DE102022124555A1

DE102022124555A1 - Lenkung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren

Info

Publication number: DE102022124555A1
Application number: DE102022124555.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan STUERZL; Ralf Stroph
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-09-23
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2024-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkung (3) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Lenkhandhabe (3), welche um eine Drehachse (4) relativ zu einer Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) drehbar an der Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) zu halten ist, mit einer drehfest mit der Lenkhandhabe (3) verbundenen und um die Drehachse (4) relativ zu der Haltevorrichtung (5) drehbaren, ersten Welle (6), und mit einer um die Drehachse (4) relativ zu der Haltevorrichtung (5) drehbaren, zweiten Welle (7), über welche die Lenkhandhabe (3) und die erste Welle (6) mechanisch mit wenigstens einem Fahrzeugrad (9) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbar sind, wobei eine zwischen wenigstens zwei Stellungen (13, 14) bewegbare Koppeleinrichtung (15) vorgesehen ist, über welche in einer ersten der Stellungen (13) die erste Welle (6) und die zweite Welle (7) mechanisch miteinander gekoppelt sind und in der zweiten der Stellungen (14) die erste und die zweite Welle (6, 7) voneinander entkoppelt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Die EP 3 180 227 B1 offenbart eine Fahrzeuglenkung mit einer Lenkhandhabe zur manuellen Betätigung der Lenkung und wenigstens einem lenkbaren Fahrzeugrad, das mit der Lenkhandhabe über eine um eine Lenkungsachse drehbare Lenksäule mechanisch koppelbar ist. Die Lenksäule weist eine fest mit der Lenkhandhabe verbundene Eingangswelle und eine an die Eingangswelle koppelbare Ausgangswelle auf, deren Drehbewegung über ein Lenkgetriebe eine Lenkbewegung des lenkbaren Fahrzeugrads veranlasst. Die Fahrzeuglenkung weist ein fest mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbundenes Lenkungsblockierelement und eine Verriegelungseinrichtung auf, die abhängig von der Position der weiterhin axial verschiebbaren Lenkhandhabe eine Relativdrehung zwischen der Eingangswelle und dem karosseriefesten Lenkungsblockierelement wahlweise freigeben oder sperren kann. Weiterhin ist eine Kopplungseinrichtung vorgesehen, die eine Relativdrehung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle wahlweise freigeben oder sperren kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass ein Komfort des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder als Lastkraftwagen ausgebildet. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug, insbesondere in seinem vollständig hergestellten Zustand, die Lenkung auf.
Die Lenkung weist eine Lenkhandhabe auf, welche um eine Drehachse relativ zu einer Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs, insbesondere manuell, drehbar, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, an der Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs zu halten beziehungsweise gehalten ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die Lenkhandhabe, insbesondere über eine Trageinrichtung der Lenkung, mit der Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs verbindbar beziehungsweise verbunden, wobei die Lenkhandhabe relativ zu der Haltevorrichtung um die Drehachse drehbar ist. Die Lenkhandhabe ist vorzugsweise als Lenkrad ausgebildet. Die Haltevorrichtung ist beispielsweise Teil einer Konsole oder eines Cockpitquerträgers, insbesondere Instrumentenquerträgers, des Kraftfahrzeugs beziehungsweise als die Konsole oder der Cockpitquerträger ausgebildet. Darunter, dass die Lenkhandhabe um die Drehachse manuell drehbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass das Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse von einer Person, beispielsweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise durch wenigstens eine Hand der Person, bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird. Die Lenkhandhabe ist somit beispielsweise von der Person beziehungsweise dem Fahrer drehbar.
Die Lenkung weist wenigstens eine drehfest mit der Lenkhandhabe, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, verbundene oder verbindbare und um die Drehachse relativ zu der Haltevorrichtung drehbare, erste Welle auf. Mit anderen Worten sind die Lenkhandhabe und die erste Welle, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, drehfest mechanisch miteinander gekoppelt beziehungsweise koppelbar. Beispielsweise ist die erste Welle als Lenksäule ausgebildet. Die Lenkhandhabe und die erste Welle sind vorzugsweise separat voneinander ausgebildet.
Unter einer drehfesten Verbindung kann insbesondere eine Verbindung zweier separat voneinander ausgebildeten Komponenten verstanden werden, die derart miteinander verbunden sind, dass zumindest Relativdrehungen zwischen den Komponenten sowie vorzugsweise in axialer Richtung und in radialer Richtung der Komponenten Relativbewegungen zwischen den Komponenten unterbleiben beziehungsweise vermieden sind.
Die Lenkung weist wenigstens eine separat von der ersten Welle ausgebildete und um die Drehachse relativ zu der Haltevorrichtung drehbare, zweite Welle auf. Die Lenkhandhabe und die erste Welle sind über die zweite Welle, insbesondere zumindest mittelbar, beispielsweise über ein Lenkgetriebe, mechanisch mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs koppelbar beziehungsweise gekoppelt, um zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs durch das, insbesondere manuelle, Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse das Fahrzeugrad um eine, insbesondere schräg oder senkrecht zu der Drehachse verlaufende, Radschwenkachse zu verschwenken. Mit anderen Worten ist die Lenkhandhabe über die erste Welle und die zweite Welle mechanisch mit dem Fahrzeugrad verbunden beziehungsweise verbindbar. Die Lenkhandhabe und das Fahrzeugrad sind dabei derart miteinander koppelbar, insbesondere gekoppelt, beziehungsweise verbindbar, insbesondere verbunden, dass durch das, insbesondere manuelle, Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse das Verschwenken des Fahrzeugrads, insbesondere relativ zu der Haltevorrichtung, um die Radschwenkachse einhergeht. Dies bedeutet, dass das Verschwenken des Fahrzeugrads beziehungsweise das Bewirken der Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs mittels der Lenkhandhabe, insbesondere durch das Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse, bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird.
Die zweite Welle ist beispielsweise als Lenkzwischenwelle ausgebildet. Unter der Lenkzwischenwelle kann beispielsweise eine Lenkspindel verstanden werden. Beispielsweise ist die Lenkhandhabe über die erste und die zweite Welle, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, mechanisch mit dem Lenkgetriebe verbunden. Beispielsweise ist das Lenkgetriebe, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, mechanisch mit dem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs verbunden beziehungsweise verbindbar.
Unter dem Fahrzeugrad kann insbesondere ein Bodenkontaktelement des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Vorzugsweise rollt das Fahrzeugrad bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, das heißt, während das Kraftfahrzeug fährt, auf einer Fahrbahn ab. Vorzugsweise berührt das Fahrzeugrad die Fahrbahn direkt.
