DE102024103411A1 - Steering system - Google Patents
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Abstract
Offenbart wird ein Lenksystem (1) für ein Fahrzeug, aufweisend:
- mindestens eine gelenkte Achse (2, 6);
- eine Primärlenkvorrichtung (3) mit einer mechanischen Primärschnittstelle (3.1) zur Abgabe einer Primärlenkeingabe an die mindestens eine gelenkte Achse (2, 6), wobei die Primärlenkvorrichtung (3) eine Primärlenkeingabeerzeugungseinheit (3.2) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Primärschnittstelle (3.1) der mindestens einen gelenkten Achse (2, 6) aufzuprägen;
- eine Sekundärlenkvorrichtung (4) mit einer mechanischen Sekundärschnittstelle (4.1) zur Abgabe einer Sekundärlenkeingabe an die mindestens eine gelenkte Achse (2, 6), wobei die Sekundärlenkvorrichtung (4) eine Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit (4.2) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Sekundärschnittstelle (4.1) der mindestens einen gelenkten Achse (2, 6) aufzuprägen, wobei
das Lenksystem (1) dazu ausgebildet ist, die Primärlenkvorrichtung (3) und die Sekundärlenkvorrichtung (4) zur Erzeugung der Primärlenkeingabe und der Sekundärlenkeingabe entsprechend einer Lenkvorgabe zu steuern, wobei
die Sekundärlenkvorrichtung (4) dazu ausgebildet ist, eine Lenkbarkeit des Fahrzeugs in dem die Sekundärlenkvorrichtung (4) vorgesehen ist, sicherzustellen, wenn die Primärlenkvorrichtung (3) einen Fehler aufweist, wobei durch einen Fehler der Primärlenkvorrichtung (3) ein Redundanzfall charakterisiert ist.
Ferner wird ein Fahrzeug offenbart.
Disclosed is a steering system (1) for a vehicle, comprising:
- at least one steered axle (2, 6);
- a primary steering device (3) with a mechanical primary interface (3.1) for outputting a primary steering input to the at least one steered axle (2, 6), wherein the primary steering device (3) has a primary steering input generation unit (3.2) which is designed to generate the primary steering input and to apply it to the at least one steered axle (2, 6) via the mechanical primary interface (3.1);
- a secondary steering device (4) with a mechanical secondary interface (4.1) for outputting a secondary steering input to the at least one steered axle (2, 6), wherein the secondary steering device (4) has a secondary steering input generating unit (4.2) which is designed to generate the secondary steering input and to apply it to the at least one steered axle (2, 6) via the mechanical secondary interface (4.1), wherein
the steering system (1) is designed to control the primary steering device (3) and the secondary steering device (4) to generate the primary steering input and the secondary steering input in accordance with a steering specification, wherein
the secondary steering device (4) is designed to ensure steerability of the vehicle in which the secondary steering device (4) is provided if the primary steering device (3) has a fault, wherein a redundancy case is characterized by a fault in the primary steering device (3).
Furthermore, a vehicle is revealed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug.The present invention relates to a steering system for a vehicle and a vehicle.
Die Elektrifizierung von Lenksystemen bei Fahrzeugen mit mindestens einer gelenkten Achse beinhaltet eine elektromechanisch wirkende Lenkvorrichtung, mit der über eine mechanische Schnittstelle der oder den gelenkten Achse(n) eine Lenkeingabe aufgeprägt werden kann, um die Räder der Achse(n) entsprechend zu lenken bzw. einzuschlagen. Von dieser technischen Lehre geht die vorliegende Erfindung aus.The electrification of steering systems in vehicles with at least one steered axle includes an electromechanically acting steering device with which a steering input can be applied to the steered axle(s) via a mechanical interface in order to steer or turn the wheels of the axle(s) accordingly. The present invention is based on this technical teaching.
Diese elektromechanisch wirkende Lenkvorrichtung kann eine Lenkeingabeerzeugungseinheit aufweisen, die üblicherweise eine elektrisch wirkende Maschine sowie eine mechanische Übersetzung aufweist, um aus der durch die elektrisch wirkende Maschine erzeugten Kraft oder aus dem durch die elektrisch wirkende Maschine erzeugten Drehmoment die Lenkeingabe zu erzeugen. Die elektrisch wirkende Maschine ist üblicherweise ein rotatorisch oder translatorisch arbeitender Elektromotor. Die Lenkvorrichtung ist dabei nahe an der Achse bzw. mit der Achse verbunden vorgesehen, um Elastizitäten im Übertragungsweg der Lenkeingabe über die mechanische Schnittstelle zu minimieren.This electromechanically acting steering device can have a steering input generation unit, which typically comprises an electrically acting machine and a mechanical transmission to generate the steering input from the force generated by the electrically acting machine or from the torque generated by the electrically acting machine. The electrically acting machine is typically a rotary or translational electric motor. The steering device is provided close to the axle or connected to the axle to minimize elasticities in the transmission path of the steering input via the mechanical interface.
Daraus ergibt sich ein Konflikt zwischen der Kraft oder dem Moment, das maximal als Lenkeingabe erzeugt werden kann einerseits, und dem beschränkten Bauraum andererseits, denn je größer die zu erzeugende Kraft oder das zu erzeugende Moment ist, desto größer muss die elektromechanisch wirkende Lenkvorrichtung, insbesondere ihre elektrisch wirkende Maschine und/oder ihre mechanische Übersetzung ausgebildet sein.This results in a conflict between the maximum force or torque that can be generated as steering input on the one hand, and the limited installation space on the other, because the greater the force or torque to be generated, the larger the electromechanical steering device, in particular its electrically acting machine and/or its mechanical transmission, must be.
Da speziell elektrisch angetriebene Fahrzeuge in der Regel ein größeres Gewicht aufweisen als konventionell angetriebene Fahrzeuge, sind die Achslasten dieser Fahrzeuge relativ hoch, was zusätzlich hohe Lenkeingaben erfordert.Since electrically powered vehicles in particular are generally heavier than conventionally powered vehicles, the axle loads of these vehicles are relatively high, which also requires high steering inputs.
Ferner sind insbesondere im Nutzfahrzeugbereich Fahrzeuge bekannt, die über mehr als nur eine gelenkte Achse verfügen.Furthermore, vehicles that have more than one steered axle are known, particularly in the commercial vehicle sector.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Möglichkeiten zur Verfügung zu stellen, um das oben genannte Problem zu lösen und/oder um Lenkmöglichkeiten für Fahrzeugkonfigurationen mit mehreren gelenkten Achsen aufzuzeigen.It is therefore an object of the present invention to provide possibilities to solve the above-mentioned problem and/or to demonstrate steering possibilities for vehicle configurations with multiple steered axles.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous further developments are the subject matter of the dependent claims.
Nachfolgend werden eine Primärlenkvorrichtung und eine Sekundärlenkvorrichtung beschrieben sowie damit verbundene Begriffe verwendet (Primärschnittstelle, Primärlenkeingabeerzeugungseinheit, Primärsteuermittel, Sekundärschnittstelle, Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit, Sekundärsteuermittel). Dabei soll hier nicht ausschließlich der Fall betrachtet werden, dass die Gegenstände mit dem vorangestellten Ausdruck „Primär“ die Hauptlenkvorrichtung und Elemente davon beschreiben, während die Gegenstände mit dem vorangestellten Ausdruck „Sekundär“ eine Hilfs- oder Unterstützungslenkvorrichtung kennzeichnen. Dies kann eine spezielle Ausführungsform der Erfindung darstellen. Diese muss aber nicht zwingend darauf beschränkt sein. Allgemein werden die Ausdrücke „Primär“ und „Sekundär“ lediglich zur Unterscheidung der beschriebenen Lenkvorrichtungen bzw. zur Zuordnung der entsprechenden Elemente zu diesen Lenkvorrichtungen verwendet, ohne dass eine Priorisierung oder eine hierarchische Zuordnung der Lenkvorrichtungen zueinander beschrieben werden soll.A primary steering device and a secondary steering device are described below, along with associated terms (primary interface, primary steering input generating unit, primary control means, secondary interface, secondary steering input generating unit, secondary control means). This does not exclusively concern the case where items preceded by the term "primary" describe the main steering device and elements thereof, while items preceded by the term "secondary" identify an auxiliary or support steering device. This may represent a specific embodiment of the invention. However, it need not necessarily be limited thereto. In general, the terms "primary" and "secondary" are used merely to distinguish between the described steering devices or to assign the corresponding elements to these steering devices, without any prioritization or hierarchical assignment of the steering devices to one another being intended.
Offenbart wird eine Sekundärlenkvorrichtung für ein Lenksystem das mindestens eine gelenkte Achse und eine Primärlenkvorrichtung aufweist. Die Primärlenkvorrichtung ist dazu ausgebildet, der mindestens einen gelenkten Achse eine Primärlenkeingabe aufzuprägen.Disclosed is a secondary steering device for a steering system having at least one steered axle and a primary steering device. The primary steering device is configured to impart a primary steering input to the at least one steered axle.
Die Sekundärlenkvorrichtung weist eine mechanische Sekundärschnittstelle zur Abgabe einer Sekundärlenkeingabe an die mindestens eine gelenkte Achse auf, wobei die Sekundärlenkvorrichtung eine Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Sekundärschnittstelle der mindestens einen gelenkten Achse aufzuprägen.The secondary steering device has a mechanical secondary interface for outputting a secondary steering input to the at least one steered axle, wherein the secondary steering device has a secondary steering input generation unit which is designed to generate the secondary steering input and to apply it to the at least one steered axle via the mechanical secondary interface.
Die hier offenbarte Sekundärlenkvorrichtung dient also dazu, Sekundärlenkeingaben zu erzeugen und der mindestens einen gelenkten Achse aufzuprägen.The secondary steering device disclosed here therefore serves to generate secondary steering inputs and to impose them on the at least one steered axle.
Die Sekundärlenkvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Sekundärlenkeingabe zusätzlich zu einer Primärlenkeingabe der Primärlenkvorrichtung auf die mindestens eine gelenkte Achse aufzuprägen, so dass eine aus Primärlenkeingabe und Sekundärlenkeingabe kombinierte Lenkeingabe erfolgt.The secondary steering device can be designed to apply the secondary steering input to the at least one steered axle in addition to a primary steering input of the primary steering device, so that a steering input combined from the primary steering input and the secondary steering input is provided.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sekundärlenkvorrichtung auch dazu ausgebildet sein, die Sekundärlenkeingabe alleine und ohne eine Primärlenkeingabe der Primärlenkvorrichtung auf die mindestens eine gelenkte Achse aufzuprägen.Alternatively or additionally, the secondary steering device can also be designed to apply the secondary steering input alone and without a primary steering input of the primary steering device to the at least one steered axle.
Die Sekundärlenkvorrichtung stellt damit eine Ergänzung zu der Primärlenkvorrichtung dar, wobei die Primärlenkvorrichtung wiederum entsprechend dem eingangs beschriebenen Stand der Technik ein wesentliches Element einer elektromechanischen Lenkung darstellt. Mit der offenbarten Sekundärlenkvorrichtung kann also eine elektromechanische Lenkung bzw. ein Lenksystem mit einer elektromechanisch wirkenden Primärlenkvorrichtung ergänzt werden.The secondary steering device thus represents a supplement to the primary steering device, with the primary steering device, in turn, representing an essential element of an electromechanical steering system according to the prior art described above. The disclosed secondary steering device can therefore be used to supplement an electromechanical steering system or a steering system with an electromechanically acting primary steering device.
Vorzugsweise ist die Primärlenkeingabe eine Lenkkraft oder ein Lenkmoment.Preferably, the primary steering input is a steering force or a steering torque.
Alternativ oder zusätzlich ist die Sekundärlenkeingabe eine Lenkkraft oder ein Lenkmoment.Alternatively or additionally, the secondary steering input is a steering force or a steering torque.
Vorzugsweise ist die Primärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, die Primärlenkeingabe elektromechanisch oder hydraulisch, insbesondere elektrohydraulisch, zu erzeugen.Preferably, the primary steering device is designed to generate the primary steering input electromechanically or hydraulically, in particular electrohydraulically.
Vorzugsweise ist die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit dazu ausgebildet, die Sekundärlenkeingabe elektromechanisch oder hydraulisch, insbesondere elektrohydraulisch, zu erzeugen.Preferably, the secondary steering input generating unit is designed to generate the secondary steering input electromechanically or hydraulically, in particular electrohydraulically.
