DE202009007324U1 - Lenkkraftsimulator - Google Patents

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Abstract

Lenksollwertgeber für ein Steer-By-Wire Lenksystem ohne mechanische Kopplung des Lenkrads (1) zu den gelenkten Rädern, bei dem die Information über die Drehung und Stellung des Lenkrads (1) zur Verfügung stellbar ist und die taktile Rückmeldung zwischen gelenkten Rädern und dem Lenkrad (1) simulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber einen Elektromotor (3) und eine Elektromagnetbremse (7) aufweist, mittels der eine taktile Rückmeldung realisierbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lenksollwertgeber für ein Steer-By-Wire Lenksystem ohne mechanische Kopplung des Lenkrads zu den gelenkten Rädern, bei dem die Information über die Drehung und Stellung des Lenkrads zur Verfügung stellbar ist und die taktile Rückmeldung zwischen gelenkten Rädern und dem Lenkrad simulierbar ist.
  • Elektronische Lenkräder sind in Verbindung mit Steer-By-Wire Lenksystemen in unterschiedlichen Nutzfahrzeugen im Einsatz. Unter Steer-By-Wire versteht man ein System in der Kraftfahrzeugtechnik, bei dem der Lenkbefehl von einem Sensor messtechnisch erfaßt wird und über ein Steuergerät ausschließlich elektrisch zum elektromechanischen Aktor, der den Lenkbefehl ausführt, weitergeleitet wird. Dabei weisen diese Steer-By-Wire Systeme keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern auf. Nachteilig dabei ist, dass durch die fehlende mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und den gelenkten Rädern keinerlei Rückmeldekräfte an den Fahrzeugführer übertragen werden.
  • Je nach Anforderung des Fahrzeugs sind die elektronischen Lenkräder als kompakte Handräder für die Armlehne oder in schwereren Ausführungen für die Aufnahme eines Lenkrades ausgeführt. Speziell bei schnell laufenden Nutzfahrzeugen ist aber die Simulation einer Verbindung zu den gelenkten Achsen unumgänglich. Diese Simulation erfolgt in der Regel über eine Veränderung der Lenkkraft mittels stufenloser Bremsen in unterschiedlichen Ausführungen, die durch ein Eingreifen auf den Lenksollwertgeber eine taktile Rückwirkung erwirken. Je nach Einsatzbereich des Steer-By-Wire Systems sind dabei Funktionen gefordert, die sich nicht mehr mittels Bremsen umsetzen lassen. Hierzu gehört z. B. eine selbständige Rückstellung er Lenkung und des Lenkrads in Richtung der Geradeausstellung, so lange das Fahrzeug vorwärts fährt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, dem Fachmann eine Weiterentwicklung eines Lenksollwertgebers für ein Steer-by-wire System an die Hand zu geben, der eine Lenkkraftsimulation um die oben genannten Funktionen ergänzt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Lenksollwertgeber nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird ein Lenksollwertgeber für ein Steer-By-Wire System ohne mechanische Kopplung des Lenkrads zu den gelenkten Rädern offenbart, bei dem die Information über die Drehung und Stellung des Lenkrads zur Verfügung stellbar ist und die taktile Rückmeldung zwischen gelenkten Rädern und dem Lenkrad simulierbar ist, wobei der Lenksollwertgeber einen Elektromotor und eine Elektromagnetbremse aufweist, mittels der eine taktile Rückmeldung realisierbar ist. Dabei ist es erfindungsgemäß, dass nicht nur eine Elektromagnetbremse zur Erzeugung der Rückmeldekräfte eingesetzt wird, sondern eine Kombination aus Elektromotor und Elektromagnetbremse, die zur Simulation der Lenkkraft am Lenkrad angreifen. Durch den erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber ist mittels Simulation eine Rückmeldung des Lenkzustands der gelenkten Räder an den Fahrer, ein Endanschlag des Lenkrads bei Erreichen des maximalen Lenkeinschlags der gelenkten Räder und eine Rückstellungstendenz der Lenkung in Richtung der Geradeausstellung erzielbar.