Vorzugsweise ist das Fahrzeugrad um eine Raddrehachse des Fahrzeugrads drehbar. Die Raddrehachse und die Drehachse verlaufen vorzugsweise schräg oder senkrecht zueinander. Vorzugsweise verlaufen die Raddrehachse und die Radschwenkachse schräg oder senkrecht zueinander. Die Raddrehachse verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs. Die Radschwenkachse verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs. Alternativ verläuft die Radschwenkachse beispielsweise schräg zur Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs.
Um einen Komfort des Kraftfahrzeugs, insbesondere für den Fahrer des Kraftfahrzeugs, besonders verbessern zu können, ist erfindungsgemäß wenigstens eine zwischen wenigstens zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Stellungen bewegbare beziehungsweise verstellbare, insbesondere mechanische, Koppeleinrichtung vorgesehen. Die Koppeleinrichtung ist somit beispielsweise aus einer ersten der Stellungen in eine zweite der Stellungen bewegbar und/oder aus der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegbar.
In der ersten Stellung sind die erste Welle und die zweite Welle über die Koppeleinrichtung, insbesondere drehfest, mechanisch, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, miteinander gekoppelt. Mit anderen Worten ausgedrückt sind in der ersten Stellung die erste und die zweite Welle, insbesondere drehfest, mechanisch über die Koppeleinrichtung miteinander verbunden. Dadurch ist die Lenkhandhabe in der ersten Stellung über die Wellen mechanisch mit dem Fahrzeugrad, insbesondere zum Bewirken der Kurvenfahrten und/oder Richtungswechsel des Kraftfahrzeugs, koppelbar beziehungsweise gekoppelt. In anderen Worten sind in der ersten Stellung die Lenkhandhabe und das Fahrzeugrad über die Wellen, und insbesondere über die Koppeleinrichtung mechanisch miteinander verbunden beziehungsweise verbindbar. Dies bedeutet, dass in der ersten Stellung mittels der Lenkhandhabe, insbesondere durch das Drehen der Lenkhandhabe, das Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse bewirkbar ist, und somit insbesondere die Kurvenfahrten und/oder die Richtungswechsel des Kraftfahrzeugs bewirkbar sind.
In der zweiten Stellung sind die erste und die zweite Welle, insbesondere über die Koppeleinrichtung, voneinander entkoppelt. Dies bedeutet, dass in der zweiten Stellung die erste und die zweite Welle nicht, insbesondere mechanisch, miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt sind. In anderen Worten unterbleibt in der zweiten Stellung das mechanische Koppeln der ersten Welle, insbesondere über die Koppeleinrichtung, mit der zweiten Welle. Dadurch ist die Lenkhandhabe von dem Fahrzeugrad entkoppelt beziehungsweise entkoppelbar. Dies bedeutet, dass in der zweiten Stellung das Koppeln der Lenkhandhabe über die Wellen mit dem Fahrzeugrad unterbleibt beziehungsweise verhindert ist. Mit anderen Worten ausgedrückt unterbleibt in der zweiten Stellung beim, insbesondere manuellen, Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse das Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse. Somit ist in der zweiten Stellung das Bewirken der Kurvenfahrten und/oder Richtungswechsel mittels der Lenkhandhabe verhindert. In der zweiten Stellung ist die Lenkhandhabe, insbesondere über die Trageinrichtung, translatorisch in wenigstens eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse verlaufende Richtung relativ zu der Haltevorrichtung beziehungsweise zu der zweiten Welle bewegbar und/oder um wenigstens eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse verlaufende Richtung relativ zu der Haltevorrichtung bewegbar und/oder um wenigstens eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse verlaufende Schwenkachse relativ zu der Haltevorrichtung beziehungsweise der zweiten Welle verschwenkbar, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, an der Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs zu halten beziehungsweise gehalten. In anderen Worten ist in der zweiten Stellung die Lenkhandhabe, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, an der Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs befestigbar beziehungsweise befestigt, wobei in der zweiten Stellung die, insbesondere an der Haltevorrichtung gehaltene, Lenkhandhabe translatorisch in die Richtung relativ zu der Haltevorrichtung bewegbar ist und/oder um die Schwenkachse relativ zu der Haltevorrichtung bewegbar beziehungsweise verschwenkbar ist.
Darunter, dass die Lenkhandhabe über die Wellen mechanisch mit dem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs koppelbar beziehungsweise gekoppelt ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die Lenkung als mechanische Lenkung, insbesondere als elektromechanische Lenkung, ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Lenkung vorzugsweise nicht als „Steer by wire“-Lenkung ausgebildet ist.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Bei einer herkömmlichen mechanischen Lenkung, das heißt bei einer Lenksäule mit mechanischer Verbindung zum Lenkstrang und Getriebe, kann die Lenkhandhabe beziehungsweise die Lenksäule nicht weggeklappt oder verschoben werden beziehungsweise lediglich besonders begrenzt weggeklappt oder verschoben werden, da die Lenksäule an eine Positionierung des Lenkstrangs, insbesondere einen Durchtritt des Lenkstrangs durch eine Stirnwand des Kraftfahrzeugs, gebunden sein kann. Prinzipiell ist es denkbar, bei einer Steer-by-wire-Lenkung beziehungsweise Steer-by-wire-Lenksäule die Lenkhandhabe beziehungsweise die Lenksäule zu verschieben beziehungsweise wegzuklappen, um beispielsweise Raum für den Fahrer freizugeben, da die Lenksäule beziehungsweise die Lenkhandhabe nicht mechanisch an das Lenkgetriebe gebunden ist. Eine Steer-by-wire-Lenkung kann gegenüber der mechanischen Lenkung üblicherweise besonders hohe Kosten aufweisen. Ferner kann ein Entwicklungs- beziehungsweise Herstellungsaufwand der Steer-by-wire-Lenkung gegenüber der mechanischen Lenkung besonders erhöht sein.
Demgegenüber kann bei der erfindungsgemäßen Lenkung mittels der Koppeleinrichtung die Lenkhandhabe, insbesondere die erste Welle, von der zweiten Welle beziehungsweise vom Lenkstrang abgekoppelt werden. Dadurch kann eine Möglichkeit hinsichtlich eines Verfahrens und/oder Wegklappens der Lenkhandhabe beziehungsweise der ersten Welle ermöglicht werden beziehungsweise erheblich erweitert werden. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei automatisiertem Fahren oder bei Stillstand des Kraftfahrzeugs infolge des translatorischen Bewegens der Lenkhandhabe beziehungsweise des Verschwenkens der Lenkhandhabe besonders viel Platz für den Fahrer des Kraftfahrzeugs geschaffen werden kann. Somit kann beispielsweise ein besonders großer Freiraum für den Fahrer realisiert werden, wodurch der Fahrer beispielsweise das Kraftfahrzeug sozusagen als „Livingroom“ verwenden kann. Dadurch kann der Komfort des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden. Insbesondere können bei der erfindungsgemäßen Lenkung Herstellungsaufwand und/oder Herstellungskosten, insbesondere gegenüber der Steer-by-wire-Lenkung, besonders gering gehalten werden. Insgesamt ist erkennbar, dass mittels der erfindungsgemäßen Lenkung ein Koppelsystem zum Entkoppeln der Lenkhandhabe beziehungsweise der Lenksäule vom Lenkspindelstrang geschaffen werden kann.
