WO2021089369A1 - Steer-by-wire-system - Google Patents

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WO2021089369A1
WO2021089369A1 PCT/EP2020/080183 EP2020080183W WO2021089369A1 WO 2021089369 A1 WO2021089369 A1 WO 2021089369A1 EP 2020080183 W EP2020080183 W EP 2020080183W WO 2021089369 A1 WO2021089369 A1 WO 2021089369A1
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WO
WIPO (PCT)
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subsystem
steering
vehicle
steer
steering handle
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/080183
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Rupp
Peter Schreiner
Ralph Michalski
Original Assignee
Daimler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Publication of WO2021089369A1 publication Critical patent/WO2021089369A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D9/00—Steering deflectable wheels not otherwise provided for
    • B62D9/005—Emergency systems using brakes for steering

Definitions

  • the invention relates to a steer-by-wire system according to the features of the preamble of claim 1.
  • the steer-by-wire system comprises a first network which is connected to a first pair of controllers for at least one first pair of motors.
  • the steer-by-wire system also includes a second network that is independent of the first network.
  • the second network is connected to a second pair of controllers that control a second pair of motors in connection with the first network.
  • the steer-by-wire system comprises a third network which is connected to the first pair of controllers and the second pair of controllers, information being transmitted via the third network independently of the first network and the second network.
  • the steer-by-wire system comprises a first control device that controls at least one steering actuator, and at least one second control device that controls at least one actuator on a steering handle in order to generate a haptic moment.
  • a sensor system for detecting a steering wheel angle is assigned to the second control unit.
  • the first control device is connected to a first bus system.
  • the second control unit is connected to a second bus system.
  • the two bus systems are connected to one another via a gateway control unit.
  • the first control device and the second control device are directly connected to one another via a third bus system.
  • the invention is based on the object of specifying a steer-by-wire system which is improved over the prior art.
  • a steer-by-wire system for a vehicle comprises a first subsystem and a second subsystem, which are independent of one another and are each designed to detect a steering handle angle of a steering handle, in particular a steering wheel, of the vehicle by means of a steering handle angle sensor and for steering the vehicle by setting a wheel angle of at least one wheel of the vehicle, in particular at least two wheels of at least one axle, in particular at least one front axle, of the vehicle, depending on the detected steering handle angle by means of a steering actuator unit, also referred to as a steering actuator unit.
  • a steering actuator unit also referred to as a steering actuator unit.
  • the steer-by-wire system comprises a third subsystem that is independent of the two subsystems and is designed to detect the steering handle angle of the vehicle's steering handle using a third steering handle angle sensor and to steer the vehicle as a function of the recorded steering handle angle using at least one of the first Subsystem and second subsystem, at least of the two steering actuator units, independent lateral guidance influencing system.
  • steer-by-wire system means that there is no mechanical operative connection between the steering handle, which is designed, for example, as a steering wheel or in some other way, and the respective steering actuator unit.
  • the respective steering actuator unit applies, for example, a force to a rack or another steering element connected to the at least one wheel or wheels in order to deflect the at least one wheel or wheels in accordance with the detected steering handle angle, ie to set a corresponding wheel angle.
  • a target wheel angle for example, is determined from the recorded steering handling angle and transmitted to the respective steering actuator unit or, for example, the The steering handle angle is transmitted to the steering actuator unit and the target wheel angle is determined there.
  • the steer-by-wire system enables a purely electrical detection of a steering request, in particular of a vehicle driver, and a purely electrical transmission to a steering gear of the vehicle for converting a corresponding force on the rack or the steering element with a different design. This eliminates the need for a mechanical steering column and all associated disadvantages and restrictions.
  • a completely fault-tolerant steer-by-wire system is implemented in a particularly advantageous manner, in which, after a fault occurs, the vehicle can be steered through the redundancy of the first and second subsystems and additionally through the third subsystem even without the use of a mechanical one Steering column can be ensured.
  • the solution according to the invention is in particular a fail-operational system, i. H. a steer-by-wire system, which even when an error occurs, d. H. in the event of a single fault, is still functional and thus continues to maintain the vehicle's steering function.
  • it is advantageously not prone to common cause errors, i. H. there cannot be a single error affecting all three subsystems. A failure of all three subsystems is thus prevented by the solution according to the invention.
  • the vehicle in the event of a fault in the first subsystem the vehicle can still be steered by means of the second subsystem and in the event of a fault in the second subsystem the vehicle can still be steered by means of the first subsystem. If it should happen that both the first subsystem and the second subsystem fail, the vehicle can still be steered by means of the third subsystem.
  • the third subsystem advantageously includes its own steering handle angle sensor that is independent of the two other subsystems and also advantageously does not steer the wheel or wheels of the vehicle in the manner used by the first and second subsystems, but rather acts on a lateral guidance influencing system that is advantageously independent of the first and second subsystems Vehicle to steer the vehicle depending on the detected steering handle angle. This rules out the possibility of errors leading to failure of the first subsystem and the second subsystem can also affect the third subsystem.
  • This solution according to the invention makes it possible to completely dispense with a steering column or some other mechanical connection between the steered wheel and the steering handle. For example, there is also no need for such a mechanical connection, which is implemented in an emergency, for example by closing a clutch, to be held in reserve, which is expensive and in particular requires a lot of space.
  • the resulting additional space in the vehicle and the greater variability in the design of the steering made possible by the steer-by-wire system, in particular with regard to the design and arrangement of the steering handle in the vehicle are new interior design and use concepts for vehicles actionable. For example, a free view of an instrument cluster of the vehicle can thereby be achieved through appropriately modified geometries of the steering handle and / or through a foldable and / or retractable steering handle.
  • the solution according to the invention makes it possible to achieve independence of variants, in particular with regard to left-hand drive vehicles and right-hand drive vehicles, since no installation space requirements have to be met with regard to a steering column. Furthermore, improved occupant protection in the event of a collision can be achieved by means of the solution according to the invention, since the change made possible with regard to the design of the steering handle also enables configurations through which a collision of the occupant with the steering handle can be avoided in the event of a collision of the vehicle or a risk of injury to the occupant can at least be minimized on the steering handle.
  • the solution according to the invention can be implemented cost-effectively, in particular within the cost framework of the vehicle industry.
  • the steer-by-wire system also enables a multitude of functional advantages and options, for example a variable and speed-dependent steering ratio, an implementation of an autonomous pedestrian avoidance function without moving the steering handle, due to the no longer existing mechanical coupling between the steering handle and the steered wheel / or a significantly reduced maximum steering angle of, for example, less than 180 °.
  • the lateral control influencing system that is independent of the first and second subsystem, at least of their steering handle angle sensors and steering actuator units, which the third subsystem uses to steer the vehicle as a function of the detected steering handle angle, is designed, for example, as a rear axle steering system of the vehicle and / or as an electronic stabilization system of the vehicle. It is advantageously a system which is already present in the vehicle and is used for other purposes independently of the third subsystem.
  • an electronic stabilization system is already widespread in vehicles and is always present in newly registered vehicles or vehicle types, for example due to legal regulations.
  • Such an electronic stabilization system acts when the third subsystem is operated independently of instability of the vehicle, in particular a swerving of the vehicle, in particular an oversteer or understeer of the vehicle, at least too much, through targeted wheel-specific braking interventions on one or more or all of the wheels of the vehicle opposite.
  • this electronic stabilization system described here by means of the third subsystem for steering the vehicle this steering of the vehicle is carried out accordingly by such targeted wheel-specific braking interventions on one or more or all of the wheels of the vehicle.
  • a rear axle steering system is also already available in some vehicles and is used, for example, to improve the vehicle's driving dynamics thanks to the rear axle that also steers. As a result, for example, a smaller turning circle of the vehicle, better and more stable turning into a curve and, for example, better parking and exit maneuvers can be implemented.
  • the vehicle which is steered in normal operation by means of the first and / or second subsystem via the wheels of a front axle of the vehicle is now controlled by means of the third subsystem and the rear axle steering, expediently exclusively steered via the wheels of the rear axle of the vehicle by deflecting them accordingly.
  • This steering of the vehicle by means of the third subsystem and the lateral guidance influencing system can at least ensure that the vehicle can be safely brought to a standstill and can still be steered to a standstill. For example, it can also be steered to a safe parking position and safely parked there. The situation that the vehicle is moving in an uncontrolled manner, that is to say is still moving but can no longer be steered, is reliably avoided in this way.
  • the first subsystem and the second subsystem advantageously each include an on-board electrical system of the vehicle for supplying electrical energy to the respective subsystem.
  • These two electrical on-board networks are expediently independent of one another.
  • the first subsystem and the second subsystem can also be supplied with electrical energy independently of one another, so that failure of one of the vehicle electrical systems does not affect both subsystems.
  • the on-board network design advantageously ensures a sufficient energy supply.
  • the on-board network is advantageously designed to be diverse, so that a single fault does not result in both on-board networks failing at the same time.
  • a diverse on-board network architecture is advantageously selected in order to reliably rule out common cause errors.
  • the two vehicle electrical systems advantageously have their own independent monitoring elements for “State of Charge” (SOC) and “State of Health” (SOH).
  • SOC State of Charge
  • SOH State of Health
  • the electrical wiring is checked using so-called pre-drive checks as a load test for excessively high contact resistances.
  • pre-drive checks as a load test for excessively high contact resistances.
  • a high current flow can be initiated briefly before the start of the journey in order to draw conclusions about the behavior of the supply voltage, the quality of the electrical lines or contacts and also the stability of the on-board network.
  • the first subsystem and the second subsystem advantageously each include a force feedback actuator unit, also referred to as a force feedback actuator unit, which are expediently independent of one another.
  • This unit is also referred to as a force feedback actuator unit or a force feedback actuator unit.
  • These force feedback actuator units are advantageously coupled to the steering handle, in particular mechanically coupled.
  • the respective force feedback actuator unit serves in particular to generate a suitable steering feel on the steering handle, in particular by generating a haptic counter-torque against an actuation of the steering handle by the vehicle driver, see above that the vehicle driver receives haptic feedback on his actuation of the steering handle.
  • the first subsystem and the second subsystem advantageously each include a communication line for data transmission between the respective steering handle angle sensor, in particular the respective force feedback actuator unit, and the respective steering actuator unit, which are expediently independent of one another. This ensures redundant communication between the steering handle angle sensors and the steering actuator units, i. H. a communication of the first subsystem and the second subsystem that is independent of the respective other subsystem.
  • the first subsystem and the second subsystem are each advantageously connected, in particular independently of one another, to at least one network of the vehicle, in particular a data bus system of the vehicle. This ensures redundant communication between the first and second subsystems and the at least one network of the vehicle.
  • the third subsystem in particular its third steering handle angle sensor, is advantageously also connected to this at least one network of the vehicle, in particular the data bus system of the vehicle, independently of the first and second subsystems.
  • the respective force feedback actuator unit advantageously comprises the steering handle angle sensor of the respective subsystem.
  • the force feedback actuator unit of the first subsystem includes the steering handle angle sensor of the first subsystem and the force feedback actuator unit of the second subsystem includes the steering handle angle sensor of the second subsystem.
  • the steering handle angle sensor of the first and / or the second subsystem is designed, for example, as a physical, ie as a physically present, sensor or as a determination unit which, based on the absolutely measuring third steering handle angle sensor in conjunction with a internal motor position of an actuator of its force feedback actuator unit determined. This determination is based on the third steering handle angle sensor, in particular, only when the vehicle is started in order to determine an absolute position of the steering handle angle. Thereafter, the internal motor position is advantageously sufficient.
  • the respective force feedback actuator unit advantageously comprises two microcontroller units. This ensures that the respective force feedback actuator unit is fail-safe, in particular also with regard to a possible failure of the steering handle angle sensor. This is also known as failsafe.
  • the two microcontroller units each carry out the same arithmetic operations and compare results, in particular regularly, with one another. As a result, an error in the respective force feedback actuator unit can be recognized and the respective subsystem can then be deactivated. Even if one of the two microcontroller units fails, this is recognized by the respective other microcontroller unit and the respective subsystem is then deactivated. This ensures that incorrect operation of the respective subsystem, which could lead to incorrect steering maneuvers of the vehicle, is reliably prevented, because an error is reliably recognized and the subsystem is then deactivated.
