DE102020215042A1

DE102020215042A1 - Lenkvorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Lenkwinkels mittels einer derartigen Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102020215042A1
Application number: DE102020215042.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Brenner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Lenkvorrichtung, insbesondere einer Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung, mit einer Lenkwelle (10), mit einer mechanisch mit der Lenkwelle (10) verbundenen Lenkhandhabe (12), mit einer mechanisch mit der Lenkwelle (10) verbundenen Feedbackeinheit (14), welche wenigstens einen Elektromotor (16) und wenigstens ein Kopplungsgetriebe (18) zur Kopplung des Elektromotors (16) mit der Lenkwelle (10) umfasst, und mit einer Lenkwinkelsensoreinheit (20), welche wenigstens eine der Lenkwelle (10) zugeordnete erste Winkelsensorik (22) zur Erfassung einer ersten Lenkwinkelinformation und wenigstens eine dem Elektromotor (16) zugeordnete zweite Winkelsensorik (24) zu Erfassung einer zweiten Lenkwinkelinformation umfasst.Es wird vorgeschlagen, dass die erste Winkelsensorik (22) und die zweite Winkelsensorik (24) jeweils einen maximalen Messbereich von 360° aufweisen und das Kopplungsgetriebe (18) eine Getriebeübersetzung aufweist, welche derart ausgelegt ist, dass durch Verknüpfung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation ein über die Lenkhandhabe (12) aufgebrachter Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle (10) eindeutig ermittelbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung ein Lenksystem mit einer solchen Lenkvorrichtung sowie einer Verfahren zur Ermittlung eines Lenkwinkels mittels einer solchen Lenkvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, welche ein konventionelles Lenksystem mit einer Lenkhandhabe beispielsweise in Form eines Lenkrads, einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule zur mechanischen Verbindung der Lenkhandhabe mit dem Lenkgetriebe umfassen. Zudem sind Fahrzeuge mit Steer-by-Wire-Lenksystemen bekannt, welche ohne eine direkte mechanische Verbindung zwischen einer Lenkhandhabe und gelenkten Fahrzeugrädern auskommen und bei welchen eine Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe ausschließlich elektrisch weitergeleitet wird. Hierzu umfassen besagte Lenksysteme in der Regel eine Bedieneinheit, welche zumindest die Lenkhandhabe aufweist, und wenigstens einen mechanisch von der Bedieneinheit getrennten Radlenkwinkelsteller zur Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads in Abhängigkeit von der Lenkvorgabe.
Zur Erfassung eines über die Lenkhandhabe aufgebrachten Lenkwinkels können beispielsweise sogenannte Multi-Turn-Sensoren, also Sensoren mit einem maximalen Messbereich größer 360°, eingesetzt werden, wodurch einerseits der Lenkwinkel über mehrere Lenkradumdrehungen eindeutig erfasst und andererseits eine sogenannte „True Power On“-Funktionalität bereitgestellt werden kann, sodass der Lenkwinkel jederzeit und insbesondere auch ohne einen zusätzlichen Initialisierungsprozess verfügbar ist. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die DE 10 2014 210 518 A1 verwiesen.
Ferner ist aus der DE 10 2018 201 001 A1 eine Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung mit einer Feedbackeinheit und einer Lenkwinkelsensoreinheit bekannt, wobei die Lenkwinkelsensoreinheit wenigstens eine der Lenkwelle zugeordnete erste Erfassungseinheit und wenigstens eine der Feedbackeinheit zugeordnete zweite Erfassungseinheit umfasst.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine Lenkvorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines Lenkwinkels mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 und 12 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Lenkvorrichtung, insbesondere einer Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung, mit einer Lenkwelle, mit einer mechanisch mit der Lenkwelle verbundenen Lenkhandhabe, mit einer mechanisch mit der Lenkwelle verbundenen Feedbackeinheit, welche wenigstens einen Elektromotor und wenigstens ein Kopplungsgetriebe zur Kopplung des Elektromotors mit der Lenkwelle umfasst, und mit einer Lenkwinkelsensoreinheit, welche wenigstens eine der Lenkwelle zugeordnete erste Winkelsensorik zur Erfassung einer ersten Lenkwinkelinformation und wenigstens eine dem Elektromotor zugeordnete zweite Winkelsensorik zu Erfassung einer zweiten Lenkwinkelinformation umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass die erste Winkelsensorik und die zweite Winkelsensorik jeweils einen maximalen Messbereich von 360°, also insbesondere zwischen 0° und 360°, aufweisen und das Kopplungsgetriebe eine Getriebeübersetzung aufweist, welche derart ausgelegt ist, dass durch Verknüpfung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation ein über die Lenkhandhabe aufgebrachter Lenkwinkel über mehr als eine, insbesondere vollständige, Umdrehung, vorteilhaft mehrere, insbesondere vollständige, Umdrehungen, der Lenkwelle eindeutig ermittelbar ist. Besonders vorteilhaft ist die Getriebeübersetzung dabei derart ausgelegt, dass der über die Lenkhandhabe aufgebrachte Lenkwinkel über zumindest zwei Umdrehungen der Lenkwelle, also insbesondere eine Drehung der Lenkwelle um zumindest 720° bzw. ±360°, und bevorzugt über zumindest drei Umdrehungen der Lenkwelle, also insbesondere eine Drehung der Lenkwelle um zumindest 1080° bzw. ±540°, eindeutig ermittelbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Insbesondere können durch die Verwendung einer ersten Winkelsensorik und einer zweiten Winkelsensorik mit einem jeweiligen maximalen Messbereich von 360° kostengünstige Single-Turn-Sensoren eingesetzt und auf teure und/oder voluminöse Multi-Turn-Sensoren verzichtet werden. Zudem kann vorteilhaft eine kostengünstige „True Power On“-Funktionalität bereitgestellt werden.
