WO2024132269A1 - Lenkung für ein kraftfahrzeug sowie verfahren - Google Patents

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WO2024132269A1
WO2024132269A1 PCT/EP2023/079913 EP2023079913W WO2024132269A1 WO 2024132269 A1 WO2024132269 A1 WO 2024132269A1 EP 2023079913 W EP2023079913 W EP 2023079913W WO 2024132269 A1 WO2024132269 A1 WO 2024132269A1
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WO
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electrical machine
steering
drive rod
winding
steering drive
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/079913
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Brenndoerfer
Luc Diebold
Magnus Rau
Tobias Schlingmann
Dietmar Schneider
Bjoern Spangemacher
Jannick WIDMANN
Original Assignee
Mercedes-Benz Group AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a steering system for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating a steering system for a motor vehicle.
  • DE 19964 587 B4 discloses a motor vehicle steering system with two servomotors acting on a common rack, each of which is in engagement with the rack via a separate pinion, wherein the rack has two sections which are mounted displaceably relative to one another in the longitudinal direction of the rack, and in each case one servomotor is in engagement with an associated rack section.
  • the generic DE 11 2018 007643 T5 relates to a steering device. It includes a plurality of electric motors configured to be driven to rotate the wheels of a vehicle; and three or more drive systems, each configured to deliver a drive force to drive a corresponding one of the electric motors to the corresponding one of the electric motors.
  • a sum of maximum drive forces, each of which is a maximum value of a drive force of each drive system of the steering device, is set to be greater than a drive force required to rotate the wheels when the vehicle is stationary, and in the event of a failure in one of the three or more drive systems, a sum of the maximum drive forces of other properly functioning drive systems of the three or more drive systems is the required drive force.
  • an electric drive unit for a motor vehicle is known with a servo unit for transmitting a steering torque, which has at least one electric steering motor, a steering gear arrangement and a connecting element which connects the servo unit and the steering gear arrangement torque-locking, wherein the servo unit has a first connection point for the connecting element and the steering gear arrangement has a second connection point for the connecting element, wherein the first connection point is movable relative to the vehicle frame in the assembled state and the second connection point is immovable relative to the vehicle frame in the assembled state and wherein the connecting element allows a relative movement between the first and second connection point.
  • US 2023 0 013239 A1 discloses an electric power steering device and a control method.
  • the device includes: a first motor configured to provide steering assistance corresponding to rotation of a steering wheel, the first motor being driven by two power supplies and each of the two power supplies driving the first motor to generate a portion of the steering assistance; and a second motor configured to provide additional steering assistance corresponding to rotation of the steering wheel when the first motor loses a portion of the steering assistance, the second motor being driven by a power supply coupled by the two power supplies to generate the additional steering assistance. Therefore, when the first motor is not driven by a power supply due to a single point failure of the electric power device, the first motor can still provide 50% of the steering assistance. In this way, the second motor only needs to provide 25% of the steering assistance so that the electric power device can continue to output 75% of the steering assistance.
  • the technical solution can meet the redundancy requirement of Level 4 autonomous driving with electric power steering.
  • the object of the present invention is to provide a steering system for a motor vehicle and a method for operating a steering system for a motor vehicle, so that the safety of the motor vehicle can be increased particularly efficiently.
  • a first aspect of the invention relates to a steering system for a motor vehicle.
  • the motor vehicle is designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car, commercial vehicle or truck.
  • the motor vehicle in particular in its fully manufactured state, preferably has the steering system.
  • the steering system is preferably designed as a front axle steering system of the motor vehicle.
  • the steering system can be understood in particular as a steering system or a steering device.
  • the steering has two electrical machines, in particular designed separately from one another.
  • the electrical machines are spaced apart from one another, in particular in the installation position of the steering or the electrical machines in the motor vehicle, preferably in the transverse direction of the motor vehicle.
  • the electrical machines can be referred to as servomotors, for example.
  • the respective electrical machine preferably has a respective stator connected to a respective housing of the electrical machine and a respective rotor.
  • An electrical power can be converted into a galvanic power by means of the respective electrical machine, whereby the rotor of the respective electrical machine can be exhausted by the stator of the respective electrical machine and can therefore be rotated about a machine axis of rotation of the respective electrical machine relative to the stator of the respective electrical machine.
  • the respective electrical machine can provide at least one torque via the respective rotor of the respective electrical machine.
  • the rotor of a first of the electrical machines can in particular be referred to as the first rotor.
  • the rotor of the second of the electrical machines can in particular be referred to as the second rotor.
  • the motor vehicle preferably has, particularly in its fully manufactured state, a structure which can in particular be referred to as a shell.
  • the structure is designed, for example, as a body, in particular a self-supporting body.
  • the steering has a steering drive rod that can be coupled or is coupled to the respective electrical machine, in particular at least indirectly or directly.
  • the steering drive rod can be coupled or is coupled, for example, to the respective rotor of the respective electrical machine, in particular at least indirectly or directly. coupled.
  • the steering drive rod is or can be connected, in particular at least indirectly or directly, to the respective electrical machine, in particular via the respective rotor of the respective electrical machine, in particular mechanically.
  • the steering drive rod can be displaced along a movement axis, in particular relative to the structure, in particular translationally, by means of the respective electrical machine.
  • At least one respective torque for displacing the steering drive rod along the movement axis can be provided by means of the respective electrical machine, in particular via the respective rotor of the respective electrical machine.
  • the steering drive rod can be or is driven by means of the respective electrical machine, in particular via the respective rotor.
  • the movement axis runs, for example, in particular in the installed position of the steering in the motor vehicle, at least substantially in the transverse direction of the motor vehicle.
  • the steering drive rod can be coupled or is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle, in particular at least indirectly or directly, in order to pivot the vehicle wheel about a wheel pivot axis of the vehicle wheel, in particular relative to the body, by moving the steering drive rod, in particular along the axis of movement, in order to bring about cornering and/or changes of direction of the motor vehicle.
  • the vehicle wheel can be pivoted about the wheel pivot axis via the steering drive rod, in particular by driving the steering drive rod or moving the steering drive rod.
  • the pivoting of the vehicle wheel about the wheel pivot axis is or is brought about at least partially, in particular completely, by the displacement of the steering drive rod, in particular relative to the body, which can be brought about or is brought about by means of the respective electric machine.
  • Pivoting the vehicle wheel about the wheel pivot axis can be understood in particular as steering the vehicle wheel.
  • the vehicle wheel can therefore be steered using the steering.
  • the vehicle wheel can be understood in particular as a ground contact element of the motor vehicle.
  • the vehicle wheel is preferably rotatable about a wheel rotation axis of the vehicle wheel, in particular relative to the body.
  • the wheel rotation axis preferably runs obliquely or perpendicularly to the wheel pivot axis.
  • the wheel rotation axis runs at least substantially in the transverse direction of the vehicle or at an angle to the transverse direction of the vehicle.
  • the wheel pivot axis runs at least substantially in the vertical direction of the vehicle or at an angle to the vertical direction of the vehicle.
  • the motor vehicle can be or is supported on a ground, in particular on a roadway, via the vehicle wheel. If the motor vehicle is driven along the ground, in particular the roadway, while the motor vehicle is supported on the ground in the vertical direction of the vehicle downwards via the vehicle wheel, the vehicle wheel rolls along the ground.
  • the steering is designed as steer-by-wire steering. This means that the steering is preferably not a purely mechanical steering system.
  • the first electrical machine has at least one first winding, which is assigned to a first circuit.
  • the first winding can be energized via the first circuit.
  • the first electrical machine has at least one second winding, which can be energized separately from the first winding and which is assigned to a second circuit that is different from the first circuit.
  • the second winding can be energized via the second circuit.
  • the circuits are preferably designed separately from one another.
  • the first winding can be supplied with current exclusively via the first circuit with respect to the circuits.
  • the second winding can be supplied with current exclusively via the second circuit with respect to the circuits.
  • the respective circuit is preferably part of the first electrical machine.
  • the first winding, in particular exclusively with respect to the circuits is arranged in the first circuit.
  • the second winding, in particular exclusively with respect to the circuits is arranged in the second circuit.
  • the respective winding can be understood to mean in particular a respective winding arrangement, in particular a respective winding strand and/or a respective electrical inductance.
  • the respective winding is designed as a respective coil.
  • the windings are spaced apart from one another.
  • the respective winding preferably has a plurality of turns.
  • the respective winding is formed, for example, from a respective conductor, in particular through which electrical current flows or can flow, preferably a continuous conductor.
  • the conductor can be understood to mean, in particular, an electrical conductor.
  • the conductor of the first winding is preferably formed separately from the conductor of the second winding.
  • the first and second windings are electromagnetically and/or galvanically separated from one another.
  • Energizing the respective winding can be understood in particular to mean that electrical current flows through the respective winding. This means that there is a respective flow of electrical current in the respective winding.
  • the steering drive rod can be displaced along the axis of movement by means of the first electric machine by energizing the respective winding, in particular by means of the first winding and/or by means of the second winding, in particular in order to pivot the vehicle wheel coupled or coupleable to the steering drive rod about the wheel pivot axis in order to effect cornering and/or a change of direction of the motor vehicle.
  • the invention is based in particular on the following findings and considerations: Because the steering drive rod can be moved or driven along the axis of movement by means of the first and/or the second electrical machine, redundancy, in particular a first level of redundancy, can be made possible with regard to the steerability of the motor vehicle.
  • redundancy in particular a first level of redundancy
  • the steering drive rod for pivoting the vehicle wheel about the wheel pivot axis can be driven optionally, in particular independently of one another, by the first electrical machine and/or the second electrical machine in order to move the steering drive rod along the axis of movement by means of the second electrical machine, for example in the event of a failure or fault of the first electrical machine.
  • the first electrical machine has at least the first winding, which is assigned to the first circuit, and at least the second winding, which can be energized separately from the first winding and which is assigned to the second circuit
  • the first electrical machine is designed to be redundant, in particular “considered on its own”, which can be understood as a second level of redundancy, for example.
  • the rotor of the first electrical machine can be driven or is driven, for example with respect to the windings, exclusively by energizing the first winding, in particular in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis by moving the steering drive rod.
  • the steerability of the motor vehicle can still be ensured by means of the first electrical machine.
  • the steering of the motor vehicle can be assisted by means of the second electrical machine and/or the steering of the motor vehicle by means of the second electrical machine can only be carried out if the first electrical machine fails completely.
  • the electrical machines are considered together, in particular mutually, redundant, but the first electrical machine is also already designed to be redundant on its own.
  • the steerability of the motor vehicle can be maintained by means of the second electrical machine.
  • a fallback level in particular an additional fallback level, for example at the vehicle level, can be dispensed with. This makes it possible to increase the safety of the motor vehicle, particularly with little effort.
  • the steering system according to the invention can enable particularly fail-safe steering, in particular steer-by-wire steering. This means that a redundant system or a fail operation system can be created.
  • a fault state of the first electrical machine referred to in particular as a third fault state, in particular in which the steering drive rod cannot be moved along the axis of movement by means of the first electrical machine, the steering drive rod is moved along the axis of movement by means of the second electrical machine in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis, and the steering drive rod is not moved by means of the first electrical machine.
  • the steering drive rod is moved along the axis of movement by means of the second electrical machine in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis, wherein or while the steering drive rod is not moved by means of the first electrical machine, that is to say, the steering drive rod is not moved by means of the first electrical machine.
  • the steering drive rod is moved along the axis of movement with respect to the electrical machines exclusively by means of the second electrical machine, in particular via a rotor of the second electrical machine, in particular in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis.
  • the second electrical machine can replace the first electrical machine in order to ensure the steerability of the motor vehicle, in particular in a particularly reliable manner.
  • the second electrical machine can provide additional redundancy to the already redundant electrical machine. This can particularly increase the safety of the motor vehicle.
  • the first electrical machine has at least two windings that can be energized separately from one another and are each assigned to different circuits.
  • the second electrical machine does not have two windings that can be energized separately from one another and each assigned to a separate circuit, i.e. that the second electrical machine is free of the windings that can be energized separately from one another and each assigned to the respective separate circuit.