  • Vorteilhafterweise ist der Lenksollwertgeber und damit die Kombination aus Elektromotor und Elektromagnetbremse derart ausgelegt, dass der Fahrer unter allen Umständen die Möglichkeit besitzt, den Elektromotor oder die Elektromagnetbremse zu übersteuern solange diese nicht gemeinsam im Eingriff sind. Dies bedeutet, dass der Elektromotor so ausgelegt ist, dass sein maximales Lenkmoment zu jeder Zeit vom Fahrer übersteuert werden kann.
  • Wirken der Elektromotor oder die Elektromagnetbremse in Kombination auf den Lenkwertsollgeber ein, so soll ein Übersteuern des Lenksollwertgebers durch den Fahrer verhindert werden.
  • Bevorzugt umfassen der Elektromotor und die Elektromagnetbremse jeweils unabhängige Energieversorgungen und Datenschnittstellen zur Kommunikation mit weiteren, beliebigen Peripheriegeräten. Aufgrund der getrennten Energieversorgungen bzw. Datenschnittstellen ist beim Ausfall einer Versorgung bzw. Schnittstelle der Betrieb der anderen Komponente, das heißt Elektromotor oder Elektromagnetbremse, weiterhin gewährleistet. Da der erfindungsgemäße Lenksollwertgeber mit Elektromotor und Elektromagnetbremse zur Simulation der Rückmeldungskräfte für den Einsatz als elektronisches Lenkrad in sogenannten Steer-By-Wire Lenksystemen konzipiert ist, kann es vorgesehen sein, dass der Lenksollwertgeber über eine Datenschnittstelle mit dem elektronischen Steuergerät des übergeordneten Steer-By-Wire Lenksystems verbunden ist und diese zum Austausch von Steuerinformationen und sonstiger benötigter Daten nutzt. Bevorzugt besitzt der Lenksollwertgeber einen Controller, der die Ansteuerung von Elektromotor und Elektromagnetbremse übernimmt. Dabei stellt der Controller zusätzlich die Kommunikation zum übergeordneten Steer-By-Wire Lenksystem über eine Datenschnittstelle, vorzugsweise einen Can-Bus zur Verfügung. Weiterhin kann die Schnittstelle diskrete Ausgangs- bzw. Eingangssignale aufweisen. Beispielsweise kann anhand der diskreten Ausgangssignale die aktuelle Lenkraddrehung signalisiert werden und ein Fehlerstatus ausgegeben werden. Über die diskreten Eingangssignale der Schnittstelle ist es denkbar, Signale zur Ansteuerung der Elektromagnetbremse, sowie Signale zur Freigabe des genannten Controllers zu übermitteln.
  • In vorteilhafterweise ist der Lenksollwertgeber derart ausgeführt, dass mittels des Elektromotors ein in Richtung und Größe variables Lenkmoment auf das Lenkrad erzeugbar ist. Dadurch ist sich eine Verbindung des Lenkrads zu den gelenkten Rädern für den Fahrer simulierbar. Denkbar ist, dass das Lenkrad beispielsweise über eine Lenksäule mit dem Elektromotor verbunden ist, dessen Drehmoment ein entsprechendes Lenkmoment der Lenksäule bzw. des Lenkrads erzeugt. Durch die geeignete bzw. variable Ansteuerung des Elektromotors ist damit auch das erzeugte Lenkmoment auf dem Lenkrad variabel einstellbar.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Simulationsfunktionen für die taktile Rückmeldung selbständig ohne direkten Einfluss des Steuergeräts des übergeordneten Steer-By-Wire Systems durch den Lenksollwertgeber durchführbar ist. Dies bringt insbesondere den Vorteil mit sich, dass sich der erfindungsgemäße Lenksollwertgeber besonders gut eignet um ein vorhandenes beliebiges Steer-By-Wire Lenksystem nachzurüsten. Dadurch müssen bei der Verwendung bzw. Nachrüstung eines vorhandenen Steer-By-Wire Lenksystems mit einem erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber nur geringfügige Modifikationen an der Steuerung bzw. am System des Steer-By-Wire Lenksystems vorgenommen werden.