Unter einer „Lenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Lenksystems, insbesondere eines Fahrzeugs und vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, verstanden werden. Vorteilhaft ist das Lenksystem dabei als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet und umfasst insbesondere eine, insbesondere von einem Fahrer und/oder Insassen betätigbare, Bedieneinheit und wenigstens einen mechanisch von der Bedieneinheit getrennten Radlenkwinkelsteller, welcher zur Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads in Abhängigkeit von einer Lenkvorgabe an der Bedieneinheit vorgesehen ist. Die Lenkvorrichtung ist in diesem Fall insbesondere Teil der Bedieneinheit. Ferner soll unter einer „Feedbackeinheit“ insbesondere eine mit der Lenkhandhabe in mechanischer Verbindung stehende Aktuatoreinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, Signale, Kräfte und/oder Momente von der Lenkhandhabe, insbesondere direkt, zu erfassen und/oder an die Lenkhandhabe, insbesondere direkt, zu übertragen. Insbesondere ist die Feedbackeinheit dabei zumindest zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe vorgesehen. Ferner ist die Feedbackeinheit insbesondere dazu vorgesehen, ein von einem Fahrer an der Lenkhandhabe aufzubringendes Handmoment und/oder ein über die Lenkhandhabe wahrnehmbares Lenkgefühl anzupassen. Zudem kann die Feedbackeinheit vorzugsweise auch dazu vorgesehen sein, über die Lenkhandhabe dem Fahrer eine haptische Rückmeldung von einem Untergrund und/oder von Fahrzeugrädern des Fahrzeugs zu liefern. Dazu umfasst die Feedbackeinheit insbesondere den Elektromotor. Der Elektromotor ist insbesondere als bürstenloser Motor und vorteilhaft als Asynchronmotor oder als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet und umfasst wenigstens eine Motorwelle, welche insbesondere eine Rotationsachse des Elektromotors definiert.
Darüber hinaus soll unter einer „Lenkwinkelsensoreinheit“ insbesondere eine Sensoreinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, anhand einer Verdrehung der Lenkwelle einen, insbesondere über die Lenkhandhabe aufgebrachten und mit einer Betätigung der Lenkhandhabe korrelierten, Lenkwinkel zu erfassen. Zur Erfassung des Lenkwinkels umfasst die Lenkwinkelsensoreinheit die erste Winkelsensorik, welche dazu vorgesehen ist, eine mit dem Lenkwinkel korrelierte erste Lenkwinkelinformation, vorteilhaft eine Winkellage und/oder eine Winkelposition der Lenkwelle, bevorzugt kontaktlos, zu erfassen und die zweite Winkelsensorik, welche dazu vorgesehen ist, eine mit dem Lenkwinkel korrelierte zweite Lenkwinkelinformation, vorteilhaft eine Winkellage und/oder eine Winkelposition der Motorwelle des Elektromotors, bevorzugt kontaktlos, zu erfassen. Die erste Winkelsensorik und die zweite Winkelsensorik sind bevorzugt als Single-Turn-Sensoren ausgebildet oder weisen wenigstens einen, vorteilhaft genau einen, Single-Turn-Sensor auf. Ferner ist die erste Winkelsensorik insbesondere auf einer Abtriebsseite des Kopplungsgetriebes angeordnet und steht in Wirkverbindung mit der Abtriebsseite des Kopplungsgetriebes, während die zweite Winkelsensorik auf einer Antriebsseite des Kopplungsgetriebes angeordnet ist und in Wirkverbindung mit der Antriebsseite des Kopplungsgetriebes steht. Insbesondere sind die erste Winkelsensorik und die zweite Winkelsensorik, insbesondere über das Kopplungsgetriebe, derart mechanisch miteinander gekoppelt und/oder stehen derart miteinander in Korrelation, dass durch Verknüpfung und Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation ein über die Lenkhandhabe aufgebrachter Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung, insbesondere zumindest zwei und bevorzugt zumindest drei Umdrehungen, der Lenkwelle eindeutig ermittelt werden kann. Darunter, dass „eine Winkelsensorik einen maximalen Messbereich von 360° aufweist“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Winkelsensorik einen Messbereich zwischen 0° und 360° aufweist, wobei die Winkelsensorik jedoch dennoch mehrere Umdrehungen messen kann. Insbesondere fängt der Messbereich der Winkelsensorik dabei bei einer Umdrehung größer 360° wieder bei 0° an. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Vorteilhaft wird ferner vorgeschlagen, dass die erste Winkelsensorik und die zweite Winkelsensorik dasselbe Messprinzip zur Erfassung der jeweiligen Lenkwinkelinformation aufweisen. Unter einem „Messprinzip“ soll vorliegend insbesondere ein zur Erfassung der Lenkwinkelinformation verwendetes Messverfahren, wie beispielsweise ein magnetisches, ein induktives, ein optisches, ein kapazitives, ein mechanisches und/oder ein piezoelektrisches Messverfahren, verstanden werden. Bevorzugt sind die erste Winkelsensorik und die zweite Winkelsensorik dabei jeweils zur magnetischen Erfassung der jeweiligen Lenkwinkelinformation vorgesehen. Besonders bevorzugt sind die erste Winkelsensorik und die zweite Winkelsensorik in diesem Fall ferner baugleich ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfach auswertbare Korrelation zwischen der ersten Winkelsensorik und der zweiten Winkelsensorik erreicht werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die erste Winkelsensorik zumindest einen magnetoresistiven Winkelsensor umfasst und in einem axialen Endbereich der Lenkwelle angeordnet ist. Insbesondere ist die erste Winkelsensorik dabei auf einer der Lenkhandhabe gegenüberliegenden Seite der Lenkwelle angeordnet. Bevorzugt umfasst die erste Winkelsensorik ein erstes Magnetelement, welches an der Lenkwelle, insbesondere einem axialen Ende der Lenkwelle, befestigt ist, und ein mit dem ersten