Wenn die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe elektromechanisch zu erzeugen, kann die Sekundärlenkvorrichtung bevorzugt gleich der Primärlenkvorrichtung ausgebildet sein. Auf diese Weise wird eine komplexe Ausbildung des Lenksystems, in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, vermieden. Die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit kann, wenn sie dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe elektromechanisch zu erzeugen, eine elektrische Maschine aufweisen, die ggf. mit einem Getriebe kombiniert ist. Das Getriebe kann einen Kugelgewindetrieb, einen Spindeltrieb oder eine Kombination aus Ritzel und Zahnstange umfassen. Die elektrische Maschine kann ein rotatorisch oder translatorisch arbeitender Elektromotor sein.If the secondary steering input generating unit is designed to generate the secondary steering input electromechanically, the secondary steering device can preferably be designed identically to the primary steering device. In this way, a complex design of the steering system in which the secondary steering device is provided is avoided. If the secondary steering input generating unit is designed to generate the secondary steering input electromechanically, it can have an electric machine, optionally combined with a transmission. The transmission can comprise a ball screw drive, a spindle drive, or a combination of pinion and rack. The electric machine can be a rotary or translational electric motor.
Ist die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit dazu ausgebildet, die Sekundärlenkeingabe hydraulisch zu erzeugen, so besteht der Vorteil, dass die Sekundärlenkvorrichtung relativ frei innerhalb des Lenksystems oder innerhalb des Fahrzeugs platziert werden kann, da Druckerzeuger der Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit wie Pumpen und weitere hydraulische Elemente der Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit relativ frei platziert werden können und nicht zwingend nahe der entsprechenden Achse platziert werden müssen. Zudem ist es möglich durch Vorsehen einer hydraulischen Übersetzung auf mechanische Übersetzungen oder Getriebe zu verzichten. Die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit muss daher bei hydraulischer Erzeugung der Sekundärlenkeingabe kein mechanisches Getriebe bzw. keine mechanische Übersetzung aufweisen. Eine Sekundärlenkvorrichtung mit einer Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe hydraulisch zu erzeugen, stellt damit eine vorteilhafte Ergänzung zu einer Primärlenkvorrichtung dar, die dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabe elektromechanisch zu erzeugen.If the secondary steering input generating unit is designed to generate the secondary steering input hydraulically, this has the advantage that the secondary steering device can be positioned relatively freely within the steering system or within the vehicle, since pressure generators of the secondary steering input generating unit, such as pumps and other hydraulic elements of the secondary steering input generating unit, can be positioned relatively freely and do not necessarily have to be located close to the corresponding axle. Furthermore, by providing a hydraulic transmission, it is possible to dispense with mechanical transmissions or gears. Therefore, when the secondary steering input is generated hydraulically, the secondary steering input generating unit does not need to have a mechanical transmission or gear ratio. A secondary steering device with a secondary steering input generating unit designed to generate the secondary steering input hydraulically thus represents an advantageous addition to a primary steering device designed to generate the primary steering input electromechanically.
Vorzugsweise weist die Primärlenkvorrichtung ein Primärsteuermittel auf, das dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabeerzeugungseinheit zur Erzeugung der Primärlenkeingabe basierend auf einem Primäransteuersignal anzusteuern. Das Primärsteuermittel kann ein elektrisches oder elektronisches Mittel umfassen, um die Primärlenkeingabe entsprechend anzusteuern.Preferably, the primary steering device comprises a primary control means configured to control the primary steering input generation unit to generate the primary steering input based on a primary control signal. The primary control means may comprise an electrical or electronic means for controlling the primary steering input accordingly.
Vorzugsweise weist die Sekundärlenkvorrichtung ein Sekundärsteuermittel auf, das dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit zur Erzeugung der Sekundärlenkeingabe basierend auf einem Sekundäransteuersignal anzusteuern. Das Sekundärsteuermittel kann ein elektrisches oder elektronisches Mittel, insbesondere ein Datenverarbeitungsmittel, umfassen, um die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit entsprechend anzusteuern. Das Sekundäransteuersignal ist bevorzugt so gestaltet, dass die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit bzw. die Sekundärlenkvorrichtung die Sekundärlenkeingabe so erzeugen, dass die Sekundärlenkeingabe passend zur Primärlenkeingabe erzeugt wird. Sind beispielsweise die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung mit den jeweiligen mechanischen Schnittstellen mit derselben gelenkten Achse in Kontakt, so kann das Sekundäransteuersignal so erzeugt werden, dass die Sekundärlenkeingabe eine Unterstützung der Primärlenkeingabe darstellt. Sind beispielsweise die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung mit den jeweiligen mechanischen Schnittstellen mit unterschiedlichen gelenkten Achse in Kontakt, so kann das Sekundäransteuersignal so erzeugt werden, dass die Sekundärlenkvorrichtung eine Lenkung des Fahrzeugs, in dem das Lenksystem vorgesehen ist, bewirkt, die kinematisch zu der Lenkung durch die Primärlenkeingabe abgestimmt ist.The secondary steering device preferably has a secondary control means configured to control the secondary steering input generating unit to generate the secondary steering input based on a secondary control signal. The secondary control means may comprise an electrical or electronic means, in particular a data processing means, to appropriately control the secondary steering input generating unit. The secondary control signal is preferably configured such that the secondary steering input generating unit or the secondary steering device generates the secondary steering input in such a way that the secondary steering input is generated to match the primary steering input. For example, if the primary steering device and the secondary steering device are in contact with the same steered axle via the respective mechanical interfaces, the secondary control signal can be generated such that the secondary steering input represents a support for the primary steering input. For example, if the primary steering device and the secondary steering device are in contact with the respective mechanical interfaces with different steered axles, the secondary control signal can be generated such that the secondary steering device effects a steering of the vehicle in which the steering system is provided, which is kinematically coordinated with the steering by the primary steering input.
Sowohl das Primäransteuersignal als auch das Sekundäransteuersignal können auf einer Lenkvorgabe basieren, die an die Primärlenkvorrichtung und/oder an die Sekundärlenkvorrichtung gesendet wird. Die Lenkvorgabe kann wie weiter unten beschrieben ausgebildet sein. Die Lenkvorgabe kann auch an ein Lenksystem, in dem die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen sind, beispielsweise ein unten definierte Lenksystem, gesendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass das Primärsteuermittel dazu ausgebildet ist, das Primäransteuersignal und das Sekundäransteuersignal aus der Lenkvorgabe zu generieren. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Primärsteuermittel dazu ausgebildet ist, das Primäransteuersignal aus der Lenkvorgabe zu generieren und das Sekundärsteuermittel dazu ausgebildet ist, das Sekundäransteuersignal aus der Lenkvorgabe zu generieren.Both the primary control signal and the secondary control signal can be based on a steering command that is sent to the primary steering device and/or to the secondary steering device. The steering command can be configured as described below. The steering command can also be sent to a steering system in which the primary steering device and the secondary steering device are provided, for example, a steering system defined below. It can be provided that the primary control means is configured to is to generate the primary control signal and the secondary control signal from the steering input. However, it can also be provided that the primary control means is designed to generate the primary control signal from the steering input and the secondary control means is designed to generate the secondary control signal from the steering input.
Vorzugsweise ist das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal selbst zu erzeugen. Diese Möglichkeit kann dann vorgesehen sein, wenn die Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet ist, dass lediglich die Lenkvorgabe an die Sekundärlenkvorrichtung, insbesondere an das Sekundärsteuermittel, gesendet wird bzw. davon empfangen wird.Preferably, the secondary control means of the secondary steering device is configured to generate the secondary control signal itself. This option can be provided if the secondary steering device is configured such that only the steering command is sent to or received from the secondary steering device, in particular to the secondary control means.
Das Lenksystem in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, kann so ausgebildet sein, dass die Lenkvorgabe direkt an die Sekundärlenkvorrichtung, insbesondere an das Sekundärsteuermittel, gesendet wird oder von der Primärlenkvorrichtung, insbesondere von dem Primärsteuermittel, an die Sekundärlenkvorrichtung oder and das Sekundärsteuermittel weitergeleitet wird.The steering system in which the secondary steering device is provided can be designed such that the steering command is sent directly to the secondary steering device, in particular to the secondary control means, or is forwarded from the primary steering device, in particular from the primary control means, to the secondary steering device or to the secondary control means.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass das Lenksystem in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, dazu ausgebildet ist, dass Größen der Primärlenkvorrichtung, wie die durch die Primärlenkvorrichtung erzeugte Primärlenkeingabe, an das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung gesendet werden und zusätzlich bei der Erzeugung des Sekundäransteuersignals durch das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung berücksichtigt werden.It can also be provided that the steering system in which the secondary steering device is provided is designed such that variables of the primary steering device, such as the primary steering input generated by the primary steering device, are sent to the secondary control means of the secondary steering device and are additionally taken into account when generating the secondary control signal by the secondary control means of the secondary steering device.
Vorzugsweise ist das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal basierend auf einem Lastzustand des Lenksystems und/oder basierend auf einem Kinematikzustand des Lenksystems zu erzeugen.Preferably, the secondary control means of the secondary steering device is designed to generate the secondary control signal based on a load state of the steering system and/or based on a kinematic state of the steering system.
Vorzugsweise weist das Lenksystem, in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, und/oder die Sekundärlenkvorrichtung selbst ein Erfassungsmittel oder mehrere Erfassungsmittel auf, das oder die dazu ausgebildet ist oder sind, eine Kraft oder mehrere Kräfte und/oder ein Moment oder mehrere Momente an der mindestens einen gelenkten Achse zu erfassen und an das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung zu übermitteln. Dies kann beispielsweise eine Kraft- und/oder Momentenerfassung an der Primärschnittstelle und/oder an der Sekundärschnittstelle umfassen. Insbesondere kann eine Erfassung der Kraft an einer Schubstange der mindestens einen gelenkten Achse vorgesehen sein.Preferably, the steering system in which the secondary steering device is provided and/or the secondary steering device itself has one or more detection means designed to detect one or more forces and/or one or more moments on the at least one steered axle and transmit them to the secondary control means of the secondary steering device. This can, for example, comprise force and/or moment detection at the primary interface and/or at the secondary interface. In particular, detection of the force on a push rod of the at least one steered axle can be provided.
Vorzugsweise weist das Lenksystem, in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, und/oder die Sekundärlenkvorrichtung selbst ein Erfassungsmittel oder mehrere Erfassungsmittel auf, das oder die dazu ausgebildet ist oder sind, kinematische Größen, wie Lenkwinkel oder Federwege an der mindestens einen gelenkten Achse zu erfassen und an das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung zu übermitteln. Dies ist vorteilhaft, da insbesondere eine Gegenkraft oder ein Gegenmoment, das an der Primärschnittstelle und/oder an der Sekundärschnittstelle durch die aufgebrachte Primärlenkeingabe bzw. Sekundärlenkeingabe überwunden werden muss, von dem Kinematikzustand der mindestens einen gelenkten Achse abhängt.Preferably, the steering system in which the secondary steering device is provided and/or the secondary steering device itself has one or more detection means configured to detect kinematic variables, such as steering angles or spring travels, on the at least one steered axle and transmit them to the secondary control means of the secondary steering device. This is advantageous because, in particular, a counterforce or countertorque that must be overcome at the primary interface and/or at the secondary interface by the applied primary steering input or secondary steering input depends on the kinematic state of the at least one steered axle.
Das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Kräfte, Momente und/oder kinematischen Größen, die über die Erfassungsmittel erfasst werden, bei der Erzeugung des Sekundäransteuersignals zu berücksichtigen.The secondary control means of the secondary steering device is preferably designed to take into account the forces, moments and/or kinematic variables detected by the detection means when generating the secondary control signal.
Vorzugsweise ist das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal auf Basis von an der mindestens einen gelenkten Achse wirkenden Kräfte oder Momente und insbesondere an der mechanischen Sekundärschnittstelle wirkenden Kräfte oder Momente zu erzeugen.Preferably, the secondary control means of the secondary steering device is designed to generate the secondary control signal on the basis of forces or moments acting on the at least one steered axle and in particular forces or moments acting on the mechanical secondary interface.