  • the second electrical machine has, in particular, one or more windings, wherein the winding or windings of the second electrical machine are, in particular, assigned to an electrical circuit, in particular to the second electrical machine.
  • the windings of the second electrical machine are preferably not energized separately from one another.
  • the second electrical machine is therefore not designed to be redundant, for example.
  • the second electrical machine can be dimensioned in a particularly space-saving and/or weight-saving manner, for example.
  • the installation space of the steering can be designed particularly advantageously, in particular, kept particularly small, and/or the weight of the steering can be kept particularly low.
  • the first electrical machine has at least one first electrical connection point, via which the first electrical machine can be supplied with electrical energy in relation to the first and second windings of the first electrical machine exclusively for energizing the first winding.
  • the first winding of the first electrical machine can be energized via the first connection point, wherein the The second winding of the first electrical machine is not supplied with current via the first connection point.
  • the first electrical machine can be supplied with electrical energy via the first electrical connection point, or is supplied with it, in order to supply current to the first winding, while the second winding is not supplied with electrical energy or the second winding is not supplied with electrical energy via the first electrical connection point.
  • the first electrical machine has a second electrical connection point that is different from the first electrical connection point, in particular designed separately from the first connection point, via which the first electrical machine can be or is supplied with electrical energy in relation to the first and second windings exclusively for energizing the second winding.
  • the second winding can be or is supplied with electrical energy via the second connection point, whereby the first winding is not supplied with electrical energy or energized via the second connection point.
  • the first electrical machine can be or is supplied with electrical energy via the second connection point in order to energize the second winding, while or whereby the first winding is not supplied with electrical energy or energized via the second connection point.
  • Independent power supplies are thus provided for each winding, which can in particular be referred to as two power stages. This can particularly increase the reliability of the first electrical machine. This can significantly increase the safety of the motor vehicle, particularly the safety in the event of steering failure.
  • Electrical energy can be understood to mean, in particular, electrical current or electrical current flow.
  • at least one electrical energy store is provided, by means of which the electrical machine can be supplied with electrical energy, in particular stored or chemically bound in the electrical energy store, via the respective connection point.
  • the electrical energy store is designed, for example, as a battery or accumulator.
  • a first electronic control device is provided, by means of which the first electrical machine, in particular with respect to the first and second windings of the first electrical machine exclusively, can be or is controlled to energize the first winding.
  • the first electrical machine can be or is controlled by means of the first electronic control device in order to energize the first winding of the first electrical machine, while or wherein the control of the first electrical machine to energize the second winding by means of the first electronic control device is omitted.
  • a second electronic control device is provided which is different from the first electronic control device, in particular designed separately from the first electronic control device, and by means of which the first electrical machine, in particular with respect to the first and second windings of the first electrical machine exclusively, can be or is controlled to energize the second winding.
  • the first electrical machine is controlled by means of the second electronic control device in order to supply current to the second winding, while the control of the first electrical machine to supply current to the first winding by means of the second electronic control device is omitted.
  • This makes it possible to particularly increase the reliability of the first electrical machine, in particular with respect to faulty control of the first electrical machine.
  • At least one, in particular electrical, switching element is provided, by means of which the energization of the first winding and/or an interruption of the energization of the first winding can be effected or is effected.
  • At least one second, in particular electrical, switching element is provided which is different from the first switching element and by means of which the energization of the second winding of the first electrical machine and/or the interruption of the energization of the second electrical machine can be effected or is effected.
  • the first electronic control device in particular with regard to the switching elements exclusively, the first switching element for energizing the first winding can be controlled or is controlled and, for example, by means of the second electronic control device, in particular with regard to the switching elements exclusively, the second switching element for energizing the second winding can be controlled or is controlled.
  • the respective switching element is designed as a respective semiconductor switch.
  • the respective electronic control device is designed as a respective electronic computing device, in particular as a respective microcontroller.
  • a fully redundant electrical energy supply and/or control of the first electrical machine can be achieved, which can in particular be referred to as a fully redundant “Power Pack ECU (Electronic Control Unit)”.
  • Power Pack ECU Electronic Control Unit
  • the steering drive rod is designed as a rack or as a threaded rod.
  • the steering drive rod has teeth or at least one thread provided for coupling, in particular at least indirectly or directly, to the respective rotor of the respective electrical machine.
  • the steering drive rod can be displaced or driven along the axis of movement by means of the respective electrical machine via the teeth or the at least one thread.
  • the steering drive rod has a first coupling region, via which the steering drive rod can be coupled or is coupled to the first electrical machine, in particular via the rotor of the first electrical machine, in order to move the steering drive rod, in particular along the axis of movement, in particular exclusively with respect to the electrical machines.
  • a rotation of the rotor of the first electrical machine, in particular about the machine axis of rotation can be or is converted into a translational movement of the steering drive rod, in particular relative to the structure, via the first coupling region.
  • the steering drive rod preferably has a second coupling region spaced apart from the first coupling region, in particular along the axis of movement, via which the steering drive rod can be coupled or is coupled to the second electrical machine, in particular to the rotor of the second electrical machine, in order to move the steering drive rod, in particular along the axis of movement, in particular exclusively with respect to the electrical machines.
  • a rotation of the rotor of the second electric machine, in particular about the machine rotation axis can be converted into a translational movement of the steering drive rod via the second coupling region.
  • the electric machines to be particularly can be arranged in a space-saving manner, whereby the installation space for the steering can be designed particularly advantageously, in particular it can be kept particularly small.
  • the steering drive rod can be manufactured with particularly little effort and/or particularly cost-effectively.
  • the respective coupling region is preferably designed as a respective toothed region, in particular one having teeth.
  • the respective coupling region is preferably designed as a respective threaded region or as a respective thread.
  • a second aspect of the invention relates to a method for operating a steering system according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • the steering has at least two electrical machines, in particular designed separately from one another.
  • a steering rod that can be coupled or is coupled to the respective electrical machine, in particular to the first and/or the second electrical machine, is displaced along a movement axis of the longitudinal axis by means of at least one of the electrical machines, in particular by means of the first electrical machine and/or by means of the second electrical machine.
  • the steering drive rod is thus coupled, for example, to the respective electrical machine in order to displace the steering drive rod along the movement axis by means of the respective electrical machine.
  • the steering drive rod can be coupled or is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in order to pivot the vehicle wheel about a wheel pivot axis of the vehicle wheel by moving the steering drive rod in order to cause the motor vehicle to turn and/or change direction.
  • the vehicle wheel is pivoted about the wheel pivot axis in order to cause the motor vehicle to turn and/or change direction by moving the steering drive rod.
  • the first electrical machine has at least one first winding, which is connected to a first circuit and the first electrical machine has at least one second winding which can be energized or is energized separately from the first winding and which is assigned to a second circuit different from the first circuit.
  • the first winding is energized exclusively via the first circuit with respect to the circuits
  • the second winding is energized exclusively via the second circuit with respect to the circuits.
  • the steering drive rod in a normal operating state of the steering, in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis, the steering drive rod is moved along the axis of movement, in particular relative to a structure of the motor vehicle, by means of the first electric machine, in particular via a rotor of the first electric machine, and the steering drive rod is not moved, in particular along the axis of movement, by means of the second electric machine, in particular via a rotor of the second electric machine.
  • the steering drive rod in the normal operating state of the steering, in relation to the electric machines, the steering drive rod is moved along the axis of movement exclusively by means of the first electric machine, in particular in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis.
  • the steering drive rod is moved along the axis of movement by means of the first electric machine in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis, while or wherein the steering drive rod is not moved by means of the second electric machine, i.e. the steering drive rod is not moved or effected by means of the second electric machine.
  • the second electric machine is thus designed, particularly in the normal operating state, as a reserve motor or reserve drive for the steering drive rod.
  • the electric machine can be dimensioned to be particularly small and/or particularly inexpensive, as a result of which, for example, the weight of the steering and/or the manufacturing effort for the steering can be kept particularly low.
  • a fault state in particular referred to as a first fault state, in which, with respect to the first and the second winding of the first electrical machine, only one of the windings, for example the first winding, can be energized or is energized in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis, the steering drive rod by energizing one winding, for example the first winding, by means of the first electrical machine, in particular via the rotor of the electrical machine, the steering drive rod is displaced along the axis of movement, and the displacement of the steering drive rod by means of the second electrical machine, in particular via the rotor of the second electrical machine, does not occur.
  • the steering drive rod is displaced along the axis of movement by energizing one winding, for example the first winding, by means of the first electrical machine, in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis, wherein or while the displacement of the steering drive rod by means of the second electrical machine does not occur, i.e. the displacement of the steering drive rod by means of the second electrical machine is not carried out or effected.
  • the steering drive rod in the first fault state, the steering drive rod is displaced along the axis of movement with respect to the electrical machines exclusively by means of the electrical machine, in particular with respect to the winding of the first electrical machine exclusively, by energizing one winding, for example the first winding.
  • the steering can continue to be operated, in particular exclusively, by means of the first electric machine, whereby the first electric machine can be dimensioned, for example, in a particularly space-saving and/or particularly low-cost manner.
  • the steering drive rod is displaced along the movement axis, in particular by energizing one winding, for example the first winding, by means of the first electrical machine and by means of the second electrical machine, in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis.
  • the steering drive rod is displaced along the movement axis, in particular by energizing one winding, for example the first winding, by means of the first electrical machine and by means of the second electrical machine, in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis.
  • a total torque to be applied or applied to move the steering rod along the movement axis is provided by the first electrical machine and the second electrical machine. in particular via the respective rotor of the respective electrical machine.
  • a first torque is provided by means of the first electrical machine, in particular with respect to the windings of the first electrical machine exclusively by energizing the first winding
  • a second torque is provided by means of the second electrical machine, the first and the torque together forming the total torque.
  • the second electrical machine can assist the steering or the first electrical machine.
  • the second electrical machine can be switched on.
  • the steerability can be compensated for particularly reliably by the second electrical machine, whereby the safety of the motor vehicle can be particularly increased.
  • the first and second fault states can be understood in particular to mean a respective fault state of the first electrical machine.
  • Fig. 1 is a schematic and perspective top view of a steering system according to the invention, which can be operated by means of a method according to the invention;
  • Fig. 2 is a schematic process diagram of a method according to the invention, which can be carried out by means of a steering system according to the invention.
  • Fig. 1 shows a steering system 10 for a motor vehicle in a schematic and perspective top view.
  • the steering system 10 is designed to carry out a method for operating the steering system 10.
  • Fig. 2 shows the method in a schematic process diagram.
  • the steering system 10 has two electrical machines 12, 14, in particular designed separately from one another.
  • One of the electrical machines 12 can in particular be referred to as the first electrical machine 12.
  • the other of the electrical machines 14 can in particular be referred to as the second electrical machine 14.
  • the steering system 10 has a steering drive rod 16 which is coupled or can be coupled to the respective electrical machine 12, 14, in particular to the first electrical machine 12 and/or to the second electrical machine 14, preferably mechanically, and which is preferably designed as a rack 18 or as a threaded rod 20.
  • the steering drive rod 16 can be displaced, in particular translationally, along a movement axis 22 of the steering drive rod 16 by means of the respective electrical machine 12, 14, in particular by means of the first electrical machine 12 and/or by means of the second electrical machine 14.
  • the steering drive rod 16 is displaced along the movement axis 22, in particular translationally, by means of the first electric machine 12 and/or by means of the second electric machine 14.
  • the movement axis 22 preferably runs parallel to the longitudinal direction or to an axial direction of the steering drive rod 16.
  • the movement axis 22 and a longitudinal axis of the steering drive rod 16 run coaxially to one another.
  • the motor vehicle preferably has at least two vehicle wheels 24, 26, which are designed in particular as ground contact elements of the motor vehicle.
  • the vehicle wheels 24, 26 are preferably spaced apart from one another in the transverse direction of the motor vehicle.
  • a first of the vehicle wheels 24 is arranged on a first side of the motor vehicle and the second of the vehicle wheels 26 is arranged on a second side of the motor vehicle that is different from the first side.