Magnetelement in Wirkverbindung stehendes und mit dem ersten Magnetelement zusammenwirkendes erstes magnetoresistives Messelement. Das erste magnetoresistive Messelement kann dabei insbesondere als TMR-Messelement, als GMR-Messelement oder bevorzugt als AMR-Messelement ausgebildet sein. Hierdurch kann insbesondere eine besonders kompakte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden. Zudem kann vorteilhaft eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit der Lenkvorrichtung verbessert werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zweite Winkelsensorik zumindest einen weiteren magnetoresistiven Winkelsensor umfasst und in einem axialen Endbereich einer Motorwelle des Elektromotors, insbesondere der bereits zuvor genannten Motorwelle des Elektromotors, angeordnet ist. Insbesondere ist die zweite Winkelsensorik dabei auf einer der Lenkwelle abgewandten Seite der Motorwelle angeordnet. Bevorzugt umfasst die zweite Winkelsensorik in diesem Fall ein zweites Magnetelement, welches an der Motorwelle, insbesondere einem axialen Ende der Motorwelle, befestigt ist, und ein mit dem zweiten Magnetelement in Wirkverbindung stehendes und mit dem zweiten Magnetelement zusammenwirkendes zweites magnetoresistives Messelement. Das zweite magnetoresistive Messelement kann dabei insbesondere als TMR-Messelement, als GMR-Messelement oder bevorzugt als AMR-Messelement ausgebildet sein. Hierdurch kann insbesondere eine besonders kompakte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden. Zudem kann vorteilhaft eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit der Lenkvorrichtung verbessert werden.
Eine besonders vorteilhafte „True Power On“-Funktionalität über mehrere Umdrehungen der Lenkwelle kann insbesondere dann bereitgestellt werden, wenn das Kopplungsgetriebe ein nicht-ganzzahliges Übersetzungsverhältnis aufweist. Bevorzugt weist das Kopplungsgetriebe dabei ein Übersetzungsverhältnis mit einer 1/2-Abstufung auf, also insbesondere X,5:1, wobei X für eine beliebige natürliche Zahl, vorteilhaft zwischen 8 und 20, steht, wodurch der Lenkwinkel insbesondere über zumindest zwei Umdrehungen der Lenkwelle eindeutig ermittelbar ist und insbesondere eine vorteilhafte Leistungsanpassung des Elektromotors erreicht werden kann. Besonders bevorzugt weist das Kopplungsgetriebe ein Übersetzungsverhältnis mit einer 1/3-Abstufung auf, also insbesondere Y,333:1, wobei Y für eine beliebige natürliche Zahl, vorteilhaft zwischen 8 und 20, steht, wodurch der Lenkwinkel insbesondere über zumindest drei Umdrehungen der Lenkwelle eindeutig ermittelbar ist und insbesondere eine vorteilhafte Leistungsanpassung des Elektromotors erreicht werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Kopplungsgetriebe ein Übersetzungsverhältnis größer Eins aufweist, wodurch insbesondere eine Erfassungsgenauigkeit erhöht werden kann. Insbesondere ist das Kopplungsgetriebe in diesem Fall als Untersetzungsgetriebe ausgebildet.
Ferner könnte das Kopplungsgetriebe beispielsweise als Zahnradgetriebe und/oder als Kegelradgetriebe ausgebildet sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass das Kopplungsgetriebe als Schraubrad- oder besonders bevorzugt als Schneckengetriebe ausgebildet ist, wodurch insbesondere ein benötigtes Übersetzungsverhältnis des Kopplungsgetriebes besonders einfach eingestellt und/oder angepasst werden kann.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Kopplungsgetriebe mehrgängig, insbesondere zwei- oder dreigängig, ausgebildet ist. Bei Verwendung eines Schneckengetriebes kann in diesem Zusammenhang beispielsweise eine mehrgängige Schnecke eingesetzt werden. Hierdurch kann insbesondere eine Einstellung und/oder Anpassung eines benötigten Übersetzungsverhältnisses des Kopplungsgetriebes weiter vereinfacht werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Lenkvorrichtung eine Recheneinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation miteinander zu verknüpfen und durch Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation einen über die Lenkhandhabe aufgebrachten Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung, insbesondere zumindest zwei und bevorzugt zumindest drei Umdrehungen, der Lenkwelle eindeutig zu ermitteln. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Berechnungsroutine, zumindest eine Auswerteroutine und/oder zumindest eine Ermittlungsroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, die erste Lenkwinkelinformation von der ersten Winkelsensorik und die zweite Lenkwinkelinformation von der zweiten Winkelsensorik zu empfangen und/oder abzurufen und durch Vergleich und/oder Abgleich der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation den über die Lenkhandhabe aufgebrachten Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle eindeutig zu ermitteln. Darüber hinaus kann die Recheneinheit eine Diagnoseroutine aufweisen und dazu vorgesehen sein, eine Abweichung zwischen der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation zu detektieren und im Fall, dass die Abweichung einen Grenzwert übersteigt, einen Fehler anzuzeigen und/oder in einen Fehlerbetriebszustand zu wechseln. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dabei in ein Steuergerät, insbesondere ein Lenkungssteuergerät, integriert, welches vorteilhaft der Bedieneinheit zugeordnet ist oder zur elektrischen Kopplung der Bedieneinheit und des Radlenkwinkelstellers vorgesehen ist. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Ermittlung des Lenkwinkels über mehrere Umdrehungen der Lenkwelle anhand der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation erreicht werden.