Die Koppeleinrichtung ist beispielsweise als, insbesondere mechanische, Kupplungseinrichtung, insbesondere als Kupplung, ausgebildet. Die Kupplungseinrichtung kann geöffnet und geschlossen werden, was bedeutet, dass die Kupplung zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand umgeschaltet werden kann. Vorzugsweise befindet sich die Kupplung in der ersten Stellung in dem geschlossenen Zustand. Vorzugsweise befindet sich die Kupplung in der zweiten Stellung in dem geöffneten Zustand. In dem geöffneten Zustand ist die Lenkhandhabe, insbesondere die erste Welle, von der zweiten Welle entkoppelt. In dem geschlossenen Zustand ist die Lenkhandhabe, insbesondere die erste Welle, mit der zweiten Welle gekoppelt.
Die Kupplungseinrichtung weist beispielsweise ein erstes Kupplungsteil und ein zweites Kupplungsteil auf. Das erste Kupplungsteil kann drehfest, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, mit der Lenkhandhabe, insbesondere mit der ersten Welle verbunden sein. Das zweite Kupplungsteil kann drehfest, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, mit der zweiten Welle verbunden sein. In dem geöffneten Zustand sind die beiden Kupplungsteile beziehungsweise die Wellen vorzugsweise voneinander entkoppelt, so dass beispielsweise kein Drehmoment oder höchstens ein, insbesondere gegenüber Null größeres, erstes Drehmoment zwischen den beiden Kupplungsteilen beziehungsweise zwischen den Welle übertragen werden kann. In dem geschlossenen Zustand sind die beiden Kupplungsteile, insbesondere reibschlüssig oder formschlüssig, derart drehmomentenübertragend miteinander verbunden, dass zwischen den Kupplungsteilen beziehungsweise den Wellen ein Drehmoment, insbesondere ein gegenüber dem ersten Drehmoment größeres, zweites Drehmoment übertragen werden kann.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Wellen in der ersten Stellung über die Koppeleinrichtung, insbesondere über die Kupplungseinrichtung, formschlüssig und drehfest miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten ausgedrückt ist mittels der Koppeleinrichtung, insbesondere mittels der Kupplungseinrichtung, in der ersten Stellung ein Formschluss zwischen der ersten und der zweiten Welle bewirkt. Dies bedeutet, dass die Koppeleinrichtung beispielsweise als formschlüssige Kupplung ausgebildet ist. Dadurch können die Wellen in der ersten Stellung besonders sicher miteinander verbunden werden. Ferner können die Wellen besonders einfach beziehungsweise aufwandsarm miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt werden. Vorzugsweise unterbleibt in der zweiten Stellung das formschlüssige und drehfeste Verbinden der Wellen miteinander. Dies bedeutet, dass in der zweiten Stellung die erste und die zweite Welle nicht, insbesondere formschlüssig und drehfest, miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Koppeleinrichtung, insbesondere die Kupplungseinrichtung, das drehfest mit der ersten Welle verbundene, erste Kupplungsteil und das drehfest mit der zweiten Welle verbundene, zweite Kupplungsteil aufweist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass eines der Kupplungsteile, insbesondere das erste oder das zweite Kupplungsteil, wenigstens ein Sperrelement aufweist und das andere Kupplungsteil, insbesondere das erste oder das zweite Kupplungsteil, wenigstens eine, insbesondere korrespondierend zu dem Sperrelement ausgebildete, Aufnahmeöffnung aufweist. In der ersten Stellung ist in der Aufnahmeöffnung das Sperrelement zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aufgenommen, wodurch die Kupplungsteile, und insbesondere die Wellen, über das Sperrelement, und insbesondere über eine die Aufnahmeöffnung zumindest teilweise begrenzende Wandung des anderen Kupplungsteils, formschlüssig, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt sind. Mit anderen Worten ausgedrückt ist in der ersten Stellung das Sperrelement zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in der Aufnahmeöffnung angeordnet, wodurch der, insbesondere mechanische, Formschluss zwischen den Kupplungsteilen bewirkt ist. In der zweiten Stellung ist das Sperrelement vorzugsweise außerhalb der Aufnahmeöffnung angeordnet, wodurch der Formschluss zwischen den Kupplungsteilen und insbesondere zwischen den Wellen, verhindert ist. In anderen Worten ist in der zweiten Stellung das Sperrelement nicht in der Aufnahmeöffnung angeordnet, beispielsweise von der Aufnahmeöffnung beabstandet, wodurch in der zweiten Stellung die Kupplungsteile, und insbesondere das Sperrelement und die Wandung nicht, insbesondere formschlüssig, miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt sind. Dadurch können die Wellen besonders aufwandsarm und/oder besonders sicher miteinander gekoppelt werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Lenkung wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, mittels welcher die Koppeleinrichtung zwischen den Stellungen bewegbar beziehungsweise verstellbar ist. In anderen Worten ist mittels der elektrischen Maschine, insbesondere über eine Abtriebswelle der elektrischen Maschine, wenigstens ein Drehmoment zum Bewegen der Koppeleinrichtung zwischen den Stellungen, insbesondere aus der ersten Stellung in die zweite Stellung und/oder aus der zweiten Stellung in die erste Stellung, bereitstellbar. Dies bedeutet, dass die Koppeleinrichtung von der elektrischen Maschine, insbesondere über die Abtriebswelle, antreibbar ist. Dadurch kann die Koppeleinrichtung besonders vorteilhaft, insbesondere besonders aufwandsarm und/oder besonders präzise, insbesondere bedarfsgerecht, zwischen den Stellungen bewegt werden.
Die elektrische Maschine weist vorzugsweise einen Stator und einen relativ zu dem Stator um eine Maschinendrehachse der elektrischen Maschine drehbaren Rotor auf. Beispielsweise ist der Stator mit einem Maschinengehäuse der elektrischen Maschine verbunden. Der Rotor ist vorzugsweise mit der Abtriebswelle verbunden.
In weiterer Ausgestaltung weist die Lenkung wenigstens ein Sensorelement auf, mittels welchem, insbesondere in der zweiten Stellung, eine, insbesondere aktuelle, relative Drehstellung zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Dies bedeutet, dass mittels des Sensorelements die relative Drehstellung zwischen den Wellen messbar ist beziehungsweise gemessen wird.