  • the respective force feedback actuator unit advantageously comprises a torque sensor.
  • This torque sensor is used in particular to detect and regulate the force generated by the force feedback actuator unit on the steering handle in order to generate a steering feel for the vehicle driver on the steering handle that is adapted to a particular situation.
  • the respective torque sensor can be used, for example, as a physical, i. H. be designed as a physically present sensor or is implemented in a different way, in particular as a function of a respective control concept of the force feedback actuator unit.
  • the respective steering actuator unit advantageously comprises two microcontroller units. This ensures that the respective steering actuator unit is fail-safe. This is also known as failsafe.
  • the two microcontroller units each carry out the same arithmetic operations and compare results, in particular regularly, with one another. As a result, an error in the respective steering actuator unit can be recognized and the respective subsystem can then be deactivated. Even with one If one of the two microcontroller units fails, this is recognized by the respective other microcontroller unit and the respective subsystem is then deactivated. This ensures that incorrect operation of the respective subsystem, which could lead to incorrect steering maneuvers of the vehicle, is reliably prevented, because an error is reliably recognized and the subsystem is then deactivated.
  • This rack position sensor is used to detect a position of a rack coupled to the wheel to be steered or to the wheels to be steered and thereby to detect the wheel angle in order to be able to set it.
  • this position sensor is designed as a corresponding steering element position sensor.
  • the respective sensor, i. H. the respective rack position sensor or other steering element position sensor is expediently intrinsically safe and advantageously "true power-on capable", i. H. he can determine a respective absolute position of the wheel angle when the vehicle is started.
  • the respective rack position sensor is arranged, for example, directly on the rack or arranged in such a way that it determines an angle of an input shaft acting on the rack.
  • the input shaft is driven by the steering actuator units, in particular by a steering actuator, in particular an electric motor, of the respective steering actuator unit.
  • the steering actuator units act on the same input shaft or each steering actuator unit acts on its own input shaft.
  • the steer-by-wire system thus advantageously comprises a double failsafe architecture through the first and second subsystems, which are independent of one another and are each failsafe, ie intrinsically safe.
  • the first and second subsystems thus form two separate and intrinsically safe channels between the steering handle and the at least one wheel to be steered or the plurality of wheels to be steered.
  • the first and second subsystems in particular their implemented redundancy, can be designed, for example, homogeneously with respect to hardware and / or software, that is to say both are designed to be the same or to be diverse, that is to say different from one another.
  • the third subsystem forms another Fallback level for a, in particular theoretical, residual error probability that both the first subsystem and the second subsystem fail with errors.
  • the steer-by-wire system is a fail-operational system, ie a system which even when an error occurs or even when several errors occur, in particular both in the first as well as in the second subsystem, is still functional, so that the vehicle can then still be steered by means of the steer-by-wire system.
  • the steer-by-wire system makes it possible in particular to dispense with a mechanical and also a hydraulic fallback level in the event of a fault, with the advantages already described above.
  • the steering actuator units and / or the force feedback actuator units advantageously each include an electric motor as an actuator.
  • these electric motors are advantageously each as EC machines (electronically commutated), d. H. designed as electronically commutated machines, and thus not designed as brushed motors.
  • the microcontroller units of the respective steering actuator unit and / or the respective force feedback actuator unit each include, for example, two microcontrollers or each one microcontroller with two cores, i. H. each has a dual-core microcontroller, which is then expediently operated in a so-called lockstep mode. Both variants ensure the intrinsic safety of the first subsystem and the second subsystem.
  • the respective subsystem in the event of a fault in the first subsystem or in the second subsystem, for example in the sensor system, in an actuator, in particular an electric motor, in the electronics, in the electrical system or in another component of the respective subsystem, the respective subsystem is deactivated, ie switched off.
  • the other subsystem remains functional and continues to enable the steer-by-wire system to function fully. Even if the first subsystem and the second subsystem fail, the third subsystem remains functional and this ensures that the vehicle can still be steered by means of the steer-by-wire system.
  • FIG. 2 schematically shows the steer-by-wire system from FIG. 1 in the event of a fault in a first subsystem
  • FIG. 3 schematically shows the steer-by-wire system from FIG. 1 in the event of a fault in a second subsystem
  • FIG. 4 schematically shows the steer-by-wire system from FIG. 1 in the event of a fault in the first and second subsystems.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle 1 with an exemplary embodiment of a steer-by-wire system 2 for the vehicle 1.
  • electromechanical steering systems have predominantly been used in vehicles 1.
  • I. E. steering assistance in particular by means of power steering, is implemented electrically via an electric motor with a control unit installed on a steering gear.
  • a steering request from a vehicle driver is always transmitted to the steering gear by turning a steering wheel of vehicle 1 and a steering column that rotates with it.
  • a torque sensor which is read in by the control unit, is arranged in the steering gear.
  • This steering torque is converted into a target force using appropriate software algorithms, which is introduced into the steering mechanics via the electric motor. If an error occurs, the steering assistance could fail.
  • the steerability of the vehicle 1 is then ensured by the mechanics.
  • the steer-by-wire system 2 described in more detail below enables a purely electrical detection of the steering request and a purely electrical transmission to the steering gear for converting a force on a rack.
  • This steer-by-wire system 2 is a completely fault-tolerant steering system in which, after an error has occurred, the controllability of the vehicle 1 can be ensured by redundancy in an architecture of the steering system even without the use of a mechanical steering column.
  • the steer-by-wire system 2 is thus a fail-operational system which continues to ensure the steerability of the vehicle 1 in the event of a single fault and makes it possible to stop the vehicle 1 in a safe place at least within a predetermined time bring.
  • the steer-by-wire system 2 is advantageously not susceptible to common cause errors, ie. H.
  • steer-by-wire system 2 can be implemented cost-effectively.
  • the steer-by-wire system 2 is particularly advantageous for the implementation of automated or autonomous driving functions, for example according to SAE level 3, 4 or 5, for which a steering request from the vehicle driver is no longer or only rarely required, since the steering is then a corresponding control unit for performing the automated or autonomous driving functions is controlled.
  • the steer-by-wire system 2 makes it possible, for example, to fold in or retract a steering handle 3 of the vehicle 1, for example designed as a steering wheel, and thereby temporarily and at least partially remove it from an interior of the vehicle 1 and / or the steering handle 3 in another Form, for example flattened, in order to enable, for example, a clear view of an instrument cluster of the vehicle 1.
  • the steer-by-wire system 2 also enables greater freedom with other assistance functions, for example carrying out an autonomous pedestrian avoidance maneuver without moving the steering handle 3.
  • a variable steering ratio can be implemented, for example a speed-dependent steering ratio.
  • a parking process with a small steering angle of less than 180 ° can be implemented by a high steering ratio and a low steering ratio can be achieved with a high steering ratio
  • Vehicle speeds can be provided for indirect steering and thus stable transverse vehicle guidance.
  • the steer-by-wire system 2 completely dispenses with a mechanical or hydraulic fall-back level, since otherwise many functional, installation space and cost advantages of the steer-by-wire system 2 in the vehicle 1 cannot be exploited, since there is still a steering column , for example with a clutch that can be closed in an emergency, would have to be installed.
  • the steer-by-wire system 2 comprises, as shown in FIG. 1, three mutually independent subsystems 2.1, 2.2, 2.3.
  • the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 are each designed to detect a steering handle angle of the steering handle 3 of the vehicle 1 by means of a steering handle angle sensor 4, 5 and to steer the vehicle 1 by setting a wheel angle of at least one wheel 15 of the vehicle 1, in the example shown two wheels 15 of an axle, in particular a front axle, of the vehicle 1, depending on the detected steering handling angle by means of a steering actuator unit 6, 7 each.
  • the first subsystem 2.1 which is independent of the second subsystem 2.2 and third subsystem 2.3, has the first steering handle angle sensor 4 for detecting the steering handle angle of the steering handle 3 of the vehicle 1 and the first steering actuator unit 6 for setting the wheel angle and the second independent of the first subsystem 2.1 and third subsystem 2.3
  • Subsystem 2.2 has the second steering handle angle sensor 5 for detecting the steering handle angle of the steering handle 3 of the vehicle 1 and the second steering actuator unit 7 for setting the wheel angle.
  • the steering actuator units 6, 7 serve in particular to implement a steering request specification from the vehicle driver, which the driver expresses via the actuation of the steering handle 3, and / or an implementation of a steering request specification from a driver assistance system of the vehicle 1 at SAE level 2 or a partially automated driving system at SAE level 3 or a highly automated or autonomous driving system at SAE level 4 or 5.
  • the third subsystem 2.3 independent of the first subsystem 2.1 and second subsystem 2.2 is provided, which is designed to detect the steering handle angle of the steering handle 3 of the vehicle 1 by means of a third steering handle angle sensor 19 and to steer the vehicle 1 as a function of the detected steering handling angle by means of at least one lateral guidance influencing system 8 that is independent of the first subsystem 2.1 and second subsystem 2.2.
  • This lateral guidance influencing system 8 is designed, for example, as a rear axle steering system 9 of vehicle 1 or as an electronic stabilization system 10 of vehicle 1.
  • two lateral guidance influencing systems 8 are provided, which are used by the third subsystem 2.3 in the manner described, the rear axle steering system 9 of the vehicle 1 and the electronic stabilization system 10 of the vehicle 1.
  • These two systems 9, 10 of the vehicle 1 are advantageously already in place anyway present in vehicle 1 and are also used for other purposes.
  • the electronic stabilization system 10 is widespread in vehicles 1 and is always present in newly registered vehicles 1 or vehicle types, for example due to legal regulations. Such an electronic stabilization system 10 acts in an operation independent of the third subsystem 2.3, in particular an instability of the vehicle 1, in particular a swerving of the vehicle 1, in particular an oversteer or understeer of the vehicle 1, at least too much, through targeted wheel-specific braking interventions on one or more or against all wheels 15 of vehicle 1. With the use of this electronic stabilization system 10 described here by means of the third subsystem 2.3 for steering the vehicle 1, this steering of the vehicle 1 is carried out accordingly by such targeted wheel-specific braking interventions on one or more or all wheels 15 of the vehicle 1.
  • the rear axle steering system 9 is also already present in some vehicles 1 and is used, for example, to improve the driving dynamics of vehicle 1 through the co-steering rear axle. In this way, for example, a smaller turning circle of the vehicle 1, better and more stable turning into a curve and, for example, better parking and exit maneuvers can be implemented.
  • this rear axle steering system 9 described here by means of the third subsystem 2.3 for steering the vehicle 1 the vehicle 1, which in normal operation is steered by means of the first subsystem 2.1 and / or second subsystem 2.2 via the wheels 15 of the front axle of the vehicle 1, now by means of the third subsystem 2.3 and the rear axle steering is steered via the wheels 15 of the rear axle of the vehicle 1 by deflecting them accordingly.
  • This steering of the vehicle 1 by means of the third subsystem 2.3 and the at least one lateral guidance influencing system 8, in the example shown here by means of the two lateral guidance influencing systems 8, can at least ensure that the vehicle 1 can be safely brought to a standstill and can still be steered to a standstill . For example, it can also be steered to a safe parking position and safely parked there. The situation that the vehicle 1 is moving in an uncontrolled manner, i.e. is still moving, but can no longer be steered, is safely avoided in this way.
  • the respective steering actuator unit 6, 7 comprises two microcontroller units 26, 27, 28, 29. This ensures that the respective steering actuator unit 6, 7 is fail-safe. This is also known as failsafe.
  • the two microcontroller units 26, 27, 28, 29 of the respective steering actuator unit 6, 7 each carry out the same arithmetic operations and the same results, in particular regularly, with one another. As a result, an error in the respective steering actuator unit 6, 7 can be recognized and the respective subsystem 2.1, 2.2 can then be deactivated. Even if one of the two microcontroller units 26, 27, 28, 29 of the respective steering actuator unit 6, 7 fails, this is recognized by the respective other microcontroller unit 27, 26, 29, 28 and the respective subsystem 2.1, 2.2 is then deactivated. This ensures that incorrect operation of the respective subsystem 2.1, 2.2, which could lead to incorrect steering maneuvers of vehicle 1, is reliably prevented because an error is reliably detected and subsystem 2.1, 2.2 is then deactivated.