Vorzugsweise ist die Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal von einer externen Quelle zu empfangen. Die externen Quellen werden weiter unten im Zusammenhang mit dem offenbarten Lenksystem weiter konkretisiert. Daher wird an dieser Stelle auf die folgenden Ausführungen verwiesen. Insbesondere kann als Quelle die Primärlenkvorrichtung des Lenksystems, in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, oder ein Zentralsteuermittel fungieren.Preferably, the secondary steering device is configured to receive the secondary control signal from an external source. The external sources are further specified below in connection with the disclosed steering system. Therefore, reference is made to the following explanations. In particular, the primary steering device of the steering system in which the secondary steering device is provided, or a central control means, can act as the source.
Die Sekundärlenkvorrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine Redundanzebene zu der Primärlenkvorrichtung zu schaffen.The secondary steering device can in particular be designed to create a redundancy level to the primary steering device.
Vorzugsweise ist die Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, eine Lenkbarkeit des Fahrzeugs in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, sicherzustellen, wenn die Primärlenkvorrichtung einen Fehler aufweist. Die Sekundärlenkvorrichtung ermöglicht daher eine redundante Ausprägung des nachfolgend beschriebenen Lenksystems. Wird speziell auf Aspekte zur Redundanz eingegangen, so wird dies nachfolgend mit dem Ausdruck „Redundanzfall“ oder „im Redundanzfall“ gekennzeichnet.Preferably, the secondary steering device is designed to ensure the steerability of the vehicle in which the secondary steering device is provided if the primary steering device exhibits a fault. The secondary steering device therefore enables a redundant configuration of the steering system described below. If specific aspects of redundancy are addressed, this will be referred to below as "redundancy case" or "in the case of redundancy."
Nachfolgend wird ein Lenksystem offenbart. Merkmale eines solchen Lenksystems, die bereits in Zusammenhang mit der oben beschriebenen Sekundärlenkvorrichtung erläutert wurden, können ebenfalls als Merkmale bzw. Ausführungsformen des nachfolgend beschriebenen Lenksystems angesehen werden.A steering system is disclosed below. Features of such a steering system that have already been The features explained in connection with the secondary steering device described above can also be regarded as features or embodiments of the steering system described below.
Die nachfolgend als Bestandteil des Lenksystems beschriebene Sekundärlenkvorrichtung kann insbesondere wie die oben beschriebene Sekundärlenkvorrichtung ausgebildet sein.The secondary steering device described below as a component of the steering system can in particular be designed like the secondary steering device described above.
Offenbart wird ein Lenksystem für ein Fahrzeug, aufweisend:
- - mindestens eine gelenkte Achse;
- - eine Primärlenkvorrichtung mit einer mechanischen Primärschnittstelle zur Abgabe einer Primärlenkeingabe an die mindestens eine gelenkte Achse, wobei die Primärlenkvorrichtung eine Primärlenkeingabeerzeugungseinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Primärschnittstelle der mindestens einen gelenkten Achse aufzuprägen;
- - eine Sekundärlenkvorrichtung wie oben beschrieben, wobei die Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet ist, die erzeugte Sekundärlenkeingabe über die mechanische Sekundärschnittstelle der mindestens einen gelenkten Achse aufzuprägen.
- - at least one steered axle;
- - a primary steering device with a mechanical primary interface for delivering a primary steering input to the at least one steered axle, wherein the primary steering device has a primary steering input generating unit which is designed to generate the primary steering input and to apply it to the at least one steered axle via the mechanical primary interface;
- - a secondary steering device as described above, wherein the secondary steering device is designed to impart the generated secondary steering input via the mechanical secondary interface to the at least one steered axle.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Lenksystem Folgendes auf:
- - mindestens eine gelenkte Achse;
- - eine Primärlenkvorrichtung mit einer mechanischen Primärschnittstelle zur Abgabe einer Primärlenkeingabe an die mindestens eine gelenkte Achse, wobei die Primärlenkvorrichtung eine Primärlenkeingabeerzeugungseinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Primärschnittstelle der mindestens einen gelenkten Achse aufzuprägen;
- - eine Sekundärlenkvorrichtung mit einer mechanischen Sekundärschnittstelle zur Abgabe einer Sekundärlenkeingabe an die mindestens eine gelenkte Achse, wobei die Sekundärlenkvorrichtung eine Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Sekundärschnittstelle der mindestens einen gelenkten Achse aufzuprägen, wobei
- - at least one steered axle;
- - a primary steering device with a mechanical primary interface for delivering a primary steering input to the at least one steered axle, wherein the primary steering device has a primary steering input generating unit which is designed to generate the primary steering input and to apply it to the at least one steered axle via the mechanical primary interface;
- - a secondary steering device with a mechanical secondary interface for delivering a secondary steering input to the at least one steered axle, wherein the secondary steering device has a secondary steering input generating unit which is designed to generate the secondary steering input and to apply it to the at least one steered axle via the mechanical secondary interface, wherein
Nachfolgend werden bevorzugte Weiterbildungsmöglichkeiten der Lenksysteme beschrieben.Preferred training options for steering systems are described below.
Vorzugsweise ist die Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, eine Lenkbarkeit des Fahrzeugs in dem die Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen ist, sicherzustellen, wenn die Primärlenkvorrichtung einen Fehler aufweist, wobei durch einen Fehler der Primärlenkvorrichtung ein Redundanzfall charakterisiert ist.Preferably, the secondary steering device is designed to ensure steerability of the vehicle in which the secondary steering device is provided when the primary steering device has a fault, wherein a redundancy case is characterized by a fault in the primary steering device.
Da die Sekundärlenkvorrichtung ebenso wie die Primärlenkvorrichtung eine Lenkeingabe auf die mindestens eine gelenkte Achse aufprägen kann, ist es auf diese Weise möglich, das Lenksystem diversitär redundant auszubilden. D.h., dass im Redundanzfall immer noch eine Lenkbarkeit bzw. ein Einsatz der mindestens einen gelenkten Achse möglich ist und nicht auf ein anderes System oder Verfahren gewechselt werden muss, um das Fahrzeug zu lenken. Diversitäre Redundanz kann beispielsweise erreicht werden, indem das Primärsteuermittel und das Sekundärsteuermittel unterschiedlich aufgebaut sind oder elektronische Bauteile unterschiedlicher Hersteller enthalten.Since the secondary steering device, like the primary steering device, can apply a steering input to the at least one steered axle, it is possible to design the steering system with diverse redundancy. This means that, in the event of redundancy, the at least one steered axle can still be steered or used, and there is no need to switch to another system or method to steer the vehicle. Diverse redundancy can be achieved, for example, by having different primary and secondary control means or by using electronic components from different manufacturers.
Bevorzugt ist das Lenksystem dazu ausgebildet, die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung zur Erzeugung der Primärlenkeingabe und der Sekundärlenkeingabe entsprechend einer Lenkvorgabe zu steuern.Preferably, the steering system is designed to control the primary steering device and the secondary steering device to generate the primary steering input and the secondary steering input in accordance with a steering command.
Die Lenkvorgabe kann beispielsweise die Eingabe eines Fahrers über eine Fahrerschnittstelle, wie ein Lenkrad, sein. Bei autonom fahrenden Fahrzeugen kann die Lenkvorgabe auch oder ausschließlich automatisiert durch das Fahrzeug erzeugt werden und an das Lenksystem übermittelt werden. Beispielsweise ist eine Lenkvorgabe ein Lenkradwinkel oder ein Lenkradmoment oder eine Sollvorgabe für einen Lenkwinkel, eine Lenkkraft oder ein Lenkmoment.The steering command can, for example, be a driver input via a driver interface, such as a steering wheel. In autonomous vehicles, the steering command can also be generated automatically by the vehicle and transmitted to the steering system. For example, a steering command can be a steering wheel angle or torque, or a target command for a steering angle, steering force, or steering torque.
Die mindestens eine gelenkte Achse kann eine Fahrzeugachse mit Rädern sein, die durch Drehen oder Schwenken der Räder dieser Achsen um eine Lenkachse gelenkt werden.The at least one steered axle may be a vehicle axle with wheels that are steered by turning or pivoting the wheels of these axles around a steering axis.
Die mechanische Primärschnittstelle kann mit einem gelenkten Rad der mindestens einen gelenkten Achse in Kontakt stehen, um die Primärlenkeingabe auf die mindestens eine Achse aufzuprägen. Insbesondere kann dies ein Lenkhebel am Rad sein.The primary mechanical interface may be in contact with a steered wheel of the at least one steered axle to apply the primary steering input to the at least one axle. In particular, this may be a steering lever on the wheel.
Die mechanische Primärschnittstelle kann mit einem Lenkgestänge der mindestens einen gelenkten Achse in Kontakt stehen, um die Primärlenkeingabe auf die mindestens eine Achse aufzuprägen. Insbesondere kann dies eine Schubstange sein.The mechanical primary interface can be connected to a steering linkage of at least one steered axle to apply the primary steering input to at least one axle. In particular, this may be a push rod.
Die mechanische Sekundärschnittstelle kann mit einem gelenkten Rad der mindestens einen gelenkten Achse in Kontakt stehen, um die Sekundärlenkeingabe auf die mindestens eine Achse aufzuprägen. Insbesondere kann dies ein Lenkhebel am Rad sein. Das entsprechende Rad kann vorteilhafterweise ein Rad der gelenkten Achse sein, das nicht direkt mit der mechanischen Primärschnittstelle in Kontakt steht und insbesondere dem Rad, das direkt mit der mechanischen Primärschnittstelle in Kontakt steht quer zur Fahrtrichtung und damit auf der anderen Fahrzeugseite gegenüber liegt. Somit ist es möglich, eine verteilte Anordnung der Primärlenkvorrichtung und der Sekundärlenkvorrichtung vorzunehmen, was sich vorteilhaft auf den Platzbedarf der entsprechenden gelenkten Achse auswirkt.The mechanical secondary interface can be in contact with a steered wheel of the at least one steered axle in order to apply the secondary steering input to the at least one axle. In particular, this can be a steering lever on the wheel. The corresponding wheel can advantageously be a wheel of the steered axle that is not in direct contact with the mechanical primary interface and, in particular, is located transversely to the direction of travel and thus on the other side of the vehicle opposite the wheel that is in direct contact with the mechanical primary interface. This makes it possible to distribute the primary steering device and the secondary steering device, which has a beneficial effect on the space required by the corresponding steered axle.
Die mechanische Sekundärschnittstelle kann mit einem Lenkgestänge der mindestens einen gelenkten Achse in Kontakt stehen, um die Sekundärlenkeingabe auf die mindestens eine Achse aufzuprägen. Insbesondere kann dies eine Schubstange sein. Besonders bevorzugt kann dies dasselbe Lenkgestänge oder dieselbe Schubstange sein, mit der die mechanische Primärschnittstelle in Kontakt steht. Somit ist keine zusätzliche Ankopplung der mechanischen Sekundärschnittstelle bzw. der Sekundärlenkvorrichtung nötig, was sich vorteilhaft auf den Platzbedarf der entsprechenden gelenkten Achse auswirkt.The mechanical secondary interface can be in contact with a steering linkage of the at least one steered axle in order to apply the secondary steering input to the at least one axle. In particular, this can be a push rod. Particularly preferably, this can be the same steering linkage or push rod with which the mechanical primary interface is in contact. Thus, no additional coupling of the mechanical secondary interface or the secondary steering device is necessary, which has a beneficial effect on the space requirements of the corresponding steered axle.
Vorzugsweise ist das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal basierend auf der Lenkvorgabe zur Steuerung der Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit zu empfangen. Das Sekundäransteuersignal kommt in diesem Fall von einer externen Quelle. Diese wird nachfolgend näher beschrieben.Preferably, the secondary control means of the secondary steering device is configured to receive the secondary control signal based on the steering input for controlling the secondary steering input generation unit. In this case, the secondary control signal comes from an external source. This is described in more detail below.