  • the respective side can be understood in particular as a respective side related to the vehicle center axis.
  • the first vehicle wheel 24 is designed, for example, as a left vehicle wheel
  • the second vehicle wheel 26 is designed, for example, as a right vehicle wheel.
  • the vehicle wheels 24, 26 are designed, for example, as the respective front wheel of the motor vehicle.
  • the steering is preferably designed as front axle steering or front wheel steering.
  • the steering drive rod 16 can be coupled or is coupled to at least one of the vehicle wheels 24, 26, in particular to the first and the second vehicle wheel 24, 26, in order to pivot the respective vehicle wheel 24, 26 about a respective wheel pivot axis 32, 34 of the respective vehicle wheel 24, 26 in order to effect cornering 28 and/or changes of direction 30 of the motor vehicle by moving the steering drive rod 16.
  • the displacement of the steering drive rod 16 is illustrated in Fig. 1 by means of an arrow 35.
  • the displacement of the steering drive rod 16 along the movement axis 22 can be understood in particular as a translational movement of the steering drive rod 16, in particular relative to the structure of the motor vehicle.
  • the steering system 10 is preferably designed as a steer-by-wire steering system.
  • the steering system 10 preferably has no mechanical connection between a steering handle and the respective vehicle wheel 24, 26 or the steering drive rod 16, in particular for pivoting the respective vehicle wheel 24, 26.
  • the steering system 10 is free from the, in particular direct, mechanical connection between the steering handle and the respective vehicle wheel 24, 26.
  • a torque for pivoting the vehicle wheel is thus, for example, a torque provided or caused exclusively by the first and/or the second electric machine 12, 14.
  • the steering handle can be rotated about an axis of rotation of the steering handle, in particular relative to the structure, preferably manually.
  • the rotation or a rotational position of the steering handle can be detected by means of at least one sensor element and, depending on the detected rotational position, the first and/or the second electric machine 12, 14 can be controlled to move the steering drive rod 16.
  • the steering 10 thus has the sensor element, for example.
  • the electric machine 12 has at least one first winding 36, which is assigned to a first circuit 38, and that the electric machine 12 has at least one second winding 40 which can be energized separately from the first winding 36, which is assigned to a second circuit 42 that is different from the first circuit 38.
  • the electric machine 12 has at least one first winding 36, which is assigned to a first circuit 38, and that the electric machine 12 has at least one second winding 40 which can be energized separately from the first winding 36, which is assigned to a second circuit 42 that is different from the first circuit 38.
  • the first electrical machine 12 can have a plurality of the first windings 36, for example three, in particular exactly three, first windings 36 and/or a plurality of the second windings 40, for example three, in particular exactly three, of the second windings 40.
  • the first winding 36 can be understood, for example, as a first group of windings
  • the second winding 40 can be understood, for example, as a second group of windings that is different from the first group.
  • the first and second groups can be energized separately from one another.
  • the first group of windings is assigned exclusively to the first circuit 38 with respect to the circuits 38, 42.
  • the second group of windings is assigned exclusively to the second circuit with respect to the circuits 38, 42.
  • the first electrical machine 12 is designed as a six-phase motor, in particular as a 2x3-phase motor.
  • the second electrical machine 14 has, for example, in particular exclusively, one winding 44 or, in particular exclusively, a group of windings, wherein the winding 44 or the group of windings of the second electrical machine 14 is, in particular exclusively, assigned to one circuit 46, that is, for example, to exactly one circuit 46.
  • the winding 44 can be referred to in particular as the third winding 44
  • the circuit 46 can be referred to in particular as the third circuit 46.
  • the winding 44 can therefore be understood in particular as a group of several windings of the second electrical machine 14.
  • the group of windings of the second electrical machine 14 has six windings.
  • the second electrical machine 14 is designed, for example, as a six-phase motor, in particular as a 1x6-phase motor.
  • the electrical machine 12 has a first electrical connection point 48, via which the first electrical machine 12 can be or is supplied with electrical energy in relation to the first and second windings 36, 40 exclusively for energizing the first winding 36. It is preferably provided that the electrical machine 12 has a second electrical connection point 50, different from the first electrical connection point 48, via which the first electrical machine 12 can be or is supplied with electrical energy in relation to the first and second windings 36, 40 exclusively for energizing the second winding 40.
  • the second electrical machine 14 has, in particular exclusively, an electrical connection point 52, via which the second electrical machine 14 can be or is supplied with electrical energy for energizing the third winding 44.
  • a first electronic control device 53 is provided, by means of which the first electrical machine 12, in particular with respect to the windings 36, 40 exclusively, can be or is controlled to supply current to the first winding 36.
  • a second electronic control device 54 different from the first electronic control device 53, is provided, by means of which the first electrical machine 12, in particular with respect to the windings 36, 40 exclusively, can be or is controlled to supply current to the second winding 40.
  • a third electronic control device 56 is provided which is different from the electronic control devices 53, 54, in particular is designed separately from the electronic control devices 53, 54, by means of which, with respect to the electrical machines 12, 14, exclusively the second electrical machine 14 can be or is controlled to energize the third winding 44.
  • the first and second electronic control devices 53, 54 are, for example, part of the first electrical machine 12 or are designed separately from the first electrical machine 12.
  • the third electronic control device 56 is, for example, part of the second electrical machine 14 or is designed separately from the second electrical machine 14.
  • the respective electronic control device 53, 54, 56 is designed, for example, as an electronic computing device, in particular as a microcontroller.
  • the steering system 10 has a first gear element 58 and a second gear element 60 that is different from the first gear element 58, in particular designed separately from the first gear element 58.
  • the respective gear element 58, 60 can be understood in particular as a respective steering gear.
  • a first of the gear elements 58 is assigned to the first electric machine 12.
  • a second of the gear elements 60 is assigned to the second electric machine 14.
  • the first gear element 58 can be driven by means of the first electric machine 12, in particular via a rotor of the first electric machine 12.
  • the second gear element 60 can be driven by means of the second electric machine 14, in particular via a rotor of the second electric machine 14.
  • the respective gear element 58, 60 is designed, for example, as a respective pinion or respective pinion gear, whereby the respective gear element 58, 60 can in particular be referred to as a “pinion”. Therefore, the steering 10 can be referred to, for example, as a dual pinion EPS steering system.
  • EPS can be understood in particular to mean an electric steering system, in particular Electric Power Steering.
  • the first gear element 58 has at least a first drive element 62 and a first output element 64 coupled, in particular mechanically, to the first drive element 62.
  • the second gear element 60 has at least a second drive element 65 and a second output element 66 coupled, in particular mechanically, to the second drive element 65.
  • the first output element 64 can be driven via the first drive element 62 by means of the first electric machine 12.
  • the second output element 66 can be driven via the second drive element 65 by means of the second electric machine 14.
  • a respective rotary movement of the respective rotor, provided or caused by the respective rotor of the respective electric machine 12, 14, for displacing the steering drive rod 16 along the movement axis 22 can be converted into a translational movement of the steering drive rod 16 along the movement axis 22.
  • the output elements 64, 66 are preferably arranged, in particular directly, on or on the steering drive rod 16.
  • the respective output element 64, 66 can thus be understood to mean, for example, a respective coupling region 68, 70 of the steering drive rod 16. This means that the steering drive rod has, for example, the first coupling region 68 and the second coupling region 70.
  • the steering drive rod 16 can be coupled or coupled, in particular mechanically, to the respective electrical machine 12, 14 via the respective coupling region 68, 70 in order to move the steering drive rod 16 along the movement axis 22.
  • the steering drive rod can be coupled or coupled to the first electrical machine 12 via the first coupling region 68 and that the steering drive rod 16 can be coupled or coupled to the second electrical machine 14 via the second coupling region 70.
  • the coupling regions 68, 70 are spaced apart from one another, in particular along the movement axis 22.
  • a further embodiment provides that in a normal operating state 72 of the steering system 10, in order to pivot the respective vehicle wheel 24, 26 about the respective wheel pivot axis 32, 34, the steering drive rod 16 is displaced along the movement axis 22 by means of the first electrical machine 12, and the displacement of the steering drive rod 16 by means of the second electrical machine 14 does not occur.
  • the first winding 36 is energized via the first circuit 38 and the second winding 40 is energized via the second circuit 42.
  • the rotor of the first electrical machine 12 is driven via the first and second windings 36, 40.
  • a first fault state 74 in which, with respect to the first and second windings 36, 40 of the first electrical machine 12, only one of the windings 36, 40, for example the first winding 36, can be energized, in order to pivot the respective vehicle wheel 24, 26 about the respective wheel pivot axis 32, 34, the steering drive rod 16 is displaced along the movement axis 22 by energizing one winding 36, 40, for example the first winding 36, by means of the first electrical machine 12, and the displacement of the steering drive rod 16 by means of the second electrical machine 14 does not take place.
  • a second fault state 76 in which, with respect to the first and second windings 36, 40 of the first electrical machine 12, only one of the windings 36, 40, for example the first winding 36, can be energized, it is provided that in order to pivot the respective vehicle wheel 24, 26 about the respective wheel pivot axis 32, 34, the steering drive rod 16 is displaced along the movement axis 22 by means of the first electrical machine 12, in particular by energizing one winding 36, 40, for example the first winding 36, and by means of the second electrical machine 14.
  • the first winding 36 is energized via the first circuit 38, while the second winding 40 is not energized via the second circuit 42.
  • a third fault state 78 of the first electric machine 12 for pivoting the respective vehicle wheel 24, 26 about the respective wheel pivot axis 32, 34 the steering drive rod 16 is displaced along the movement axis 22 by means of the second electric machine 14 and the displacement of the steering drive rod 16 by means of the first electric machine 14 is omitted.
  • the steering drive rod 16 cannot be displaced along the movement axis 22 by means of the first electric machine 12 because, for example, it is not possible to energize the windings 36, 40.
  • the third winding 44 is energized via the third circuit 46, while the first winding 36 is energized via the first circuit 38 and the second winding 40 is energized via the second circuit 42.
  • the respective error state 74, 76, 78 can be understood in particular as a state that is different from the normal operating state 72.
  • numeralia such as “first”, “second”, “third” etc. are intended solely for differentiation and do not indicate any order. This means that the corresponding numeralia can be exchanged at will and with one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit zwei elektrischen Maschinen (12, 14), und mit einer mit der jeweiligen elektrischen Maschine (12, 14) koppelbaren Lenkantriebsstange (16), welche mittels der jeweiligen elektrischen Maschine (12, 14) entlang einer Bewegungsachse (22) verschiebbar ist, wobei die Lenkantriebsstange (16) mit wenigstens einem Fahrzeugrad (22, 24) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, um zum Bewirken von Kurvenfahrten (28) und/oder Richtungswechseln (30) des Kraftfahrzeugs durch das Verschieben der Lenkantriebsstange (16) das Fahrzeugrad (24) um eine Radschwenkachse (32) zu verschwenken, wobei eine erste der elektrischen Maschinen (12) wenigstens eine erste Wicklung (36) aufweist, welche einem ersten Stromkreis (38) zugeordnet ist, und wenigstens eine separat von der ersten Wicklung (36) bestrombare, zweite Wicklungen (40) aufweist, welche einem von dem ersten Stromkreis (38) unterschiedlichen, zweiten Stromkreis (40) zugeordnet ist.

Description

Lenkung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug.
Die DE 19964 587 B4 offenbart eine Kraftfahrzeuglenkung mit zwei auf eine gemeinsame Zahnstange wirkenden Stellmotoren, die über jeweils ein separates Ritzel mit der Zahnstange in Eingriff stehen, wobei die Zahnstange zwei Abschnitte aufweist, die zueinander in Längsrichtung der Zahnstange in Längsrichtung der Zahnstange verschieblich gelagert sind und jeweils ein Stellmotor mit einem zugeordneten Zahnstangenabschnitt in Eingriff steht.