  • the first steering actuator unit 6 comprises a first rack position sensor 30 and the second steering actuator unit 7 a second rack position sensor 31.
  • the respective rack position sensor 30, 31 is used to detect a position of the rack coupled to the wheels 15 to be steered and thereby to detect the wheel angle to be able to set this.
  • the respective rack position sensor 30, 31 is expediently intrinsically safe and advantageously “true power-on capable”, ie it can determine a respective absolute position of the wheel angle when the vehicle 1 is started.
  • the respective rack position sensor 30, 31 is arranged, for example, directly on the rack or arranged in such a way that it determines an angle of an input shaft acting on the rack.
  • the input shaft is driven by the steering actuator units 6, 7, in particular by a steering actuator, in particular an electric motor, of the respective steering actuator unit 6, 7.
  • the steering actuator units 6, 7 act on the same input shaft or each steering actuator unit 6, 7 acts on its own input shaft.
  • the first subsystem 2.1 also includes a first force feedback actuator unit 13 and the second subsystem 2.2 includes a second force feedback actuator unit 14 which are independent of each other.
  • These force feedback actuator units 13, 14 are also referred to as force feedback actuator units or manual torque simulators. They are each coupled to the steering handle 3, in particular mechanically coupled. For example, corresponding signals that provide feedback regarding an interaction of the steered wheels 15 with a roadway, ie. H. a so-called road feedback, recorded by means of the respective steering actuator unit 6, 7 and forwarded to the respective force feedback actuator unit 13, 14.
  • the first force feedback actuator unit 13 includes the first steering handle angle sensor 4 and the second force feedback actuator unit 14 includes the second steering handle angle sensor 5 the steering handle 3 expresses, recorded.
  • Steering handle angle sensor 5 are each designed, for example, as a physical, ie as a physically present, sensor or as a determination unit that determines the steering handle angle based on the absolute measuring third steering handle angle sensor 19 in connection with an internal motor position of an actuator of its force feedback actuator unit 13, 14. Basing this determination on the third steering handle angle sensor 19 is required in particular only when the vehicle 1 is started in order to determine an absolute position of the steering handle angle. Thereafter, the internal motor position is advantageously sufficient.
  • the respective force feedback actuator unit 13, 14 also includes two microcontroller units 20, 21, 22, 23. This ensures that the respective force feedback actuator unit 13, 14 is fail-safe, in particular also with regard to a possible error in the respective steering handle angle sensor 4, 5. This is also known as failsafe.
  • the two microcontroller units 20, 21, 22, 23 of the respective force feedback actuator unit 13, 14 each carry out the same arithmetic operations and the same results, in particular regularly, with one another. As a result, an error in the respective force feedback actuator unit 13, 14 can be recognized and the respective subsystem 2.1, 2.2 can then be deactivated.
  • Force feedback actuator unit 13 has a first torque sensor 24 and the second force feedback actuator unit 14 has a second torque sensor 25.
  • the respective torque sensor 24, 25 is used in particular to detect and regulate the force generated by the respective force feedback actuator unit 13, 14 on the steering handle 3 in order to thereby adapt a particular situation To generate steering feel for the vehicle driver on the steering handle 3.
  • the respective torque sensor 24, 25 can be used, for example, as a physical, i. H. be designed as a physically present sensor or is implemented in a different way, in particular as a function of a respective control concept of the force feedback actuator unit 13, 14.
  • the steering actuator units 6, 7 and / or the force feedback actuator units 13, 14 advantageously each include an electric motor as an actuator.
  • these are electric motors advantageously each designed as EC machines (electronically commutated), ie as electronically commutated machines, and thus not designed as brushed motors.
  • the microcontroller units 26, 27, 28, 29, 20, 21, 22, 23 of the respective steering actuator unit 6, 7 and / or the respective force feedback actuator unit 13, 14 each include, for example, two microcontrollers or each one microcontroller with two cores, i. H. each has a dual-core microcontroller, which is then expediently operated in a so-called lockstep mode. Both variants ensure the intrinsic safety of the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2.
  • the force feedback actuator units 13, 14, in particular their steering handle angle sensors 4, 5, and the third steering handle angle sensor 19 and advantageously also the steering actuator units 6, 7 are each arranged in a separate housing, i.e. H. the
  • Force feedback actuator units 13, 14 are not designed as a common integrated unit in a common housing. This advantageously also applies to the steering actuator units 6, 7. This also causes common cause errors in this regard, ie. H. Errors that can affect several, in particular all three, subsystems 2.1, 2.2, 2.3 at the same time, for example errors due to water penetrating into the housing, are avoided.
  • Steer handle angle sensors 4, 5 are arranged in a common housing and the steering actuator units 6, 7 are also arranged in a common housing, the steer-by-wire system 2 is protected against common cause errors via the third subsystem 2.3, since its third Steering handle angle sensor 19 is independent of the first and second subsystems 2.1, 2.2, in particular not arranged in a common housing with the two other steering handle angle sensors 4, 5, and the at least one lateral guidance influencing system 8 is also independent of the steering actuator units 6, 7.
  • Such a common cause error that is to say an individual error which would cause all redundancy levels of the steer-by-wire system 2 to fail, can therefore not occur.
  • the first subsystem 2.1 comprises a first on-board electrical system 11 of the vehicle 1 for supplying electrical energy to the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 comprises a second On-board electrical system 12 of vehicle 1 for supplying electrical energy to second subsystem 2.2, these two on-board electrical systems 11, 12 being independent of one another.
  • the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 can also be supplied with electrical energy independently of one another, so that a failure of one of the on-board electrical systems 11, 12 does not affect both subsystems 2.1, 2.2.
  • the first subsystem 2.1 furthermore comprises a first communication line 16 for data transmission between the first steering handle angle sensor 4, in particular the first
  • Force feedback actuator unit 13, and the first steering actuator unit 6, and the second subsystem 2.2 comprises a second communication line 17 for data transmission between the second steering handle angle sensor 5, in particular the second force feedback actuator unit 14, and the second steering actuator unit 7, which are independent of one another.
  • This ensures redundant communication between the steering handle angle sensors 4, 5 and the steering actuator units 6, 7, i. H. a communication of the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 that is independent of the respective other subsystem 2.1, 2.2.
  • the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 are also connected to at least one network 18 of the vehicle 1, in particular a data bus system of the vehicle 1, independently of one another. This ensures redundant communication between the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 with the at least one network 18 of the vehicle 1.
  • the third steering handle angle sensor 19 is also advantageously connected to this at least one network 18 of the vehicle 1, in particular the data bus system of the vehicle 1, independently of the first and second subsystems 2.1, 2.2.
  • the steer-by-wire system 2 thus advantageously comprises a double failsafe architecture through the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2, which are independent of one another and each failsafe, i.e. H. are intrinsically safe, and advantageously redundant, in particular with regard to the microcontrollers 20, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29.
  • the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 thus form two separate and intrinsically safe channels between the steering handle 3 and the to steering wheels 15.
  • the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 in particular their implemented redundancy, can be designed, for example, homogeneously with regard to hardware and / or software, for example. H. both have the same or diverse design, d. H. different from each other.
  • the third subsystem 2.3 forms a further fallback level for an, in particular theoretical, residual error probability that both the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 fail with errors. Due to the redundancy of the first subsystem 2.1 and second subsystem 2.2 and in particular due to the additional third subsystem 2.3, the steer-by-wire system 2 is a fail-operational system, i.e. H. a system which is still functional even when an error occurs or even when several errors occur, in particular both in the first subsystem 2.1 and in the second subsystem 2.2, so that the vehicle 1 then continues to use the steer-by-wire system 2 is steerable. A mechanical connection between the steering handle 3 and the steered wheels 15 is therefore no longer required.
  • the vehicle 1 can still be steered by means of the second subsystem 2.2, and in the event of an error in the second subsystem 2.2, as shown schematically in FIG. 3 by means of the error symbol FS , the vehicle 1 can still be steered by means of the first subsystem 2.1. Should it occur that Both the first subsystem 2.1 and the second subsystem 2.2 fail, as shown schematically in FIG. 4 by means of the error symbol FS, the vehicle 1 can still be steered by means of the third subsystem 2.3.
  • the third subsystem 2.3 advantageously includes its own third steering handle angle sensor 19, which is independent of the two other subsystems 2.1, 2.2, and also advantageously does not steer the wheels 15 of the vehicle 1 in the manner used by the first subsystem 2.1 and second subsystem 2.2, but rather acts on at least one a lateral guidance influencing system 8 of the vehicle 1, which is advantageously independent of the first subsystem 2.1 and second subsystem 2.2, in order to steer the vehicle 1 as a function of the detected steering handling angle.
  • Faults which lead to the deactivation of the respective subsystem 2.1, 2.2 relate, for example, to its sensors, electronics, actuators, in particular electric motors, and / or its on-board electrical system 11, 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steer-by-Wire-System (2) für ein Fahrzeug (1), umfassend ein erstes Subsystem (2.1) und ein zweites Subsystem (2.2), welche voneinander unabhängig sind und jeweils ausgebildet sind zur Erfassung eines Lenkhandhabewinkels einer Lenkhandhabe (3) des Fahrzeugs (1) mittels jeweils eines Lenkhandhabewinkelsensors (4, 5) und zum Lenken des Fahrzeugs (1) durch Einstellung eines Radwinkels mindestens eines Rades (15) des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels jeweils einer Lenkaktoreinheit (6, 7). Erfindungsgemäß umfasst das Steer-by-Wire-System (2) ein von den beiden Subsystemen (2.1, 2.2) unabhängiges drittes Subsystem (2.3), welches ausgebildet ist zur Erfassung des Lenkhandhabewinkels der Lenkhandhabe (3) des Fahrzeugs (1) mittels eines dritten Lenkhandhabewinkelsensors (19) und zum Lenken des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels mindestens eines vom ersten Subsystem (2.1) und zweiten Subsystem (2.2) unabhängigen Querführungsbeeinflussungssystems (8).

Description

Stee r- by- Wi re-Sy ste m
Die Erfindung betrifft ein Steer-by-Wire-System nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der EP 1 219 525 A2 beschrieben, ein redundantes Steer-by-Wire-System bekannt. Das Steer-by-Wire-System umfasst ein erstes Netzwerk, welches mit einem ersten Controllerpaar für mindestens ein erstes Motorpaar verbunden ist. Das Steer-by-Wire-System umfasst ferner ein zweites Netzwerk, das vom ersten Netzwerk unabhängig ist. Das zweite Netzwerk ist mit einem zweiten Controllerpaar verbunden, das ein zweites Motorpaar in Verbindung mit dem ersten Netzwerk steuert. Schließlich umfasst das Steer-by-Wire-System ein drittes Netzwerk, das mit dem ersten Controllerpaar und dem zweiten Controllerpaar verbunden ist, wobei Informationen über das dritte Netzwerk unabhängig von dem ersten Netzwerk und dem zweiten Netzwerk übertragen werden.
In der DE 102017203 748 A1 werden ein Steer-by-Wire-System und ein Verfahren zum Datenaustausch in einem Steer-by-Wire-System beschrieben. Das Steer-by-Wire-System umfasst ein erstes Steuergerät, das mindestens einen Lenk-Aktuator steuert, und mindestens ein zweites Steuergerät, das mindestens einen Aktuator an einer Lenkhandhabe steuert, um ein haptisches Moment zu erzeugen. Dem zweiten Steuergerät ist eine Sensorik zur Erfassung eines Lenkradwinkels zugeordnet. Das erste Steuergerät ist mit einem ersten Bussystem verbunden. Das zweite Steuergerät ist mit einem zweiten Bussystem verbunden. Die beiden Bussysteme sind über ein Gateway-Steuergerät miteinander verbunden. Das erste Steuergerät und das zweite Steuergerät sind über ein drittes Bussystem direkt miteinander verbunden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Steer-by-Wire-System anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Steer-by-Wire-System mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Steer-by-Wire-System für ein Fahrzeug umfasst ein erstes Subsystem und ein zweites Subsystem, welche voneinander unabhängig sind und jeweils ausgebildet sind zur Erfassung eines Lenkhandhabewinkels einer Lenkhandhabe, insbesondere eines Lenkrads, des Fahrzeugs mittels jeweils eines Lenkhandhabewinkelsensors und zum Lenken des Fahrzeugs durch Einstellung eines Radwinkels mindestens eines Rades des Fahrzeugs, insbesondere mindestens zweier Räder mindestens einer Achse, insbesondere mindestens einer Vorderachse, des Fahrzeugs, in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels jeweils einer Lenkaktoreinheit, auch als Lenkaktuatoreinheit bezeichnet.