Vorzugsweise weist das Lenksystem ein Zentralsteuermittel auf, das dazu ausgebildet ist, das Sekundäransteuersignal an das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung zu senden. Das Zentralsteuermittel kann ein elektrisches oder elektronisches Mittel, insbesondere ein Datenverarbeitungsmittel, umfassen. Das Zentralsteuermittel ist vorzugsweise dazu ausgebildet, aus der Lenkvorgabe das Sekundäransteuersignal zu erzeugen. Bevorzugt kann das Zentralsteuermittel auch ein Primäransteuersignal für die Primärlenkvorrichtung erzeugen. So können die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung zentral durch ein zentrales Steuermittel, eben das Zentralsteuermittel, angesteuert werden. Das Zentralsteuermittel kann dazu ausgebildet sein, zur Erzeugung des Primäransteuersignals und/oder zur Erzeugung des Sekundäransteuersignals Informationen des Lenksystems, insbesondere der Primärlenkvorrichtung und/oder der Sekundärlenkvorrichtung, zu berücksichtigen. Dabei kann die Information eine Information zum Lastzustand und/oder Kinematikzustand umfassen, wie sie weiter unten im Zusammenhang mit dem Erfassungsmittel beschrieben wird.The steering system preferably has a central control means configured to send the secondary control signal to the secondary control means of the secondary steering device. The central control means may comprise an electrical or electronic means, in particular a data processing means. The central control means is preferably configured to generate the secondary control signal from the steering input. The central control means may also preferably generate a primary control signal for the primary steering device. Thus, the primary steering device and the secondary steering device can be controlled centrally by a central control means, namely the central control means. The central control means may be configured to take into account information from the steering system, in particular the primary steering device and/or the secondary steering device, to generate the primary control signal and/or to generate the secondary control signal. The information may include information on the load state and/or kinematic state, as described further below in connection with the detection means.
Das Zentralsteuermittel kann bevorzugt frei im Lenksystem oder im Fahrzeug platziert werden. Die Übertragung des Sekundäransteuersignals an die Sekundärlenkvorrichtung oder des Primäransteuersignals an die Primärlenkvorrichtung und des Sekundäransteuersignals an die Sekundärlenkvorrichtung kann analog oder digital erfolgen. Bevorzugt wird dazu eine BUS-Verbindung genutzt.The central control means can preferably be freely positioned within the steering system or within the vehicle. The transmission of the secondary control signal to the secondary steering device, or of the primary control signal to the primary steering device and the secondary control signal to the secondary steering device, can be analog or digital. A bus connection is preferably used for this purpose.
Vorzugsweise ist die Sekundärlenkvorrichtung, insbesondere das Sekundärsteuermittel, dazu ausgebildet, die Korrektheit des empfangenen Sekundäransteuersignals zu prüfen. Dies kann insbesondere mittels Verwendung einer Checksumme oder anderer üblicher Prüfmethoden erfolgen.Preferably, the secondary steering device, in particular the secondary control means, is designed to check the correctness of the received secondary control signal. This can be done, in particular, by using a checksum or other conventional testing methods.
Vorzugsweise weist die Primärlenkvorrichtung ein Primärsteuermittel auf, das dazu ausgebildet ist, das Sekundäransteuersignal an das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung zu senden. Das Primärsteuermittel der Primärlenkvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal an das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung aus der Lenkvorgabe zu generieren. Dabei kann das Primärsteuermittel der Primärlenkvorrichtung insbesondere dazu ausgebildet sein, ein Sekundäransteuersignal zu erzeugen, auf dessen Basis die Sekundärlenkvorrichtung eine Sekundärlenkeingabe erzeugt, die die Primärlenkeingabe unterstützt, wenn die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung auf dieselbe gelenkte Achse wirken. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Primäransteuersignal und das Sekundäransteuersignal so gewählt werden, dass eine Primärlenkeingabe und eine Sekundärlenkeingabe erzeugt werden, bei der weder die Primärlenkeingabeerzeugungseinheit noch die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit überlastet wird oder die jeweils maximal mögliche Lenkeingabe erzeugt. Auf diese Weise kann die Belastung während des Lenkens auf die Primärlenkvorrichtung und auf die Sekundärlenkvorrichtung aufgeteilt werden.The primary steering device preferably has a primary control means configured to send the secondary control signal to the secondary control means of the secondary steering device. The primary control means of the primary steering device is preferably configured to generate the secondary control signal to the secondary control means of the secondary steering device from the steering input. In this case, the primary control means of the primary steering device can in particular be configured to generate a secondary control signal, on the basis of which the secondary steering device generates a secondary steering input that supports the primary steering input when the primary steering device and the secondary steering device act on the same steered axle. It can also be provided that the primary control signal and the secondary control signal are selected such that a primary steering input and a secondary steering input are generated in which neither the primary steering input generating unit nor the secondary steering input generating unit is overloaded or generates the maximum possible steering input. In this way, the load during steering can be distributed between the primary steering device and the secondary steering device.
Die Übertragung des Sekundäransteuersignals von der Primärlenkvorrichtung oder von dem Primärsteuermittel an die Sekundärlenkvorrichtung kann analog oder digital erfolgen. Bevorzugt wird dazu eine BUS-Verbindung genutzt.The transmission of the secondary control signal from the primary steering device or from the primary control means to the secondary steering device can be analog or digital. A bus connection is preferably used for this purpose.
Vorzugsweise ist die Sekundärlenkvorrichtung, insbesondere das Sekundärsteuermittel, dazu ausgebildet, die Korrektheit des empfangenen Sekundäransteuersignals zu prüfen. Dies kann insbesondere mittels Verwendung einer Checksumme oder anderer üblicher Prüfmethoden erfolgen.Preferably, the secondary steering device, in particular the secondary control means, is designed to designed to check the correctness of the received secondary control signal. This can be done, in particular, using a checksum or other common test methods.
Wirken die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung auf verschiedene gelenkte Achsen, so ist das Primärsteuermittel der Primärlenkvorrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal für die Sekundärlenkvorrichtung so zu generieren, dass eine Berücksichtigung der Fahrzeugkinematik bzw. Fahrwerkskinematik erfolgt.If the primary steering device and the secondary steering device act on different steered axles, the primary control means of the primary steering device is preferably designed to generate the secondary control signal for the secondary steering device in such a way that the vehicle kinematics or chassis kinematics are taken into account.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Sekundäransteuersignal für die Sekundärlenkvorrichtung nicht von dem Primärsteuermittel der Primärlenkvorrichtung erzeugt wird. Stattdessen kann vorgesehen sein, dass das Sekundäransteuersignal von einer anderen externen Quelle oder dem Zentralsteuermittel generiert wird und an das Primärsteuermittel der Primärlenkvorrichtung gesendet wird. Dieses ist dann dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal an die Sekundärlenkvorrichtung oder an das Sekundärsteuermittel der Sekundärlenkvorrichtung zu senden.However, it can also be provided that the secondary control signal for the secondary steering device is not generated by the primary control means of the primary steering device. Instead, it can be provided that the secondary control signal is generated by another external source or the central control means and sent to the primary control means of the primary steering device. This is then configured to send the secondary control signal to the secondary steering device or to the secondary control means of the secondary steering device.
Das Primärsteuermittel der Primärlenkvorrichtung kann mit dem oben beschriebenen Primärsteuermittel identisch sein, das dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabeerzeugungseinheit zur Erzeugung der Primärlenkeingabe basierend auf einem Primäransteuersignal anzusteuern. Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich die beiden Steuermittel voneinander unterscheiden.The primary control means of the primary steering device may be identical to the primary control means described above, which is configured to control the primary steering input generation unit to generate the primary steering input based on a primary control signal. Alternatively, the two control means may be different from one another.
Vorzugsweise weist das Lenksystem ein Erfassungsmittel auf, das dazu ausgebildet ist, den Lastzustand des Lenksystems oder den Kinematikzustand des Lenksystems zu erfassen. Das Erfassungsmittel kann wie oben beschrieben ein separater Teil des Lenksystems sein oder als Bestandteil der Primärlenkvorrichtung und/oder als Bestandteil der Sekundärlenkvorrichtung vorgesehen sein.Preferably, the steering system has a detection means configured to detect the load state of the steering system or the kinematic state of the steering system. The detection means can be a separate part of the steering system, as described above, or can be provided as a component of the primary steering device and/or as a component of the secondary steering device.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Primärlenkvorrichtung, insbesondere das Primärsteuermittel, dazu ausgebildet ist, das Sekundäransteuersignal aufgrund des erfassten Lastzustands und/oder aufgrund des erfassten Kinematikzustands zu generieren. Diese können insbesondere durch Erfassen von an der Primärschnittstelle wirkende Kräfte und/oder Momente bzw. kinematische Größen wie Verfahrweg oder Lenkwinkel bestimmt werden. Es kann also vorgesehen sein, dass lediglich der lastzustand und/oder der Kinematikzustand an der Primärschnittstelle erfasst wird bzw. entsprechende Größen nur an der Primärschnittstelle erfasst werden. Die Primärlenkvorrichtung, insbesondere das Primärsteuermittel, ist dann vorzugsweise dazu ausgebildet, aus diesem Lastzustand und/oder Kinematikzustand das entsprechende Sekundäransteuersignal zu erzeugen.Preferably, it can be provided that the primary steering device, in particular the primary control means, is designed to generate the secondary control signal based on the detected load state and/or based on the detected kinematic state. These can be determined in particular by detecting forces and/or moments acting at the primary interface or kinematic variables such as travel distance or steering angle. It can therefore be provided that only the load state and/or the kinematic state is detected at the primary interface or corresponding variables are detected only at the primary interface. The primary steering device, in particular the primary control means, is then preferably designed to generate the corresponding secondary control signal from this load state and/or kinematic state.
Gemäß einer Ausführungsform sind die mechanische Primärschnittstelle und die mechanische Sekundärschnittstelle mit derselben gelenkten Achse verbunden, so dass die Primärlenkeingabe und die Sekundärlenkeingabe einzeln oder kombiniert zur Lenkung auf die Achse wirken können. Wie oben beschrieben, kann dadurch ermöglicht werden, dass die Lenkeingaben entsprechend auf die Primärlenkvorrichtung und auf die Sekundärlenkvorrichtung aufgeteilt werden, so dass eine Überlastung der Lenkvorrichtungen oder die Erzeugung einer maximalen Lenkeingabe durch die Primärlenkvorrichtung oder durch die Sekundärlenkvorrichtung vermieden werden kann.According to one embodiment, the primary mechanical interface and the secondary mechanical interface are connected to the same steered axle, so that the primary steering input and the secondary steering input can act individually or in combination to steer the axle. As described above, this allows the steering inputs to be distributed accordingly between the primary steering device and the secondary steering device, thus avoiding overloading the steering devices or generating a maximum steering input by either the primary steering device or the secondary steering device.
Eine Verbindung der mechanischen Primärschnittstelle und der mechanischen Sekundärschnittstelle mit derselben gelenkten Achse schließt nicht aus, dass eine Verbindung der Primärschnittstelle und/oder der Sekundärschnittstelle zu mindestens einer weiteren gelenkten Achse vorhanden ist. Möglich ist bei einem Lenksystem, dass die Primärschnittstelle mit einer Achse verbunden und die Sekundärschnittstelle mit derselben Achse verbunden ist. Zusätzlich kann eine mechanisch und kinematisch abgestimmte Verbindung (z.B. ein Gestänge) der Primärschnittstelle und/oder der Sekundärschnittstelle zu mindestens einer weiteren gelenkten Achse vorgesehen sein. Eine andere mögliche Konfiguration ist charakterisiert durch eine Verbindung der Primärschnittstelle mit einer ersten gelenkten Achse und durch eine Verbindung der Sekundärschnittstelle mit einer zweiten gelenkten Achse. Hier kann die Primärschnittstelle über eine mechanisch und kinematisch abgestimmte Verbindung (z.B. ein Gestänge) mit der zweiten gelenkten Achse verbunden sein, um die Primärlenkeingabe auf die zweite Achse zu übertragen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sekundärschnittstelle über eine mechanisch und kinematisch abgestimmte Verbindung (z.B. ein Gestänge) mit der ersten gelenkten Achse verbunden sein, um die Sekundärlenkeingabe auf die erste Achse zu übertragen. Auf diese Weise sind die Primär- und/oder Sekundärlenkeingabe auf mehrere gelenkte Achsen übertragbar.A connection of the mechanical primary interface and the mechanical secondary interface to the same steered axle does not preclude a connection of the primary interface and/or the secondary interface to at least one other steered axle. In a steering system, it is possible for the primary interface to be connected to one axle and the secondary interface to be connected to the same axle. In addition, a mechanically and kinematically coordinated connection (e.g., a linkage) of the primary interface and/or the secondary interface to at least one other steered axle can be provided. Another possible configuration is characterized by a connection of the primary interface to a first steered axle and by a connection of the secondary interface to a second steered axle. Here, the primary interface can be connected to the second steered axle via a mechanically and kinematically coordinated connection (e.g., a linkage) in order to transmit the primary steering input to the second axle. Alternatively or additionally, the secondary interface can be connected to the first steered axle via a mechanically and kinematically coordinated connection (e.g., a linkage) to transmit the secondary steering input to the first axle. In this way, the primary and/or secondary steering input can be transmitted to multiple steered axles.
