39 und 40 vermessen. Damit werden der Steuereinrichtung 30 Informationen über Rotationswinkel und/oder Drehmomente an der Antriebswelle 27 und der Abtriebswelle 28 zur Verfügung gestellt. 3 shows a third embodiment of a device for rotation transmission. Here too, rotation of the drive shaft 27 is transmitted to an output shaft 28. The rotations of the drive shaft 27 and the output shaft 28 are measured by the sensors 39 and 40. This provides the control device 30 with information about rotation angles and/or torques on the drive shaft 27 and the output shaft 28.

Die Antriebswelle 27 ist mit einer Antriebselektromaschine 29 gekoppelt. Die Antriebselektromaschine 29 dient der Erzeugung einer Rückkoppelinformation über Drehmomente an der Abtriebswelle 28 an der Antriebswelle 27. Für diese Funktion kann das Relais 32 geschlossen sein, so dass eine Bestromung der Antriebselektromaschine 29 durch die Bestromungseinrichtung 31 möglich ist. In diesem Fall kann die Antriebselektromaschine 29 durch die Bestromungseinrichtung 31 und die Steuereinrichtung 30 in Abhängigkeit der Sensorsignale des Sensors 40 bestromt werden.The drive shaft 27 is coupled to a drive electric machine 29. The drive electric machine 29 is used to generate feedback information about torques on the output shaft 28 on the drive shaft 27. For this function, the relay 32 can be closed, so that the drive electric machine 29 can be energized by the energization device 31. In this In this case, the drive electric machine 29 can be energized by the energization device 31 and the control device 30 depending on the sensor signals of the sensor 40.

Die Bestromung des Abtriebselektromaschine 30 ist abhängig von der Stellung des Schalters 33, der durch die Steuereinrichtung 30 gesteuert wird. In der gezeigten Stellung verbindet der Schalter 33 den Ausgang 34 mit dem Eingang 35 des Schalters 33. Eingang 35 ist mit der Bestromungseinrichtung 31 verbunden. In dieser Schalterstellung erfolgt die Bestromung der Abtriebselektromaschine 30 ausschließlich durch die Bestromungseinrichtung 31. Es erfolgt also keine direkte Leistungsübertragung von der Antriebselektromaschine 29 zur Abtriebselektromaschine 30 und damit auch keine direkte Leistungsübertragung von der Antriebswelle 27 auf die Abtriebswelle 28. Die an der Abtriebswelle 28 zur Verfügung gestellte Leistung wird durch die Bestromungseinrichtung 31 und damit durch eine nichtgezeigte Batterie zur Verfügung gestellt. An der Antriebswelle 27 zur Verfügung gestellte Leistung kann jedoch durch die Antriebselektromaschine zurückgewonnen werden.The current supply to the output electric machine 30 depends on the position of the switch 33, which is controlled by the control device 30. In the position shown, the switch 33 connects the output 34 to the input 35 of the switch 33. Input 35 is connected to the power supply device 31. In this switch position, the output electric machine 30 is energized exclusively by the energization device 31. There is therefore no direct power transmission from the drive electric machine 29 to the output electric machine 30 and therefore no direct power transmission from the drive shaft 27 to the output shaft 28. The power is available on the output shaft 28 The power provided is provided by the power supply device 31 and thus by a battery, not shown. However, power provided on the drive shaft 27 can be recovered by the drive electric machine.

Wird Schalter 33 durch Steuereinrichtung 30 so gesteuert, dass der Eingang 36 mit dem Ausgang 34 verbunden ist, so sind die Antriebselektromaschine 29 und die Abtriebselektromaschine 30 direkt leitend verbunden. Damit wird durch die Antriebselektromaschine 29 und die Abtriebselektromaschine 30 ein elektrisches Getriebe gebildet. Zur Steigerung des Wirkungsgrads dieses elektrischen Getriebes ist es vorteilhaft, den Schalter 32 zu öffnen. Dies verhindert, dass ein Teil der Leistung, die in Antriebselektromaschine 29 abgegeben wird, in die Bestromungseinrichtung 31 eingespeist wird.If switch 33 is controlled by control device 30 so that input 36 is connected to output 34, then drive electric machine 29 and output electric machine 30 are directly conductively connected. An electrical transmission is thus formed by the drive electric machine 29 and the output electric machine 30. To increase the efficiency of this electric transmission, it is advantageous to open the switch 32. This prevents part of the power that is delivered in the drive electric machine 29 from being fed into the power supply device 31.