  • In vorteilhafterweise ist der Lenksollwertgeber derart ausgeführt, dass ein vom Fahrer in die Lenkung eingesteuertes Lenkmoment über die Stromaufnahme des Elektromotors ermittelbar ist. Denkbar ist hierbei, dass der Elektromotor über eine Ansteuerungselektronik gesteuert wird, die in unterschiedlichen und im Betrieb wechselnden Regelmodi betreibbar ist, wobei das vom Fahrer über das Lenkrad eingesteuerte Lenkmoment über die integrierte Motorstromerfassung der Ansteuerelektronik ermittelbar ist. Besagtes Lenkmoment führt zu einer Auslenkung des Elektromotors aus einer vorbestimmten Sollposition. Als Konsequenz wirkt der Elektromotor des erfindungsgemäßen Lenksollwertgebers dem eingesteuerten Lenkmoment des Fahrers derart entgegen, dass das Lenkrad mittels der Kraftaufwendung des Elektromotors in die entsprechende Ausgangslage des Lenkrads zurückversetzt wird. Die aufgewendete Kraft des Elektromotors, das heißt das aufgewendete Drehmoment des Drehmotors ist damit anhand der Stromaufnahme mittels einer Motorstromerfassung des Elektromotors ermittelbar.
  • Denkbar ist, dass der Elektromotor im Modus Positionsregelung betreibar ist, um eine Drehmomentmessung nach Anspruch 7 zu ermöglichen. Um den erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber im Modus Positionsregelung zu betreiben, wird der Elektromotor im Normalbetrieb positionsgeregelt betrieben. Das vom Fahrer eingesteuerte Lenkmoment führt zu einer Auslenkung des Elektromotors aus seiner Sollposition. Mittels des über den Motorstrom gemessenen Gegenmoments ist die Lenkabsicht des Fahrers ermittelbar.
  • Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dass über das elektronische Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems über die Datenschnittstelle auf die Lenkkraftsimulation zugreifbar ist. Damit kann der Einfluß eines übergeordneten Steer-By-Wire Lenksystems auf den erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber dynamisch angepaßt werden. Beispielsweise kann ein Eingriff des übergeordneten Steer-By-Wire Lenksystems auf den erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber aufgrund äußerer Einflüsse bzw. manueller Befehlseingaben des Fahrers ausgeführt werden.
  • Vorteilhaft ist ebenfalls, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dass mittels des Elektromotors eine Rückstelltendenz der gelenkten Räder und des Lenkrads in Richtung der Geradeausstellung simulierbar ist. Damit wird über den Antrieb bzw. das Drehmoment des Elektromotors eine Drehbewegung des Lenksollwertgebers erzeugt, die zur Rückstellung des Lenksollwertgebers in eine zu definierende Ausgangslage führt. Beispielsweise kann über das Drehmoment des Elektromotors eine Drehbewegung einer eingesetzten Lenksäule erzeugt werden, dass die Rückstellung des an der Längssäule angeordneten Lenkrades in seine Ausgangsstellung zur Folge hat.
  • Zur Simulation eines Endanschlags des Lenkrads bei Erreichen des maximalen Lenkeinschlags der gelenkten Räder ist es vorteilhaft, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dass einem Weiterlenken in Richtung größerer, den maximalen Lenkwinkel überschreitender Lenkeinschläge mittels des Elektromotors und der Elektromagnetbremse entgegenwirkbar ist. So ist beispielsweise mittels eines kombinierten Eingreifens des Elektromotors und der Elektromagnetbremse auf den Lenksollwertgeber die Simulation eines Endanschlags denkbar. Dabei ist es möglich, dass die Elektromagnetbremse eine hohe Bremskraft erzeugt und der Elektromotor ein hohes Drehmoment erzeugt, das dem eingestreuten Lenkmoment des Fahrers entgegenwirkt, so dass durch die Kombination von Elektromotor und Elektromagnetbremse insgesamt ein hohes Lenkmoment zur Verfügung gestellt wird, das einen Endanschlag des Lenkrades bei Erreichen des maximalen Lenkeinschlags der gelenkten Räder simuliert.
  • In vorteilhafterweise ist der Lenksollwertgeber derart ausgeführt, dass beim Ausfall des Elektromotors die in den vorhergehenden Ansprüchen beschriebenen Simulationsfunktionen mittels einer proportionalen Elektromagnetbremse eingeschränkt funktionsfähig sind.