Beispielsweise ist mittels des Sensorelements wenigstens eine die relative Drehstellung zwischen den Wellen charakterisierende Größe erfassbar. Beispielsweise ist die mittels des Sensorelements erfasste Größe an eine elektronische Recheneinrichtung übermittelbar, mittels welcher in Abhängigkeit von der übermittelten beziehungsweise erfassten Größe die relative Drehstellung ermittelbar ist beziehungsweise ermittelt wird. Unter dem Sensorelement kann insbesondere ein Drehwinkelsensor verstanden werden.
Beispielsweise ist das Sensorelement als Inkrementalgeber, als Drehimpulsgeber oder als Drehwinkelgeber ausgebildet.
Vorzugsweise ist wenigstens eine, insbesondere als zweite elektrische Maschine bezeichnete, elektrische Maschine vorgesehen, mittels welcher die Wellen, insbesondere in der zweiten Stellung und/oder beim Bewegen der Koppeleinrichtung aus der zweiten Stellung in die erste Stellung, in Abhängigkeit von der mittels des Sensorelements erfassten Drehstellung, insbesondere in Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Drehstellung, in eine vorgegebene, insbesondere relative Zieldrehstellung relativ zueinander bewegbar sind beziehungsweise werden. Mit anderen Worten ausgedrückt ist mittels der elektrischen Maschine die erste Welle relativ zu der zweiten Welle und/oder die zweite Welle relativ zu der ersten Welle, vorzugsweise die zweite Welle relativ zu der ersten Welle, in Abhängigkeit von der mittels des Sensorelements erfassten Drehstellung in die vorgegebene, insbesondere relative Zieldrehstellung bewegbar. Dies bedeutet, dass die Wellen mittels der elektrischen Maschine in eine definierte Lage beziehungsweise Drehstellung zueinander gebracht werden können. Dieser Ausführungsform liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde:

Beispielsweise können sich die Wellen beim Entkoppeln mittels der Koppeleinrichtung voneinander, das heißt beim Bewegen der Koppeleinrichtung aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, in einer ersten Drehstellung befinden. Die erste Drehstellung ist somit beispielsweise eine Drehstellung, in welcher das Koppeln der Wellen miteinander beziehungsweise der Formschluss möglich ist. Vorzugsweise entspricht die erste Drehstellung der Zieldrehstellung. Beispielsweise ist es möglich, dass beim, insbesondere erneuten beziehungsweise anschließenden, Koppeln der Wellen über die Koppeleinrichtung, das heißt beim Bewegen der Koppeleinrichtung aus der zweiten Stellung in die erste Stellung, sich die Wellen in einer von der ersten Drehstellung unterschiedlichen, zweiten Drehstellung relativ zueinander befinden. Dabei ist es denkbar, dass in der zweiten Drehstellung das Koppeln der Wellen beziehungsweise der Formschluss nicht möglich ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein etwaiges Problem zum beziehungsweise beim erneuten Verbinden der Wellen beziehungsweise der Lenksäule mit dem Lenkstrang mit einer definierten Position vorliegen kann. Dieses etwaige Problem kann dadurch gelöst werden, dass Sensorik, beispielsweise in die Lenksäule beziehungsweise die erste Welle, implementiert wird, vorzugsweise in Form des Sensorelements, wobei mittels der Sensorik beziehungsweise des Sensorelements die Drehstellung der Wellen erfasst beziehungsweise ermittelt wird. Insbesondere kann, beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, eine Abweichung der aktuellen Drehstellung der Wellen von der Zieldrehstellung ermittelt beziehungsweise berechnet werden, um beispielsweise einen Lenkwinkel beziehungsweise eine aufzubringende relative Drehung der Wellen zueinander, insbesondere der zweiten Welle relativ zu der ersten Welle, zu ermitteln beziehungsweise zu definieren. Insbesondere kann dadurch den Wellen beziehungsweise den Lenkgetrieben eine jeweilige Ausrichtung vorgegeben werden, damit die Wellen, insbesondere besonders sicher, beispielsweise erneut, miteinander gekoppelt werden können, wodurch beispielsweise der Formschluss, insbesondere wieder, hergestellt werden kann. Dadurch können die Wellen besonders aufwandsarm miteinander gekoppelt werden. Insbesondere kann dabei auf eine händische Ausrichtung der Wellen relativ zueinander verzichtet werden, wodurch der Komfort des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden kann. Ferner kann dadurch ein besonders sicheres Koppeln der Wellen sichergestellt werden. Insbesondere kann bereits vorhandene Aktuatorik, insbesondere des Lenkgetriebes, und/oder bereits vorhandene Sensorik, insbesondere in der Lenksäule, verwendet werden. Dadurch können Herstellungsaufwand und/oder Herstellungskosten der Lenkung besonders gering gehalten werden. Bei der Aktuatorik handelt es sich beispielsweise um die zweite elektrische Maschine. Bei der Sensorik handelt es sich beispielsweise um das Sensorelement.