Vorzugsweise ist die Sekundärlenkvorrichtung als Unterstützungsvorrichtung der Primärlenkvorrichtung ausgebildet. Sind die mechanische Primärschnittstelle und die mechanische Sekundärschnittstelle mit derselben gelenkten Achse verbunden, kann in diesem Fall die Sekundärlenkvorrichtung so dimensioniert werden, dass ihre maximal mögliche Sekundärlenkeingabe die maximal mögliche Primärlenkeingabe der Primärlenkvorrichtung nicht übersteigt. In diesem Fall erzeugt vorzugsweise die Primärlenkvorrichtung den wesentlichen Anteil der benötigten Lenkeingabe während die Sekundärlenkvorrichtung lediglich unterstützt. Dabei kann die Unterstützung so gestaltet sein, dass die Sekundärlenkvorrichtung dann eine Sekundärlenkeingabe erzeugt, wenn die Primärlenkvorrichtung die maximal mögliche Primärlenkeingabe generiert und diese somit nicht weiter steigern kann. Beide Lenkeingaben wirken dann in Kombination. Bevorzugt übersteigt die Sekundärlenkeingabe dabei die Primärlenkeingabe nicht. Dies ist aber nicht ausgeschlossen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass bereits bei einer generierten Primärlenkeingabe, die einem vorbestimmten Grenzwert entspricht, der geringer ist als die maximal mögliche Primärlenkeingabe (bspw. 80 % davon), eine Sekundärlenkeingabe durch die Sekundärlenkvorrichtung generiert wird, um die Primärlenkvorrichtung zu schonen oder um ausreichend Nachstellpotenzial der Primärlenkvorrichtung vorzuhalten, sollte weiter nachgestellt werden müssen. Die vorbestimmte Primärlenkeingabe kann somit auch das Nachstellpotenzial der Primärlenkvorrichtung bestimmen. Im vorstehenden Beispiel würden die restlichen 20 % der Primärlenkeingabe bis zum Erreichen der maximal möglichen Primärlenkeingabe als Nachstellpotenzial fungieren.Preferably, the secondary steering device is designed as a support device for the primary steering device. If the mechanical primary interface and the mechanical secondary interface are connected to the same steered axle, the secondary steering device can be dimensioned such that its maximum possible secondary steering input does not exceed the maximum possible primary steering input of the primary steering device. In this case, Preferably, the primary steering device provides the majority of the required steering input, while the secondary steering device merely provides support. The support can be designed so that the secondary steering device generates a secondary steering input when the primary steering device generates the maximum possible primary steering input and thus cannot increase it any further. Both steering inputs then act in combination. Preferably, the secondary steering input does not exceed the primary steering input. However, this is not excluded. However, it can also be provided that a secondary steering input is generated by the secondary steering device when a generated primary steering input corresponds to a predetermined limit value that is lower than the maximum possible primary steering input (e.g. 80% of it), in order to protect the primary steering device or to ensure sufficient adjustment potential of the primary steering device should further adjustment be necessary. The predetermined primary steering input can therefore also determine the adjustment potential of the primary steering device. In the above example, the remaining 20% of the primary steering input would function as the adjustment potential until the maximum possible primary steering input is reached.
Ein Fehler der Primärlenkvorrichtung, der einen Redundanzfall auslöst, kann jeglicher Fehler sein, mit dem eine ausreichende Primärlenkeingabe an der Primärschnittstelle nicht mehr möglich ist. Beispielsweise kann dies ein Ausfall der Primärlenkvorrichtung insgesamt oder von Teilen davon sein, wie der Primärlenkeingabeerzeugungseinheit oder dem Primärsteuermittel. Ein weiterer Fehler kann ein Ausfall der Energieversorgung der Primärlenkvorrichtung sein. Ein weiterer Fehler kann ein Ausfall einer Datenverbindung der Primärlenkvorrichtung sein, über die die Lenkvorgabe an das Primärsteuermittel gesendet wird oder über die andere Daten, wie beispielsweise Informationen der Sekundärlenkvorrichtung, an das Primärsteuermittel gesendet werden.A primary steering device failure that triggers a redundancy event can be any failure that makes sufficient primary steering input at the primary interface impossible. For example, this can be a failure of the primary steering device as a whole or of parts thereof, such as the primary steering input generation unit or the primary control means. Another failure can be a failure of the primary steering device's power supply. Another failure can be a failure of a data connection of the primary steering device, via which the steering command is sent to the primary control means or via which other data, such as information from the secondary steering device, is sent to the primary control means.
Die Sekundärlenkvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, im Redundanzfall mittels der Sekundärlenkeingabe sicherzustellen, dass ein vorgegebenes Handmoment, das ein Fahrer am Lenkrad aufbringen muss, nicht überschritten wird. Insbesondere kann vorgegeben sein, dass auf diese Weise die Vorgabe der ECE R79 eingehalten wird.The secondary steering device can be configured to ensure, in the case of redundancy, that a specified manual torque that a driver must apply to the steering wheel is not exceeded by means of the secondary steering input. In particular, it can be specified that this is done to ensure compliance with the ECE R79 standard.
Damit im Redundanzfall eine Lenkung durch die Sekundärlenkvorrichtung möglich ist, kann vorgesehen sein, dass die Sekundärlenkvorrichtung die Lenkvorgabe direkt empfängt. Dies ist dann vorteilhaft, wenn eine Lenkvorgabe oder ein Sekundäransteuersignal nicht mehr von der Primärlenkvorrichtung und insbesondere nicht mehr von dem Primärsteuermittel an die Sekundärlenkvorrichtung und insbesondere an das Sekundärsteuermittel geschickt werden kann. In diesem Fall ist es weiter vorteilhaft, wenn die Sekundärlenkvorrichtung und insbesondere das Sekundärsteuermittel dazu ausgebildet ist, das Sekundäransteuersignal selbst zu erzeugen.To enable steering by the secondary steering device in the event of redundancy, it can be provided that the secondary steering device receives the steering command directly. This is advantageous when a steering command or a secondary control signal can no longer be sent from the primary steering device, and in particular from the primary control means, to the secondary steering device, and in particular to the secondary control means. In this case, it is further advantageous if the secondary steering device, and in particular the secondary control means, is designed to generate the secondary control signal itself.
Zwischen einem Erfassungsmittel des Lenksystems, das dazu ausgebildet ist, die Lenkvorgabe zu erfassen, beispielsweise ein Drehmoment- und/oder Drehwinkelsensor am Lenkrad oder an der Lenksäule, und der Sekundärlenkvorrichtung kann daher eine separate Datenverbindung bestehen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine verzweigende Datenverbindung zwischen diesem Erfassungsmittel und der Primärlenkvorrichtung einerseits und andererseits zwischen diesem Erfassungsmittel und der Sekundärlenkvorrichtung besteht. Diese kann durch eine Y-Verkabelung realisiert werden.A separate data connection can therefore exist between a detection means of the steering system designed to detect the steering input, for example, a torque and/or angle sensor on the steering wheel or steering column, and the secondary steering device. Alternatively, a branching data connection can be provided between this detection means and the primary steering device, on the one hand, and between this detection means and the secondary steering device, on the other hand. This can be implemented using a Y-cable.
Vorzugsweise ist die Primärlenkvorrichtung und insbesondere das Primärsteuermittel dazu ausgebildet, eine Information zu senden, um Empfänger dieser Information über einen vorliegenden Fehler und damit über den Eintritt des Redundanzfalls zu informieren. Insbesondere können das Zentralsteuermittel oder die Sekundärlenkvorrichtung und insbesondere das Sekundärsteuermittel Empfänger dieser Information sein. Diese können vorteilhafterweise dazu ausgebildet sein, ihren Betrieb auf einen für den Redundanzfall vorgesehenen Betrieb umzustellen.Preferably, the primary steering device, and in particular the primary control means, are configured to transmit information to inform recipients of this information about an existing error and thus about the occurrence of the redundancy case. In particular, the central control means or the secondary steering device, and in particular the secondary control means, can be recipients of this information. These can advantageously be configured to switch their operation to a mode intended for the redundancy case.
Dennoch kann alternativ oder zusätzlich auch im Redundanzfall eine Ansteuerung der Sekundärlenkvorrichtung durch eine externe Quelle, wie beispielsweise durch das Zentralsteuermittel, möglich sein.However, alternatively or additionally, in the case of redundancy, it may be possible to control the secondary steering device by an external source, such as the central control means.
Das Zentralsteuermittel kann vorzugsweise für die Steuerung des Lenksystems insgesamt ausgebildet sein. Im Redundanzfall kann so eine Lenkvorgabe durch das Zentralsteuermittel in ein Sekundäransteuersignal für die Sekundärlenkvorrichtung generiert werden. Vorzugsweise ist das Zentralsteuermittel dazu ausgebildet, zu berücksichtigen, dass ein Redundanzfall vorliegt, so dass das Sekundäransteuersignal entsprechend generiert wird, um insbesondere die Lenkbarkeit des Fahrzeugs sicherzustellen.The central control means can preferably be designed to control the entire steering system. In the case of redundancy, a steering command can be generated by the central control means into a secondary control signal for the secondary steering device. The central control means is preferably designed to take into account the presence of a redundancy, so that the secondary control signal is generated accordingly, in particular to ensure the steerability of the vehicle.
Alternativ ist das Sekundärsteuermittel dazu ausgebildet, das Sekundäransteuersignal im Redundanzfall selbst zu erzeugen. Hierzu ist das Sekundärsteuermittel bevorzugt dazu ausgebildet, zu berücksichtigen, dass ein Redundanzfall vorliegt, so dass das Sekundäransteuersignal entsprechend generiert wird, um insbesondere die Lenkbarkeit des Fahrzeugs sicherzustellen.Alternatively, the secondary control means is configured to generate the secondary control signal itself in the event of redundancy. For this purpose, the secondary control means is preferably configured to take into account the presence of a redundancy situation, so that the secondary control signal is generated accordingly, in particular to ensure the steerability of the vehicle.
Das Sekundärsteuermittel ist vorzugsweise dazu ausgebildet, im Redundanzfall mittels der Sekundärlenkeingabe die Lenkung der gelenkten Achse sicherzustellen, mit der die Sekundärschnittstelle verbunden ist. Dies kann dieselbe gelenkte Achse sein, mit der auch die Primärschnittstelle verbunden ist. Verfügt das Lenksystem über mindestens zwei gelenkte Achsen, wobei die Primärschnittstelle und die Sekundärschnittstelle mit unterschiedlichen gelenkten Achsen verbunden sind, so kann im Redundanzfall dennoch eine Lenkung wenigstens derjenigen Achse sichergestellt werden, die mit der Sekundärschnittstelle verbunden ist. In Kauf zu nehmen ist hierbei allerdings der bei Kurvenfahrt zu erwartende erhöhte Reifenverschleiß der gelenkten Achse, die mit der Primärschnittstelle verbunden ist, was jedoch im Redundanzfall akzeptabel ist.The secondary control means is preferably designed to ensure, in the case of redundancy, the steering of the steered axle to which the secondary interface is connected, by means of the secondary steering input. This can be the same steered axle to which the primary interface is connected. If the steering system has at least two steered axles, with the primary interface and the secondary interface being connected to different steered axles, steering of at least the axle connected to the secondary interface can still be ensured in the case of redundancy. However, the increased tire wear on the steered axle connected to the primary interface, which is to be expected when cornering, must be accepted; this is, however, acceptable in the case of redundancy.