Die gattungsbildende DE 11 2018 007643 T5 betrifft eine Lenkvorrichtung. Sie enthält eine Vielzahl von Elektromotoren, die so konfiguriert sind, dass sie zum Drehen der Räder eines Fahrzeugs angetrieben werden können; und drei oder mehr Antriebssysteme, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie eine Antriebskraft zum Antrieb eines entsprechenden der Elektromotoren an den entsprechenden der Elektromotoren abgeben. Eine Summe maximaler Antriebskräfte, von denen jede ein Maximalwert einer Antriebskraft jedes Antriebssystems der Lenkeinrichtung ist, wird größer als eine zum Drehen der Räder bei stehendem Fahrzeug erforderliche Antriebskraft eingestellt, und im Falle eines Ausfalls in einem der drei oder mehr Antriebssysteme beträgt eine Summe der maximalen Antriebskräfte anderer ordnungsgemäß funktionierender Antriebssysteme aus den drei oder mehr Antriebssystemen die erforderliche Antriebskraft.
Aus der DE 102017 123 570 A1 eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer Servoeinheit zur Übertragung eines Lenkmomentes bekannt, die wenigstens einen elektrischen Lenkmotor aufweist, einer Lenkgetriebeanordnung und einem Verbindungselement, das die Servoeinheit und die Lenkgetriebeanordnung drehmomentschlüssig verbindet, wobei die Servoeinheit einen ersten Anbindungspunkt für das Verbindungselement und die Lenkgetriebeanordnung einen zweiten Anbindungspunkt für das Verbindungselement aufweisen, wobei der erste Anbindungspunkt im montierten Zustand relativ zum Fahrzeugrahmen beweglich ist und der zweite Anbindungspunkt im montierten Zustand relativ zum Fahrzeugrahmen unbeweglich ist und wobei das Verbindungselement eine Relativbewegung zwischen erstem und zweitem Anbindungspunkt zulässt.
Die US 2023 0 013239 A1 offenbart eine elektrische Servolenkungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren. Die Vorrichtung umfasst: einen ersten Motor, der so konfiguriert ist, dass er eine Lenkunterstützung entsprechend der Drehung eines Lenkrads bereitstellt, wobei der erste Motor von zwei Stromversorgungen angetrieben wird und jede der beiden Stromversorgungen den ersten Motor antreibt, um einen Teil der Lenkunterstützung zu erzeugen; und einen zweiten Motor, der so konfiguriert ist, dass er eine zusätzliche Lenkunterstützung bereitstellt, die der Drehung des Lenkrads entspricht, wenn der erste Motor einen Teil der Lenkunterstützung verliert, wobei der zweite Motor durch eine von den beiden Stromversorgungen gekoppelte Stromversorgung angetrieben wird, um die zusätzliche Lenkunterstützung zu erzeugen. Wenn daher der erste Motor aufgrund eines Einzelpunktfehlers der elektrischen Energievorrichtung nicht von einer Stromversorgung angetrieben wird, kann der erste Motor immer noch 50 % der Lenkunterstützung leisten. Auf diese Weise braucht der zweite Motor nur 25 % der Lenkunterstützung zu erbringen, damit die elektrische Leistungsvorrichtung weiterhin 75 % der Lenkunterstützung ausgeben kann. Die technische Lösung kann die Redundanzanforderung des autonomen Fahrens der Stufe 4 mit elektrischer Servolenkung erfüllen.
Weitere relevante Druckschriften sind die CN 1 11 055 919 B und die DE 1 02018 103 082 A1.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine Sicherheit des Kraftfahrzeugs besonders effizient erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder als Lastkraftwagen, ausgebildet. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug, insbesondere in seinem vollständig hergestellten Zustand, die Lenkung auf. Die Lenkung ist vorzugsweise als Vorderachslenkung des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Unter der Lenkung kann insbesondere ein Lenksystem oder eine Lenkeinrichtung verstanden werden.
Die Lenkung weist zwei, insbesondere separat voneinander ausgebildete, elektrische Maschinen auf. Beispielsweise sind die elektrischen Maschinen, insbesondere in Einbaulage der Lenkung beziehungsweise der elektrischen Maschinen in dem Kraftfahrzeug, vorzugsweise in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs, voneinander beabstandet. Die elektrischen Maschinen können beispielsweise als Stellmotoren bezeichnet werden.
Die jeweilige elektrische Maschine weist vorzugsweise jeweils einen jeweiligen mit einem jeweiligen Gehäuse der elektrischen Maschine verbundenen Stator und einen jeweiligen Rotor auf. Eine elektrische Leistung kann mittels der jeweiligen elektrischen Maschine in eine galvanische Leistung umgewandelt werden, wodurch der Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine von dem Stator der jeweiligen elektrischen Maschine Abgastrakt werden kann und dadurch um einen Maschinendrehachse der jeweiligen elektrischen Maschine relativ zu dem Stator der jeweiligen elektrischen Maschine drehbar ist. Über den jeweiligen Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine kann die jeweilige elektrische Maschine wenigstens ein Drehmoment bereitstellen. Der Rotor einer ersten der elektrischen Maschinen kann insbesondere als erster Rotor bezeichnet werden. Der Rotor der zweiten der elektrischen Maschinen kann insbesondere als zweiter Rotor bezeichnet werden.
Das Kraftfahrzeug weist vorzugsweise, insbesondere seinem vollständig hergestellten Zustand, einen Aufbau auf, welcher insbesondere als Rohbau bezeichnet werden kann. Der Aufbau ist beispielsweise als, insbesondere selbsttragende, Karosserie ausgebildet.
Die Lenkung weist eine mit der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, koppelbare oder gekoppelte Lenkantriebsstange auf. Dabei ist Lenkantriebsstange beispielsweise mit dem jeweiligen Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, koppelbar beziehungsweise gekoppelt. In anderen Worten ist die Lenkantriebsstange, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, mit der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere über den jeweiligen Rotor derjeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere mechanisch, verbunden beziehungsweise verbindbar. Die Lenkantriebsstange ist mittels der jeweiligen elektrischen Maschine entlang einer Bewegungsachse, insbesondere relativ zu dem Aufbau, insbesondere translatorisch, verschiebbar. In anderen Worten ist mittels der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere über den jeweiligen Rotor derjeweiligen elektrischen Maschine, wenigstens ein jeweiliges Drehmoment zum Verschieben der Lenkantriebsstange entlang der Bewegungsachse bereitstellbar. Dies bedeutet, dass die Lenkantriebsstange mittels der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere über den jeweiligen Rotor, antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Die Bewegungsachse verläuft beispielsweise, insbesondere in Einbaulage der Lenkung in dem Kraftfahrzeug, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs.
Die Lenkantriebsstange ist mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, koppelbar beziehungsweise gekoppelt, um zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs durch das Verschieben der Lenkantriebsstange, insbesondere entlang der Bewegungsachse, das Fahrzeugrad um eine Radschwenkachse des Fahrzeugrads, insbesondere relativ zu dem Aufbau, zu verschwenken. In anderen Worten ist mittels der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere zum Lenken des Kraftfahrzeugs, das Fahrzeugrad über die Lenkantriebsstange, insbesondere durch das Antreiben der Lenkantriebsstange beziehungsweise das Verschieben der Lenkantriebsstange, um die Radschwenkachse verschwenkbar. Dies bedeutet, dass das Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch das mittels der jeweiligen elektrischen Maschine bewirkbare beziehungsweise bewirkte Verschieben der Lenkantriebsstange, insbesondere relativ zu dem Aufbau, bewirkt ist beziehungsweise bewirkt wird.
Unter dem Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse kann insbesondere ein Lenken des Fahrzeugrads verstanden werden. Somit ist das Fahrzeugrad mittels der Lenkung lenkbar.
Unter dem Fahrzeugrad kann insbesondere ein Bodenkontaktelement des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Das Fahrzeugrad ist vorzugsweise um eine Raddrehachse des Fahrzeugrads, insbesondere relativ zu dem Aufbau, drehbar. Die Raddrehachse verläuft vorzugsweise schräg oder senkrecht zu der Radschwenkachse. Beispielsweise verläuft die Raddrehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung oder schräg zur Fahrzeugquerrichtung. Beispielsweise verläuft die Radschwenkachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung oder schräg zur Fahrzeughochrichtung. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug über das Fahrzeugrad an einem Boden, insbesondere an einer Fahrbahn, abstützbar oder abgestützt. Wird das Kraftfahrzeug entlang dem Boden, insbesondere der Fahrbahn, gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über das Fahrzeugrad an dem Boden abgestützt ist, so rollt das Fahrzeugrad an dem Boden ab.
Die Lenkung ist beziehungsweise als Steer-by-Wire-Lenkung ausgebildet. Dies bedeutet, dass es sich bei der Lenkung vorzugsweise nicht um eine, insbesondere rein, mechanische Lenkung handelt.
Um eine Sicherheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Sicherheit gegenüber einem Ausfall der Lenkung, besonders erhöhen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine wenigstens eine erste Wicklung aufweist, welche einem ersten Stromkreis zugeordnet ist. In anderen Worten ist die erste Wicklung über den ersten Stromkreis bestrombar. Zudem weist die erste elektrische Maschine wenigstens eine separat von der ersten Wicklung bestrombare, zweite Wicklungen auf, welche einem von dem ersten Stromkreis unterschiedlichen, zweiten Stromkreis zugeordnet ist. In anderen Worten ist die zweite Wicklung über den zweiten Stromkreis bestrombar.
Die Stromkreise sind vorzugsweise separat voneinander ausgebildet. Vorzugsweise ist die erste Wicklung bezogen auf die Stromkreise ausschließlich über den ersten Stromkreis bestrombar. Vorzugsweise ist die zweite Wicklung bezogen auf die Stromkreise ausschließlich über den zweiten Stromkreis bestrombar. Der jeweilige Stromkreis ist vorzugsweise Teil der ersten elektrischen Maschine. Beispielsweise ist die erste Wicklung, insbesondere bezogen auf die Stromkreise ausschließlich, in dem ersten Stromkreis angeordnet. Beispielsweise ist die zweite Wicklung, insbesondere bezogen auf die Stromkreise ausschließlich, in dem zweiten Stromkreis angeordnet.
Unter der jeweiligen Wicklung kann insbesondere eine jeweilige Wicklungsanordnung, insbesondere ein jeweiliger Wicklungsstrang und/oder eine jeweilige elektrische Induktivität, verstanden werden. Beispielsweise ist die jeweilige Wicklung als jeweilige Spule ausgebildet. Beispielsweise sind die Wicklungen voneinander beabstandet. Die jeweilige Wicklung weist vorzugsweise jeweils mehrere Windungen auf. Die jeweilige Wicklung ist beispielsweise aus einem jeweiligen, insbesondere von elektrischem Strom durchflossenen beziehungsweise durchfließbaren, vorzugsweise durchgehenden, Leiter gebildet. Unter dem Leiter kann insbesondere ein elektrischer Leiter verstanden werden. Der Leiter der ersten Wicklung ist vorzugsweise separat von dem Leiter der zweiten Wicklung ausgebildet. Beispielsweise sind die erste und die zweite Wicklung elektromagnetisch und/oder galvanisch voneinander getrennt.
Unter dem Bestromen der jeweiligen Wicklung kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweilige Wicklung von elektrischem Strom durchflossen wird. Dies bedeutet, dass in der jeweiligen Wicklung ein jeweiliger Stromfluss von elektrischem Strom vorliegt.