Beispielsweise ist mittels einer elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der mittels des Sensorelements erfassten Drehstellung und in Abhängigkeit von der vorgegebenen Zieldrehstellung wenigstens ein Solldrehmoment für die zweite elektrische Maschine ermittelbar beziehungsweise berechenbar. Beispielsweise ist mittels der elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von der mittels des Sensorelements erfassten Drehstellung und/oder der vorgegebenen Zieldrehstellung wenigstens ein Steuersignal an die elektrische Maschine übermittelbar, um mittels der elektrischen Maschine das Solldrehmoment bereitzustellen, das heißt mittels der elektrischen Maschine, insbesondere in Abhängigkeit von der mittels des Sensorelements erfassten Drehstellung, die Wellen in die vorgegebene, insbesondere relative, Zieldrehstellung relativ zueinander zu bewegen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug wenigstens eine Stirnwand auf, welche einen Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs nach vorne hin zumindest teilweise, insbesondere direkt, begrenzt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Fahrzeuginnenraum in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs nach vorne durch die Stirnwand gebildet beziehungsweise von der Stirnwand abgedeckt. Der Fahrzeuginnenraum kann insbesondere als Innenraum verstanden werden. Vorzugsweise ist die Lenkhandhabe in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Koppeleinrichtung, insbesondere unmittelbar, im Bereich der Stirnwand angeordnet ist. Dies bedeutet, dass sich die Koppeleinrichtung zumindest in Nähe der Stirnwand befindet. Dadurch kann ein Bauraum des Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft gestaltet werden. Insbesondere kann der Bauraum dabei besonders gering gehalten werden. Ferner kann die Lenkhandhabe beziehungsweise die erste Welle beispielsweise besonders weit verschwenkt werden, insbesondere dadurch, dass ein Abstand zwischen der Lenkhandhabe und der Koppeleinrichtung, insbesondere in der ersten Stellung, besonders groß ist. Dadurch kann der Komfort des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Koppeleinrichtung in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs vor der Stirnwand angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die Koppeleinrichtung außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet, wobei sich die Koppeleinrichtung dabei in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs vor der Stirnwand befindet. Dadurch kann der Bauraum der Lenkung in dem Fahrzeuginnenraum besonders gering gehalten werden. Dadurch kann beispielsweise ein Bauraum des Fahrzeuginnenraums besonders vorteilhaft gestaltet werden. Ferner kann der Komfort des Kraftfahrzeugs beispielsweise besonders erhöht werden, insbesondere dadurch, dass die Lenkhandhabe beziehungsweise die erste Welle beispielsweise besonders weit verschwenkt werden kann. Beispielsweise ist die Koppeleinrichtung in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Koppeleinrichtung in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs hinter der Stirnwand angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt befindet sich die Koppeleinrichtung beispielsweise in dem Fahrzeuginnenraum. Dies bedeutet, dass die Koppeleinrichtung beispielsweise innerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist. Dadurch kann der Bauraum der Lenkung in einem sich in Fahrzeuglängsrichtung vor der Stirnwand befindenden Bereich, beispielsweise in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs, besonders gering gehalten werden. Es kann ein Bauraum in diesem Bereich, beispielsweise in dem Motorraum besonders vorteilhaft gestaltet werden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, für ein Kraftfahrzeug, insbesondere gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Unter dem Verfahren kann insbesondere ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Beim dem Verfahren sind eine Lenkhandhabe, welche um eine Drehachse relativ zu einer Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs drehbar an der Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs gehalten beziehungsweise zu halten ist, und eine drehfest mit der Lenkhandhabe verbundene und um die Drehachse relativ zu der Haltevorrichtung drehbare, erste Welle über eine separat von der ersten Welle ausgebildete und um die Drehachse relativ zu der Haltevorrichtung drehbare, zweite Welle mechanisch mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs koppelbar beziehungsweise gekoppelt, um zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechsel des Kraftfahrzeugs durch das manuelle Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse das Fahrzeugrad um eine Radschwenkachse zu verschwenken. Die Schwenkachse verläuft vorzugsweise schräg oder senkrecht zu der Drehachse.
Um einen Komfort des Kraftfahrzeugs besonders erhöhen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Koppeleinrichtung der Lenkung zwischen wenigstens zwei Stellungen bewegt wird, wobei in der ersten Stellung die erste und die zweite Welle mechanisch miteinander gekoppelt sind, wodurch die Lenkhandhabe in der ersten Stellung über die Wellen mechanisch mit dem Fahrzeugrad gekoppelt beziehungsweise koppelbar ist, und in der zweiten Stellung, in welcher die Lenkhandhabe translatorisch in eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse verlaufende Richtung relativ zu der Haltevorrichtung beziehungsweise der zweiten Welle und/oder um eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse verlaufende Schwenkachse relativ zu der Haltevorrichtung beziehungsweise der zweiten Welle verschwenkbar an der Haltevorrichtung des Kraftfahrzeugs gehalten beziehungsweise zu halten ist, die erste und die zweite Welle voneinander entkoppelt sind, wodurch die Lenkhandhabe von dem Fahrzeugrad entkoppelt ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, welche eine erfindungsgemäße Lenkung aufweist, welche mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betreibbar ist und eine Koppeleinrichtung aufweist, welche sich in einer ersten Stellung befindet; und
2 eine schematische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, welches eine erfindungsgemäße Lenkung aufweist, welche mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betreibbar ist und eine Koppeleinrichtung aufweist, welche sich in einer zweiten Stellung befindet; und
3 eine schematische Perspektivansicht in teilweiser Explosionsdarstellung einer Koppeleinrichtung einer erfindungsgemäßen Lenkung; und
4 eine schematische Perspektivansicht in teilweiser Explosionsdarstellung einer Koppeleinrichtung einer erfindungsgemäßen Lenkung gemäß einer weiteren Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Teilschnittansicht ein Kraftfahrzeug 1, welches eine Lenkung 2 aufweist. Bei der in 1 gezeigten Darstellung handelt es sich um eine schematische Draufsicht. Insbesondere ist in 1 eine Teilansicht des Kraftfahrzeugs 1 gezeigt.
Die Lenkung 2 weist eine Lenkhandhabe 3 auf, welche um eine Drehachse 4 relativ zu einer Haltevorrichtung 5 des Kraftfahrzeugs, insbesondere manuell, drehbar, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, an der Haltevorrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 1 zu halten beziehungsweise gehalten ist. Die Lenkung 2 weist eine drehfest mit der Lenkhandhabe 3 verbundene und um die Drehachse 4 relativ zu der Haltevorrichtung 5 drehbare, erste Welle 6 auf, welche beispielsweise als Lenksäule ausgebildet ist.
Die Lenkung 2 weist eine separat von der ersten Welle 6 ausgebildete und um die Drehachse 4 relativ zu der Haltevorrichtung 5 drehbare, zweite Welle 7 auf, welche beispielsweise als Lenkzwischenwelle ausgebildet ist. Über die zweite Welle 7 sind die Lenkhandhabe 3 und die erste Welle 6, beispielsweise über ein Lenkgetriebe 8, mechanisch, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, mit wenigstens einem Fahrzeugrad 9 des Kraftfahrzeugs 1 koppelbar beziehungsweise gekoppelt.
Das Fahrzeugrad 9 ist vorzugsweise an einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug 1 das erste Fahrzeugrad 9 und ein, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs 1 von dem Fahrzeugrad 9 beabstandetes, zweites Fahrzeugrad 10 auf, welches vorzugsweise an der Vorderachse angeordnet ist. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lenkhandhabe 3 und die erste Welle 6, insbesondere über das Lenkgetriebe 8, mechanisch mit dem jeweiligen Fahrzeugrad 9, 10 koppelbar beziehungsweise gekoppelt, um zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs 1 durch das Drehen der Lenkhandhabe 3 um die Drehachse 4 das jeweilige Fahrzeugrad 9, 10 um eine jeweilige Radschwenkachse 11, 12 des jeweiligen Fahrzeugrads 9, 10 zu verschwenken.