Vorzugsweise kann zur Sicherstellung der Lenkung der gelenkten Achse, mit der die Sekundärschnittstelle verbunden ist, vorgesehen sein, dass das Sekundäransteuersignal im Redundanzfall unabhängig davon, ob es von einer externen Quelle oder von der Sekundärlenkvorrichtung bzw. dem Sekundärsteuermittel erzeugt wird, gegenüber einem Normalbetrieb erhöht wird, um so eine größere Sekundärlenkeingabe zu erzeugen und damit den Wegfall der Primärlenkeingabe zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig zu kompensieren.Preferably, in order to ensure the steering of the steered axle to which the secondary interface is connected, it can be provided that the secondary control signal in the case of redundancy is increased compared to normal operation, regardless of whether it is generated by an external source or by the secondary steering device or the secondary control means, in order to generate a larger secondary steering input and thus at least partially, preferably completely, compensate for the loss of the primary steering input.
Besonders bevorzugt sind die gelenkten Achsen des Lenksystems miteinander verbunden, bspw. wie oben beschrieben durch eine mechanisch und kinematisch abgestimmte Verbindung (z.B. ein Gestänge). Eine Primärlenkeingabe oder eine Sekundärlenkeingabe an einer Achse bewirkt damit auch eine Lenkeingabe an der anderen Achse.Particularly preferably, the steered axles of the steering system are connected to one another, for example, as described above, by a mechanically and kinematically coordinated connection (e.g., a linkage). A primary steering input or a secondary steering input on one axle thus also causes a steering input on the other axle.
Vorzugsweise weist das Lenksystem eine Sekundärenergieversorgungseinheit auf, die unabhängig von einer Primärenergieversorgungseinheit des Lenksystems vorgesehen ist. Die Sekundärenergieversorgungseinheit ist dazu ausgebildet, die Sekundärlenkvorrichtung mit Energie zu versorgen, während die Primärenergieversorgungseinheit dazu ausgebildet ist, die Primärlenkvorrichtung mit Energie zu versorgen. Ein Ausfall der Primärenergieversorgungseinheit kann ebenso als Fehler der Primärlenkvorrichtung gesehen werden, der einen Redundanzfall auslöst, denn die Primärlenkvorrichtung kann dann keine Primärlenkeingabe mehr erzeugen. Die von der Primärenergieversorgungseinheit unabhängig vorgesehene Sekundärenergieversorgungseinheit stellt sicher, dass die Sekundärlenkvorrichtung nicht ebenfalls von einem Ausfall betroffen ist.Preferably, the steering system comprises a secondary power supply unit that is provided independently of a primary power supply unit of the steering system. The secondary power supply unit is configured to supply the secondary steering device with power, while the primary power supply unit is configured to supply the primary steering device with power. A failure of the primary power supply unit can also be considered a fault in the primary steering device, triggering a redundancy case because the primary steering device can then no longer generate a primary steering input. The secondary power supply unit, provided independently of the primary power supply unit, ensures that the secondary steering device is not also affected by a failure.
Es kann vorgesehen sein, dass die Sekundärenergieversorgungseinheit die Sekundärlenkvorrichtung dauerhaft mit Energie versorgt. D.h. sowohl wenn die Primärenergieversorgungseinheit in Betrieb ist also auch dann, wenn die Primärenergieversorgungseinheit ausgefallen ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Primärenergieversorgungseinheit dazu ausgebildet ist, sowohl die Primärlenkvorrichtung als auch die Sekundärlenkvorrichtung mit Energie zu versorgen. Die Sekundärenergieversorgungseinheit kann dann dazu ausgebildet sein, im Redundanzfall bei dem die Primärenergieversorgungseinheit ausgefallen ist, die Energieversorgung der Sekundärlenkvorrichtung zu übernehmen. Dies kann ermöglichen, die Sekundärenergieversorgungseinheit lediglich für diesen Redundanzfall und damit vorteilhafterweise mit geringerer Kapazität oder Leistungsfähigkeit auszulegen als die Primärenergieversorgungseinheit. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn man für diesen Redundanzfall lediglich eine eingeschränkte und insbesondere nicht auf Dauerbetrieb ausgelegte Lenkbarkeit des Fahrzeugs bzw. des Lenksystems realisieren möchte. Damit kann dann beispielsweise erreicht werden, dass das Fahrzeug mittels der Sekundärlenkvorrichtung noch in einen sicheren Zustand manövriert werden kann, wie beispielsweise in eine Abstellposition am Straßenrand.It can be provided that the secondary energy supply unit continuously supplies the secondary steering device with energy. This means that both when the primary energy supply unit is in operation and also when the primary energy supply unit has failed. According to an alternative embodiment, it can be provided that the primary energy supply unit is designed to supply energy to both the primary steering device and the secondary steering device. The secondary energy supply unit can then be designed to take over the energy supply to the secondary steering device in a redundancy situation in which the primary energy supply unit has failed. This can make it possible to design the secondary energy supply unit solely for this redundancy situation and thus advantageously with a lower capacity or performance than the primary energy supply unit. This is particularly advantageous if, for this redundancy situation, only limited steerability of the vehicle or steering system is desired, and in particular, one that is not designed for continuous operation. This can then, for example, ensure that the vehicle can still be maneuvered into a safe state using the secondary steering device, such as into a parking position at the side of the road.
Die Primärenergieversorgungseinheit ist vorzugsweise ein elektrischer Energiespeicher, wie eine Batterie oder eine Leistungsquelle wie eine generatorisch betriebene elektrische Maschine.The primary energy supply unit is preferably an electrical energy storage device, such as a battery or a power source such as a generator-driven electrical machine.
Die Sekundärenergieversorgungseinheit ist vorzugsweise ein elektrischer Energiespeicher, wie eine Batterie oder eine Leistungsquelle wie eine generatorisch betriebene elektrische Maschine. Ist die Sekundärlenkvorrichtung dazu ausgebildet, die Sekundärlenkeingabe hydraulisch zu erzeugen, so kann die Sekundärenergieversorgungseinheit auch einen Druckerzeuger, wie eine Pumpe umfassen, der beispielsweise rekuperativ angetrieben wird. Eine solche Sekundärenergieversorgungseinheit würde Energie bereitstellen, solange das Fahrzeug in Bewegung ist, d.h. bis das Fahrzeug stillsteht und bevorzugt eine Abstellposition eingenommen hat.The secondary energy supply unit is preferably an electrical energy storage device, such as a battery or a power source such as a generator-driven electric machine. If the secondary steering device is designed to generate the secondary steering input hydraulically, the secondary energy supply unit can also comprise a pressure generator, such as a pump, which is, for example, recuperatively driven. Such a secondary energy supply unit would provide energy as long as the vehicle is moving, i.e., until the vehicle is stationary and has preferably assumed a parked position.
Gemäß einer Ausführungsform sind die mechanische Primärschnittstelle und die mechanische Sekundärschnittstelle mit unterschiedlichen gelenkten Achsen verbunden, so dass die Primärlenkeingabe auf eine Achse und die Sekundärlenkeingabe auf eine andere Achse wirken können. Dabei kann es sich um zwei Vorderachsen handeln. Alternativ kann eine oder können beide Achsen als Hinterachsen oder Nachlaufachsen ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Achse als Vorder- und die andere Achse als Hinterachse oder Nachlaufachse ausgebildet ist.According to one embodiment, the primary mechanical interface and the secondary mechanical interface are connected to different steered axles, so that the primary steering input can act on one axle and the secondary steering input on another. These can be two front axles. Alternatively, one or both axles can be configured as rear axles or trailing axles. It can also be provided that one axle is configured as the front axle and the other as the rear axle or trailing axle.
Vorzugsweise ist die Primärlenkeingabeerzeugungseinheit dazu ausgebildet, die Primärlenkeingabe elektromechanisch oder hydraulisch, insbesondere elektrohydraulisch, zu erzeugen.Preferably, the primary steering input generating unit is designed to generate the primary steering input electromechanically or hydraulically, in particular electrohydraulically.
Vorzugsweise sind die Primärlenkeingabeerzeugungseinheit und die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit dazu ausgebildet, dass die erzeugbare Primärlenkeingabe und die erzeugbare Sekundärlenkeingabe in Kombination auch bei Park- und Rangiervorgängen ausreichen. Da bei Park- und Rangiervorgängen die höchsten Kräfte im Lenksystem eines Fahrzeugs zu überwinden sind, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Primärlenkeingabeerzeugungseinheit und die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit so ausgebildet sind, dass sie nur Lenkeingaben erzeugen, die gemeinsam ausreichend hoch sind, um die auftretenden Kräfte zu überwinden. Sobald das Fahrzeug rollt oder fährt reduzieren sich die zu überwindenden Kräfte auf ca. 30 bis 50 %. Eine solche Konfiguration hat den Vorteil, dass sowohl die Primärlenkeingabeerzeugungseinheit als auch die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit kleiner dimensioniert werden können. Im Redundanzfall bei rollendem Fahrzeug kann dann durch die Sekundärlenkvorrichtung noch eine ausreichend hohe Sekundärlenkeingabe erzeugt werden, die dann ausreicht die Kräfte im Lenksystem zu überwinden und das Fahrzeug sicher am Straßenrand abzustellen, wie bspw. oben erwähnt. Umgekehrt kann auch vorgesehen sein, dass bei Ausfall der Sekundärlenkvorrichtung noch eine ausreichend hohe Primärlenkeingabe durch die Primärlenkvorrichtung erzeugt wird.Preferably, the primary steering input generating unit and the secondary steering input generating unit are designed such that the generated primary steering input and the generated secondary steering input in combination are sufficient even during parking and maneuvering operations. Since the highest forces in a vehicle's steering system must be overcome during parking and maneuvering operations, it can advantageously be provided that the primary steering input generating unit and the secondary steering input generating unit are designed such that they only generate steering inputs that together are sufficiently high to overcome the forces that occur. As soon as the vehicle is rolling or moving, the forces to be overcome are reduced to approximately 30 to 50%. Such a configuration has the advantage that both the primary steering input generating unit and the secondary steering input generating unit can be made smaller. In the case of redundancy with a rolling vehicle, the secondary steering device can then still generate a sufficiently high secondary steering input, which is then sufficient to overcome the forces in the steering system and park the vehicle safely on the side of the road, as mentioned above, for example. Conversely, it can also be provided that if the secondary steering device fails, a sufficiently high primary steering input is still generated by the primary steering device.
Offenbart wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, mit einer Sekundärlenkvorrichtung wie oben beschrieben oder mit einem Lenksystem wie oben beschrieben. Das Fahrzeug kann ein konventionell, hybridisch oder elektrisch angetriebenes Fahrzeug sein. Der hybridische und der elektrische Antrieb kann einen Brennstoffzellenantrieb oder einen batterieelektrischen Antrieb umfassen. Disclosed is a vehicle, in particular a commercial vehicle, with a secondary steering device as described above or with a steering system as described above. The vehicle can be a conventional, hybrid, or electrically powered vehicle. The hybrid and electric drive systems can comprise a fuel cell drive or a battery-electric drive.
Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug ein Lenksystem aufweist, bei dem die mechanische Primärschnittstelle und die mechanische Sekundärschnittstelle mit derselben gelenkten Achse verbunden sind, ist das Fahrzeug vorzugsweise so ausgebildet, dass die gelenkte Achse bei einem für das Fahrzeug möglichen Beladungszustand, mindestens 20 % der Summe aller Achslasten des Fahrzeugs trägt oder mindestens 11 t Achslast trägt. Auf diese Weise kann die Lenkung des Fahrzeugs erleichtert werden, indem die Sekundärlenkvorrichtung die Primärlenkvorrichtung unterstützt, indem die Primärlenkeingabe und die Sekundärlenkeingabe kombiniert auf dieselbe Achse wirken können. Insbesondere dem Problem von gesteigerter Last auf den gelenkten Achsen kann so begegnet werden, das sich vor allem bei elektrisch und hybridisch angetriebenen Fahrzeugen einstellt.Preferably, if the vehicle has a steering system in which the mechanical primary interface and the mechanical secondary interface are connected to the same steered axle, the vehicle is preferably designed such that the steered axle, under a possible loading condition for the vehicle, carries at least 20% of the sum of all axle loads of the vehicle or carries at least 11 t axle load. In this way, the steering of the vehicle can be facilitated by the secondary steering device assisting the primary steering device by allowing the primary steering input and the secondary steering input to act in combination on the same axle. In particular, the problem of increased load on the steered axles, which arises primarily in electrically and hybrid-powered vehicles, can be addressed in this way.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.The invention is described below using preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen
-
1 eine Sekundärlenkvorrichtung, -
2 eine erste Ausführungsform eines Lenksystems, -
3 eine zweite Ausführungsform eines Lenksystems, -
4 eine dritte Ausführungsform eines Lenksystems, und -
5 eine vierte Ausführungsform eines Lenksystems.