  • Weiterhin vorteilhaft ist auch, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dass bei Ausfall des Elektromotors eine Erhöhung des Lenkmoments einleitbar ist, und damit ein Ausfall der Lenkunterstützung wie in konventionell gelenkten Fahrzeugen simulierbar ist. Die Erhöhung des Lenkmoments ist dabei durch die alleinige Funktionalität der eingesetzten Elektromagnetbremse erzeugbar.
  • Bevorzugt weist der Lenksollwertgeber ein Mittel zur Erfassung von Informationen über die Lenkradposition und/oder Lenkradstellung auf. Weiterhin sind diese gesammelten Informationen über geeignete Mittel an das Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems übermittelbar. Es kann vorgesehen sein, dass das genannte Mittel zur Erfassung von Informationen durch weitere gleiche oder ähnliche Mittel redundant ausgelegt ist, so dass dem Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems redundante Informationen zur Verfügung stellbar sind. Gemäß den übermittelten Informationen an das übergeordnete Steer-By-Wire Lenksystems kann ein geeignetes Steuergerät eine Überwachung durchführen, bei der auf die korrekte Funktion der einzelnen Komponenten, das heißt der Elektromagnetbremse und des Elektromotors des erfindungsgemäßen Lenksollwertgebers geprüft wird.
  • Insbesondere werden als Mittel zur Erfassung von Informationen Inkrementalgeber eingesetzt, die Informationen über die Drehgeschwindigkeit bzw. die Anzahl der Drehungen des Lenksollwertgebers liefern.
  • Denkbar ist weiterhin, dass der Lenksollwertgeber eine Abschaltevorrichtung aufweist, wodurch dem Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems eine Möglichkeit zur eigensicheren Abschaltung der elektromotorischen Funktion zur Verfügung steht. Somit kann das Steuergerät eines übergeordneten Steer-By-Wire Lenksystems aufgrund der übermittelten Informationen der oben genannten Mittel eine Fehlerdiagnose erstellen und in Abhängigkeit davon mittels der vorgesehenen Abschaltevorrichtung der Elektromotor abschaltbar ist. Selbstverständlich ist auch eine Abschaltung des Elektromotors mittels der Abschaltevorrichtung nicht nur aufgrund einer Fehlerdiagnose denkbar, sondern ist auch zu jedem beliebigen Zeitpunkt durchführbar.
  • Denkbar ist auch, dass der Lenksollwertgeber eine Drehmomenterfassung aufweist mittels der eine Plausibilitätsüberwachung zur Überprüfung der korrekten Funktion der elektromotorischen Lenkkraftsimulation durchführbar ist. Dabei ist das Lenkmoment mit einer zusätzlichen Drehmomenterfassung meßbar und im Anschluß gegen den, über die Stromaufnahme des Elektromotors ermittelten Wert auf Plausibilität prüfbar.
  • Die Drehmomenterfassung kann hierbei auch mittels eines drehelastischen Elements und einem Vergleich von zwei redundant ausgelegten Inkrementalgebern erfolgen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber für ein Steer-By-Wire Lenksystem ohne mechanische Kopplung des Lenkrades zu den gelenkten Rädern.
  • In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel des Lenksollwertgebers aus der Figur ist eine Lenksäule 2 mit dem Lenkrad 1 verbunden. Weiterhin besitzt der erfindungsgemäße Lenksollwertgeber eine Vorrichtung 6a zur Messung der Lenkradposition und der Lenkraddrehung. Vorzugsweise werden hierbei Inkremental-Drehgeber eingesetzt, die in redundanter Ausführung vorgesehen sind.
  • Zur Simulation der am Lenkrad 1 angreifenden Lenkkraft besitzt der Lenksollwertgeber einen Elektromotor 3 und eine Elektromagnetbremse 7. Dabei ist der Elektromotor 3 so ausgelegt, dass ein maximales Lenkmoment zu jeder Zeit vom Fahrer übersteuert werden kann.
  • Die Simulation des Lenkgefühls mittels eines erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber beinhaltet:
    • 1. Eine Rückmeldung des Lenkzustands der gelenkten Räder an den Fahrer. Diese Rückmeldung wird im fehlerfreien Betrieb maßgeblich vom Elektromotor 3 erzeugt.