Um einen Komfort des Kraftfahrzeugs 1 besonders erhöhen zu können, ist wenigstens eine zwischen wenigstens zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Stellungen 13, 14 bewegbare, insbesondere mechanische, Koppeleinrichtung 15 vorgesehen. In 1 befindet sich die Koppeleinrichtung 15 in einer ersten der Stellungen 13. Über die Koppeleinrichtung 15 sind in der ersten Stellung 13 die erste Welle 6 und die zweite Welle 7 mechanisch, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, miteinander gekoppelt, wodurch die Lenkhandhabe 3 in der ersten Stellung 13 über die Wellen 6, 7 mechanisch mit dem jeweiligen Fahrzeugrad 9, 10 koppelbar beziehungsweise gekoppelt ist. 2 zeigt das Kraftfahrzeug 1 in einer schematischen Teilschnittansicht beziehungsweise in einer schematischen Teilansicht von oben, wobei sich in 2 die Koppeleinrichtung 15 in einer zweiten der Stellungen 14 befindet. In der zweiten Stellung 14 sind die erste und die zweite Welle 6, 7 voneinander entkoppelt, wodurch die Lenkhandhabe 3 von dem jeweiligen Fahrzeugrad 9, 10 entkoppelbar beziehungsweise entkoppelt ist, wobei in der zweiten Stellung 14 die Lenkhandhabe 3, und insbesondere die erste Welle 6, translatorisch in eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse 4 verlaufende Richtung 16, welche insbesondere als Bewegungsrichtung bezeichnet werden kann, relativ zu der Haltevorrichtung 5 bewegbar und/oder um eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse 4 verlaufende Schwenkachse 17 relativ zu der Haltevorrichtung 5 verschwenkbar an der Haltevorrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 1 zu halten beziehungsweise gehalten ist.
Insgesamt ist erkennbar, dass mittels der Koppeleinrichtung 15 ein Koppelsystem zwischen der ersten und der zweiten Welle 6, 7 beziehungsweise ein Verbindungsmechanismus zum, insbesondere intelligenten, Lösen und Verbinden der ersten Welle 6 von der zweiten Welle 7, insbesondere vom Lenkstrang, bereitgestellt beziehungsweise realisiert werden kann. Das Verschwenken der Lenkhandhabe 3 beziehungsweise der ersten Welle 6 um die Schwenkachse 17 ist mittels Pfeilen 18 veranschaulicht.
Beispielsweise ist in der zweiten Stellung 14 die Lenkhandhabe 3, insbesondere die erste Welle 6, translatorisch in eine von der Richtung 16 unterschiedliche, zweite Richtung 19 relativ zu der Haltevorrichtung 5 und/oder der zweiten Welle 7 bewegbar. Die zweite Richtung 19 verläuft beispielsweise entlang der Drehachse 4.
Die erste Welle 6 ist mittels der Koppeleinrichtung 15 mit der zweiten Welle 7 koppelbar und von der zweiten Welle 7 entkoppelbar. Unter einem Koppeln der ersten Welle 6 mit der zweiten Welle 7 ist insbesondere zu verstehen, dass die Welle 6, insbesondere in der ersten Stellung 13, drehmomentenübertragend mit der zweiten Welle 7 koppelbar beziehungsweise gekoppelt ist, wodurch beispielsweise ein von der ersten Welle 6 bereitgestelltes Drehmoment auf die zweite Welle 7 übertragen werden kann. Dadurch kann die zweite Welle 7 beispielsweise von der ersten Welle 6, insbesondere über die Lenkhandhabe 3, angetrieben werden.
In dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Koppeleinrichtung 15 bezogen auf einen von der ersten Welle 6 zu der zweiten Welle 7 verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen das Drehmoment von der ersten Welle 6 auf die zweite Welle 7 übertragbar ist, zwischen der ersten Welle 6 und der zweiten Welle 7 angeordnet ist, so dass der Drehmomentenfluss, insbesondere dann, wenn sich die Koppeleinrichtung in der ersten Stellung 13 befindet, über die Koppeleinrichtung 15 verläuft. Der Drehmomentenfluss kann alternativ entgegengesetzt von der zweiten Welle 7 zu der ersten Welle 6 über die Koppeleinrichtung 15 verlaufen.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Wellen 6, 7 in der ersten Stellung 13 über die Koppeleinrichtung 15 formschlüssig und drehfest miteinander verbunden sind. Vorzugsweise weist die Koppeleinrichtung 15 dabei ein drehfest mit der ersten Welle 6 verbundenes, erstes Kupplungsteil 20 und ein drehfest mit der zweiten Welle 7 verbundenes, zweites Kupplungsteil 21 auf. Vorzugsweise weist eines der Kupplungsteile 20, 21 wenigstens ein Sperrelement 22 auf und das andere Kupplungsteil 20, 21 weist wenigstens eine, insbesondere korrespondierend zu dem Sperrelement 22 ausgebildete, Aufnahmeöffnung 23 auf. In dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weißt das erste Kupplungsteil 20 das wenigstens eine Sperrelement 22 auf und das zweite Kupplungsteil 21 weist die wenigstens eine Aufnahmeöffnung 23 auf. In dem Ausführungsbeispiel ist es vorzugsweise vorgesehen, dass jeweils mehrere Sperrelemente 22 und mehrere, insbesondere korrespondierend zu dem jeweiligen Sperrelement 22 ausgebildete, Aufnahmeöffnungen 23 vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass beispielsweise das erste Kupplungsteil 20 mehrere Aufnahmeöffnungen 23 aufweist und, dass beispielsweise das zweite Kupplungsteil 21 mehrere Sperrelemente 22 aufweist.
Vorzugsweise ist in der jeweiligen Aufnahmeöffnung 23 in der ersten Stellung 13 das jeweilige Sperrelement 22 zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aufgenommen, wodurch die Kupplungsteile 20, 21 über das jeweilige Sperrelement 22 formschlüssig miteinander verbunden sind. In der zweiten Stellung 14 ist das jeweilige Sperrelement 22 vorzugsweise außerhalb der jeweilige Aufnahmeöffnung 23, insbesondere außerhalb einer jeweiligen, dem jeweiligen Sperrelement 22 zugeordneten jeweiligen der Aufnahmeöffnungen 23, angeordnet, wodurch der Formschluss zwischen den Kupplungsteilen 20, 21 verhindert ist.
3 zeigt die Koppeleinrichtung 15 in einer schematischen Perspektivansicht. In 3 sind die Kupplungsteile 20, 21 voneinander entkoppelt, wodurch sich die Koppeleinrichtung 15 beispielsweise in der zweiten Stellung 14 befindet. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Koppeleinrichtung als Kupplung, insbesondere als Schnellkupplung, ausgebildet. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das erste Kupplungsteil 20 die jeweiligen Ausnahmeöffnungen 23 auf und das zweite Kupplungsteil 21 weist die jeweiligen Sperrelemente 22 auf.
Vorzugsweise weist das erste Kupplungsteil 20 wenigstens einen Befestigungsbereich 24 auf, über welchen das erste Kupplungsteil 20 mit der ersten Welle 6, insbesondere direkt, verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Vorzugsweise weist das zweite Kupplungsteil 21 einen Befestigungsbereich 25 auf, über welchen das zweite Kupplungsteil 21 mit der zweiten Welle 7, insbesondere direkt, verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
4 zeigt die Koppeleinrichtung 15 in einer schematischen Teilschnittansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform. In 4 sind die Kupplungsteile 20, 21 voneinander entkoppelt, wodurch sich die Koppeleinrichtung 15 in 4 beispielsweise in der zweiten Stellung 14 befindet.