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1 a secondary steering device, -
2 a first embodiment of a steering system, -
3 a second embodiment of a steering system, -
4 a third embodiment of a steering system, and -
5 a fourth embodiment of a steering system.
Die gezeigte Sekundärlenkvorrichtung 4 ist geeignet für ein Lenksystem 1, das mindestens eine gelenkte Achse 2, 6 und eine elektromechanisch oder hydraulisch, insbesondere elektrohydraulisch, wirkende Primärlenkvorrichtung 3 aufweist, die dazu ausgebildet ist, der mindestens einen gelenkten Achse 2, 6 eine Primärlenkeingabe aufzuprägen. Beispiele, die die offenbarte Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich spezielle Ausführungsformen solcher Lenksysteme zeigen, sind in den
Die Sekundärlenkvorrichtung 4 weist eine mechanische Sekundärschnittstelle 4.1 zur Abgabe einer Sekundärlenkeingabe an die mindestens eine gelenkte Achse 2, 6 auf, wobei die Sekundärlenkvorrichtung 4 eine Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Sekundärschnittstelle 4.1 der mindestens einen gelenkten Achse 2, 6 aufzuprägen.The secondary steering device 4 has a mechanical secondary interface 4.1 for outputting a secondary steering input to the at least one steered axle 2, 6, wherein the secondary steering device 4 has a secondary steering input generation unit 4.2 which is designed to generate the secondary steering input and to apply it to the at least one steered axle 2, 6 via the mechanical secondary interface 4.1.
Die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 ist dazu ausgebildet, die Sekundärlenkeingabe elektromechanisch zu erzeugen. Alternativ ist die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 dazu ausgebildet, die Sekundärlenkeingabe hydraulisch, insbesondere elektrohydraulisch, zu erzeugen.The secondary steering input generation unit 4.2 is configured to generate the secondary steering input electromechanically. Alternatively, the secondary steering input generation unit 4.2 is configured to generate the secondary steering input hydraulically, in particular electrohydraulically.
Die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 kann, wenn sie dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe elektromechanisch zu erzeugen, eine elektrische Maschine aufweisen, die ggf. mit einem Getriebe kombiniert ist. Das Getriebe kann einen Kugelgewindetrieb, einen Spindeltrieb oder eine Kombination aus Ritzel und Zahnstange umfassen. Die elektrische Maschine kann ein rotatorisch oder translatorisch arbeitender Elektromotor sein.If configured to generate the secondary steering input electromechanically, the secondary steering input generation unit 4.2 may comprise an electric machine, optionally combined with a transmission. The transmission may comprise a ball screw drive, a spindle drive, or a combination of a rack and pinion. The electric machine may be a rotary or translational electric motor.
Ist die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 dazu ausgebildet, die Sekundärlenkeingabe hydraulisch zu erzeugen, so besteht der Vorteil, dass die Sekundärlenkvorrichtung 4 relativ frei innerhalb des Lenksystems oder innerhalb des Fahrzeugs platziert werden kann, da Druckerzeuger der Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 wie Pumpen und weitere hydraulische Elemente der Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 relativ frei platziert werden können und nicht zwingend nahe der entsprechenden Achse platziert werden müssen. Zudem ist es möglich durch Vorsehen einer hydraulischen Übersetzung auf mechanische Übersetzungen oder Getriebe zu verzichten. Die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 muss daher bei hydraulischer Erzeugung der Sekundärlenkeingabe kein mechanisches Getriebe bzw. keine mechanische Übersetzung aufweisen.If the secondary steering input generation unit 4.2 is designed to generate the secondary steering input hydraulically, this has the advantage that the secondary steering device 4 can be positioned relatively freely within the steering system or within the vehicle, since pressure generators of the secondary steering input generation unit 4.2, such as pumps and other hydraulic elements of the secondary steering input generation unit 4.2, can be positioned relatively freely and do not necessarily have to be located near the corresponding axle. Furthermore, by providing a hydraulic transmission, it is possible to dispense with mechanical transmissions or gears. Therefore, the secondary steering input generation unit 4.2 does not need to have a mechanical transmission or gear ratio when the secondary steering input is generated hydraulically.
Die Sekundärlenkvorrichtung 4 weist ein Sekundärsteuermittel 4.3 auf, das dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 zur Erzeugung der Sekundärlenkeingabe basierend auf einem Sekundäransteuersignal anzusteuern. Das Sekundärsteuermittel weist ein elektrisches oder elektronisches Mittel auf, insbesondere ein Datenverarbeitungsmittel, um die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 entsprechend anzusteuern.The secondary steering device 4 has a secondary control means 4.3, which is designed to control the secondary steering input generation unit 4.2 to generate the secondary steering input based on a secondary control signal. The secondary control means has an electrical or electronic means, in particular a data processing means, for controlling the secondary steering input generation unit 4.2 accordingly.
Das Sekundäransteuersignal ist bevorzugt so gestaltet, dass die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 bzw. die Sekundärlenkvorrichtung 4 die Sekundärlenkeingabe so erzeugen, dass die Sekundärlenkeingabe passend zur Primärlenkeingabe erzeugt wird. Sind beispielsweise die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung mit den jeweiligen mechanischen Schnittstellen mit derselben gelenkten Achse in Kontakt, so kann das Sekundäransteuersignal so erzeugt werden, dass die Sekundärlenkeingabe eine Unterstützung der Primärlenkeingabe darstellt. Sind beispielsweise die Primärlenkvorrichtung und die Sekundärlenkvorrichtung mit den jeweiligen mechanischen Schnittstellen mit unterschiedlichen gelenkten Achse in Kontakt, so kann das Sekundäransteuersignal so erzeugt werden, dass die Sekundärlenkvorrichtung eine Lenkung des Fahrzeugs, in dem das Lenksystem vorgesehen ist, bewirkt, die kinematisch zu der Lenkung durch die Primärlenkeingabe abgestimmt ist.The secondary control signal is preferably configured such that the secondary steering input generating unit 4.2 or the secondary steering device 4 generates the secondary steering input such that the secondary steering input is generated to match the primary steering input. If, for example, the primary steering device and the secondary steering device are in contact with the same steered axle via the respective mechanical interfaces, the secondary control signal can be generated such that the secondary steering input supports the primary steering input. If, for example, the primary steering device and the secondary steering device are in contact with different steered axles via the respective mechanical interfaces, the secondary control signal can be generated such that the secondary steering device effects steering of the vehicle in which the steering system is provided, which is kinematically coordinated with the steering by the primary steering input.
Das Sekundärsteuermittel 4.3 kann dazu ausgebildet sein, das Sekundäransteuersignal selbst zu erzeugen, wie oben erläutert. Alternativ oder zusätzlich kann die Sekundärlenkvorrichtung 4 oder das Sekundärsteuermittel 4.3 dazu ausgebildet sein, das Sekundäransteuersignal von einer externen Quelle zu empfangen, wie oben erläutert.The secondary control means 4.3 can be configured to generate the secondary control signal itself, as explained above. Alternatively or additionally, the secondary steering device 4 or the secondary control means 4.3 can be configured to receive the secondary control signal from an external source, as explained above.
Eine solche Sekundärlenkvorrichtung 4 kann in einem Lenksystem vorgesehen sein. Nachfolgend werden vier Ausführungsbeispiele solcher Lenksysteme vorgestellt, wobei darin keinerlei Beschränkung der Erfindung zu verstehen sein soll.Such a secondary steering device 4 can be provided in a steering system. Four exemplary embodiments of such steering systems are presented below, which are not intended to be limiting the invention in any way.
Gezeigt ist ein Lenksystem 1 für ein Fahrzeug, aufweisend:
- - eine gelenkte Achse 2;
- - eine Primärlenkvorrichtung 3 mit einer mechanischen Primärschnittstelle 3.1 zur Abgabe einer Primärlenkeingabe an die gelenkte Achse 2, wobei die Primärlenkvorrichtung 3 eine Primärlenkeingabeerzeugungseinheit 3.2 aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabe elektromechanisch oder hydraulisch, insbesondere elektrohydraulisch, zu erzeugen und über die mechanische Primärschnittstelle 3.1 der gelenkten Achse 2 aufzuprägen;
- - eine Sekundärlenkvorrichtung 4 wie in
1 gezeigt, wobei die Sekundärlenkvorrichtung 4 dazu ausgebildet ist, die Sekundärlenkeingabe zu erzeugen und über die mechanische Sekundärschnittstelle 4.1 der gelenkten Achse 2 aufzuprägen.
- - one steered axle 2;
- - a primary steering device 3 with a mechanical primary interface 3.1 for delivering a primary steering input to the steered axle 2, wherein the primary steering device 3 has a primary steering input generation unit 3.2 which is designed to generate the primary steering input electromechanically or hydraulically, in particular electrohydraulically, and to apply it to the steered axle 2 via the mechanical primary interface 3.1;
- - a secondary steering device 4 as in
1 shown, wherein the secondary steering device 4 is designed to generate the secondary steering input and to impose it on the steered axle 2 via the mechanical secondary interface 4.1.
Das Lenksystem 1 ist dazu ausgebildet, die Primärlenkvorrichtung 3 und die Sekundärlenkvorrichtung 4 zur Erzeugung der Primärlenkeingabe und der Sekundärlenkeingabe entsprechend einer Lenkvorgabe zu steuern.The steering system 1 is designed to control the primary steering device 3 and the secondary steering device 4 to generate the primary steering input and the secondary steering input according to a steering command.
Die Lenkvorgabe kann beispielsweise die Eingabe eines Fahrers über eine Fahrerschnittstelle, wie ein Lenkrad, sein. Bei autonom fahrenden Fahrzeugen kann die Lenkvorgabe auch automatisiert durch das Fahrzeug erzeugt werden und an das Lenksystem 1 übermittelt werden. Beispielsweise ist eine Lenkvorgabe ein Lenkradwinkel oder ein Lenkradmoment oder eine Sollvorgabe für einen Lenkwinkel, eine Lenkkraft oder ein Lenkmoment.The steering command can, for example, be a driver input via a driver interface, such as a steering wheel. In autonomous vehicles, the steering command can also be generated automatically by the vehicle and transmitted to the steering system 1. For example, a steering command can be a steering wheel angle or a steering wheel torque, or a target command for a steering angle, a steering force, or a steering torque.
Die mechanische Primärschnittstelle 3.1 kann wie oben beschrieben ausgebildet sein. Auf eine detaillierte Darstellung der mechanischen Primärschnittstelle 3.1 wurde hier zur Vereinfachung verzichtet.The mechanical primary interface 3.1 can be designed as described above. A detailed description of the mechanical primary interface 3.1 has been omitted here for simplicity.
Die mechanische Sekundärschnittstelle 4.1 kann wie oben beschrieben ausgebildet sein. Auf eine detaillierte Darstellung der mechanischen Sekundärschnittstelle 4.1 wurde hier zur Vereinfachung verzichtet.The mechanical secondary interface 4.1 can be designed as described above. A detailed description of the mechanical secondary interface 4.1 has been omitted here for simplicity.
Die Primärlenkvorrichtung 3 weist ein Primärsteuermittel 3.3 auf, das dazu ausgebildet ist, das Sekundäransteuersignal an das Sekundärsteuermittel 4.3 der Sekundärlenkvorrichtung 4 zu senden. Hierfür besteht zwischen dem Primärsteuermittel 3.3 und dem Sekundärsteuermittel 4.3 eine Datenverbindung 7, die hier durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Datenverbindung 7 kann als direkte Verbindung zwischen dem Primärsteuermittel 3.3 und dem Sekundärsteuermittel 4.3 ausgebildet sein oder als sonstige geeignete Verbindung, wie eine BUS-Verbindung.The primary steering device 3 has a primary control means 3.3 which is designed to To send a secondary control signal to the secondary control means 4.3 of the secondary steering device 4. For this purpose, a data connection 7 exists between the primary control means 3.3 and the secondary control means 4.3, which is indicated here by a dashed line. The data connection 7 can be designed as a direct connection between the primary control means 3.3 and the secondary control means 4.3 or as another suitable connection, such as a bus connection.