    • 2. Eine Simulation eines Endanschlags des Lenkrads bei Erreichen des maximalen Lenkeinschlags der gelenkten Räder. Für diese Simulation wirken der Elektromotor 3 und die Elektromagnetbremse gemeinsam auf die Lenksäule 2 ein, um ein hohes Lenkmoment zur Verfügung zu stellen, das einem Endanschlag entspricht.
    • 3. Eine Rückstellungstendenz der Lenkung in Richtung der Geradeausstellung. Die Rückstellung erfolgt über den Elektromotor 3.
  • Zur Steuerung des Lenksollwertgebers besitzt dieser einen Controller 5, der die Ansteuerung vom Elektromotor 3 und der Elektromagnetbremse 7 übernimmt. Zur Kommunikation des erfindungsgemäßen Lenksollwertgebers mit einem übergeordneten Steer-By-Wire-Lenksystem stellt der Controller 5 eine Datenschnittstelle 8 zur Verfügung. Dabei kann die Datenschnittstelle 8 als ein nach dem Stand der Technik bekannter CAN-Bus ausgeführt sein. Darüber hinaus beinhaltet die Datenschnittstelle 8 zusätzlich diskrete Ausgangssignale, die eine Lenkraddrehung und einen Fehlerstatus signalisieren, sowie diskrete Eingangssignale zur Freigabe des Controllers 5 zur Ansteuerung der Elektromagnetbremse 7 und zum Auslösen der Abschaltevorrichtung 10. Somit kann ein übergeordnetes Steer-By-Wire – System mittels dieser Datenschnittstelle 8 Einfluss auf den erfindungsgemäßen Lenksollwertgeber nehmen. Die integrierte Abschaltevorrichtung 10 trennt dabei im Falle einer Abschaltung die Verbindung zwischen Ansteuerungselektronik 4 und Elektromotor 3, wodurch ein weiterer Betrieb des Elektromotors 3 ausgeschlossen wird.
  • Die eingesetzte Ansteuerungselektronik 4 zur Steuerung des Elektromotors 3 lässt sich in unterschiedlichen und im Betrieb wechselnden Regelmodi wie z. B. Drehzahl, Positions- oder Drehmomentregelung betreiben. Das vom Fahrer über das Lenkrad 1 eingesteuerte Lenkmoment wird über die Motorstromerfassung der Ansteuerungselektronik 4 ermittelt. Um diese Funktion zu ermöglichen, wird der Elektromotor 3 von der Ansteuerungselektronik 4 im Normalbetrieb „positionsgeregelt” betrieben. Das vom Fahrer mittels des Lenkrads 1 eingesteuerte Lenkmoment führt zu einer Drehbewegung der Lenksäule 2 und damit zu einer Auslenkung des an der Lenksäule 2 befestigten Elektromotors 3 aus einer vordefinierten Soll-Position. Die Positionsregelung der Ansteuerelektronik 4 baut sofort durch geeignete Ansteuerungen des Elektromotors 3 ein Gegenmoment auf, um den Elektromotor 3 wieder in die Soll-Position zurückzulenken. Dieses dafür benötigte Gegenmoment wird über den erforderlichen Motorstrom mittels einer in der Ansteuerelektronik 4 inte grierten Motorstromerfassung gemessen, um die Lenkabsicht des Fahrers zu ermitteln.
  • Zur Erkennung von Fehlern in der elektromotorischen Lenkkraftsimulation wird das Lenkmoment an der Lenksäule 2 mit einer zusätzlichen Drehmomenterfassung 9 gemessen und gegen den über die gemessene Stromaufnahme des Elektromotors 3 ermittelten Wert auf Plausibilität geprüft. Alternativ kann die Drehmomenterfassung hierbei auch mittels eines elastischen Elementes und einem Vergleich des Inkrementalgeber 6a vor und des Inkrementalgebers 6b nach dem elastischen Element erfolgen.