Vorzugsweise ist die Lenkantriebsstange durch das jeweilige Bestromen der jeweiligen Wicklung, insbesondere mittels der ersten Wicklung und/oder mittels der zweiten Wicklung, mittels der ersten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschiebbar, insbesondere um zum Bewirken der Kurvenfahrten und/oder der Richtungswechsel des Kraftfahrzeugs das mit der Lenkantriebsstange gekoppelte beziehungsweise koppelbare Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Dadurch, dass die Lenkantriebsstange mittels der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschiebbar beziehungsweise antreibbar ist, kann hinsichtlich einer Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs eine Redundanz, insbesondere eine erste Redundanzebene, ermöglicht werden. Dies bedeutet, dass die Lenkantriebsstange zum Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse wahlweise, insbesondere unabhängig voneinander, von der ersten elektrischen Maschine und/oder der zweiten elektrischen Maschine angetrieben werden kann, um beispielsweise beim Ausfall beziehungsweise einem Fehler der ersten elektrischen Maschine, mittels der zweiten elektrischen Maschine die Lenkantriebsstange entlang der Bewegungsachse zu Verschieben. Dadurch, dass die erste elektrische Maschine wenigstens die erste Wicklung aufweist, welche dem ersten Stromkreis zugeordnet ist, und wenigstens die separat von der ersten Wicklung bestrombare, zweite Wicklung aufweist, welche dem zweiten Stromkreis zugeordnet ist, ist die erste elektrische Maschine, insbesondere „sozusagen für sich betrachtet“, redundant ausgebildet, worunter beispielsweise eine zweite Redundanzebene verstanden werden kann. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei einem, insbesondere teilweisen, Ausfall beziehungsweise Fehler der ersten elektrischen Maschine, bei welchem bezogen auf die Wicklungen beispielsweise ausschließlich die erste Wicklung bestrombar ist, der Rotor der ersten elektrischen Maschine beispielsweise bezogen auf die Wicklungen ausschließlich durch das Bestromen der ersten Wicklung antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird, insbesondere um durch das Verschieben der Lenkantriebsstange das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken. Somit kann beispielsweise trotz des teilweisen Ausfalls beziehungsweise des Fehlers der ersten elektrischen Maschine die Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs mittels der ersten elektrischen Maschine weiterhin sichergestellt werden. Beispielsweise kann das Lenken des Kraftfahrzeugs mittels der zweiten elektrischen Maschine unterstützt werden und/oder das Lenken des Kraftfahrzeugs mittels der zweiten elektrischen Maschine kann erst bei vollständigem Ausfall der ersten elektrischen Maschine durchgeführt werden. Somit sind die elektrischen Maschinen beispielsweise zusammen betrachtet, insbesondere gegenseitig, redundant, jedoch ist auch die erste elektrische Maschine für sich alleine betrachtet bereits redundant ausgebildet. Insbesondere kann nach Ausfall der als redundanter Motor ausgebildeten elektrischen Maschine mittels der zweiten elektrischen Maschine die Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs aufrechterhalten werden. Durch die zwei voneinander unabhängigen elektrischen Maschinen und durch die redundant ausgebildete erste elektrische Maschine kann auf eine, insbesondere zusätzliche Rückfallebene, beispielsweise auf Fahrzeugebene, verzichtet werden. Dadurch kann die Sicherheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere besonders aufwandsarm, erhöht werden. Insgesamt ist erkennbar, dass mittels der erfindungsgemäßen Lenkung eine besonders ausfallsichere Lenkung, insbesondere Steer-by-Wire-Lenkung, ermöglicht werden kann. Dies bedeutet, dass ein redundantes System beziehungsweise ein Fail Operation System geschaffen werden kann.
Es ist ferner vorgesehen, dass in einem, insbesondere als dritten Fehlerzustand bezeichneten, Fehlerzustand der ersten elektrischen Maschine, insbesondere in welchem die Lenkantriebsstange nicht mittels der ersten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschiebbar ist, zum Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse die Lenkantriebsstange mittels der zweiten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange mittels der ersten elektrischen Maschine unterbleibt. Dies bedeutet, dass in dem dritten Fehlerzustand die Lenkantriebsstange mittels der zweiten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschoben wird, um das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken, wobei beziehungsweise, während das Verschieben der Lenkantriebsstange mittels der ersten elektrischen Maschine unterbleibt, das heißt, dass das Verschieben der Lenkantriebsstange nicht mittels der ersten elektrischen Maschine durchgeführt beziehungsweise bewirkt wird. In anderen Worten wird in dem dritten Fehlerzustand die Lenkantriebsstange bezogen auf die elektrischen Maschinen ausschließlich mittels der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere über einen Rotor der zweiten elektrischen Maschine, entlang der Bewegungsachse verschoben, insbesondere um das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken. Somit kann beispielsweise bei einem vollständigen Ausfall der ersten elektrischen Maschine die zweite elektrische Maschine die erste elektrische Maschine ersetzen, um die Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere besonders zuverlässig, sicherzustellen. Somit kann durch die zweite elektrische Maschine eine zusätzliche Redundanz zu der bereits redundant ausgebildeten elektrischen Maschine ermöglicht werden. Dadurch kann die Sicherheit des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass bezogen auf die elektrischen Maschinen ausschließlich die erste elektrische Maschine wenigstens zwei separat voneinander bestrombare und jeweils voneinander unterschiedlichen Stromkreisen zugeordnete Wicklungen aufweist. Dies bedeutet, dass die zweite elektrische Maschine nicht zwei separat voneinander bestrombare und jeweils einem separaten Stromkreis zugeordnete Wicklungen aufweist, das heißt, dass die zweite elektrische Maschine frei von den separat voneinander bestrombaren und jeweils dem jeweiligen separaten Stromkreis zugeordneten Wicklungen ist. In anderen Worten weist die zweite elektrische Maschine, insbesondere genau, eine oder mehrere Wicklungen auf, wobei die Wicklung beziehungsweise die Wicklungen der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere genau, einem Stromkreis, insbesondere der zweiten elektrischen Maschine, zugeordnet ist beziehungsweise sind. Die Wicklungen der zweiten elektrischen Maschine sind vorzugsweise nicht separat voneinander bestrombar. Somit ist die zweite elektrische Maschine beispielsweise nicht redundant ausgebildet. Dadurch kann die zweite elektrische Maschine beispielsweise besonders bauraumgünstig und/oder besonders gewichtsgünstig dimensioniert werden. Dadurch kann ein Bauraum der Lenkung besonders vorteilhaft gestaltet werden, insbesondere besonders gering gehalten werden, und/oder kann ein Gewicht der Lenkung besonders gering gehalten werden.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine wenigstens eine erste elektrische Anschlussstelle aufweist, über welche die erste elektrische Maschine bezogen auf die erste und die zweite Wicklung der ersten elektrischen Maschine ausschließlich zum Bestromen der ersten Wicklung mit elektrischer Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird. In anderen Worten ist die erste Wicklung der ersten elektrischen Maschine über die erste Anschlussstelle bestrombar, wobei das Bestromen der zweiten Wicklung der ersten elektrischen Maschine über die erste Anschlussstelle unterbleibt. Dies bedeutet, dass die erste elektrische Maschine über die erste elektrische Anschlussstelle mit elektrischer Energie versorgbar ist, beziehungsweise versorgt wird, um die erste Wicklung zu bestromen, während beziehungsweise wobei das Versorgen der zweiten Wicklung mit elektrischer Energie beziehungsweise das Bestromen der zweiten Wicklung mit elektrischer Energie über die erste elektrische Anschlussstelle unterbleibt.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine eine von der ersten elektrischen Anschlussstelle unterschiedliche, insbesondere separat von der ersten Anschlussstelle ausgebildete, zweite elektrische Anschlussstelle aufweist, über welche die erste elektrische Maschine bezogen auf die erste und die zweite Wicklung ausschließlich zum Bestromen der zweiten Wicklung mit elektrischer Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird. In anderen Worten ist die zweite Wicklung über die zweite Anschlussstelle bestrombar beziehungsweise mit elektrischer Energie versorgbar, wobei das Versorgen der ersten Wicklung mit elektrischer Energie beziehungsweise das Bestromen der ersten Wicklung über die zweite Anschlussstelle unterbleibt. Dies bedeutet, dass die erste elektrische Maschine über die zweite Anschlussstelle mit elektrischer Energie versorgbar ist, beziehungsweise versorgt wird, um die zweite Wicklung zu bestromen, während beziehungsweise wobei das Versorgen der ersten Wicklung beziehungsweise das Bestromen der ersten Wicklung über die zweite Anschlussstelle unterbleibt. Somit sind für die jeweilige Wicklung jeweils voneinander unabhängige Stromversorgungen vorgesehen, was insbesondere als zwei Powerstages bezeichnet werden kann. Dadurch kann eine Ausfallsicherheit der ersten elektrischen Maschine besonders erhöht werden. Dadurch kann die Sicherheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Sicherheit gegenüber einem Ausfall der Lenkung, besonders erhöht werden.
Unter der elektrischen Energie kann insbesondere elektrischer Strom beziehungsweise elektrischer Stromfluss verstanden werden. Beispielsweise ist wenigstens ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen, mittels welchem die elektrische Maschine über die jeweilige Anschlussstelle mit, insbesondere in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherter beziehungsweise chemisch gebundener, elektrischer Energie versorgbar ist. Der elektrische Energiespeicher ist beispielsweise als Batterie beziehungsweise als Akkumulator ausgebildet. In weiterer Ausgestaltung ist eine erste elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher die erste elektrische Maschine, insbesondere bezogen auf die erste und die zweite Wicklung der ersten elektrischen Maschine ausschließlich, zum Bestromen der ersten Wicklung ansteuerbar ist beziehungsweise angesteuert wird. In anderen Worten ist es vorgesehen, dass mittels der ersten elektronischen Steuereinrichtung die erste elektrische Maschine ansteuerbar beziehungsweise angesteuert wird, um die erste Wicklung der ersten elektrischen Maschine zu bestromen, während beziehungsweise wobei das Ansteuern der ersten elektrischen Maschine zum Bestromen der zweiten Wicklung mittels der ersten elektronischen Steuereinrichtung unterbleibt. Vorzugsweise ist eine von der ersten elektronischen Steuereinrichtung unterschiedliche, insbesondere separat von der ersten elektronischen Steuereinrichtung ausgebildete, zweite elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher die erste elektrische Maschine, insbesondere bezogen auf die erste und die zweite Wicklung der ersten elektrischen Maschine ausschließlich, zum Bestromen der zweiten Wicklung ansteuerbar ist beziehungsweise angesteuert wird. In anderen Worten ausgedrückt ist es vorgesehen, dass mittels der zweiten elektronischen Steuereinrichtung die erste elektrische Maschine angesteuert wird, um die zweite Wicklung zu bestromen, während beziehungsweise wobei das Ansteuern der ersten elektrischen Maschine zum Bestromen der ersten Wicklung mittels der zweiten elektronischen Steuereinrichtung unterbleibt. Dadurch kann eine Ausfallsicherheit der ersten elektrischen Maschine, insbesondere gegenüber einer fehlerhaften Ansteuerbarkeit der ersten elektrischen Maschine, besonders erhöht werden. Dadurch kann die Sicherheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Sicherheit gegenüber der Ausfällbarkeit der Lenkung, besonders erhöht werden.
Beispielsweise ist wenigstens ein, insbesondere elektrisches, Schaltelement vorgesehen, mittels welchem das Bestromen der ersten Wicklung und/oder ein Unterbrechen der Bestromung der ersten Wicklung bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird.
Beispielsweise ist wenigstens ein von dem ersten Schaltelement unterschiedliches, zweites, insbesondere elektrisches, Schaltelement vorgesehen, mittels welchem das Bestromen der zweiten Wicklung der ersten elektrischen Maschine und/oder das Unterbrechen des Bestromens der zweiten elektrischen Maschine bewirkbar beziehungsweise bewirkt wird. Dies bedeutet, dass beispielsweise mittels der ersten elektronischen Steuereinrichtung, insbesondere bezogen auf die Schaltelemente ausschließlich, das erste Schaltelement zum Bestromen der ersten Wicklung ansteuerbar ist beziehungsweise angesteuert wird und beispielsweise mittels der zweiten elektronischen Steuereinrichtung, insbesondere bezogen auf die Schaltelemente ausschließlich, das zweite Schaltelement zum Bestromen der zweiten Wicklung ansteuerbar beziehungsweise angesteuert wird. Beispielsweise ist das jeweilige Schaltelement als jeweiliger Halbleiterschalter ausgebildet. Beispielsweise ist die jeweilige elektronische Steuereinrichtung als jeweilige elektronische Recheneinrichtung ausgebildet, insbesondere als jeweiliger Mikrocontroller.