Die Datenverbindung 7 kann auch bidirektional ausgeführt sein. D.h., dass auch über die Datenverbindung 7 Informationen der Sekundärlenkvorrichtung 4, insbesondere des Sekundärsteuermittels 4.3, an das Primärsteuermittel 3.3 schicken kann. Beispielsweise kann eine Information über die Sekundärlenkeingabe, die der gelenkten Achse 2 über die Sekundärschnittstelle 4.1 aufgeprägt wird, an das Primärsteuermittel 3.3 gesendet werden. Das Primärsteuermittel 3.3 ist dazu ausgebildet, sowohl die Primärlenkvorrichtung 3 als auch die Sekundärlenkvorrichtung 4 zu steuern.The data connection 7 can also be bidirectional. This means that information from the secondary steering device 4, in particular from the secondary control means 4.3, can also be sent to the primary control means 3.3 via the data connection 7. For example, information about the secondary steering input, which is applied to the steered axle 2 via the secondary interface 4.1, can be sent to the primary control means 3.3. The primary control means 3.3 is designed to control both the primary steering device 3 and the secondary steering device 4.
Das Primärsteuermittel 3.3 weist ein elektrisches oder elektronisches Mittel auf, insbesondere ein Datenverarbeitungsmittel, um das Sekundäransteuersignal an die Sekundärlenkeingabeerzeugungseinheit 4.2 zu senden. Auf diese Weise kann ausgehend von der Primärlenkvorrichtung 3 eine Ansteuerung der Primärlenkvorrichtung 3 und der Sekundärlenkvorrichtung 4 erfolgen.The primary control means 3.3 comprises an electrical or electronic means, in particular a data processing means, for transmitting the secondary control signal to the secondary steering input generation unit 4.2. In this way, the primary steering device 3 and the secondary steering device 4 can be controlled from the primary steering device 3.
Da sowohl die Primärlenkvorrichtung 3 als auch die Sekundärlenkvorrichtung 4 mit derselben gelenkten Achse 2 in Verbindung stehen, können hier die Primärlenkeingabe der Primärlenkvorrichtung 3 und die Sekundärlenkeingabe der Sekundärlenkvorrichtung 4 kombiniert über die Primärschnittstelle 3.1 bzw. über die Sekundärschnittstelle 4.1 auf die gelenkte Achse 2 aufgeprägt werden. Wie oben erläutert kann die Sekundärlenkvorrichtung 4 hier die Primärlenkvorrichtung 3 unterstützen, indem beide Lenkeingaben kombiniert auf die gelenkte Achse 2 aufgebracht werden. Insbesondere kann die Sekundärlenkvorrichtung 4 zur Unterstützung der Primärlenkvorrichtung 3 ausgebildet sein. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die gelenkte Achse 2 bei einem möglichen Beladungszustand, mindestens 20 % der Summe aller Achslasten des Fahrzeugs trägt oder mindestens 11 t Achslast trägt.Since both the primary steering device 3 and the secondary steering device 4 are connected to the same steered axle 2, the primary steering input of the primary steering device 3 and the secondary steering input of the secondary steering device 4 can be applied to the steered axle 2 in combination via the primary interface 3.1 or via the secondary interface 4.1, respectively. As explained above, the secondary steering device 4 can support the primary steering device 3 by applying both steering inputs to the steered axle 2 in combination. In particular, the secondary steering device 4 can be designed to support the primary steering device 3. This is advantageous, for example, if the steered axle 2, in a possible loading condition, carries at least 20% of the sum of all axle loads of the vehicle or carries at least 11 t of axle load.
Gezeigt ist ein Lenksystem 1 für ein Fahrzeug, aufweisend:
- - eine erste gelenkte Achse 2 und eine zweite gelenkte Achse 6;
- - eine Primärlenkvorrichtung 3 mit einer mechanischen Primärschnittstelle 3.1 zur Abgabe einer Primärlenkeingabe an eine erste gelenkte Achse 2, wobei die Primärlenkvorrichtung 3 eine Primärlenkeingabeerzeugungseinheit 3.2 aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Primärlenkeingabe elektromechanisch oder hydraulisch, insbesondere elektrohydraulisch, zu erzeugen und über die mechanische Primärschnittstelle 3.1 der ersten gelenkten Achse 2 aufzuprägen;
- - eine Sekundärlenkvorrichtung 4 wie in
1 gezeigt, wobei die Sekundärlenkvorrichtung 4 dazu ausgebildet ist, die erzeugte Sekundärlenkeingabe über die mechanische Sekundärschnittstelle 4.1 der zweiten gelenkten Achse 6 aufzuprägen.
- - a first steered axle 2 and a second steered axle 6;
- - a primary steering device 3 with a mechanical primary interface 3.1 for outputting a primary steering input to a first steered axle 2, wherein the primary steering device 3 has a primary steering input generation unit 3.2 which is designed to generate the primary steering input electromechanically or hydraulically, in particular electrohydraulically, and to apply it to the first steered axle 2 via the mechanical primary interface 3.1;
- - a secondary steering device 4 as in
1 shown, wherein the secondary steering device 4 is designed to impart the generated secondary steering input to the second steered axle 6 via the mechanical secondary interface 4.1.
Das Lenksystem 1 ist dazu ausgebildet, die Primärlenkvorrichtung 3 und die Sekundärlenkvorrichtung 4 zur Erzeugung der Primärlenkeingabe und der Sekundärlenkeingabe entsprechend einer Lenkvorgabe zu steuern.The steering system 1 is designed to control the primary steering device 3 and the secondary steering device 4 to generate the primary steering input and the secondary steering input according to a steering command.
Die Primärlenkvorrichtung 3 und die Sekundärlenkvorrichtung 4 entsprechen im Wesentlichen denen die in
Die Sekundärlenkvorrichtung 4 ist bei dieser Ausführungsform des Lenksystems 1 dazu ausgebildet, über die Sekundärschnittstelle 4.1 die Sekundärlenkeingabe auf die zweite gelenkte Achse 6 aufzuprägen.In this embodiment of the steering system 1, the secondary steering device 4 is designed to apply the secondary steering input to the second steered axle 6 via the secondary interface 4.1.
Auch hier ist eine Datenverbindung 7 zwischen dem Primärsteuermittel 3.3 und dem Sekundärsteuermittel 4.3 vorgesehen, worüber eine Steuerung der Sekundärlenkvorrichtung 4 und des Sekundärsteuermittels 4.3 durch das Primärsteuermittel 3.3 möglich ist.Here, too, a data connection 7 is provided between the primary control means 3.3 and the secondary control means 4.3, via which control of the secondary steering device 4 and the secondary control means 4.3 by the primary control means 3.3 is possible.
Die Datenverbindung 7 kann auch hier bidirektional ausgeführt sein. D.h., dass auch über die Datenverbindung 7 Informationen der Sekundärlenkvorrichtung 4, insbesondere des Sekundärsteuermittels 4.3, an das Primärsteuermittel 3.3 schicken kann. Beispielsweise kann eine Information über die Sekundärlenkeingabe, die der zweiten gelenkten Achse 6 über die Sekundärschnittstelle 4.1 aufgeprägt wird, an das Primärsteuermittel 3.3 gesendet werden. Das Primärsteuermittel 3.3 ist dazu ausgebildet, sowohl die Primärlenkvorrichtung 3 als auch die Sekundärlenkvorrichtung 4 zu steuern.The data connection 7 can also be bidirectional here. This means that information from the secondary steering device 4, in particular from the secondary control means 4.3, can also be sent to the primary control means 3.3 via the data connection 7. For example, information about the secondary steering input, which is applied to the second steered axle 6 via the secondary interface 4.1, can be sent to the primary control means 3.3. The primary control means 3.3 is designed to control both the primary steering device 3 and the secondary steering device 4.
Mit dieser Ausführungsform steht damit ein Lenksystem 1 zur Verfügung, mit dem zwei gelenkte Achsen 2, 6 gesteuert bzw. gelenkt werden können. Dies ist insbesondere für Nutzfahrzeuge ein wesentlicher Anwendungsfall.With this embodiment, a steering system 1 is available with which two steered axles 2, 6 can be controlled or steered. This is an important application, especially for commercial vehicles.
Dieses Lenksystem 1 entspricht dem Lenksystem 1, das in
Das Zentralsteuermittel 5 weist ein elektrisches oder elektronisches Mittel auf, insbesondere ein Datenverarbeitungsmittel, um entsprechend der Lenkvorgabe Primärlenkvorrichtung 3 und die Sekundärlenkvorrichtung 4 anzusteuern.The central control means 5 has an electrical or electronic means, in particular a data processing means, in order to control the primary steering device 3 and the secondary steering device 4 in accordance with the steering specification.
Das Zentralsteuermittel 5 kann so frei im Lenksystem 1 oder im Fahrzeug platziert werden. Die Übertragung des Sekundäransteuersignals an die Sekundärlenkvorrichtung 4 oder des Primäransteuersignals an die Primärlenkvorrichtung 3 und des Sekundäransteuersignals an die Sekundärlenkvorrichtung 4 kann analog oder digital erfolgen. Bevorzugt wird dazu eine BUS-Verbindung genutzt.The central control means 5 can thus be freely positioned in the steering system 1 or in the vehicle. The transmission of the secondary control signal to the secondary steering device 4 or the primary control signal to the primary steering device 3 and the secondary control signal to the secondary steering device 4 can be analog or digital. A bus connection is preferably used for this purpose.
Sowohl die erste Datenverbindung 7 als auch die zweite Datenverbindung 8 kann bidirektional ausgeführt sein. D.h., dass über die erste Datenverbindung 7 Informationen der Primärlenkvorrichtung 3 und über die zweite Datenverbindung 8 Informationen der Sekundärlenkvorrichtung 4, an das Zentralsteuermittel 5 geschickt werden kann. Beispielsweise kann eine Information über die Sekundärlenkeingabe, die der gelenkten Achse 2 über die Sekundärschnittstelle 4.1 aufgeprägt wird, an das Zentralsteuermittel 5 gesendet werden. Das Zentralsteuermittel 5 ist dazu ausgebildet, sowohl die Primärlenkvorrichtung 3 als auch die Sekundärlenkvorrichtung 4 über die erste Datenverbindung 7 bzw. über die zweite Datenverbindung 8 zu steuern.Both the first data connection 7 and the second data connection 8 can be bidirectional. This means that information from the primary steering device 3 can be sent to the central control means 5 via the first data connection 7, and information from the secondary steering device 4 can be sent via the second data connection 8. For example, information about the secondary steering input, which is applied to the steered axle 2 via the secondary interface 4.1, can be sent to the central control means 5. The central control means 5 is designed to control both the primary steering device 3 and the secondary steering device 4 via the first data connection 7 and the second data connection 8, respectively.
Diese Lenksystem 1 entspricht dem Lenksystem, das in
Das Zentralsteuermittel 5 entspricht im Wesentlichen dem, das in
Sämtliche der hier gezeigten Lenksysteme 1 können dazu ausgebildet sein, eine Lenkung der gelenkten Achse(n) 2, 6 im Redundanzfall allein durch das Sekundärsteuermittel 4 zu erreichen.All of the steering systems 1 shown here can be designed to achieve steering of the steered axle(s) 2, 6 in the case of redundancy solely by the secondary control means 4.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 11
- LenksystemSteering system
- 22
- gelenkte Achsesteered axle
- 33
- PrimärlenkvorrichtungPrimary steering device
- 3.13.1
- mechanische Primärschnittstellemechanical primary interface
- 3.23.2
- PrimärlenkeingabeerzeugungseinheitPrimary steering input generation unit
- 3.33.3
- PrimärsteuermittelPrimary tax revenue
- 44
- SekundärlenkvorrichtungSecondary steering device
- 4.14.1
- mechanische Sekundärschnittstellemechanical secondary interface
- 4.24.2
- SekundärlenkeingabeerzeugungseinheitSecondary steering input generation unit
- 4.34.3
- SekundärsteuermittelSecondary tax funds
- 55
- ZentralsteuermittelCentral tax funds
- 66
- gelenkte Achsesteered axle
- 77
- DatenverbindungData connection
- 88
- DatenverbindungData connection
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