In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist die Koppeleinrichtung 15 vorzugsweise als Kupplung, insbesondere als Schnellkupplung, ausgebildet. In der in 4 gezeigten Ausführungsform weist das zweite Kupplungsteil 21 zwei erste Sperrelemente 22a und ein, insbesondere genau ein, zweites Sperrelement 22b auf. Beispielweise würden die ersten Sperrelemente 22a beim Koppeln der Kupplungsteile 20, 21 miteinander beziehungsweise bei dem Formschluss zwei um 180 Grad um die Drehachse 4 relativ zueinander gedrehte Drehstellungen zulassen. Um dies zu verhindern, ist das zweite Sperrelement 22b vorgesehen, welches in radialer Richtung des zweiten Kupplungsteils 21 von der Drehachse 4 beabstandet ist und, insbesondere lediglich einseitig, an dem zweiten Kupplungsteil 21 angeordnet ist. Somit kann durch das zweite Sperrelement 22 beim Kuppeln der Kupplungsteile 20, 21 miteinander beziehungsweise bei dem Formschluss lediglich eine, insbesondere genau eine, definierte Drehstellung der Kupplungsteile 20, 21 beziehungsweise der Wellen 6, 7 zueinander zugelassen werden, wobei die definierte Drehstellung insbesondere als Zieldrehstellung 26 bezeichnet werden kann. Das zweite Sperrelement 22b ist beispielsweise als Stift beziehungsweise stiftförmig ausgebildet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Wellen 6, 7 über die Koppeleinrichtung 15, insbesondere über die Kupplungsteile 20, 21, spielfrei miteinander koppelbar beziehungsweise gekoppelt sind, insbesondere in der ersten Stellung 13.
In weiterer Ausgestaltung ist wenigstens eine elektrische Maschine 27 vorgesehen, mittels welcher die Koppeleinrichtung 15 zwischen den Stellungen 13, 14 bewegbar ist. Die elektrische Maschine 27 kann insbesondere als erste elektrische Maschine 27 bezeichnet werden.
In weiterer Ausgestaltung ist wenigstens ein Sensorelement 28 vorgesehen, mittels welchem, insbesondere in der zweiten Stellung 14, eine, insbesondere aktuelle, relative Drehstellung 29 zwischen der ersten Welle 6, insbesondere zwischen dem ersten Kupplungsteil 20, und der zweiten Welle 7, insbesondere dem zweiten Kupplungsteil 21, erfassbar ist. Vorzugsweise weist die Lenkung 2 wenigstens eine, insbesondere als zweite elektrische Maschine 30 bezeichnete, elektrische Maschine 30 auf, mittels welcher die Wellen 6, 7, insbesondere in der zweiten Stellung 14 oder beim Bewegen der Koppeleinrichtung 15 aus der zweiten Stellung 14 in die erste Stellung 13, in Abhängigkeit von dem mittels des Sensorelements 28 erfassten Drehstellung 29 in die vorgegebene, insbesondere relative, Zieldrehstellung 26 relativ zueinander bewegbar sind. Die zweite elektrische Maschine 30 ist vorzugsweise separat von der ersten elektrischen Maschine 27 ausgebildet. Somit kann beispielsweise beim Ankoppeln beziehungsweise Koppeln der Wellen 6, 7 die relative Drehstellung 29 mittels des Sensorelements 28 erfasst beziehungsweise gemessen werden und beispielsweise die zweite Welle 7 zum Koppeln mit der ersten Welle 6 in die Zieldrehstellung 26, insbesondere aktiv beziehungsweise gezielt, gedreht werden. Unter der Zieldrehstellung 26 kann insbesondere eine korrespondierende Drehstellung der Wellen 6, 7 zueinander verstanden werden, wobei die Zieldrehstellung zum Koppeln der Wellen 6, 7 miteinander über die Koppeleinrichtung 15 vorgesehen ist.
Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug 1 wenigstens eine Stirnwand 31 auf, welche einen Fahrzeuginnenraum 32 des Kraftfahrzeugs 2 in Fahrzeuglängsrichtung 33 des Kraftfahrzeugs nach vorne hin zumindest teilweise, insbesondere vollständig, begrenzt. Vorzugsweise ist die Koppeleinrichtung 15 im Bereich der Stirnwand 31 angeordnet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Koppeleinrichtung 15 in Fahrzeuglängsrichtung 33 des Kraftfahrzeugs 1 vor der Stirnwand 31 oder in Fahrzeuglängsrichtung 33 des Kraftfahrzeugs 1 hinter der Stirnwand 31 angeordnet ist. Beispielsweise trennt die Stirnwand 31 den Fahrzeuginnenraum 32, welcher insbesondere als Innenraum bezeichnet werden kann, von einem Motorraum 34 des Kraftfahrzeugs 1. Somit ist der Motorraum 34 beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung 33 des Kraftfahrzeugs 1 nach hinten zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von der Stirnwand 31 begrenzt.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die erste Welle 6 längenverstellbar, insbesondere als längenverstellbare Lenksäule ausgebildet ist. Beispielsweise weist die erste Welle 6 einen ersten Teil 35, und einen, insbesondere entlang der Drehachse 4 relativ zu dem ersten Teil 35 translatorisch bewegbaren, zweiten Teil 36 auf. Die Teile 35, 36 sind vorzugsweise, insbesondere relativ zueinander beweglich, miteinander verbunden. Beispielsweise sind der erste und der zweite Teil 35, 36 mittels der ersten elektrischen Maschine 27 relativ zueinander bewegbar. Dies bedeutet, dass beispielsweise die Längenverstellung, worunter insbesondere eine Längsverstellung der Welle 6 verstanden werden kann, mittels der ersten elektrischen Maschine 27 bewirkbar ist. Somit kann zum Bewegen der Koppeleinrichtung 15 zwischen den Stellungen 13, 14 beispielsweise dieselbe elektrische Maschine 27 verwendet werden wie zur Längenverstellung der ersten Welle 6. Beispielsweise ist der erste Teil 35 zumindest teilweise innerhalb des zweiten Teils 36 angeordnet. Dies bedeutet, dass der zweite Teil 36 beispielsweise als Hohlwelle ausgebildet ist, in welcher der erste Teil 35 zumindest teilweise angeordnet ist.