Insgesamt ist erkennbar, dass eine vollredundante elektrische Energieversorgung und/oder Ansteuerung der ersten elektrischen Maschine bewirkt werden kann, was insbesondere als vollständig redundante „Power Pack ECU (Electronic Control Unit)“ bezeichnet werden kann.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Lenkantriebsstange als Zahnstange oder als Gewindestange ausgebildet ist. In anderen Worten weist die Lenkantriebsstange zum, insbesondere zumindest mittelbaren oder direkten, Koppeln mit dem jeweiligen Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine vorgesehene Zähne oder wenigstens ein Gewinde auf. Über die Zähne oder das wenigstens eine Gewinde ist die Lenkantriebsstange mittels der jeweiligen elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschiebbar beziehungsweise antreibbar.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Lenkantriebsstange einen ersten Kopplungsbereich aufweist, über weichen die Lenkantriebsstange zum Verschieben der Lenkantriebsstange, insbesondere entlang der Bewegungsachse, insbesondere bezogen auf die elektrischen Maschinen ausschließlich, mit der ersten elektrischen Maschine, insbesondere über den Rotor der ersten elektrischen Maschine, koppelbar ist beziehungsweise gekoppelt ist. In anderen Worten ist beziehungsweise wird über den ersten Kopplungsbereich eine Drehung des Rotors der ersten elektrischen Maschine, insbesondere um die Maschinendrehachse, in eine translatorische Bewegung der Lenkantriebsstange, insbesondere relativ zu dem Aufbau, umwandelbar beziehungsweise umgewandelt. Vorzugsweise weist die Lenkantriebsstange einen von dem ersten Kopplungsbereich, insbesondere entlang der Bewegungsachse, beabstandeten, zweiten Kopplungsbereich auf, über weichen die Lenkantriebsstange zum Verschieben der Lenkantriebsstange, insbesondere entlang der Bewegungsachse, insbesondere bezogen auf die elektrischen Maschinen ausschließlich, mit der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine, koppelbar beziehungsweise gekoppelt ist. In anderen Worten ist über den zweiten Kopplungsbereich eine Drehung des Rotors der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere um die Maschinendrehachse, in eine translatorische Bewegung der Lenkantriebsstange umwandelbar. Dadurch können die elektrischen Maschinen beispielsweise besonders bauraumgünstig angeordnet werden, wodurch der Bauraum der Lenkung besonders vorteilhaft gestaltet werden kann, insbesondere besonders gering gehalten werden kann. Ferner kann die Lenkantriebsstange besonders aufwandsarm und/oder besonders kostengünstig hergestellt werden.
Insbesondere dann, wenn die Lenkantriebsstange als Zahnstange ausgebildet ist, ist der jeweilige Kopplungsbereich vorzugsweise als jeweiliger, insbesondere Zähne aufweisender, Zahnbereich ausgebildet. Insbesondere dann, wenn die Lenkantriebsstange als Gewindestange ausgebildet ist, ist der jeweilige Kopplungsbereich vorzugsweise als jeweiliger Gewindebereich beziehungsweise als jeweiliges Gewinde ausgebildet.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Die Lenkung weist wenigstens zwei, insbesondere separat voneinander ausgebildete, elektrische Maschinen auf. Bei dem Verfahren wird eine mit der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere mit der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine, koppelbare beziehungsweise gekoppelte Lenkstange mittels wenigstens einer der elektrischen Maschinen, insbesondere mittels der ersten elektrischen Maschine und/oder mittels der zweiten elektrischen Maschine, entlang einer Bewegungsachse der Längsachse verschoben. Somit wird die Lenkantriebsstange beispielsweise mit der jeweiligen elektrischen Maschine gekoppelt, um mittels der jeweiligen elektrischen Maschine die Lenkantriebsstange entlang der Bewegungsachse zu verschieben.
Die Lenkantriebsstange ist mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs koppelbar beziehungsweise gekoppelt, um zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs durch das Verschieben der Lenkantriebsstange das Fahrzeugrad um eine Radschwenkachse des Fahrzeugrads zu verschwenken. In anderen Worten wird zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs durch das Verschieben der Lenkantriebsstange das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse verschwenkt.
Um eine Sicherheit des Kraftfahrzeugs besonders zu erhöhen, weist die erste elektrische Maschine wenigstens eine erste Wicklung auf, welche einem ersten Stromkreis zugeordnet ist, und weist die erste elektrische Maschine wenigstens eine separat von der ersten Wicklung bestrombare beziehungsweise bestromte, zweite Wicklung auf, welche einem von dem ersten Stromkreis unterschiedlichen, zweiten Stromkreis zugeordnet ist. In anderen Worten wird die erste Wicklung bezogen auf die Stromkreise ausschließlich über den ersten Stromkreis bestromt, und die zweite Wicklung wird bezogen auf die Stromkreise ausschließlich über den zweiten Stromkreis bestromt.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass in einem Normalbetriebszustand der Lenkung zum Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse die Lenkantriebsstange mittels der ersten elektrischen Maschine, insbesondere über einen Rotor der ersten elektrischen Maschine, entlang der Bewegungsachse, insbesondere relativ zu einem Aufbau des Kraftfahrzeugs, verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange, insbesondere entlang der Bewegungsachse, mittels der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere über einen Rotor der zweiten elektrischen Maschine, unterbleibt. In anderen Worten wird in dem Normalbetriebszustand der Lenkung bezogen auf die elektrischen Maschinen ausschließlich mittels der ersten elektrischen Maschine die Lenkantriebsstange entlang der Bewegungsachse verschoben, insbesondere um das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken. Dies bedeutet, dass in dem Normalbetriebszustand der Lenkung die Lenkantriebsstange mittels der ersten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschoben wird, um das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken, während beziehungsweise wobei das Verschieben der Lenkantriebsstange mittels der zweiten elektrischen Maschine unterbleibt, das heißt das Verschieben der Lenkantriebsstange nicht mittels der zweiten elektrischen Maschine durchgeführt beziehungsweise bewirkt wird. Die zweite elektrische Maschine ist somit, insbesondere in dem Normalbetriebszustand, als Reservemotor beziehungsweise Reserveantrieb der Lenkantriebsstange ausgebildet. Insbesondere dadurch, dass die zweite elektrische Maschine somit beispielsweise nicht für den Normalbetriebszustand vorgesehen ist, kann die elektrische Maschine beispielsweise besonders klein und/oder besonders aufwandsarm dimensioniert werden, wodurch beispielsweise ein Gewicht der Lenkung und/oder ein Herstellungsaufwand der Lenkung besonders gering gehalten werden kann.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass in einem, insbesondere als ersten Fehlerzustand bezeichneten, Fehlerzustand, in welchem bezogen auf die erste und die zweite Wicklung der ersten elektrischen Maschine ausschließlich eine der Wicklungen, beispielsweise die erste Wicklung, bestrombar ist beziehungsweise bestromt wird zum Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse die Lenkantriebsstange durch das Bestromen der einen Wicklung, beispielsweise der ersten Wicklung, mittels der ersten elektrischen Maschine, insbesondere über den Rotor der elektrischen Maschine, entlang der Bewegungsachse verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange mittels der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere über den Rotor der zweiten elektrischen Maschine, unterbleibt. Dies bedeutet , dass die Lenkantriebsstange durch das Bestromen der einen Wicklung, beispielsweise der ersten Wicklung, mittels der ersten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschoben wird, um das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken, wobei beziehungsweise während das Verschieben der Lenkantriebsstange mittels der zweiten elektrischen Maschine unterbleibt, das heißt, dass das Verschieben der Lenkantriebsstange mittels der zweiten elektrischen Maschine nicht durchgeführt beziehungsweise bewirkt wird. In anderen Worten wird in dem ersten Fehlerzustand die Lenkantriebsstange bezogen auf die elektrischen Maschinen ausschließlich mittels der elektrischen Maschine, insbesondere bezogen auf die Wicklung der ersten elektrischen Maschine ausschließlich, durch das Bestromen der einen Wicklung, beispielsweise der ersten Wicklung, entlang der Bewegungsachse verschoben. Somit kann beispielsweise in dem ersten Fehlerzustand bei einem teilweisen Ausfall der elektrischen Maschine die Lenkung weiterhin, insbesondere ausschließlich, mittels der ersten elektrischen Maschine betrieben werden, wodurch die erste elektrische Maschine beispielsweise besonders bauraumsparend und/oder besonders aufwandsarm dimensioniert werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass in dem ersten Fehlerzustand oder in einem, insbesondere von dem ersten Fehlerzustand unterschiedlichen, zweiten Fehlerzustand, in welchem bezogen auf die erste und die zweite Wicklung der ersten elektrischen Maschine, ausschließlich eine der Wicklungen, beispielsweise die erste Wicklung, bestrombar ist beziehungsweise bestromt wird, zum Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse die Lenkantriebsstange, insbesondere durch das Bestromen der einen Wicklung, beispielsweise der ersten Wicklung, mittels der ersten elektrischen Maschine und mittels der zweiten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschoben wird. Dies bedeutet, dass in dem zweiten Fehlerzustand oder in dem ersten Fehlerzustand die Lenkantriebsstange, insbesondere durch das Bestromen der einen Wicklung, beispielsweise der ersten Wicklung, mittels der ersten elektrischen Maschine und mittels der zweiten elektrischen Maschine entlang der Bewegungsachse verschoben wird, um das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken. In anderen Worten wird ein zum Verschieben der Lenkstange entlang der Bewegungsachse aufzubringendes beziehungsweise aufgebrachtes Gesamtdrehmoment von der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere über den jeweiligen Rotor derjeweiligen elektrischen Maschine, bereitgestellt. Somit wird beispielsweise mittels der ersten elektrischen Maschine, insbesondere bezogen auf die Wicklungen der ersten elektrischen Maschine ausschließlich, durch das Bestromen der ersten Wicklung, ein erstes Drehmoment bereitgestellt, und mittels der zweiten elektrischen Maschine wird ein zweites Drehmoment bereitgestellt, wobei das erste und das Drehmoment zusammen das Gesamtdrehmoment bilden. Dadurch kann beispielsweise bei dem teilweisen Ausfall der ersten elektrischen Maschine die zweite elektrische Maschine die Lenkung beziehungsweise die erste elektrische Maschine unterstützen. Somit kann beispielsweise insbesondere dann, wenn zum Lenken ein besonders hohes Drehmoment erforderlich ist, die zweite elektrische Maschine zugeschaltet werden. Dadurch kann bei dem teilweisen Ausfall der ersten elektrischen Maschine die Lenkbarkeit besonders sicher durch die zweite elektrische Maschine kompensieren werden, wodurch die Sicherheit des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden kann. Unter dem ersten und dem zweiten Fehlerzustand kann insbesondere ein jeweiliger Fehlerzustand der ersten elektrischen Maschine verstanden werden.
Weitere Vorteile, Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Ausgestaltungen und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Ausgestaltungen und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische und perspektivische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Lenkung, welche mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betreibbar ist; und
Fig. 2 ein schematisches Verfahrensdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, welches mittels einer erfindungsgemäßen Lenkung durchführbar ist. Fig. 1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Draufsicht eine Lenkung 10 für ein Kraftfahrzeug. Die Lenkung 10 ist zum Durchführen eines Verfahrens zum Betreiben der Lenkung 10 ausgebildet. Fig. 2 zeigt das Verfahren in einem schematischen Verfahrensdiagramm.