Erfindungsgemäß umfasst das Steer-by-Wire-System ein von den beiden Subsystemen unabhängiges drittes Subsystem, welches ausgebildet ist zur Erfassung des Lenkhandhabewinkels der Lenkhandhabe des Fahrzeugs mittels eines dritten Lenkhandhabewinkelsensors und zum Lenken des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels mindestens eines vom ersten Subsystem und zweiten Subsystem, zumindest von den beiden Lenkaktoreinheiten, unabhängigen Querführungsbeeinflussungssystems.
Der Begriff Steer-by-Wire-System bedeutet, dass keine mechanische Wirkverbindung zwischen der beispielsweise als Lenkrad oder auf andere Weise ausgebildeten Lenkhandhabe und der jeweiligen Lenkaktoreinheit besteht. Die jeweilige Lenkaktoreinheit bringt beispielsweise eine Kraft auf eine Zahnstange oder ein anderes mit dem mindestens einen Rad oder den mehreren Rädern verbundenes Lenkelement auf, um das mindestens eine Rad oder die mehreren Räder entsprechend dem erfassten Lenkhandhabewinkel auszulenken, d. h. einen entsprechenden Radwinkel einzustellen. Hierzu wird aus dem erfassten Lenkhandhabewinkel beispielsweise ein Sollradwinkel ermittelt und an die jeweilige Lenkaktoreinheit übermittelt oder es wird beispielsweise der Lenkhandhabewinkel an die Lenkaktoreinheit übermittelt und dort der Sollradwinkel ermittelt.
Das Steer-by-Wire-System ermöglicht eine rein elektrische Erfassung eines Lenkwunsches, insbesondere eines Fahrzeugführers, und eine rein elektrische Übertragung in ein Lenkgetriebe des Fahrzeugs zur Umsetzung einer entsprechenden Kraft an der Zahnstange oder dem anders ausgebildeten Lenkelement. Dadurch können eine mechanische Lenksäule und alle damit verbundenen Nachteile und Restriktionen entfallen.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird auf besonders vorteilhafte Weise ein vollständig fehlertolerantes Steer-by-Wire-System realisiert, bei dem nach Auftreten eines Fehlers eine Lenkbarkeit des Fahrzeugs durch die Redundanz des ersten und zweiten Subsystems und zusätzlich durch das dritte Subsystem auch ohne Verwendung einer mechanischen Lenksäule sichergestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere ein Fail-Operational-System, d. h. ein Steer-by-Wire-System, welches auch bei Auftreten eines Fehlers, d. h. bei einem Einfachfehler, weiterhin funktionsfähig ist und somit weiterhin die Lenkfunktion des Fahrzeugs erhält. Zudem ist es vorteilhafterweise nicht anfällig für Common-Cause-Fehler, d. h. es kann kein einzelner Fehler auftreten, der sich auf alle drei Subsysteme auswirkt. Ein Ausfall aller drei Subsysteme wird somit durch die erfindungsgemäße Lösung verhindert.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass bei einem Fehler des ersten Subsystems das Fahrzeug mittels des zweiten Subsystems weiterhin lenkbar ist und bei einem Fehler des zweiten Subsystems das Fahrzeug mittels des ersten Subsystems weiterhin lenkbar ist. Sollte der Fall eintreten, dass sowohl das erste Subsystem als auch das zweite Subsystem ausfallen, ist das Fahrzeug weiterhin mittels des dritten Subsystems lenkbar. Dabei umfasst das dritte Subsystem vorteilhafterweise einen von den beiden anderen Subsystemen unabhängigen eigenen Lenkhandhabewinkelsensor und lenkt das Rad oder die Räder des Fahrzeugs zudem vorteilhafterweise nicht auf die vom ersten und zweiten Subsystem verwendete Weise, sondern wirkt auf ein vorteilhafterweise vom ersten und zweiten Subsystem unabhängiges Querführungsbeeinflussungssystem des Fahrzeugs ein, um das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel zu lenken. Dadurch wird somit ausgeschlossen, dass Fehler, die zum Ausfall des ersten Subsystems und des zweiten Subsystems führen können, sich auch auf das dritte Subsystem auswirken können.
Durch diese erfindungsgemäße Lösung kann auf eine Lenksäule oder auf eine andere mechanische Verbindung zwischen gelenktem Rad und Lenkhandhabe vollständig verzichtet werden. Beispielsweise ist auch kein kostenintensives und insbesondere bauraumintensives Vorhalten einer solchen mechanischen Verbindung, welche in einem Notfall, zum Beispiel durch Schließen einer Kupplung, realisiert wird, erforderlich. Durch einen dadurch gewonnenen zusätzlichen Bauraum im Fahrzeug und durch die mittels des Steer-by-Wire-Sy stems ermöglichte größere Variabilität bezüglich der Ausgestaltung der Lenkung, insbesondere bezüglich der Ausgestaltung und Anordnung der Lenkhandhabe im Fahrzeug, sind neue Innenraumgestaltungs- und -nutzungskonzepte für Fahrzeuge umsetzbar. Beispielsweise ist dadurch eine freie Sicht auf ein Kombiinstrument des Fahrzeugs durch entsprechend veränderte Geometrien der Lenkhandhabe und/oder durch eine klappbare und/oder einziehbare Lenkhandhabe realisierbar. Zudem kann durch die erfindungsgemäße Lösung eine Variantenunabhängigkeit, insbesondere bezüglich Linkslenkerfahrzeugen und Rechtslenkerfahrzeugen, erreicht werden, da keine Bauraumerfordernisse bezüglich einer Lenksäule erfüllt werden müssen. Des Weiteren kann mittels der erfindungsgemäßen Lösung ein verbesserter Insassenschutz bei Kollisionen realisiert werden, da die ermöglichte Veränderung bezüglich der Ausgestaltung der Lenkhandhabe auch Ausgestaltungen ermöglicht, durch welche eine Kollision des Insassen mit der Lenkhandhabe bei einer Kollision des Fahrzeugs vermieden werden kann oder eine Verletzungsgefahr des Insassen an der Lenkhandhabe zumindest minimiert werden kann.
Zudem ist die erfindungsgemäße Lösung kostengünstig, insbesondere innerhalb eines Kostenrahmens der Fahrzeugindustrie, umsetzbar.
Das erfindungsgemäße Steer-by-Wire-System ermöglicht durch die nicht mehr vorhandene mechanische Kopplung zwischen Lenkhandhabe und gelenktem Rad des Weiteren eine Vielzahl funktionaler Vorteile und Möglichkeiten, beispielsweise eine variable und geschwindigkeitsabhängige Lenkübersetzung, eine Umsetzung einer autonomen Fußgängerausweichfunktion ohne eine Bewegung der Lenkhandhabe, und/oder einen deutlich reduzierten maximalen Lenkeinschlag von beispielsweise kleiner als 180°. Das, insbesondere vom ersten und zweiten Subsystem, zumindest von deren Lenkhandhabewinkelsensoren und Lenkaktoreinheiten, unabhängige Querführungsbeeinflussungssystem, welches das dritte Subsystem zum Lenken des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel verwendet, ist beispielsweise ausgebildet als ein Hinterachslenkungssystem des Fahrzeugs und/oder als ein elektronisches Stabilisierungssystem des Fahrzeugs. Vorteilhafterweise ist es ein System, welches ohnehin bereits im Fahrzeug vorhanden ist und unabhängig vom dritten Subsystem für andere Zwecke verwendet wird.
So ist ein elektronisches Stabilisierungssystem bereits in Fahrzeugen weit verbreitet und beispielsweise aufgrund gesetzlicher Vorschriften bei neu zugelassenen Fahrzeugen oder Fahrzeugtypen stets vorhanden. Ein solches elektronisches Stabilisierungssystem wirkt bei einem vom dritten Subsystem unabhängigen Betrieb insbesondere einer Instabilität des Fahrzeugs, insbesondere einem Ausbrechen des Fahrzeugs, insbesondere einem, zumindest zu starken, Übersteuern oder Untersteuern des Fahrzeugs, durch gezielte radindividuelle Bremseingriffe an einem oder mehreren oder allen Rädern des Fahrzeugs entgegen. Bei der hier beschriebenen Verwendung dieses elektronischen Stabilisierungssystems mittels des dritten Subsystems zum Lenken des Fahrzeugs wird dieses Lenken des Fahrzeugs entsprechend durch derartige gezielte radindividuelle Bremseingriffe an einem oder mehreren oder allen Rädern des Fahrzeugs durchgeführt.
Ein Hinterachslenkungssystem ist ebenfalls bereits in einigen Fahrzeugen vorhanden und dient beispielsweise einer verbesserten Fahrdynamik des Fahrzeugs durch die mitlenkende Hinterachse. Dadurch können beispielsweise ein geringerer Wendekreis des Fahrzeugs, ein besseres und stabileres Einlenken in eine Kurve und beispielsweise bessere Einpark- und Ausparkmanöver realisiert werden. Bei der hier beschriebenen Verwendung dieses Hinterachslenkungssystems mittels des dritten Subsystems zum Lenken des Fahrzeugs wird das Fahrzeug, welches in einem Normalbetrieb mittels des ersten und/oder zweiten Subsystems über die Räder einer Vorderachse des Fahrzeugs gelenkt wird, nun mittels des dritten Subsystems und der Hinterachslenkung, zweckmäßigerweise ausschließlich, über die Räder der Hinterachse des Fahrzeugs gelenkt, indem diese entsprechend ausgelenkt werden. Durch dieses Lenken des Fahrzeugs mittels des dritten Subsystems und des Querführungsbeeinflussungssystems kann zumindest sichergestellt werden, dass das Fahrzeug sicher zum Stillstand gebracht werden kann und bis zum Stillstand weiterhin lenkbar ist. Beispielsweise kann es dadurch auch noch bis zu einer sicheren Abstellposition gelenkt werden und dort sicher abgestellt werden. Die Situation, dass sich das Fahrzeug unkontrolliert bewegt, d. h. sich noch bewegt, jedoch nicht mehr lenkbar ist, wird auf diese Weise sicher vermieden.
Das erste Subsystem und das zweite Subsystem umfassen vorteilhafterweise jeweils ein elektrisches Bordnetz des Fahrzeugs zur elektrischen Energieversorgung des jeweiligen Subsystems. Diese beiden elektrischen Bordnetze sind zweckmäßigerweise voneinander unabhängig. Dadurch sind das erste Subsystem und das zweite Subsystem auch unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgbar, so dass ein Ausfall eines der Bordnetze nicht beide Subsysteme betrifft. Die Bordnetzauslegung gewährleistet vorteilhafterweise eine ausreichende Energieversorgung. Vorteilhafterweise wird das Bordnetz diversitär ausgelegt, so dass ein einzelner Fehler nicht dazu führt, dass beide Bordnetze gleichzeitig ausfallen. Vorteilhafterweise wird eine diversitäre Bordnetz Architektur gewählt, um Commen-Cause-Fehler sicher auszuschließen. Vorteilhafterweise haben die zwei Bordnetze eigene und unabhängige Überwachungselemente für „State of Charge“ (SOC) und „State of Health“ (SOH). Vorteilhafterweise wird die elektrische Leitungsverlegung über sogenannte Pre-Drive-Checks als Belastungstest auf zu hohe Übergangswiderstände überprüft. Dazu kann vor Fahrtbeginn kurzzeitig ein hoher Stromfluss initiiert werden, um dabei über das Verhalten der Versorgungsspannung, auf die Qualität der elektrischen Leitungen bzw. Kontaktierungen und auch die Bordnetzstabilität zu schließen.