Zudem wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Lenkwinkels mittels der zuvor genannten Lenkvorrichtung vorgeschlagen, bei welchem die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation miteinander verknüpft werden und durch Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation ein über die Lenkhandhabe aufgebrachter Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung, insbesondere zumindest zwei und bevorzugt zumindest drei Umdrehungen, der Lenkwelle eindeutig ermittelt wird. Insbesondere umfasst die Lenkvorrichtung dabei wenigstens eine Recheneinheit, insbesondere die bereits zuvor genannte Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels durchzuführen. Hierdurch können insbesondere die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden.
Die Lenkvorrichtung, das Lenksystem und das Verfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Lenkvorrichtung, das Lenksystem und das Verfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:

1 ein als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildetes Lenksystem mit einer Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
2 eine Feedbackeinheit und eine Lenkwinkelsensoreinheit der Lenkvorrichtung in einer Detaildarstellung,
3 ein beispielhaftes Schaubild eines Erfassungssignals einer ersten Winkelsensorik der Lenkwinkelsensoreinheit und eines weiteren Erfassungssignals einer zweiten Winkelsensorik der Lenkwinkelsensoreinheit,
4 ein beispielhaftes Schaubild des Erfassungssignals der ersten Winkelsensorik und des weiteren Erfassungssignals der zweiten Winkelsensorik in einem gemeinsamen x-y-Diagramm und
5 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur Ermittlung eines Lenkwinkels mittels der Lenkvorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt ein beispielhaftes Lenksystem 34 in einer schematischen Darstellung. Das Lenksystem 34 ist zu einem Einsatz in einem Fahrzeug (nicht dargestellt), insbesondere einem Kraftfahrzeug, vorgesehen. Das Lenksystem 34 weist in einem eingebauten Zustand eine Wirkverbindung mit Fahrzeugrädern 36 des Fahrzeugs auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 34 im vorliegenden Fall als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem eine Lenkvorgabe in zumindest einem Betriebszustand ausschließlich elektrisch an die Fahrzeugräder 36 weitergeleitet wird.
Das Lenksystem 34 weist eine, insbesondere von einem Fahrer und/oder Insassen betätigbare, Bedieneinheit 38 auf. Die Bedieneinheit 38 ist dazu vorgesehen, eine Lenkvorgabe von dem Fahrer und/oder dem Insassen zu empfangen und zur Ansteuerung der Fahrzeugräder 36 weiterzuleiten.
Ferner weist das Lenksystem 34 einen an sich bekannten Radlenkwinkelsteller 40 auf. Der Radlenkwinkelsteller 40 ist mechanisch getrennt von der Bedieneinheit 38 ausgebildet. Der Radlenkwinkelsteller 40 ist rein elektrisch mit der Bedieneinheit 38 verbunden. Der Radlenkwinkelsteller 40 ist beispielhaft als Zentralsteller ausgebildet. Der Radlenkwinkelsteller 40 weist eine Wirkverbindung mit zumindest zwei der Fahrzeugräder 36, insbesondere zwei Vorderrädern, auf und ist dazu vorgesehen, die Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 36 umzusetzen. Dazu umfasst der Radlenkwinkelsteller 40 ein beispielhaft als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 42 und einen mit dem Lenkungsstellelement 42 zusammenwirkenden Lenkaktuator 44. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem natürlich auch mehrere, insbesondere als Einzelradsteller ausgebildete, Radlenkwinkelsteller umfassen.
Darüber hinaus weist das Lenksystem 34 ein Steuergerät 46 auf. Das Steuergerät 46 weist eine elektrische Verbindung mit der Bedieneinheit 38 auf. Das Steuergerät 46 weist ferner eine elektrische Verbindung mit dem Radlenkwinkelsteller 40 auf. Das Steuergerät 46 koppelt somit die Bedieneinheit 38 mit dem Radlenkwinkelsteller 40. Das Steuergerät 46 ist zur Steuerung eines Betriebs des Lenksystems 34 vorgesehen. Das Steuergerät 46 ist dazu vorgesehen, den Radlenkwinkelsteller 40 in Abhängigkeit von einem Signal der Bedieneinheit 38 anzusteuern. Das Steuergerät 46 ist ferner dazu vorgesehen, die Bedieneinheit 38 in Abhängigkeit von einem Signal des Radlenkwinkelstellers 40 anzusteuern.
Dazu umfasst das Steuergerät 46 eine Recheneinheit 32. Die Recheneinheit 32 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 32 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Regelroutine, zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Auswerteroutine und zumindest einer Ermittlungsroutine. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem jedoch auch mehrere Steuergeräte umfassen, wobei ein erstes Steuergerät mit wenigstens einer ersten Recheneinheit einer Bedieneinheit zugeordnet ist, während ein zweites Steuergerät mit wenigstens einer zweiten Recheneinheit einem Radlenkwinkelsteller zugeordnet ist. In diesem Fall könnten das erste Steuergerät und das zweite Steuergerät dabei elektrisch miteinander kommunizieren. Ferner könnte ein Steuergerät auch von einem Lenksystem verschieden und beispielsweise als zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein.