In der letzten möglichen gezeigten Stellung des Schalters 33, nämlich einer Verbindung des Ausgangs 34 mit dem Eingang 37 ist es möglich, die Abtriebselektromaschine 30 sowohl direkt durch die Antriebselektromaschine 29 als auch durch die Bestromungseinrichtung 31 zu speisen. Dies erfolgt jeweils über ein Widerstandselement 38. Damit wird eine gemischte Ansteuerung erreicht. Dies hat den Vorteil, dass grundsätzlich eine Rotationsübertragung von der Antriebswelle 27 auf die Abtriebswelle 28 erfolgt und ebenfalls eine Rückkopplung von Drehmomenten von der Abtriebswelle 28 auf die Antriebswelle 27. Zudem können zusätzliche Ströme von der Bestromungseinrichtung 31 in die Abtriebselektromaschine 30 eingespeist werden. Damit ist beispielsweise eine Servounterstützung möglich. Grundsätzlich ist mit einem solchen Aufbau sowohl ein Einbringen von Leistung innerhalb des Getriebes als auch ein Entziehen von Leistung innerhalb des Getriebes möglich. Zudem ist über eine Abstimmung der Impedanzelemente 38 eine Bestimmung möglich, inwieweit auf die Abtriebswelle 28 ausgeübte Drehmomente auf die Antriebswelle 27 übertragen werden sollen.In the last possible position shown of the switch 33, namely a connection of the output 34 to the input 37, it is possible to feed the output electric machine 30 both directly through the drive electric machine 29 and through the power supply device 31. This is done via a resistance element 38. This achieves mixed control. This has the advantage that there is basically a rotation transfer from the drive shaft 27 to the output shaft 28 and also a feedback of torque from the output shaft 28 to the drive shaft 27. In addition, additional currents can be fed from the power supply device 31 into the output electric machine 30. This makes servo support possible, for example. In principle, with such a structure it is possible to both introduce power within the transmission and withdraw power within the transmission. In addition, by tuning the impedance elements 38, it is possible to determine to what extent torque exerted on the output shaft 28 should be transmitted to the drive shaft 27.

Claims (13)