Numeralia, wie beispielweise „erste“, „zweite“, „dritte“, etc., sind insbesondere lediglich zur Unterscheidung vorgesehen und bezeichnen insbesondere keine Reihenfolge. Das heißt, die entsprechenden Numeralia können insbesondere beliebig untereinander getauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Lenkung
3: Lenkhandhabe
4: Drehachse
5: Haltevorrichtung
6: erste Welle
7: zweite Welle
8: Lenkgetriebe
9: Fahrzeugrad
10: Fahrzeugrad
11: Radschwenkachse
12: Radschwenkachse
13: erste Stellung
14: zweite Stellung
15: Koppeleinrichtung
16: Richtung
17: Schwenkachse
18: Pfeil
19: zweite Richtung
20: erstes Kupplungsteil
21: zweites Kupplungsteil
22: Sperrelement
22a: erste Sperrelemente
22b: zweites Sperrelement
23: Aufnahmeöffnung
24: Befestigungsbereich
25: Befestigungsbereich
26: Zieldrehstellung
27: erste elektrische Maschine
28: Sensorelement
29: Drehstellung
30: zweite elektrische Maschine
31: Stirnwand
32: Fahrzeuginnenraum
33: Fahrzeuglängsrichtung
34: Motorraum
35: erster Teil
36: zweiter Teil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3180227 B1 [0002]

Claims

Lenkung (3) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Lenkhandhabe (3), welche um eine Drehachse (4) relativ zu einer Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) drehbar an der Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) zu halten ist, mit einer drehfest mit der Lenkhandhabe (3) verbundenen und um die Drehachse (4) relativ zu der Haltevorrichtung (5) drehbaren, ersten Welle (6), und mit einer separat von der ersten Welle (6) ausgebildeten und um die Drehachse (4) relativ zu der Haltevorrichtung (5) drehbaren, zweiten Welle (7), über welche die Lenkhandhabe (3) und die erste Welle (6) mechanisch mit wenigstens einem Fahrzeugrad (9) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbar sind, um zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs (1) durch das Drehen der Lenkhandhabe (3) um die Drehachse (4) das Fahrzeugrad (9) um eine Radschwenkachse (11) zu verschwenken, gekennzeichnet durch eine zwischen wenigstens zwei Stellungen (13, 14) bewegbare Koppeleinrichtung (15), über welche in einer ersten der Stellungen (13) die erste Welle (6) und die zweite Welle (7) mechanisch miteinander gekoppelt sind, wodurch die Lenkhandhabe (3) in der ersten Stellung (13) über die Wellen (6, 7) mechanisch mit dem Fahrzeugrad (9) koppelbar ist, und in der zweiten der Stellungen (14), in welcher die Lenkhandhabe (3) translatorisch in eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse (4) verlaufende Richtung (16) relativ zu der Haltevorrichtung (5) bewegbar und/oder um eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse (4) verlaufende Schwenkachse (17) relativ zu der Haltevorrichtung (5) verschwenkbar an der Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) zu halten ist, die erste und die zweite Welle (6, 7) voneinander entkoppelt sind, wodurch die Lenkhandhabe (3) von dem Fahrzeugrad (9) entkoppelbar ist.
Lenkung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (6, 7) in der ersten Stellung (13) über die Koppeleinrichtung (15) formschlüssig und drehfest miteinander verbunden sind.
Lenkung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (15) ein drehfest mit der ersten Welle (6) verbundenes, erstes Kupplungsteil (20) und ein drehfest mit der zweiten Welle (7) verbundenes, zweites Kupplungsteil (21) aufweist, wobei eines der Kupplungsteile (20, 21) wenigstens ein Sperrelement (22) aufweist und das andere Kupplungsteil (20, 21) wenigstens eine Aufnahmeöffnung (23) aufweist, in welcher in der ersten Stellung (13) das Sperrelement (22) zumindest teilweise aufgenommen ist, wodurch die Kupplungsteile (20, 21) über das Sperrelement (22) formschlüssig miteinander verbunden sind, und in der zweiten Stellung (14) das Sperrelement (22) außerhalb der Aufnahmeöffnung (23) angeordnet ist, wodurch der Formschluss zwischen den Kupplungsteilen (20, 21) verhindert ist.
Lenkung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrische Maschine (27), mittels welcher die Koppeleinrichtung (15) zwischen den Stellungen (13, 14) bewegbar ist.
Lenkung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein Sensorelement (28), mittels welchem eine relative Drehstellung (29) zwischen der ersten Welle (6) und der zweiten Welle (7) erfassbar ist.
Lenkung (2) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine elektrische Maschine (30), mittels welcher die Wellen (6, 7) in Abhängigkeit von der mittels des Sensorelements (28) erfassten Drehstellung (29) in eine vorgegebene Zieldrehstellung (26) relativ zueinander bewegbar sind.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Lenkung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Stirnwand (31), welche einen Fahrzeuginnenraum (32) des Kraftfahrzeugs (1) in Fahrzeuglängsrichtung (33) des Kraftfahrzeugs (1) nach vorne hin zumindest teilweise begrenzt, wobei die Koppeleinrichtung (15) im Bereich der Stirnwand (31) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (15) in Fahrzeuglängsrichtung (33) des Kraftfahrzeugs (1) vor der Stirnwand (31) oder in Fahrzeuglängsrichtung (33) des Kraftfahrzeugs (1) hinter der Stirnwand (31) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Lenkung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), bei welchem eine Lenkhandhabe (3), welche um eine Drehachse (4) relativ zu einer Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) drehbar an der Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) gehalten ist, und eine drehfest mit der Lenkhandhabe (3) verbundene und um die Drehachse (4) relativ zu der Haltevorrichtung (5) drehbare, erste Welle (6) über eine separat von der ersten Welle (6) ausgebildete und um die Drehachse (4) relativ zu der Haltevorrichtung (5) drehbare, zweite Welle (7) mechanisch mit wenigstens einem Fahrzeugrad (9) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbar sind, um zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs (1) durch das Drehen der Lenkhandhabe (3) um die Drehachse (4) das Fahrzeugrad (9) um eine Radschwenkachse (11) zu verschwenken, dadurch gekennzeichnet, dass eine Koppeleinrichtung (15) der Lenkung (2) zwischen wenigstens zwei Stellungen (13, 14) bewegt wird, wobei in der ersten Stellung (13) die erste und die zweite Welle (6, 7) mechanisch miteinander gekoppelt sind, wodurch die Lenkhandhabe (3) in der ersten Stellung (13) über die Wellen (6, 7) mechanisch mit dem Fahrzeugrad (9) gekoppelt ist, und in der zweiten Stellung (14), in welcher die Lenkhandhabe (3) translatorisch in eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse (4) verlaufende Richtung (16) relativ zu der Haltevorrichtung (5) und/oder um eine schräg oder senkrecht zu der Drehachse (4) verlaufende Schwenkachse (17) relativ zu der Haltevorrichtung (5) verschwenkbar an der Haltevorrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (1) gehalten ist, die erste und die zweite Welle (6, 7) voneinander entkoppelt sind, wodurch die Lenkhandhabe (3) von dem Fahrzeugrad (9) entkoppelt ist.