2 zeigt die Bedieneinheit 38 in einer Detaildarstellung. Die Bedieneinheit 38 weist eine Lenkvorrichtung auf.
Die Lenkvorrichtung umfasst eine Lenkwelle 10. Die Lenkwelle 10 ist drehbar um eine axial ausgerichtete Lenkachse gelagert. Im vorliegenden Fall ist die Lenkwelle 10 um ±540° bzw. um zumindest 1080° drehbar. Grundsätzlich könnte eine Lenkwelle jedoch auch um einen beliebigen anderen Winkelbereich größer 360° bzw. ±180° drehbar sein.
Zudem umfasst die Lenkvorrichtung eine Lenkhandhabe 12. Die Lenkhandhabe 12 ist mechanisch mit der Lenkwelle 10 verbunden. Die Lenkhandhabe 12 ist in einem axialen Endbereich der Lenkwelle 10 angeordnet und insbesondere an einem axialen Ende der Lenkwelle 10 befestigt. Die Lenkhandhabe 12 ist dabei vorliegend als Lenkrad ausgebildet. Grundsätzlich könnte eine Lenkhandhabe jedoch auch als Lenkhebel oder Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein.
Zudem umfasst die Lenkvorrichtung eine Feedbackeinheit 14. Die Feedbackeinheit 14 ist mechanisch mit der Lenkwelle 10 verbunden. Ferner ist die Feedbackeinheit 14 über die Lenkwelle 10 mechanisch mit der Lenkhandhabe 12 verbunden. Die Feedbackeinheit 14 ist dazu vorgesehen, Signale, Kräfte und/oder Momente von der Lenkhandhabe 12, insbesondere direkt, zu erfassen und/oder an die Lenkhandhabe 12, insbesondere direkt, zu übertragen. Im vorliegenden Fall ist die Feedbackeinheit 14 zumindest zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe 12 vorgesehen.
Dazu umfasst die Feedbackeinheit 14 einen Elektromotor 16. Der Elektromotor 16 ist als bürstenloser Motor, vorliegend insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet. Der Elektromotor 16 ist als Rotationsmotor ausgebildet und umfasst eine Motorwelle 30, welche insbesondere eine Rotationsachse des Elektromotors 16 definiert. Grundsätzlich könnte eine Feedbackeinheit jedoch auch mehrere Elektromotoren umfassen.
Zur Kopplung des Elektromotors 16 mit der Lenkwelle 10 umfasst die Feedbackeinheit 14 ferner ein Kopplungsgetriebe 18. Das Kopplungsgetriebe 18 ist als Schneckengetriebe ausgebildet und umfasst im vorliegenden Fall eine, insbesondere mit der Motorwelle 30 verbundene, Schnecke 48 sowie ein mit der Schnecke 48 zusammenwirkendes und insbesondere an der Lenkwelle 10 angeordnetes Schneckenrad 50. Zudem ist das Kopplungsgetriebe 18 mehrgängig ausgebildet. Das Kopplungsgetriebe 18 weist ein konstantes Übersetzungsverhältnis auf. Ferner ist das Kopplungsgetriebe 18 als Untersetzungsgetriebe ausgebildet und weist ein Übersetzungsverhältnis größer 1 auf. Das Kopplungsgetriebe 18 ist dazu vorgesehen, ein Motormoment des Elektromotors 16 auf die Lenkwelle 10 zu übertragen, um die Lenkhandhabe 12 mit dem Motormoment zu beaufschlagen. Alternativ könnte ein Kopplungsgetriebe jedoch auch als Schraubradgetriebe ausgebildet sein. Ferner könnte ein Kopplungsgetriebe eingängig ausgebildet sein. Zudem könnte ein Kopplungsgetriebe prinzipiell ein Übersetzungsverhältnis kleiner 1 aufweisen.
Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung eine Lenkwinkelsensoreinheit 20. Die Lenkwinkelsensoreinheit 20 ist dazu vorgesehen, anhand einer Verdrehung der Lenkwelle 10 einen, insbesondere über die Lenkhandhabe 12 aufgebrachten und mit einer Betätigung der Lenkhandhabe 12 korrelierten, Lenkwinkel zu erfassen. Dazu umfasst die Lenkwinkelsensoreinheit 20 eine erste Winkelsensorik 22 und eine zweite Winkelsensorik 24.
Die erste Winkelsensorik 22 ist der Lenkwelle 10 zugeordnet. Die erste Winkelsensorik 22 ist dabei in einem weiteren axialen Endbereich der Lenkwelle 10 angeordnet. Die erste Winkelsensorik 22 ist vorliegend auf einer der Lenkhandhabe 12 gegenüberliegenden Seite der Lenkwelle 10 angeordnet. Die erste Winkelsensorik 22 ist als Single-Turn-Sensor ausgebildet und weist einen maximalen Messbereich von 360° auf. Ferner ist die erste Winkelsensorik 22 auf einer Abtriebsseite des Kopplungsgetriebes 18 angeordnet und steht in Wirkverbindung mit der Abtriebsseite des Kopplungsgetriebes 18. Die erste Winkelsensorik 22 ist zu einer kontaktlosen Erfassung einer ersten Lenkwinkelinformation vorgesehen. Die erste Winkelsensorik 22 ist zur magnetischen Erfassung der ersten Lenkwinkelinformation vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist die erste Winkelsensorik 22 dazu vorgesehen, eine Winkellage und/oder eine Winkelposition der Lenkwelle 10 zu erfassen.