Das erste Subsystem und das zweite Subsystem umfassen vorteilhafterweise jeweils eine Kraftrückkopplungsaktoreinheit, auch als Kraftrückkopplungsaktuatoreinheit bezeichnet, welche zweckmäßigerweise voneinander unabhängig sind. Diese Einheit wird auch als Force-Feedback-Aktoreinheit oder Force-Feedback-Aktuatoreinheit bezeichnet. Diese Kraftrückkopplungsaktoreinheiten sind vorteilhafterweise mit der Lenkhandhabe gekoppelt, insbesondere mechanisch gekoppelt. Die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit dient insbesondere einer Erzeugung eines geeigneten Lenkgefühls an der Lenkhandhabe, insbesondere durch eine Erzeugung eines haptischen Gegenmoments gegen eine Betätigung der Lenkhandhabe durch den Fahrzeugführer, so dass der Fahrzeugführer eine haptische Rückmeldung auf seine Betätigung der Lenkhandhabe erhält.
Das erste Subsystem und das zweite Subsystem umfassen vorteilhafterweise jeweils eine Kommunikationsleitung zur Datenübertragung zwischen dem jeweiligen Lenkhandhabewinkelsensor, insbesondere der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit, und der jeweiligen Lenkaktoreinheit, welche zweckmäßigerweise voneinander unabhängig sind. Dadurch wird eine redundante Kommunikation zwischen den Lenkhandhabewinkelsensoren und den Lenkaktoreinheiten sichergestellt, d. h. eine vom jeweiligen anderen Subsystem unabhängige Kommunikation des ersten Subsystems und des zweiten Subsystems.
Vorteilhafterweise sind das erste Subsystem und das zweite Subsystem jeweils, insbesondere unabhängig voneinander, mit mindestens einem Netzwerk des Fahrzeugs, insbesondere einem Datenbussystem des Fahrzeugs, verbunden. Dadurch wird eine redundante Kommunikation des ersten und zweiten Subsystems mit dem mindestens einen Netzwerk des Fahrzeugs sichergestellt.
Vorteilhafterweise ist auch das dritte Subsystem, insbesondere dessen dritter Lenkhandhabewinkelsensor, unabhängig vom ersten und zweiten Subsystem mit diesem mindestens einen Netzwerk des Fahrzeugs, insbesondere Datenbussystem des Fahrzeugs, verbunden.
Die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit umfasst vorteilhafterweise den Lenkhandhabewinkelsensor des jeweiligen Subsystems. D. h. die Kraftrückkopplungsaktoreinheit des ersten Subsystems umfasst den Lenkhandhabewinkelsensor des ersten Subsystems und die Kraftrückkopplungsaktoreinheit des zweiten Subsystems umfasst den Lenkhandhabewinkelsensor des zweiten Subsystems. Dadurch werden durch die mechanische Kopplung mit der Lenkhandhabe die Erfassung des Lenkhandhabewinkels und die Erzeugung des Lenkgefühls an der Lenkhandhabe ermöglicht. Der Lenkhandhabewinkelsensor des ersten und/oder des zweiten Subsystems ist beispielsweise als ein physikalischer, d. h. als ein physisch vorhandener, Sensor ausgebildet oder als eine Ermittlungseinheit, welche den Lenkhandhabewinkel gestützt auf den absolut messenden dritten Lenkhandhabewinkelsensor in Verbindung mit einer internen Motorlage eines Aktors seiner Kraftrückkopplungsaktoreinheit ermittelt. Das Stützen dieser Ermittlung auf den dritten Lenkhandhabewinkelsensor ist dabei insbesondere nur bei einem Starten des Fahrzeugs erforderlich, um eine absolute Position des Lenkhandhabewinkels zu ermitteln. Danach ist vorteilhafterweise die interne Motorlage ausreichend.
Die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit umfasst vorteilhafterweise zwei Mikrocontrollereinheiten. Dadurch wird eine Fehlersicherheit der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit, insbesondere auch bezüglich eines möglichen Fehlers des Lenkhandhabewinkelsensors, sichergestellt. Dies wird auch als Failsafe bezeichnet. Die beiden Mikrocontrollereinheiten führen jeweils die gleichen Rechenoperationen aus und gleichen Ergebnisse, insbesondere regelmäßig, miteinander ab. Dadurch kann ein Fehler in der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit erkannt werden und das jeweilige Subsystem daraufhin deaktiviert werden. Auch bei einem Ausfall einer der beiden Mikrocontrollereinheiten wird dies von der jeweiligen anderen Mikrocontrollereinheit erkannt und das jeweilige Subsystem daraufhin deaktiviert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein fehlerhaftes Arbeiten des jeweiligen Subsystems, welches zu fehlerhaften Lenkmanövern des Fahrzeugs führen könnte, sicher verhindert wird, denn ein Fehler wird sicher erkannt und daraufhin das Subsystem deaktiviert.
Die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit umfasst vorteilhafterweise einen Drehmomentsensor. Dieser Drehmomentsensor dient insbesondere einer Erfassung und Regelung der von der Kraftrückkopplungsaktoreinheit erzeugten Kraft auf die Lenkhandhabe, um dadurch ein einer jeweiligen Situation angepasstes Lenkgefühl für den Fahrzeugführer an der Lenkhandhabe zu erzeugen. Der jeweilige Drehmomentsensor kann beispielsweise als ein physikalischer, d. h. als ein physisch vorhandener, Sensor ausgebildet sein oder wird, insbesondere in Abhängigkeit von einem jeweiligen Regelungskonzept der Kraftrückkopplungsaktoreinheit, auf andere Weise realisiert.
Die jeweilige Lenkaktoreinheit umfasst vorteilhafterweise zwei Mikrocontrollereinheiten. Dadurch wird eine Fehlersicherheit der jeweiligen Lenkaktoreinheit sichergestellt. Dies wird auch als Failsafe bezeichnet. Die beiden Mikrocontrollereinheiten führen jeweils die gleichen Rechenoperationen aus und gleichen Ergebnisse, insbesondere regelmäßig, miteinander ab. Dadurch kann ein Fehler in der jeweiligen Lenkaktoreinheit erkannt werden und das jeweilige Subsystem daraufhin deaktiviert werden. Auch bei einem Ausfall einer der beiden Mikrocontrollereinheiten wird dies von der jeweiligen anderen Mikrocontrollereinheit erkannt und das jeweilige Subsystem daraufhin deaktiviert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein fehlerhaftes Arbeiten des jeweiligen Subsystems, welches zu fehlerhaften Lenkmanövern des Fahrzeugs führen könnte, sicher verhindert wird, denn ein Fehler wird sicher erkannt und daraufhin das Subsystem deaktiviert.
Die jeweilige Lenkaktoreinheit umfasst vorteilhafterweise einen
Zahnstangenpositionssensor. Dieser Zahnstangenpositionssensor dient einer Erfassung einer Position einer mit dem zu lenkenden Rad oder mit den zu lenkenden Rädern gekoppelten Zahnstange und dadurch einer Erfassung des Radwinkels, um diesen einstellen zu können. Bei einer Verwendung eines anderen mit dem mindestens einen Rad oder den mehreren Rädern verbundenen Lenkelementes alternativ zur Zahnstange ist dieser Positionssensor als ein entsprechender Lenkelementpositionssensor ausgebildet. Der jeweilige Sensor, d. h. der jeweilige Zahnstangenpositionssensor oder andere Lenkelementpositionssensor ist zweckmäßigerweise eigensicher und vorteilhafterweise „True-Power-On-fähig“, d. h. er kann bei einem Start des Fahrzeugs eine jeweilige absolute Position des Radwinkels bestimmen.
Der jeweilige Zahnstangenpositionssensor ist beispielsweise direkt auf der Zahnstange angeordnet oder derart angeordnet, dass er einen Winkel einer auf die Zahnstange wirkenden Eingangswelle bestimmt. Die Eingangswelle wird von den Lenkaktoreinheiten, insbesondere von einem Lenkaktor, insbesondere einem Elektromotor, der jeweiligen Lenkaktoreinheit angetrieben. Beispielsweise wirken die Lenkaktoreinheiten auf dieselbe Eingangswelle oder jede Lenkaktoreinheit wirkt auf eine eigene Eingangswelle.
Das Steer-by-Wire-System umfasst somit vorteilhafterweise eine doppelte Failsafe-Architektur durch das erste und zweite Subsystem, welche voneinander unabhängig sind und jeweils Failsafe, d. h. eigensicher, sind. Das erste und zweite Subsystem bilden somit zwei getrennte und eigensichere Kanäle zwischen der Lenkhandhabe und dem mindestens einem zu lenkenden Rad oder den mehreren zu lenkenden Rädern. Das erste und zweite Subsystem, insbesondere deren realisierte Redundanz, können dabei beispielsweise bezüglich Hardware und/oder Software beispielsweise homogen ausgebildet sein, d. h. beide gleich, oder diversitär ausgebildet sein, d. h. voneinander abweichend. Das dritte Subsystem bildet eine weitere Rückfallebene für eine, insbesondere theoretische, Restfehlerwahrscheinlichkeit, dass sowohl das erste Subsystem als auch das zweite Subsystem fehlerbehaftet ausfallen. Durch die Redundanz des ersten und zweiten Subsystems und insbesondere durch das zusätzliche dritte Subsystem ist das Steer-by-Wire-System ein Fail-Operational-System, d. h. ein System, welches auch bei Auftreten eines Fehlers oder sogar bei Auftreten mehrerer Fehler, insbesondere sowohl im ersten als auch im zweiten Subsystem, weiterhin funktionsfähig ist, so dass das Fahrzeug auch dann weiterhin mittels des Steer-by-Wire-Sy stems lenkbar ist.
Das Steer-by-Wire-System ermöglicht insbesondere den Verzicht auf eine mechanische und ebenfalls auf eine hydraulische Rückfallebene im Fehlerfall, mit den oben bereits geschilderten Vorteilen.
Die Lenkaktoreinheiten und/oder die Kraftrückkopplungsaktoreinheiten umfassen vorteilhafterweise jeweils einen Elektromotor als Aktor. Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Steer-by-Wire-Sy stems sicherzustellen, sind diese Elektromotoren vorteilhafterweise jeweils als EC-Maschinen (electronically commutatet), d. h. als elektronisch kommutierte Maschinen, ausgebildet, und somit nicht als bürstenbehaftete Motoren ausgelegt.
Die Mikrocontrollereinheiten der jeweiligen Lenkaktoreinheit und/oder der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit umfassen beispielsweise jeweils zwei Mikrocontroller oder jeweils einen Mikrocontroller mit zwei Kernen, d. h. jeweils einen Dualcore-Mikrocontroller, welcher dann zweckmäßigerweise in einem so genannten Lockstep-Betrieb betrieben wird. Durch beide Varianten wird die Eigensicherheit des ersten Subsystems und des zweiten Subsystems sichergestellt.