Die Lenkung 10 weist zwei, insbesondere separat voneinander ausgebildete, elektrische Maschinen 12, 14. Eine der elektrischen Maschinen 12 kann insbesondere als erste elektrische Maschine 12 bezeichnet werden. Die andere der elektrischen Maschinen 14 kann insbesondere als zweite elektrische Maschine 14 bezeichnet werden. Die Lenkung 10 weist eine mit der jeweiligen elektrischen Maschine 12, 14, insbesondere mit der ersten elektrischen Maschine 12 und/oder mit der zweiten elektrischen Maschine 14, vorzugsweise mechanisch, gekoppelte beziehungsweise koppelbare Lenkantriebsstange 16 auf, welche vorzugsweise als Zahnstange 18 oder als Gewindestange 20 ausgebildet ist. Die Lenkantriebsstange 16 ist mittels der jeweiligen elektrischen Maschine 12, 14, insbesondere mittels der ersten elektrischen Maschine 12 und/oder mittels der zweiten elektrischen Maschine 14, entlang einer Bewegungsachse 22 der Lenkantriebsstange 16, insbesondere translatorisch, verschiebbar. Dies bedeutet, dass bei dem Verfahren die Lenkantriebsstange 16 mittels der ersten elektrischen Maschine 12 und/oder mittels der zweiten elektrischen Maschine 14 entlang der Bewegungsachse 22, insbesondere translatorisch, verschoben wird. Die Bewegungsachse 22 verläuft vorzugsweise parallel zur Längsrichtung beziehungsweise zu einer Axialrichtung der Lenkantriebsstange 16. Insbesondere verlaufen die Bewegungsachse 22 und eine Längsachse der Lenkantriebsstange 16 koaxial zueinander.
Das Kraftfahrzeug weist vorzugsweise wenigstens zwei Fahrzeugräder 24, 26 auf, welche insbesondere als Bodenkontaktelemente des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Die Fahrzeugräder 24, 26 sind vorzugsweise in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs voneinander beabstandet. Beispielsweise ist ein erstes der Fahrzeugräder 24 auf einer ersten Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet und das zweite der Fahrzeugräder 26 ist auf einer von der ersten Seite unterschiedlichen, zweiten Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet. Unter der jeweiligen Seite kann dabei insbesondere eine jeweilige fahrzeugmittelachsenbezogene Seite verstanden werden. Somit ist das erste Fahrzeugrad 24 beispielsweise als linkes Fahrzeugrad ausgebildet, und das zweite Fahrzeugrad 26 ist beispielsweise als rechtes Fahrzeugrad ausgebildet. Die Fahrzeugräder 24, 26 sind beispielsweise als jeweiliges Vorderrad des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Somit ist die Lenkung vorzugsweise als Vorderachslenkung beziehungsweise als Vorderradlenkung ausgebildet.
Die Lenkantriebsstange 16 ist mit wenigstens einem der Fahrzeugräder 24, 26, insbesondere mit dem ersten und dem zweiten Fahrzeugrad 24, 26 koppelbar beziehungsweise gekoppelt, um zum Bewirken von Kurvenfahrten 28 und/oder Richtungswechseln 30 des Kraftfahrzeugs durch das Verschieben der Lenkantriebsstange 16 das jeweilige Fahrzeugrad 24, 26 um eine jeweilige Radschwenkachse 32, 34 des jeweiligen Fahrzeugrads 24, 26 zu verschwenken.
Das Verschieben der Lenkantriebsstange 16 ist in Fig. 1 mittels eines Pfeils 35 veranschaulicht. Unter dem Verschieben der Lenkantriebsstange 16 entlang der Bewegungsachse 22 kann insbesondere eine translatorische Bewegung der Lenkantriebsstange 16, insbesondere relativ zu dem Aufbau des Kraftfahrzeugs, verstanden werden.
Die Lenkung 10 ist vorzugsweise als Steer-by-Wire-Lenkung ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Lenkung 10 vorzugsweise keine mechanische Verbindung zwischen einer Lenkhandhabe und dem jeweiligen Fahrzeugrad 24, 26 beziehungsweise der Lenkantriebsstange 16, insbesondere zum Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 24, 26, aufweist. Dies bedeutet, dass die Lenkung 10 frei von der, insbesondere direkten, mechanischen Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und dem jeweiligen Fahrzeugrad 24, 26 ist. Ein Drehmoment zum Verschwenken des Fahrzeugrads ist somit beispielweise ein ausschließlich durch die erste und/oder die zweite elektrische Maschine12, 14 bereitgestelltes beziehungsweise bewirktes Drehmoment. Die Lenkhandhabe ist um eine Drehachse der Lenkhandhabe, insbesondere relativ zu dem Aufbau, vorzugsweise manuell, drehbar. Beispielweise ist das Drehen beziehungsweise eine Drehstellung der Lenkhandhabe mittels wenigstens eines Sensorelements erfassbar und in Abhängigkeit von der erfassten Drehstellung ist die erste und/oder die zweite elektrische Maschine 12, 14 zum Verschieben der Lenkantriebsstange 16 ansteuerbar. Somit weist die Lenkung 10 beispielweise das Sensorelement auf.
Um eine Sicherheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Sicherheit gegenüber einem Ausfall der Lenkung 10, besonders erhöhen zu können, ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine 12 wenigstens eine erste Wicklung 36 aufweist, welche einem ersten Stromkreis 38 zugeordnet ist, und dass die elektrische Maschine 12 wenigstens eine separat von der ersten Wicklung 36 bestrombare, zweite Wicklung 40 aufweist, welche einem von dem ersten Stromkreis 38 unterschiedlichen, zweiten Stromkreis 42 zugeordnet ist. In anderen Worten ist es vorgesehen, dass über den ersten Stromkreis 38 bezogen auf die Wicklungen 36, 40 ausschließlich die erste Wicklung 36 bestrombar ist beziehungsweise bestromt wird und dass über den zweiten Stromkreis 42 bezogen auf die Wicklungen 36, 40 ausschließlich die zweite Wicklung 40 bestrombar ist beziehungsweise bestromt wird. Dadurch kann eine Redundanz geschaffen werden, wodurch die elektrische Maschine beispielsweise bei einem teilweisen Ausfall, insbesondere bei einem Ausfall hinsichtlich der Bestrombarkeit einer der Wicklungen 36, 40 die erste elektrische Maschine 12 durch das Bestromen der anderen der Wicklungen 36, 40 betrieben beziehungsweise weiter betrieben werden kann.
Selbstverständlich ist es möglich, dass die erste elektrische Maschine 12 mehrere der ersten Wicklungen 36, beispielsweise drei, insbesondere genau drei, erste Wicklungen 36 und/oder mehrere der zweiten Wicklungen 40, beispielsweise drei, insbesondere genau drei, der zweiten Wicklungen 40, aufweist. Somit kann unter der ersten Wicklung 36 beispielsweise eine erste Gruppe an Wicklungen verstanden werden, und unter der zweiten Wicklung 40 kann beispielsweise eine von der ersten Gruppe unterschiedliche, zweite Gruppe an Wicklungen verstanden werden. Dabei sind die erste und die zweite Gruppe separat voneinander bestrombar. Die erste Gruppe der Wicklungen ist bezogen auf die Stromkreise 38, 42 ausschließlich dem ersten Stromkreis 38 zugeordnet. Die zweite Gruppe der Wicklungen ist bezogen auf die Stromkreise 38, 42 ausschließlich dem zweiten Stromkreis zugeordnet. Beispielsweise ist die erste elektrische Maschine 12 als Sechs-Phasenmotor, insbesondere als 2x3-Phasenmotor, ausgebildet.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass, bezogen auf die elektrische Maschine 12, 14, ausschließlich die erste elektrische Maschine 12 wenigstens zwei separat voneinander bestrombaren und jeweils voneinander unterschiedlichen Stromkreisen 38 42 zugeordnete Wicklungen 36, 40 aufweist. Dies bedeutet, dass die zweite elektrische Maschine 14 beispielsweise, insbesondere ausschließlich, eine Wicklung 44 oder, insbesondere ausschließlich, eine Gruppe von Wicklungen aufweist, wobei die Wicklung 44 beziehungsweise die Gruppe an Wicklungen der zweiten elektrischen Maschine 14, insbesondere ausschließlich, einem Stromkreis 46, das heißt beispielsweise genau einem Stromkreis 46, zugeordnet ist. Zur besseren Unterscheidbarkeit kann die Wicklung 44 insbesondere als dritte Wicklung 44 bezeichnet werden, und der Stromkreis 46 kann insbesondere als dritter Stromkreis 46 bezeichnet werden. Somit kann unter der Wicklung 44 insbesondere eine Gruppe an mehreren Wicklungen der zweiten elektrischen Maschine 14 verstanden werden. Beispielsweise weist die Gruppe an Wicklungen der zweiten elektrischen Maschine 14 sechs Wicklungen auf. Somit ist die zweite elektrische Maschine 14 beispielsweise als Sechs-Phasenmotor, insbesondere als 1x6-Phasenmotor, ausgebildet.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine 12 eine erste elektrische Anschlussstelle 48 aufweist, über welche die erste elektrische Maschine 12 bezogen auf die erste und die zweite Wicklung 36, 40 ausschließlich zum Bestromen der ersten Wicklung 36 mit elektrischer Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrische Maschine 12 eine von der ersten elektrischen Anschlussstelle 48 unterschiedliche, zweite elektrische Anschlussstelle 50 aufweist, über welche die erste elektrische Maschine 12 bezogen auf die erste und zweite Wicklung 36, 40 ausschließlich zum Bestromen der zweiten Wicklung 40 mit elektrischer Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird.
Beispielsweise weist die zweite elektrische Maschine 14, insbesondere ausschließlich, eine elektrische Anschlussstelle 52 auf, über welche die zweite elektrische Maschine 14 zum Bestromen der dritten Wicklung 44 mit elektrischer Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird.
In weiterer Ausgestaltung ist eine erste elektronische Steuereinrichtung 53 vorgesehen, mittels welcher die erste elektrische Maschine 12, insbesondere bezogen auf die Wicklungen 36, 40 ausschließlich, zum Bestromen der ersten Wicklung 36 ansteuerbar ist beziehungsweise angesteuert wird. Vorzugsweise ist eine von der ersten elektronischen Steuereinrichtung 53 unterschiedliche, zweite elektronische Steuereinrichtung 54 vorgesehen, mittels welcher die erste elektrische Maschine 12, insbesondere bezogen auf die Wicklungen 36, 40 ausschließlich, zum Bestromen der zweiten Wicklung 40 ansteuerbar ist beziehungsweise angesteuert wird.
Beispielsweise ist eine von den elektronischen Steuereinrichtungen 53, 54 unterschiedliche, insbesondere separat von den elektronischen Steuereinrichtungen 53, 54 ausgebildete, dritte elektronische Steuereinrichtung 56 vorgesehen, mittels welcher bezogen auf die elektrischen Maschinen 12, 14 ausschließlich, die zweite elektrische Maschine 14 zum Bestromen der dritten Wicklung 44 ansteuerbar ist beziehungsweise angesteuert wird. Die erste und die zweite elektronische Steuereinrichtung 53, 54 sind beispielsweise Teil der ersten elektrischen Maschine 12 oder separat von der ersten elektrischen Maschine 12 ausgebildet. Die dritte elektronische Steuereinrichtung 56 ist beispielsweise Teil der zweiten elektrischen Maschine 14 oder separat von der zweiten elektrischen Maschine 14 ausgebildet. Die jeweilige elektronische Steuereinrichtung 53, 54, 56 ist beispielsweise als elektronische Recheneinrichtung, insbesondere als Mikrocontroller, ausgebildet.
In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Lenkung 10 ein erstes Getriebeelement 58 und ein von dem ersten Getriebeelement 58 unterschiedliches, insbesondere separat von dem ersten Getriebeelement 58 ausgebildetes, zweites Getriebeelement 60 auf. Unter dem jeweiligen Getriebeelement 58, 60 kann insbesondere ein jeweiliges Lenkgetriebe verstanden werden. Ein erstes der Getriebeelemente 58 ist der ersten elektrischen Maschine 12 zugeordnet. Ein zweites der Getriebeelemente 60 ist der zweiten elektrischen Maschine 14 zugeordnet. Das erste Getriebeelement 58 kann mittels der ersten elektrischen Maschine 12, insbesondere über einen Rotor der ersten elektrischen Maschine 12, angetrieben werden. Das zweite Getriebeelement 60 kann mittels der zweiten elektrischen Maschine 14, insbesondere über einen Rotor der zweiten elektrischen Maschine 14, angetrieben werden. Das jeweilige Getriebeelement 58, 60 ist beispielsweise als jeweiliges Ritzel beziehungsweise jeweiliges Ritzelgetriebe ausgebildet, wodurch das jeweilige Getriebeelement 58, 60 insbesondere jeweils als „Pinion“ bezeichnet werden kann. Daher kann die Lenkung 10 beispielsweise als Dual Pinion EPS-Lenkung bezeichnet werden. Unter der Abkürzung „EPS" kann insbesondere ein elektrisches Lenksystem verstanden werden, insbesondere Electric Power Steering.