Dazu umfasst die erste Winkelsensorik 22 zumindest einen magnetoresistiven Winkelsensor 26. Der magnetoresistive Winkelsensor 26 umfasst ein erstes Magnetelement 52, welches an der Lenkwelle 10 und insbesondere einem weiteren axialen Ende der Lenkwelle 10 befestigt ist, und ein mit dem ersten Magnetelement 52 in Wirkverbindung stehendes und mit dem ersten Magnetelement 52 zusammenwirkendes erstes magnetoresistives Messelement 54. Das erste magnetoresistive Messelement 54 ist dabei vorliegend als AM R-Messelement ausgebildet. Alternativ könnte eine erste Winkelsensorik jedoch auch mehrere magnetoresistive Winkelsensoren und/oder ein GMR- oder ein TMR-Messelement aufweisen. Ferner könnte eine erste Winkelsensorik ein von einem magnetischen Messverfahren abweichendes Messverfahren verwenden, wie beispielsweise ein optisches und/oder induktives Messverfahren. Darüber hinaus ist grundsätzlich denkbar, ein erste Winkelsensorik in einem von einem axialen Endbereich abweichenden Bereich einer Lenkwelle anzuordnen.
Die zweite Winkelsensorik 24 ist dem Elektromotor 16 zugeordnet. Die zweite Winkelsensorik 24 ist dabei in einem axialen Endbereich der Motorwelle 30 des Elektromotors 16 angeordnet. Die zweite Winkelsensorik 24 ist vorliegend auf einer der Lenkwelle 10 abgewandten Seite der Motorwelle 30 angeordnet. Die zweite Winkelsensorik 24 ist als Single-Turn-Sensor ausgebildet und weist einen maximalen Messbereich von 360° auf. Ferner ist die zweite Winkelsensorik 24 auf einer Antriebsseite des Kopplungsgetriebes 18 angeordnet und steht in Wirkverbindung mit der Antriebsseite des Kopplungsgetriebes 18. Die zweite Winkelsensorik 24 ist zu einer kontaktlosen Erfassung einer zweiten Lenkwinkelinformation vorgesehen. Die zweite Winkelsensorik 24 ist zur magnetischen Erfassung der zweiten Lenkwinkelinformation vorgesehen. Die erste Winkelsensorik 22 und die zweite Winkelsensorik 24 weisen folglich dasselbe Messprinzip zur Erfassung der jeweiligen Lenkwinkelinformation auf. Im vorliegenden Fall ist die zweite Winkelsensorik 24 dazu vorgesehen, eine Winkellage und/oder eine Winkelposition der Motorwelle 30 zu erfassen.
Dazu umfasst die zweite Winkelsensorik 24 zumindest einen weiteren magnetoresistiven Winkelsensor 28. Der weitere magnetoresistive Winkelsensor 28 umfasst ein zweites Magnetelement 56, welches an der Motorwelle 30 und insbesondere einem axialen Ende der Motorwelle 30 befestigt ist, und ein mit dem zweiten Magnetelement 56 in Wirkverbindung stehendes und mit dem zweiten Magnetelement 56 zusammenwirkendes zweites magnetoresistives Messelement 58. Das zweite magnetoresistive Messelement 58 ist dabei vorliegend als AMR-Messelement ausgebildet. Die erste Winkelsensorik 22 und die zweite Winkelsensorik 24 sind demnach im vorliegenden Fall zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Alternativ könnte eine zweite Winkelsensorik jedoch auch mehrere magnetoresistive Winkelsensoren und/oder ein GMR- oder ein TMR-Messelement aufweisen. Ferner könnte eine zweite Winkelsensorik ein von einem magnetischen Messverfahren abweichendes Messverfahren verwenden, wie beispielsweise ein optisches und/oder induktives Messverfahren. Darüber hinaus ist grundsätzlich denkbar, ein zweite Winkelsensorik in einem von einem axialen Endbereich abweichenden Bereich einer Motorwelle anzuordnen.