Wie oben bereits beschrieben, wird bei einem Fehler im ersten Subsystem oder im zweiten Subsystem, beispielsweise in der Sensorik, in einem Aktor, insbesondere Elektromotor, in der Elektronik, im elektrischen Bordnetz oder in einer anderen Komponente des jeweiligen Subsystems, das jeweilige Subsystem deaktiviert, d. h. abgeschaltet. Das andere Subsystem bleibt funktional und ermöglicht weiterhin die vollständige Funktion des Steer-by-Wire-Systems. Selbst bei einem Ausfall des ersten Subsystems und des zweiten Subsystems bleibt das dritte Subsystem funktional und dadurch wird weiterhin die Lenkbarkeit des Fahrzeugs mittels des Steer-by-Wire-Systems sichergestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Steer-by-Wire-System,
Fig. 2 schematisch das Steer-by-Wire-System aus Figur 1 bei einem Fehler eines ersten Subsystems,
Fig. 3 schematisch das Steer-by-Wire-System aus Figur 1 bei einem Fehler eines zweiten Subsystems, und
Fig. 4 schematisch das Steer-by-Wire-System aus Figur 1 bei einem Fehler des ersten und zweiten Subsystems.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einem Ausführungsbeispiel eines Steer-by-Wire-Systems 2 für das Fahrzeug 1. Bisher werden in Fahrzeugen 1 vorwiegend elektromechanische Lenksysteme eingesetzt. D. h. eine Lenkunterstützung, insbesondere mittels einer Servolenkung, wird elektrisch über einen an einem Lenkgetriebe verbauten Elektromotor mit Steuergerät realisiert. Ein Lenkwunsch eines Fahrzeugführers wird dabei stets über eine Drehung eines Lenkrads des Fahrzeugs 1 und eine mitdrehende Lenksäule an das Lenkgetriebe übertragen. In dem Lenkgetriebe ist ein Drehmomentensensor angeordnet, der vom Steuergerät eingelesen wird. Dieses Lenkmoment wird mit entsprechenden Softwarealgorithmen in eine Sollkraft umgewandelt, welche über den Elektromotor in die Lenkungsmechanik eingeleitet wird. Würde ein Fehler auftreten, könnte die Lenkunterstützung ausfallen. Die Lenkbarkeit des Fahrzeugs 1 bleibt dann jedoch über die Mechanik sichergestellt. Das im Folgenden näher beschriebene Steer-by-Wire-System 2 ermöglicht im Gegensatz dazu eine rein elektrische Erfassung des Lenkwunsches und eine rein elektrische Übertragung in das Lenkgetriebe zur Umsetzung einer Kraft an einer Zahnstange.
Dadurch können die mechanische Lenksäule und alle damit verbundenen Nachteile und Restriktionen entfallen. Dieses Steer-by-Wire-System 2 ist ein vollständig fehlertolerantes Lenksystem, bei dem nach Auftreten eines Fehlers die Lenkbarkeit des Fahrzeugs 1 durch eine Redundanz in einer Architektur des Lenksystems auch ohne Verwendung einer mechanischen Lenksäule sichergestellt werden kann. Das Steer-by-Wire-System 2 ist somit ein Fail-Operational-System, welches bei einem Auftreten eines Einfachfehlers weiterhin die Lenkbarkeit des Fahrzeugs 1 sicherstellt und es ermöglicht, das Fahrzeug 1 zumindest innerhalb einer vorgegebenen Zeit an einem sicheren Ort zum Stehen zu bringen. Zudem ist das Steer-by-Wire-System 2 vorteilhafterweise nicht anfällig für Common-Cause-Fehler, d. h. für Fehler, welche sich auf alle im Folgenden näher beschriebenen Subsysteme 2.1, 2.2, 2.3 des Steer-by-Wire-Systems 2 auswirken und dadurch zum Ausfall des gesamten Steer-by-Wire-System 2 führen würden. Zudem ist das Steer-by-Wire-System 2 kostengünstig realisierbar.
Das Steer-by-Wire-System 2 ist besonders vorteilhaft zur Umsetzung automatisierter oder autonomer Fahrfunktionen, beispielsweise gemäß SAE-Level 3, 4 oder 5, für welche ein Lenkwunsch des Fahrzeugführers nicht mehr oder nur noch selten benötigt wird, da die Lenkung dann von einem entsprechenden Steuergerät zur Durchführung der automatisierten oder autonomen Fahrfunktionen angesteuert wird. Das Steer-by-Wire-System 2 ermöglicht es beispielsweise, eine zum Beispiel als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 3 des Fahrzeugs 1 einzuklappen oder einzufahren und dadurch aus einem Innenraum des Fahrzeugs 1 zeitweise und zumindest teilweise zu entfernen und/oder die Lenkhandhabe 3 in einer anderen Form, beispielsweise abgeflacht, auszubilden, um dadurch beispielsweise eine freie Sicht auf ein Kombiinstrument des Fahrzeugs 1 zu ermöglichen.
Zudem ermöglicht das Steer-by-Wire-System 2 beispielsweise auch größere Freiheiten bei anderen Assistenzfunktionen, zum Beispiel eine Durchführung eines autonomen Fußgängerausweichmanövers ohne eine Bewegung der Lenkhandhabe 3. Des Weiteren kann eine variable Lenkübersetzung realisiert werden, zum Beispiel eine geschwindigkeitsabhängige Lenkübersetzung. Beispielsweise kann ein Parkvorgang mit einem geringen Lenkeinschlag kleiner als 180° durch eine hohe Lenkübersetzung realisiert werden und es kann eine geringe Lenkübersetzung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten für eine indirekte Lenkung und somit eine stabile Fahrzeugquerführung vorgesehen sein.
Das Steer-by-Wire-System 2 verzichtet vollständig auf eine mechanische oder hydraulische Rückfallebene, da sonst viele Funktions-, Bauraum- und Kostenvorteile des Steer-By-Wire-Systems 2 im Fahrzeug 1 nicht erschlossen werden können, da immer noch eine Lenksäule, beispielsweise mit einer in einem Notfall schließbaren Kupplung, verbaut werden müsste.
Um das beschriebene Steer-by-Wire-System 2 zu realisieren, umfasst es, wie in Figur 1 gezeigt, drei voneinander unabhängige Subsysteme 2.1, 2.2, 2.3. Das erste Subsystem 2.1 und das zweite Subsystem 2.2 sind jeweils ausgebildet zur Erfassung eines Lenkhandhabewinkels der Lenkhandhabe 3 des Fahrzeugs 1 mittels jeweils eines Lenkhandhabewinkelsensors 4, 5 und zum Lenken des Fahrzeugs 1 durch Einstellung eines Radwinkels mindestens eines Rades 15 des Fahrzeugs 1, im dargestellten Beispiel zweier Räder 15 einer Achse, insbesondere einer Vorderachse, des Fahrzeugs 1 , in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels jeweils einer Lenkaktoreinheit 6, 7. D. h. das vom zweiten Subsystem 2.2 und dritten Subsystem 2.3 unabhängige erste Subsystem 2.1 weist den ersten Lenkhandhabewinkelsensor 4 zur Erfassung des Lenkhandhabewinkels der Lenkhandhabe 3 des Fahrzeugs 1 und die erste Lenkaktoreinheit 6 zur Einstellung des Radwinkels auf und das vom ersten Subsystem 2.1 und dritten Subsystem 2.3 unabhängige zweite Subsystem 2.2 weist den zweiten Lenkhandhabewinkelsensor 5 zur Erfassung des Lenkhandhabewinkels der Lenkhandhabe 3 des Fahrzeugs 1 und die zweite Lenkaktoreinheit 7 zur Einstellung des Radwinkels auf.
Die Lenkaktoreinheiten 6, 7 dienen insbesondere einer Umsetzung einer Lenkwunschvorgabe des Fahrzeugführers, welche dieser über die Betätigung der Lenkhandhabe 3 äußert, und/oder einer Umsetzung einer Lenkwunschvorgabe eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs 1 bei SAE-Level 2 oder eines teilautomatisierten Fahrsystems bei SAE-Level 3 oder eines hochautomatisierten oder autonomen Fahrsystemen bei SAE-Level 4 oder 5.
Zusätzlich ist das vom ersten Subsystem 2.1 und zweiten Subsystem 2.2 unabhängige dritte Subsystem 2.3 vorgesehen, welches ausgebildet ist zur Erfassung des Lenkhandhabewinkels der Lenkhandhabe 3 des Fahrzeugs 1 mittels eines dritten Lenkhandhabewinkelsensors 19 und zum Lenken des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels mindestens eines vom ersten Subsystem 2.1 und zweiten Subsystem 2.2 unabhängigen Querführungsbeeinflussungssystems 8.
Dieses Querführungsbeeinflussungssystem 8 ist beispielsweise ausgebildet als ein Hinterachslenkungssystem 9 des Fahrzeugs 1 oder als ein elektronisches Stabilisierungssystem 10 des Fahrzeugs 1.
Im hier dargestellten Beispiel sind zwei Querführungsbeeinflussungssysteme 8 vorgesehen, welche vom dritten Subsystem 2.3 auf die beschriebene Weise verwendet werden, das Hinterachslenkungssystem 9 des Fahrzeugs 1 und das elektronische Stabilisierungssystem 10 des Fahrzeugs 1. Diese beiden Systeme 9, 10 des Fahrzeugs 1 sind vorteilhafterweise ohnehin bereits im Fahrzeug 1 vorhanden und werden auch für andere Zwecke verwendet.
Das elektronische Stabilisierungssystem 10 ist in Fahrzeugen 1 weit verbreitet und beispielsweise aufgrund gesetzlicher Vorschriften bei neu zugelassenen Fahrzeugen 1 oder Fahrzeugtypen stets vorhanden. Ein solches elektronisches Stabilisierungssystem 10 wirkt bei einem vom dritten Subsystem 2.3 unabhängigen Betrieb insbesondere einer Instabilität des Fahrzeugs 1, insbesondere einem Ausbrechen des Fahrzeugs 1, insbesondere einem, zumindest zu starken, Übersteuern oder Untersteuern des Fahrzeugs 1, durch gezielte radindividuelle Bremseingriffe an einem oder mehreren oder allen Rädern 15 des Fahrzeugs 1 entgegen. Bei der hier beschriebenen Verwendung dieses elektronischen Stabilisierungssystems 10 mittels des dritten Subsystems 2.3 zum Lenken des Fahrzeugs 1 wird dieses Lenken des Fahrzeugs 1 entsprechend durch derartige gezielte radindividuelle Bremseingriffe an einem oder mehreren oder allen Rädern 15 des Fahrzeugs 1 durchgeführt.
Das Hinterachslenkungssystem 9 ist ebenfalls bereits in einigen Fahrzeugen 1 vorhanden und dient beispielsweise einer verbesserten Fahrdynamik des Fahrzeugs 1 durch die mitlenkende Hinterachse. Dadurch können beispielsweise ein geringerer Wendekreis des Fahrzeugs 1, ein besseres und stabileres Einlenken in eine Kurve und beispielsweise bessere Einpark- und Ausparkmanöver realisiert werden. Bei der hier beschriebenen Verwendung dieses Hinterachslenkungssystems 9 mittels des dritten Subsystems 2.3 zum Lenken des Fahrzeugs 1 wird das Fahrzeug 1, welches in einem Normalbetrieb mittels des ersten Subsystems 2.1 und/oder zweiten Subsystems 2.2 über die Räder 15 der Vorderachse des Fahrzeugs 1 gelenkt wird, nun mittels des dritten Subsystems 2.3 und der Hinterachslenkung über die Räder 15 der Hinterachse des Fahrzeugs 1 gelenkt, indem diese entsprechend ausgelenkt werden.
Durch dieses Lenken des Fahrzeugs 1 mittels des dritten Subsystems 2.3 und des mindestens einen Querführungsbeeinflussungssystems 8, im hier dargestellten Beispiel mittels der beiden Querführungsbeeinflussungssysteme 8, kann zumindest sichergestellt werden, dass das Fahrzeug 1 sicher zum Stillstand gebracht werden kann und bis zum Stillstand weiterhin lenkbar ist. Beispielsweise kann es dadurch auch noch bis zu einer sicheren Abstellposition gelenkt werden und dort sicher abgestellt werden. Die Situation, dass sich das Fahrzeug 1 unkontrolliert bewegt, d. h. sich noch bewegt, jedoch nicht mehr lenkbar ist, wird auf diese Weise sicher vermieden.
Die jeweilige Lenkaktoreinheit 6, 7 umfasst im dargestellten Beispiel zwei Mikrocontrollereinheiten 26, 27, 28, 29. Dadurch wird eine Fehlersicherheit der jeweiligen Lenkaktoreinheit 6, 7 sichergestellt. Dies wird auch als Failsafe bezeichnet. Die beiden Mikrocontrollereinheiten 26, 27, 28, 29 der jeweiligen Lenkaktoreinheit 6, 7 führen jeweils die gleichen Rechenoperationen aus und gleichen Ergebnisse, insbesondere regelmäßig, miteinander ab. Dadurch kann ein Fehler in der jeweiligen Lenkaktoreinheit 6, 7 erkannt werden und das jeweilige Subsystem 2.1, 2.2 daraufhin deaktiviert werden. Auch bei einem Ausfall einer der beiden Mikrocontrollereinheiten 26, 27, 28, 29 der jeweiligen Lenkaktoreinheit 6, 7 wird dies von der jeweiligen anderen Mikrocontrollereinheit 27, 26, 29, 28 erkannt und das jeweilige Subsystem 2.1, 2.2 daraufhin deaktiviert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein fehlerhaftes Arbeiten des jeweiligen Subsystems 2.1, 2.2, welches zu fehlerhaften Lenkmanövern des Fahrzeugs 1 führen könnte, sicher verhindert wird, denn ein Fehler wird sicher erkannt und daraufhin das Subsystem 2.1, 2.2 deaktiviert.