Vorrichtung zur Rotationsübertragung von einer Antriebswelle (2, 10, 27) auf eine Abtriebswelle (22, 28), umfassend eine mit der Antriebswelle (2, 10, 27) gekoppelte Antriebselektromaschine (3, 13, 29), eine mit der Abtriebswelle (22,28) gekoppelte Abtriebselektromaschine (6, 18, 30), eine Bestromungseinrichtung (31) und eine Steuereinrichtung (4, 17, 30) zur Steuerung der Bestromungseinrichtung (31), wobei die Vorrichtung wenigstens einen ersten Bestromungspfad zur Bestromung der Abtriebselektromaschine (6, 18, 30) durch die Bestromungseinrichtung (31) und wenigstens einen zweiten Bestromungspfad zur Bestromung der Abtriebselektromaschine (6, 18, 30) durch die Antriebselektromaschine (3, 13, 29) aufweist, wobei der zweite Bestromungspfad durch eine Schaltvorrichtung trennbar ist und wobei in jedem Schaltzustand der Schaltvorrichtung wenigstens einer der beiden Bestromungspfade verbunden ist, und wobei - einerseits der erste Bestromungspfad durch die Schaltvorrichtung trennbar ist, und/oder - andererseits die Vorrichtung einen Abtriebssensor (24, 40) zur Erfassung der Drehung der Abtriebswelle (22, 28) umfasst, wobei die Bestromungseinrichtung (31) durch die Steuereinrichtung (4, 16, 30) zur Bestromung der Antriebselektromaschine (3, 13, 29) über einen dritten Bestromungspfad in Abhängigkeit der Abtriebssensordaten des Abtriebssensors (24, 40) steuerbar ist, wobei in wenigstens einem der Schaltzustände der Schaltvorrichtung der dritte Bestromungspfad getrennt ist und der zweite Bestromungspfad verbunden ist.Device for transmitting rotation from a drive shaft (2, 10, 27) to an output shaft (22, 28), comprising a drive electric machine (3, 13, 29) coupled to the drive shaft (2, 10, 27), and one to the output shaft (22 , 28) coupled output electric machine (6, 18, 30), an energization device (31) and a control device (4, 17, 30) for controlling the energization device (31), the device having at least one first energization path for energizing the output electric machine (6, 18, 30) through the energization device (31) and at least one second energization path for energizing the output electric machine (6, 18, 30) through the drive electric machine (3, 13, 29), the second energization path being separable by a switching device and wherein in At least one of the two current supply paths is connected to each switching state of the switching device, and where - on the one hand, the first current supply path can be separated by the switching device, and/or - On the other hand, the device comprises an output sensor (24, 40) for detecting the rotation of the output shaft (22, 28), the energization device (31) being powered by the control device (4, 16, 30) for energizing the drive electric machine (3, 13, 29 ) can be controlled via a third current supply path depending on the output sensor data of the output sensor (24, 40), the third current supply path being separated and the second current supply path being connected in at least one of the switching states of the switching device. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schaltzustand der Schaltvorrichtung der erste Bestromungspfad verbunden ist und der zweite Bestromungspfad getrennt ist.Device according to Claim 1 , characterized in that in a first switching state of the switching device, the first current supply path is connected and the second current supply path is separated. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schaltzustand der Schaltvorrichtung der erste Bestromungspfad getrennt ist und der zweite Bestromungspfad verbunden ist.Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that in a second switching state of the switching device, the first current supply path is separated and the second current supply path is connected. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Schaltzustand der Schaltvorrichtung der erste Bestromungspfad und der zweite Bestromungspfad verbunden sind, wobei insbesondere der erste und/oder der zweite Bestromungspfad ein Widerstandselement (38) umfassen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in a third switching state of the switching device, the first current supply path and the second current supply path are connected, in particular the first and/or the second current supply path comprising a resistance element (38). Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung ein monostabiles Schaltelement, insbesondere ein monostabiles Relais (5, 15, 33) im ersten und/oder zweiten Bestromungspfad umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching device comprises a monostable switching element, in particular a monostable relay (5, 15, 33) in the first and/or second current supply path. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das monostabile Schaltelement bei Bestromung eines Steuereingangs den ersten Bestromungspfad verbindet und/oder den zweiten Bestromungspfad trennt.Device according to Claim 5 , characterized in that the monostable switching element connects the first current path and/or separates the second current path when a control input is energized. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Antriebssensor (23, 39) zur Erfassung der Drehung der Antriebswelle umfasst, wobei die Bestromungseinrichtung durch die Steuereinrichtung (4, 16, 30) zur Bestromung der Abtriebselektromaschiene (6, 18, 30) über den ersten Bestromungspfad in Abhängigkeit der Antriebssensordaten des Antriebssensors (23, 39) steuerbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a drive sensor (23, 39) for detecting the rotation of the drive shaft, the energization device being powered by the control device (4, 16, 30) for energizing the output electric motor rail (6, 18, 30 ) can be controlled via the first current supply path depending on the drive sensor data of the drive sensor (23, 39). Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem der Schaltzustände der Schaltvorrichtung der dritte Bestromungspfad getrennt ist und der zweite Bestromungspfad verbunden ist, wobei der erste Bestromungspfad getrennt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one of the switching states of the switching device, the third current supply path is separated and the second current supply path is connected, the first current supply path being separated. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bestromungspfad ein weiteres monostabiles Schaltelement, insbesondere ein monostabiles Relais (14, 32) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the third current supply path comprises a further monostable switching element, in particular a monostable relay (14, 32). Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2, 10, 27) und die Antriebselektromaschine (3, 13, 29) durch ein Antriebsgetriebe (11) gekoppelt sind und/oder die Abtriebselektromaschine (6, 18, 30) und die Abtriebswelle (22, 28) durch ein Abtriebsgetriebe (19) gekoppelt sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft (2, 10, 27) and the drive electric machine (3, 13, 29) are coupled by a drive gear (11) and / or the output electric machine (6, 18, 30) and the output shaft (22, 28) are coupled by an output gear (19). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Übersetzungsverhältnis des Antriebsgetriebes (11) kleiner eins ist und der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Abtriebsgetriebes (19) größer eins.Device according to Claim 10 , characterized in that the amount of the gear ratio of the drive gear (11) is less than one and the amount of the gear ratio of the output gear (19) is greater than one. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselektromaschine (3, 13, 29) und die Abtriebselektromaschine (6, 18, 30), insbesondere dreiphasige, Drehstrommaschinen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the driving electric machine (3, 13, 29) and the driven electric machine (6, 18, 30), in particular three-phase, three-phase machines, are. Kraftfahrzeug umfassend eine Lenkhandhabe, insbesondere ein Lenkrad (1, 9), und wenigstens ein durch die Lenkhandhabe lenkbares Rad, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst, durch die in wenigstens einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Betätigung der Lenkhandhabe eine Lenkleistung auf das Rad übertragen wird.Motor vehicle comprising a steering handle, in particular a steering wheel (1, 9), and at least one wheel that can be steered by the steering handle, characterized in that it comprises a device according to one of the preceding claims, through which in at least one operating mode of the motor vehicle depending on an actuation The steering handle transfers steering power to the wheel.
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