Erfindungsgemäß weist das Kopplungsgetriebe 18 eine Getriebeübersetzung auf, welche derart ausgelegt ist, dass durch Verknüpfung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation ein über die Lenkhandhabe 12 aufgebrachter Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle 10 eindeutig ermittelbar ist und zwar obwohl die erste Winkelsensorik 22 und die zweite Winkelsensorik 24 jeweils nur einen maximalen Messbereich von 360°, also insbesondere zwischen 0° und 360°, aufweisen. Im vorliegenden Fall ist die Getriebeübersetzung dabei derart ausgelegt, dass der über die Lenkhandhabe 12 aufgebrachte Lenkwinkel über zumindest drei Umdrehungen der Lenkwelle 10, also insbesondere eine Drehung der Lenkwelle 10 um zumindest 1080° bzw. ±540°, eindeutig ermittelbar ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass die erste Winkelsensorik 22 und die zweite Winkelsensorik 24 über das Kopplungsgetriebe 18 derart mechanisch miteinander gekoppelt sind und insbesondere derart miteinander in Korrelation stehen, dass durch Verknüpfung und Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation der über die Lenkhandhabe 12 aufgebrachte Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung, im vorliegenden Fall insbesondere zumindest drei Umdrehungen, der Lenkwelle 10 eindeutig ermittelt werden kann. Dazu weist das Kopplungsgetriebe 18 ein festes, nicht-ganzzahliges Übersetzungsverhältnis und zwar insbesondere ein Übersetzungsverhältnis mit einer 1/3-Abstufung auf. Aufgrund der gewählten Getriebeübersetzung dreht sich die Lenkwelle 10 langsamer als die Motorwelle 30. Hierdurch ändern sich die mittels der ersten Winkelsensorik 22 erfasste erste Lenkwinkelinformation und die mittels der zweiten Winkelsensorik 24 erfasste zweite Lenkwinkelinformation unterschiedlich, jedoch durch das konstante Übersetzungsverhältnis immer mit einem definierten Verhältnis zueinander. Damit wird es möglich die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation über eine mathematische Funktion miteinander zu verrechnen bzw. zu verknüpfen und damit einen absoluten Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle 10 zu erhalten. Grundsätzlich könnte eine Getriebeübersetzung eines Kopplungsgetriebes jedoch auch derart ausgelegt sein, dass ein über eine Lenkhandhabe aufgebrachter Lenkwinkel über einen beliebigen anderen Winkelbereich größer 360° bzw. ±180° eindeutig ermittelbar ist. Dabei ist insbesondere denkbar, eine Getriebeübersetzung eines Kopplungsgetriebes derart auszulegen, dass ein über eine Lenkhandhabe aufgebrachter Lenkwinkel über zumindest zwei, zumindest vier, zumindest fünf oder zumindest sechs Umdrehungen einer Lenkwelle eindeutig ermittelbar ist.
Bei der Verwendung eines Schneckengetriebes berechnet sich das Übersetzungsverhältnis als Quotient aus einer Zähnezahl des Kopplungsgetriebes 18, insbesondere des Schneckenrads 50, und einer Gangzahl des Kopplungsgetriebes 18, insbesondere der Schnecke 48, und wird derart gewählt, dass sich bei der Division ein Rest von 1/3 ergibt. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise die Schnecke 48 drei Gänge und das Schneckenrad 50 13 Zähne aufweisen, wodurch sich ein Übersetzungsverhältnis von 4,333 ergibt. Hierdurch ist es möglich, einen Lenkwinkel über drei Umdrehungen der Lenkwelle 10 eindeutig zu ermitteln.
Um zusätzlich eine vorteilhafte Leistungsanpassung des Elektromotors 16 zu erreichen, wird das Übersetzungsverhältnis jedoch vorteilhaft größer als 8 und kleiner als 20 gewählt. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise die Schnecke 48 drei Gänge aufweisen und das Schneckenrad 50 43 Zähne, wodurch sich ein vorteilhaftes Übersetzungsverhältnis von 14,333 ergibt.
Zur Ermittlung des Lenkwinkels dient ferner die Recheneinheit 32, welche dazu vorgesehen ist, die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation miteinander zu verknüpfen und durch Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation einen über die Lenkhandhabe 12 aufgebrachten Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle 10 eindeutig zu ermitteln. Die Recheneinheit 32 ist demnach Teil der Lenkvorrichtung. Darüber hinaus kann die Recheneinheit 32 eine Diagnoseroutine aufweisen und dazu vorgesehen sein, eine Abweichung zwischen der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation zu detektieren und im Fall, dass die Abweichung einen Grenzwert übersteigt, einen Fehler anzuzeigen und/oder in einen Fehlerbetriebszustand zu wechseln. Alternativ könnte die Lenkvorrichtung jedoch auch eine von der Recheneinheit 32 abweichende weitere Recheneinheit zur Ermittlung des Lenkwinkels aufweisen. In diesem Fall könnte die weitere Recheneinheit beispielsweise in ein Steuergerät, welches insbesondere der Bedieneinheit 38 zugeordnet ist, integriert sein. Zudem ist denkbar, auf eine entsprechende Diagnoseroutine zu verzichten.
3 zeigt ein beispielhaftes Schaubild der durch die erste Winkelsensorik 22 erfassten ersten Lenkwinkelinformation und der durch die zweite Winkelsensorik 24 erfassten zweiten Lenkwinkelinformation.
Eine erste Ordinatenachse 60 ist als Größenachse ausgebildet und zeigt ein Ausgangssignal der ersten Winkelsensorik 22. Auf einer ersten Abszissenachse 62 ist ein Drehwinkel der Lenkwelle 10 dargestellt. Eine zweite Ordinatenachse 64 ist als weitere Größenachse ausgebildet und zeigt ein Ausgangssignal der zweiten Winkelsensorik 24. Auf einer zweiten Abszissenachse 66 ist ein Drehwinkel der Motorwelle 30 dargestellt. Eine erste Kurve 68 zeigt einen Verlauf der ersten Lenkwinkelinformation. Eine zweite Kurve 70 zeigt einen Verlauf der zweiten Lenkwinkelinformation.
3 zeigt dabei beispielhaft eine Getriebeübersetzung von 4,33:1 und ein sich daraus ergebender eindeutiger Messbereich an der Lenkwelle 10 von 1080° bzw. ±540°. Insbesondere lässt sich in diesem Zusammenhang erkennen, dass sich aufgrund der gewählten Getriebeübersetzung die Lenkwelle 10 langsamer als die Motorwelle 30 dreht. Hierdurch ändern sich die mittels der ersten Winkelsensorik 22 erfasste erste Lenkwinkelinformation und die mittels der zweiten Winkelsensorik 24 erfasste zweite Lenkwinkelinformation unterschiedlich, jedoch durch das konstante Übersetzungsverhältnis immer mit einem definierten Verhältnis zueinander. Durch eine Verknüpfung und Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation, ist es hierdurch möglich einen absoluten Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle 10 zu erhalten.