Des Weiteren umfasst im dargestellten Beispiel die erste Lenkaktoreinheit 6 einen ersten Zahnstangenpositionssensor 30 und die zweite Lenkaktoreinheit 7 einen zweiten Zahnstangenpositionssensor 31. Der jeweilige Zahnstangenpositionssensor 30, 31 dient einer Erfassung einer Position der mit den zu lenkenden Rädern 15 gekoppelten Zahnstange und dadurch einer Erfassung des Radwinkels, um diesen einstellen zu können. Der jeweilige Zahnstangenpositionssensor 30, 31 ist zweckmäßigerweise eigensicher und vorteilhafterweise „True-Power-On-fähig“, d. h. er kann bei einem Start des Fahrzeugs 1 eine jeweilige absolute Position des Radwinkels bestimmen. Der jeweilige Zahnstangenpositionssensor 30, 31 ist beispielsweise direkt auf der Zahnstange angeordnet oder derart angeordnet, dass er einen Winkel einer auf die Zahnstange wirkenden Eingangswelle bestimmt. Die Eingangswelle wird von den Lenkaktoreinheiten 6, 7, insbesondere von einem Lenkaktor, insbesondere einem Elektromotor, der jeweiligen Lenkaktoreinheit 6, 7 angetrieben. Beispielsweise wirken die Lenkaktoreinheiten 6, 7 auf dieselbe Eingangswelle oder jede Lenkaktoreinheit 6, 7 wirkt auf eine eigene Eingangswelle.
Um ein Lenkgefühl an der Lenkhandhabe 3 für den Fahrzeugführer zu erzeugen und ihm dadurch eine haptische Rückmeldung auf seine Betätigung der Lenkhandhabe 3 zu geben, umfasst im dargestellten Beispiel zudem das erste Subsystem 2.1 eine erste Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13 und das zweite Subsystem 2.2 umfasst eine zweite Kraftrückkopplungsaktoreinheit 14, welche voneinander unabhängig sind. Diese Kraftrückkopplungsaktoreinheiten 13, 14 werden auch als Force-Feedback-Aktoreinheit oder Handmomentensimulator bezeichnet. Sie sind jeweils mit der Lenkhandhabe 3 gekoppelt, insbesondere mechanisch gekoppelt. Beispielsweise werden entsprechende Signale, welche eine Rückmeldung bezüglich einer Interaktion der gelenkten Räder 15 mit einer Fahrbahn geben, d. h. ein so genanntes Roadfeedback, mittels der jeweiligen Lenkaktoreinheit 6, 7 erfasst und an die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 weitergeleitet.
Im dargestellten Beispiel umfasst die erste Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13 den ersten Lenkhandhabewinkelsensor 4 und die zweite Kraftrückkopplungsaktoreinheit 14 umfasst den zweiten Lenkhandhabewinkelsensor 5. Dadurch wird mittels der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 über deren Lenkhandhabewinkelsensor 4, 5 ein jeweiliger Lenkwunsch eines Fahrzeugführers, welcher diesen durch eine entsprechende Betätigung der Lenkhandhabe 3 äußert, erfasst.
Der erste Lenkhandhabewinkelsensor 4 und/oder der zweite
Lenkhandhabewinkelsensor 5 sind beispielsweise jeweils als ein physikalischer, d. h. als ein physisch vorhandener, Sensor ausgebildet oder als eine Ermittlungseinheit, welche den Lenkhandhabewinkel gestützt auf den absolut messenden dritten Lenkhandhabewinkelsensor 19 in Verbindung mit einer internen Motorlage eines Aktors seiner Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 ermittelt. Das Stützen dieser Ermittlung auf den dritten Lenkhandhabewinkelsensor 19 ist dabei insbesondere nur bei einem Starten des Fahrzeugs 1 erforderlich, um eine absolute Position des Lenkhandhabewinkels zu ermitteln. Danach ist vorteilhafterweise die interne Motorlage ausreichend.
Im dargestellten Beispiel umfasst die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 zudem zwei Mikrocontrollereinheiten 20, 21, 22, 23. Dadurch wird eine Fehlersicherheit der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14, insbesondere auch bezüglich eines möglichen Fehlers des jeweiligen Lenkhandhabewinkelsensors 4, 5, sichergestellt. Dies wird auch als Failsafe bezeichnet. Die beiden Mikrocontrollereinheiten 20, 21, 22, 23 der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 führen jeweils die gleichen Rechenoperationen aus und gleichen Ergebnisse, insbesondere regelmäßig, miteinander ab. Dadurch kann ein Fehler in der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 erkannt werden und das jeweilige Subsystem 2.1, 2.2 daraufhin deaktiviert werden. Auch bei einem Ausfall einer der beiden Mikrocontrollereinheiten 20, 21, 22, 23 der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 wird dies von der jeweiligen anderen Mikrocontrollereinheit 21, 20, 23, 22 erkannt und das jeweilige Subsystem 2.1, 2.2 daraufhin deaktiviert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein fehlerhaftes Arbeiten des jeweiligen Subsystems 2.1, 2.2, welches zu fehlerhaften Lenkmanövern des Fahrzeugs 1 führen könnte, sicher verhindert wird, denn ein Fehler wird sicher erkannt und daraufhin das Subsystem 2.1, 2.2 deaktiviert.
Des Weiteren umfasst im dargestellten Beispiel die erste
Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13 einen ersten Drehmomentsensor 24 und die zweite Kraftrückkopplungsaktoreinheit 14 einen zweiten Drehmomentsensor 25. Der jeweilige Drehmomentsensor 24, 25 dient insbesondere einer Erfassung und Regelung der von der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 erzeugten Kraft auf die Lenkhandhabe 3, um dadurch ein einer jeweiligen Situation angepasstes Lenkgefühl für den Fahrzeugführer an der Lenkhandhabe 3 zu erzeugen. Der jeweilige Drehmomentsensor 24, 25 kann beispielsweise als ein physikalischer, d. h. als ein physisch vorhandener, Sensor ausgebildet sein oder wird, insbesondere in Abhängigkeit von einem jeweiligen Regelungskonzept der Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14, auf andere Weise realisiert.
Die Lenkaktoreinheiten 6, 7 und/oder die Kraftrückkopplungsaktoreinheiten 13, 14 umfassen vorteilhafterweise jeweils einen Elektromotor als Aktor. Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Steer-by-Wire-Systems 2 sicherzustellen, sind diese Elektromotoren vorteilhafterweise jeweils als EC-Maschinen (electronically commutatet), d. h. als elektronisch kommutierte Maschinen, ausgebildet, und somit nicht als bürstenbehaftete Motoren ausgelegt.
Die Mikrocontrollereinheiten 26, 27, 28, 29, 20, 21, 22, 23 der jeweiligen Lenkaktoreinheit 6, 7 und/oder der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, 14 umfassen beispielsweise jeweils zwei Mikrocontroller oder jeweils einen Mikrocontroller mit zwei Kernen, d. h. jeweils einen Dualcore-Mikrocontroller, welcher dann zweckmäßigerweise in einem so genannten Lockstep-Betrieb betrieben wird. Durch beide Varianten wird die Eigensicherheit des ersten Subsystems 2.1 und des zweiten Subsystems 2.2 sichergestellt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Kraftrückkopplungsaktoreinheiten 13, 14, insbesondere deren Lenkhandhabewinkelsensoren 4, 5, und der dritte Lenkhandhabewinkelsensor 19 sowie vorteilhafterweise auch die Lenkaktoreinheiten 6, 7 jeweils in einem eigenen Gehäuse angeordnet, d. h. die
Kraftrückkopplungsaktoreinheiten 13, 14 sind nicht als eine gemeinsame integrierte Einheit in einem gemeinsamen Gehäuse ausgebildet. Dies gilt vorteilhafterweise ebenso für die Lenkaktoreinheiten 6, 7. Dadurch werden auch diesbezügliche Common-Cause-Fehler, d. h. Fehler, die sich gleichzeitig auf mehrere, insbesondere auf alle drei, Subsysteme 2.1, 2.2, 2.3 auswirken können, beispielsweise Fehler aufgrund in das Gehäuse eindringenden Wassers, vermieden.
Selbst wenn in einer anderen Ausführungsform die Kraftrückkopplungsaktoreinheiten 13, 14, insbesondere deren
Lenkhandhabewinkelsensoren 4, 5 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und auch die Lenkaktoreinheiten 6, 7 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, ist das Steer-by-Wire-System 2 über das dritte Subsystem 2.3 gegen Common-Cause-Fehler abgesichert, da dessen dritter Lenkhandhabewinkelsensor 19 unabhängig ist vom ersten und zweiten Subsystem 2.1, 2.2, insbesondere nicht mit den beiden anderen Lenkhandhabewinkelsensoren 4, 5 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, und zudem das mindestens eine Querführungsbeeinflussungssystem 8 unabhängig ist von den Lenkaktoreinheiten 6, 7. Ein solcher Common-Cause-Fehler, d. h. ein Einzelfehler, der sämtliche Redundanzebenen des Steer-by-Wire-System 2 zum Ausfall bringen würde, kann somit nicht auftreten. Dies ist ein besonderer Vorteil dieses Steer-by-Wire-Systems 2, da ein Ausfall des ersten und/oder zweiten Subsystems 2.1, 2.2, beispielsweise durch einen Ausfall eines oder mehrerer der Mikrocontrollereinheiten 20, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29, zum Beispiel bei einem Wassereintritt oder einem Platinendefekt, nicht zum Ausfall des Steer-by-Wire-Systems 2 führt.
Um die Unabhängigkeit des ersten Subsystems 2.1 und des zweiten Subsystems 2.2 auch bezüglich einer elektrischen Energieversorgung sicherzustellen, umfasst im dargestellten Beispiel das erste Subsystem 2.1 ein erstes elektrisches Bordnetz 11 des Fahrzeugs 1 zur elektrischen Energieversorgung des ersten Subsystems 2.1 und das zweite Subsystem 2.2 umfasst ein zweites elektrisches Bordnetz 12 des Fahrzeugs 1 zur elektrischen Energieversorgung des zweiten Subsystems 2.2, wobei diese beiden elektrischen Bordnetze 11, 12 voneinander unabhängig sind. Dadurch sind das erste Subsystem 2.1 und das zweite Subsystem 2.2 auch unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgbar, so dass ein Ausfall eines der elektrischen Bordnetze 11, 12 nicht beide Subsysteme 2.1, 2.2 betrifft. Die beiden elektrischen Bordnetze 11, 12 sind vorteilhafterweise ASIL-D-fähig (ASIL = Automotive Safety Integrity Level).
Im dargestellten Beispiel umfasst des Weiteren das erste Subsystem 2.1 eine erste Kommunikationsleitung 16 zur Datenübertragung zwischen dem ersten Lenkhandhabewinkelsensor 4, insbesondere der ersten
Kraftrückkopplungsaktoreinheit 13, und der ersten Lenkaktoreinheit 6, und das zweite Subsystem 2.2 umfasst eine zweite Kommunikationsleitung 17 zur Datenübertragung zwischen dem zweiten Lenkhandhabewinkelsensor 5, insbesondere der zweiten Kraftrückkopplungsaktoreinheit 14, und der zweiten Lenkaktoreinheit 7, welche voneinander unabhängig sind. Dadurch wird eine redundante Kommunikation zwischen den Lenkhandhabewinkelsensoren 4, 5 und den Lenkaktoreinheiten 6, 7 sichergestellt, d. h. eine vom jeweiligen anderen Subsystem 2.1 , 2.2 unabhängige Kommunikation des ersten Subsystems 2.1 und des zweiten Subsystems 2.2.