In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das erste Getriebeelement 58 wenigstens ein erstes Antriebselement 62 und ein, insbesondere mechanisch, mit dem ersten Antriebselement 62 gekoppeltes, erstes Abtriebselement 64 auf. Beispielsweise weist das zweite Getriebeelement 60 wenigstens ein zweites Antriebselement 65 und ein mit dem zweiten Antriebselement 65, insbesondere mechanisch, gekoppeltes, zweites Abtriebselement 66 auf. Das erste Abtriebselement 64 ist über das erste Antriebselement 62 mittels der ersten elektrischen Maschine 12 antreibbar. Das zweite Abtriebselement 66 ist über das zweite Antriebselement 65 mittels der zweiten elektrischen Maschine 14 antreibbar. Mittels des jeweiligen Getriebeelements 58, 60 ist eine jeweilige über den jeweiligen Rotor derjeweiligen elektrischen Maschine 12, 14 bereitgestellte beziehungsweise bewirkte Drehbewegung des jeweiligen Rotors zum Verschieben der Lenkantriebsstange 16 entlang der Bewegungsachse 22 in eine translatorische Bewegung der Lenkantriebsstange 16 entlang der Bewegungsachse 22 umwandelbar. Die Abtriebselemente 64, 66 sind vorzugsweise, insbesondere direkt, an beziehungsweise auf der Lenkantriebsstange 16 angeordnet. Somit kann unter dem jeweiligen Abtriebselement 64, 66 beispielsweise ein jeweiliger Kopplungsbereich 68, 70 der Lenkantriebsstange 16 verstanden werden. Dies bedeutet, dass die Lenkantriebsstange beispielsweise den ersten Kopplungsbereich 68 und den zweiten Kopplungsbereich 70 aufweist. Über den jeweiligen Kopplungsbereich 68, 70 ist die Lenkantriebsstange 16 zum Verschieben der Lenkantriebsstange 16 entlang der Bewegungsachse 22 mit der jeweiligen elektrischen Maschine 12, 14, insbesondere mechanisch, koppelbar beziehungsweise gekoppelt. Dies bedeutet, dass die Lenkantriebsstange über den ersten Kopplungsbereich 68 mit der ersten elektrischen Maschine 12 koppelbar beziehungsweise gekoppelt ist und dass die Lenkantriebsstange 16 über den zweiten Kopplungsbereich 70 mit der zweiten elektrischen Maschine 14 koppelbar beziehungsweise gekoppelt ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Kopplungsbereiche 68, 70, insbesondere entlang der Bewegungsachse 22, voneinander beabstandet sind.
Wie in Fig. 2 veranschaulicht, ist es weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass in einem Normalbetriebszustand 72 der Lenkung 10 zum Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 24, 26 um die jeweilige Radschwenkachse 32, 34 die Lenkantriebsstange 16 mittels der ersten elektrischen Maschine 12 entlang der Bewegungsachse 22 verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange 16 mittels der zweiten elektrischen Maschine 14 unterbleibt. Vorzugsweise ist es in dem Normalbetriebszustand 72 vorgesehen, dass die erste Wicklung 36 über den ersten Stromkreis 38 bestromt wird und die zweite Wicklung 40 über den zweiten Stromkreis 42 bestromt wird. Somit wird in dem Normalbetriebszustand 72 beispielsweise der Rotor der ersten elektrischen Maschine 12 über die erste und die zweite Wicklung 36, 40 angetrieben.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in einem ersten Fehlerzustand 74, in welchem bezogen auf die erste und die zweite Wicklung 36, 40 der ersten elektrischen Maschine 12 ausschließlich eine der Wicklungen 36, 40, beispielsweise die erste Wicklung 36, bestrombar ist, zum Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 24, 26 um die jeweilige Radschwenkachse 32, 34 die Lenkantriebsstange 16 durch das Bestromen der einen Wicklung 36, 40, beispielsweise der ersten Wicklung 36, mittels der ersten elektrischen Maschine 12 entlang der Bewegungsachse 22 verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange 16 mittels der zweiten elektrischen Maschine 14 unterbleibt. In weiterer Ausgestaltung ist es in einem zweiten Fehlerzustand 76, in welchem bezogen auf die erste und die zweite Wicklung 36, 40 der ersten elektrischen Maschine 12 ausschließlich eine der Wicklungen 36, 40, beispielsweise die erste Wicklung 36, bestrombar ist, vorgesehen, dass zum Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 24, 26 um die jeweilige Radschwenkachse 32, 34 die Lenkantriebsstange 16 mittels der ersten elektrischen Maschine 12, insbesondere durch das Bestromen der einen Wicklung 36, 40, beispielsweise der ersten Wicklung 36, und mittels der zweiten elektrischen Maschine 14 entlang der Bewegungsachse 22 verschoben wird.
Somit wird in dem ersten und/oder in dem zweiten Fehlerzustand 74, 76 beispielsweise die erste Wicklung 36 über den ersten Stromkreis 38 bestromt, wobei beziehungsweise während das Bestromen der zweiten Wicklung 40 über den zweiten Stromkreis 42 unterbleibt.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass in einem dritten Fehlerzustand 78 der ersten elektrischen Maschine 12 zum Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 24, 26 um die jeweilige Radschwenkachse 32, 34 die Lenkantriebsstange 16 mittels der zweiten elektrischen Maschine 14 entlang der Bewegungsachse 22 verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange 16 mittels der ersten elektrischen Maschine 14 unterbleibt. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn in dem dritten Fehlerzustand 78 die Lenkantriebsstange 16 nicht mittels der ersten elektrischen Maschine 12 entlang der Bewegungsachse 22 verschiebbar ist, weil beispielsweise das Bestromen der Wicklungen 36, 40 nicht möglich ist. Somit wird in dem dritten Fehlerzustand 78 beispielsweise über den dritten Stromkreis 46 die dritte Wicklung 44 bestromt, wobei beziehungsweise während das Bestromen der ersten Wicklung 36 über den ersten Stromkreis 38 und das Bestromen der zweiten Wicklung 40 über den zweiten Stromkreis 42 unterbleibt.
Unter dem jeweiligen Fehlerzustand 74, 76, 78 kann insbesondere ein jeweiliger von dem Normalbetriebszustand 72 unterschiedlicher Zustand verstanden werden.
Numeralia, wie beispielsweise „erste“, „zweite“, „dritte“ etc. sind insbesondere lediglich zur Unterscheidung vorgesehen und bezeichnen insbesondere keine Reihenfolge. Das heißt, die entsprechenden Numeralia können insbesondere beliebig und untereinander getauscht werden.

Claims

Patentansprüche
1. Lenkung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit zwei elektrischen Maschinen (12, 14), und mit einer mit der jeweiligen elektrischen Maschine (12, 14) koppelbaren Lenkantriebsstange (16), welche mittels der jeweiligen elektrischen Maschine (12, 14) entlang einer Bewegungsachse (22) verschiebbar ist, wobei die Lenkantriebsstange (16) mit wenigstens einem Fahrzeugrad (22, 24) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, um zum Bewirken von Kurvenfahrten (28) und/oder Richtungswechseln (30) des Kraftfahrzeugs durch das Verschieben der Lenkantriebsstange (16) das Fahrzeugrad (24) um eine Radschwenkachse (32) zu verschwenken, wobei eine erste der elektrischen Maschinen (12) wenigstens eine erste Wicklung (36) aufweist, welche einem ersten Stromkreis (38) zugeordnet ist, und wenigstens eine separat von der ersten Wicklung (36) bestrombare, zweite Wicklungen (40) aufweist, welche einem von dem ersten Stromkreis (38) unterschiedlichen, zweiten Stromkreis (40) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für einen vollen Ausfall er ersten elektrischen Maschine (12) zum Verschwenken des Fahrzeugrads (26, 28) um die Radschwenkachse (32, 34) die Lenkantriebsstange (16) ausschließlich mittels der zweiten elektrischen Maschine (14) über einen separaten, eigenen Rotor der zweiten elektrischen Maschine (14) entlang der Bewegungsachse (22) verschiebbar ist und somit eine zusätzliche Redundanz zu der bereits redundant ausgebildeten ersten elektrischen Maschine (12) besteht, wobei bezogen auf die elektrischen Maschinen (12, 14) ausschließlich die erste elektrische Maschine (12) wenigstens zwei separat voneinander bestrombare und jeweils voneinander unterschiedlichen Stromkreisen zugeordnete Wicklungen aufweist.
2. Lenkung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• die erste elektrische Maschine (12) eine erste elektrische Anschlussstelle (48) aufweist, über welche die erste elektrische Maschine (12) bezogen auf die erste und die zweite Wicklung (36, 40) ausschließlich zum Bestromen der ersten Wicklung (36) mit elektrischer Energie versorgbar ist, und
• die erste elektrische Maschine (12) eine von der ersten elektrischen Anschlussstelle (48) unterschiedliche, zweite elektrische Anschlussstelle (50) aufweist, über welche die erste elektrische Maschine (12) bezogen auf die erste und die zweite Wicklung (36, 40) ausschließlich zum Bestromen der zweiten Wicklung (40) mit elektrischer Energie versorgbar ist.
3. Lenkung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste elektronische Steuereinrichtung (53), mittels welcher die erste elektrische Maschine (12) zum Bestromen der ersten der Wicklungen (36) ansteuerbar ist, und eine von der ersten elektronische Steuereinrichtung (48) unterschiedliche, zweite elektronische Steuereinrichtung (50), mittels welcher die erste elektrische Maschine (12) zum Bestromen der zweiten Wicklung (40) ansteuerbar ist.
4. Lenkung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkantriebsstange (16) als Zahnstange (18) oder als Gewindestange (20) ausgebildet ist.
5. Lenkung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkantriebsstange (16) einen ersten Kopplungsbereich (68) aufweist, über welchen die Lenkantriebsstange (16) zum Verschieben der Lenkantriebsstange (16) mit der ersten elektrischen Maschine (12) koppelbar ist, und einen von dem ersten Kopplungsbereich (68) beabstandeten, zweiten Kopplungsbereich (70) aufweist, über weichen die Lenkantriebsstange (16) zum Verschieben der Lenkantriebsstange (16) mit der zweiten elektrischen Maschine (14) koppelbar ist.
6. Verfahren zum Betreiben einer Lenkung (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Normalbetriebszustand (72) der Lenkung (10) zum Verschwenken des Fahrzeugrads (24) um die Radschwenkachse (32) die Lenkantriebsstange (16) mittels der ersten elektrischen Maschine (12) entlang der Bewegungsachse (22, 24) verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange (16) mittels der zweiten elektrischen Maschine (14) unterbleibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fehlerzustand (74), in welchem bezogen auf die erste und die zweite Wicklung (36, 40) der ersten elektrischen Maschine (12) ausschließlich eine der Wicklungen (36) bestrombar ist, zum Verschwenken des Fahrzeugrads (24) um die Radschwenkachse (32)
• die Lenkantriebsstange (16) durch das Bestromen der einen Wicklung (36) mittels der ersten elektrischen Maschine (12) entlang der Bewegungsachse (22) verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange (16) mittels der zweiten elektrischen Maschine (14) unterbleibt oder
• die Lenkantriebsstange (16) mittels der ersten elektrischen Maschine (12) und mittels der zweiten elektrischen Maschine (14) entlang der Bewegungsachse (22) verschoben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fehlerzustand (78) der ersten elektrischen Maschine (12) zum Verschwenken des Fahrzeugrads (24) um die Radschwenkachse (32) die Lenkantriebsstange (16) mittels der zweiten elektrischen Maschine (14) entlang der Bewegungsachse (22) verschoben wird und das Verschieben der Lenkantriebsstange (16) mittels der ersten elektrischen Maschine (12) unterbleibt.
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