4 zeigt ein beispielhaftes Schaubild, wobei die durch die erste Winkelsensorik 22 erfasste erste Lenkwinkelinformation und die durch die zweite Winkelsensorik 24 erfasste zweite Lenkwinkelinformation gemäß 3 in einem gemeinsamen x-y-Diagramm eingetragen wurden.
Eine dritte Ordinatenachse 72 ist als Größenachse ausgebildet und zeigt das Ausgangssignal der ersten Winkelsensorik 22. Eine dritte Abszissenachse 74 ist als weitere Größenachse ausgebildet und zeigt das Ausgangssignal der zweiten Winkelsensorik 24.
Aus dieser Darstellung lässt sich ebenfalls erkennen, dass im vorliegenden Fall ein eindeutiger Messbereich von 1080° bzw. ±540° erreicht wird.
5 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur Ermittlung des Lenkwinkels mittels der Lenkvorrichtung. Im vorliegenden Fall ist dabei insbesondere die Recheneinheit 32 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf. Grundsätzlich könnte die Lenkvorrichtung jedoch auch eine von der Recheneinheit 32 abweichende weitere Recheneinheit zur Ausführung des Verfahrens zur Ermittlung des Lenkwinkels aufweisen. In diesem Fall könnte die weitere Recheneinheit beispielsweise in ein Steuergerät, welches insbesondere der Bedieneinheit 38 zugeordnet ist, integriert sein.
In einem ersten Verfahrensschritt 80 werden die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation ermittelt. Dazu wird mittels der ersten Winkelsensorik 22 die erste Lenkwinkelinformation erfasst und an die Recheneinheit 32 weitergeleitet. Zudem wird mittels der zweiten Winkelsensorik 24 die zweite Lenkwinkelinformation erfasst und an die Recheneinheit 32 weitergeleitet.
In einem zweiten Verfahrensschritt 82 wird der Lenkwinkel ermittelt. Hierzu werden die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation miteinander verknüpft und miteinander abgeglichen, um den über die Lenkhandhabe 12 aufgebrachten Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle 10 eindeutig zu ermitteln.
Das beispielhafte Ablaufdiagramm in 5 soll dabei insbesondere lediglich beispielhaft ein Verfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels mittels der Lenkvorrichtung beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren oder zusätzliche Verfahrensschritte hinzukommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014210518 A1 [0003]
DE 102018201001 A1 [0004]

Claims

Lenkvorrichtung, insbesondere Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung, mit einer Lenkwelle (10), mit einer mechanisch mit der Lenkwelle (10) verbundenen Lenkhandhabe (12), mit einer mechanisch mit der Lenkwelle (10) verbundenen Feedbackeinheit (14), welche wenigstens einen Elektromotor (16) und wenigstens ein Kopplungsgetriebe (18) zur Kopplung des Elektromotors (16) mit der Lenkwelle (10) umfasst, und mit einer Lenkwinkelsensoreinheit (20), welche wenigstens eine der Lenkwelle (10) zugeordnete erste Winkelsensorik (22) zur Erfassung einer ersten Lenkwinkelinformation und wenigstens eine dem Elektromotor (16) zugeordnete zweite Winkelsensorik (24) zu Erfassung einer zweiten Lenkwinkelinformation umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Winkelsensorik (22) und die zweite Winkelsensorik (24) jeweils einen maximalen Messbereich von 360° aufweisen und das Kopplungsgetriebe (18) eine Getriebeübersetzung aufweist, welche derart ausgelegt ist, dass durch Verknüpfung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation ein über die Lenkhandhabe (12) aufgebrachter Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle (10) eindeutig ermittelbar ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeübersetzung derart ausgelegt ist, dass der Lenkwinkel über zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, Umdrehungen der Lenkwelle (10) eindeutig ermittelbar ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Winkelsensorik (22) und die zweite Winkelsensorik (24) dasselbe Messprinzip zur Erfassung der jeweiligen Lenkwinkelinformation aufweisen.
Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Winkelsensorik (22) zumindest einen magnetoresistiven Winkelsensor (26) umfasst und in einem axialen Endbereich der Lenkwelle (10) angeordnet ist.
Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Winkelsensorik (24) zumindest einen weiteren magnetoresistiven Winkelsensor (28) umfasst und in einem axialen Endbereich einer Motorwelle (30) des Elektromotors (16) angeordnet ist.
Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsgetriebe (18) ein nicht-ganzzahliges Übersetzungsverhältnis aufweist.
Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsgetriebe (18) ein Übersetzungsverhältnis größer Eins aufweist.
Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsgetriebe (18) als Schraubrad- oder Schneckengetriebe ausgebildet ist.
Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsgetriebe (18) mehrgängig ausgebildet ist.
Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (32), welche dazu vorgesehen ist, die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation miteinander zu verknüpfen und durch Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation einen über die Lenkhandhabe (12) aufgebrachten Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle (10) eindeutig zu ermitteln.
Lenksystem (34) mit einer Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Ermittlung eines Lenkwinkels mittels einer Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die erste Lenkwinkelinformation und die zweite Lenkwinkelinformation miteinander verknüpft werden und durch Auswertung der ersten Lenkwinkelinformation und der zweiten Lenkwinkelinformation ein über die Lenkhandhabe (12) aufgebrachter Lenkwinkel über mehr als eine Umdrehung der Lenkwelle (10) eindeutig ermittelt wird.