Im dargestellten Beispiel sind zudem das erste Subsystem 2.1 und das zweite Subsystem 2.2 unabhängig voneinander mit mindestens einem Netzwerk 18 des Fahrzeugs 1, insbesondere einem Datenbussystem des Fahrzeugs 1, verbunden. Dadurch wird eine redundante Kommunikation des ersten Subsystems 2.1 und des zweiten Subsystems 2.2 mit dem mindestens einen Netzwerk 18 des Fahrzeugs 1 sichergestellt.
Vorteilhafterweise ist auch der dritte Lenkhandhabewinkelsensor 19 unabhängig vom ersten und zweiten Subsystem 2.1, 2.2 mit diesem mindestens einen Netzwerk 18 des Fahrzeugs 1, insbesondere Datenbussystem des Fahrzeugs 1, verbunden.
Das Steer-by-Wire-System 2 umfasst somit vorteilhafterweise eine doppelte Failsafe-Architektur durch das erste Subsystem 2.1 und das zweite Subsystem 2.2, welche voneinander unabhängig sind und jeweils Failsafe, d. h. eigensicher, und vorteilhafterweise redundant sind, insbesondere bezüglich der Mikrocontroller 20, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29. Das erste Subsystem 2.1 und das zweite Subsystem 2.2 bilden somit zwei getrennte und eigensichere Kanäle zwischen der Lenkhandhabe 3 und den zu lenkenden Rädern 15. Das erste Subsystem 2.1 und das zweite Subsystem 2.2, insbesondere deren realisierte Redundanz, können dabei beispielsweise bezüglich Hardware und/oder Software beispielsweise homogen ausgebildet sein, d. h. beide gleich, oder diversitär ausgebildet sein, d. h. voneinander abweichend. Das dritte Subsystem 2.3 bildet eine weitere Rückfallebene für eine, insbesondere theoretische, Restfehlerwahrscheinlichkeit, dass sowohl das erste Subsystem 2.1 als auch das zweite Subsystem 2.2 fehlerbehaftet ausfallen. Durch die Redundanz des ersten Subsystems 2.1 und zweiten Subsystems 2.2 und insbesondere durch das zusätzliche dritte Subsystem 2.3 ist das Steer-by-Wire-System 2 ein Fail-Operational-System, d. h. ein System, welches auch bei Auftreten eines Fehlers oder sogar bei Auftreten mehrerer Fehler, insbesondere sowohl im ersten Subsystem 2.1 als auch im zweiten Subsystem 2.2, weiterhin funktionsfähig ist, so dass das Fahrzeug 1 auch dann weiterhin mittels des Steer-by-Wire-Systems 2 lenkbar ist. Eine mechanische Verbindung zwischen der Lenkhandhabe 3 und den gelenkten Rädern 15 wird somit nicht mehr benötigt.
Bei einem Fehler des ersten Subsystems 2.1, wie in Figur 2 mittels eines Fehlersymbols FS schematisch dargestellt, ist das Fahrzeug 1 mittels des zweiten Subsystems 2.2 weiterhin lenkbar, und bei einem Fehler des zweiten Subsystems 2.2, wie in Figur 3 mittels des Fehlersymbols FS schematisch dargestellt, ist das Fahrzeug 1 mittels des ersten Subsystems 2.1 weiterhin lenkbar. Sollte der Fall eintreten, dass sowohl das erste Subsystem 2.1 als auch das zweite Subsystem 2.2 ausfallen, wie in Figur 4 mittels des Fehlersymbols FS schematisch dargestellt, ist das Fahrzeug 1 weiterhin mittels des dritten Subsystems 2.3 lenkbar. Dabei umfasst das dritte Subsystem 2.3 vorteilhafterweise den von den beiden anderen Subsystemen 2.1, 2.2 unabhängigen eigenen dritten Lenkhandhabewinkelsensor 19 und lenkt die Räder 15 des Fahrzeugs 1 zudem vorteilhafterweise nicht auf die vom ersten Subsystem 2.1 und zweiten Subsystem 2.2 verwendete Weise, sondern wirkt auf mindestens ein vorteilhafterweise vom ersten Subsystem 2.1 und zweiten Subsystem 2.2 unabhängiges Querführungsbeeinflussungssystem 8 des Fahrzeugs 1 ein, um das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel zu lenken. Dadurch wird somit ausgeschlossen, dass Fehler, die zum Ausfall des ersten Subsystems 2.1 und des zweiten Subsystems 2.2 führen können, sich auch auf das dritte Subsystem 2.3 auswirken können. Fehler, welche zum Deaktivieren des jeweiligen Subsystems 2.1, 2.2 führen, betreffen beispielsweise dessen Sensorik, Elektronik, Aktorik, insbesondere Elektromotoren, und/oder dessen elektrisches Bordnetz 11, 12.

Claims

Patentansprüche
1. Steer-by-Wire-Sy stem (2) für ein Fahrzeug (1), umfassend ein erstes Subsystem (2.1) und ein zweites Subsystem (2.2), welche voneinander unabhängig sind und jeweils ausgebildet sind zur Erfassung eines Lenkhandhabewinkels einer Lenkhandhabe (3) des Fahrzeugs (1) mittels jeweils eines Lenkhandhabewinkelsensors (4, 5) und zum Lenken des Fahrzeugs (1) durch Einstellung eines Radwinkels mindestens eines Rades (15) des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels jeweils einer Lenkaktoreinheit (6, 7), gekennzeichnet durch ein von den beiden Subsystemen (2.1, 2.2) unabhängiges drittes Subsystem (2.3), welches ausgebildet ist zur Erfassung des Lenkhandhabewinkels der Lenkhandhabe (3) des Fahrzeugs (1) mittels eines dritten Lenkhandhabewinkelsensors (19) und zum Lenken des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkhandhabewinkel mittels mindestens eines vom ersten Subsystem (2.1) und zweiten Subsystem (2.2) unabhängigen Querführungsbeeinflussungssystems (8).
2. Steer-by-Wire-Sy stem (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Querführungsbeeinflussungssystem (8) ausgebildet ist als ein Hinterachslenkungssystem (9) des Fahrzeugs (1) und/oder als ein elektronisches Stabilisierungssystem (10) des Fahrzeugs (1).
3. Steer-by-Wire-Sy stem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Subsystem (2.1) und das zweite Subsystem (2.2) jeweils ein elektrisches Bordnetz (11, 12) des Fahrzeugs (1) zur elektrischen Energieversorgung des jeweiligen Subsystems (2.1, 2.2) umfassen.
4. Steer-by-Wire-System (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Subsystem (2.1) und das zweite Subsystem (2.2) jeweils eine Kraftrückkopplungsaktoreinheit (13, 14) umfassen.
5. Steer-by-Wire-System (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Subsystem (2.1) und das zweite Subsystem (2.2) jeweils eine Kommunikationsleitung (16, 17) zur Datenübertragung zwischen dem jeweiligen Lenkhandhabewinkelsensor (4, 5), insbesondere der jeweiligen Kraftrückkopplungsaktoreinheit (13, 14), und der jeweiligen Lenkaktoreinheit (6, 7) umfassen.
6. Steer-by-Wire-System (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Subsystem (2.1) und das zweite Subsystem (2.2) jeweils mit mindestens einem Netzwerk (18) des Fahrzeugs (1) verbunden sind.
7. Steer-by-Wire-System (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit (13, 14) den Lenkhandhabewinkelsensor (4, 5) und zwei Mikrocontrollereinheiten (20, 21, 22, 23) umfasst.
8. Steer-by-Wire-System (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kraftrückkopplungsaktoreinheit (13, 14) einen Drehmomentsensor (24, 25) umfasst.
9. Steer-by-Wire-System (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Lenkaktoreinheit (6, 7) zwei Mikrocontrollereinheiten (26, 27, 28, 29) umfasst.
10. Steer-by-Wire-System (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Lenkaktoreinheit (6, 7) einen Zahnstangenpositionssensor (30, 31) umfasst.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116409375A (zh) * 2023-05-26 2023-07-11 上海集度汽车有限公司 线控转向系统、扭矩输出方法、车辆及存储介质

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021205413A1 (de) * 2021-05-27 2022-12-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Steer-by-Wire-Lenksystem
DE102021213055A1 (de) 2021-11-19 2023-05-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Kaskadiertes Abschaltsystem bei Flüssigkeitseintritt ins Lenksystem eines Fahrzeugs
DE102022200091A1 (de) 2022-01-06 2023-07-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Bestimmung der Position einer Lenkstange einer Kraftfahrzeuglenkung, insbesondere für Steer-by-wire Lenksysteme und/oder Lenksysteme mit Kugelgewindetrieb
DE102022103808A1 (de) 2022-02-17 2023-08-17 Audi Aktiengesellschaft Lenksystemaufbau und Fahrzeug mit einem Lenksystemaufbau
DE102022201729A1 (de) * 2022-02-18 2023-08-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Steer-by-Wire-Lenksystem, Steuergerät und Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire-Lenksystems
DE102022205354A1 (de) 2022-05-30 2023-11-30 Zf Automotive Germany Gmbh Steer-by-Wire-Lenksystem
DE102022206518A1 (de) * 2022-06-28 2023-12-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Steer-by-Wire-Lenksystem und Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire-Lenksystems
DE102022206630A1 (de) * 2022-06-29 2024-01-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Steer-by-Wire-Lenksystem und Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire-Lenksystems
DE102022209604A1 (de) * 2022-09-14 2024-03-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Sicherheitssystem zur Fahrzeugquerführung für ein Steer-by-Wire Lenksystem eines Kraftfahrzeuges, Sicherheitsverfahren und Kraftfahrzeug

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0754611A1 (de) * 1995-07-18 1997-01-22 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Brems- und Lenksystem für ein Fahrzeug
WO2001023242A1 (de) * 1999-09-25 2001-04-05 Volkswagen Aktiengesellschaft System zur steuerung von fahrzeugkomponenten nach dem 'drive by wire'-prinzip
DE10112514A1 (de) * 2000-12-22 2002-06-27 Volkswagen Ag X-by-wire-System für ein Fahrzeug
EP1219525A2 (de) 2000-12-29 2002-07-03 Delphi Technologies, Inc. Redundates Steer-by-wire-Lenksystem
DE10248343A1 (de) * 2002-02-13 2003-08-21 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungskraftsimulators einer Fahrzeuglenkung
DE102017203748A1 (de) 2017-03-07 2018-09-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Steer by wire-System und Verfahren zum Datenaustausch in einem Steer by wire-System

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19834870A1 (de) * 1998-08-01 2000-02-03 Bosch Gmbh Robert Fehlertoleranter elektromechanischer steer-by-wire-Lenksteller
DE10352494A1 (de) * 2003-11-11 2005-06-09 Robert Bosch Gmbh Momentensteller für ein Lenksystem in einem Kraftfahrzeug
DE102004034126A1 (de) * 2004-07-15 2006-02-02 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Straßenfahrzeug mit Steer-by-Wire-System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0754611A1 (de) * 1995-07-18 1997-01-22 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Brems- und Lenksystem für ein Fahrzeug
WO2001023242A1 (de) * 1999-09-25 2001-04-05 Volkswagen Aktiengesellschaft System zur steuerung von fahrzeugkomponenten nach dem 'drive by wire'-prinzip
DE10112514A1 (de) * 2000-12-22 2002-06-27 Volkswagen Ag X-by-wire-System für ein Fahrzeug
EP1219525A2 (de) 2000-12-29 2002-07-03 Delphi Technologies, Inc. Redundates Steer-by-wire-Lenksystem
DE10248343A1 (de) * 2002-02-13 2003-08-21 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungskraftsimulators einer Fahrzeuglenkung
DE102017203748A1 (de) 2017-03-07 2018-09-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Steer by wire-System und Verfahren zum Datenaustausch in einem Steer by wire-System

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116409375A (zh) * 2023-05-26 2023-07-11 上海集度汽车有限公司 线控转向系统、扭矩输出方法、车辆及存储介质
CN116409375B (zh) * 2023-05-26 2023-09-01 上海集度汽车有限公司 线控转向系统、扭矩输出方法、车辆及存储介质

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