  • Bei Fehlern in der elektromotorischen Lenkkraftsimulation wird die Ansteuerung des Elektromotors 3 über die Abschaltevorrichtung 10 unterbrochen. In diesem Fall wird die Lenkkraftsimulation mit eingeschränktem Funktionsumfang allein über die Elektromagnetbremse 7 weitergeführt. Auf diese Weise wird auch eine erhöhte Schwergängigkeit der Lenkung bei Ausfall der elektromotorischen Lenkkraftsimulation bereitgestellt, die ein Fehlerbild simuliert, das dem einer herkömmlichen mechanischen Lenkung entspricht.

Claims (18)

  1. Lenksollwertgeber für ein Steer-By-Wire Lenksystem ohne mechanische Kopplung des Lenkrads (1) zu den gelenkten Rädern, bei dem die Information über die Drehung und Stellung des Lenkrads (1) zur Verfügung stellbar ist und die taktile Rückmeldung zwischen gelenkten Rädern und dem Lenkrad (1) simulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber einen Elektromotor (3) und eine Elektromagnetbremse (7) aufweist, mittels der eine taktile Rückmeldung realisierbar ist.
  2. Lenksollwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Elektromotor (3) und Elektromagnetbremse (7) derart ausgelegt sind, dass der Fahrer unter allen Umständen die Möglichkeit besitzt, den Elektromotor (3) oder die Elektromagnetbremse (7) zu übersteuern solange diese nicht gemeinsam im Eingriff sind.
  3. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Elektromotor (3) und Elektromagnetbremse (7) über unabhängige Energieversorgungen und Datenschnittstellen verfügen.
  4. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber über diskrete Signale und eine Datenschnittstelle (8) mit dem elektronischen Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems verbunden ist.
  5. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Elektromotors (3) ein in Richtung und Größe variables Lenkmoment auf das Lenkrad (1) erzeugbar ist, um eine Verbindung des Lenkrads (1) zu den gelenkten Rädern zu simulieren.
  6. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, so dass zumindest ein Teil der Simulationsfunktionen für die taktile Rückmeldung selbständig ohne direkten Einfluss des Steuergeräts des Steer-By-Wire durch den Lenksollwertgeber durchführbar sind.
  7. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, das ein vom Fahrer in die Lenkung eingesteuertes Lenkmoment mittels einer Motorstromerfassung zur Ermittelung der Stromaufnahme des Elektromotors (3) ermittelbar ist.
  8. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) im Modus Positionsregelung betreibar ist, um eine Drehmomentmessung nach Anspruch 7 zu ermöglichen.
  9. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dass über das elektronischen Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems über die Datenschnittstelle (8) auf die Lenkkraftsimulation zugreifbar ist.
  10. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dassmittels des Elektromotors (3) eine Rückstelltendenz der gelenkten Räder und des Lenkrads (1) in Richtung der Geradeausstellung simulierbar ist.
  11. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dass einem Weiterlenken in Richtung größerer, den maximalen Lenkwinkel überschreitender Lenkeinschläge mittels des Elektromotors (3) und der Elektromagnetbremse (7) entgegenwirkbar ist, um einen Anschlag der Lenkung bei Erreichen des rechten oder linken maximalen Lenkwinkels zu simulieren.
  12. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, das beim Ausfall des Elektromotors (3) die in den vorhergehenden Ansprüchen beschriebenen Simulationsfunktionen mittels einer proportionalen Elektromagnetbremse (7) eingeschränkt funktionsfähig ist.
  13. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber derart ausgeführt ist, dass bei Ausfall des Elektromotors (3) eine Erhöhung des Lenkmoments einleitbar ist, und damit ein Ausfall der Lenkunterstützung in konventionell gelenkten Fahrzeugen simulierbar ist.
  14. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber ein Mittel (6.1) zur Erfassung von Informationen über die Lenkradposition und/oder Lenkradstellung aufweist und die Informationen an das Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems übermittelbar sind. wodurch eine Überwachung der korrekten Funktion durch das Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems durchführbar ist.
  15. Lenksollwertgeber nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6.1) zur Erfassung von Informationen durch weitere gleiche oder ähnliche Mittel (6.2) redundant ausgelegt ist, so dass dem Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems redundante Informationen zur Verfügung stellbar sind, die eine Überwachung der korrekten Funktion durch das Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems ermöglicht.
  16. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber eine Abschaltevorrichtung (10) aufweist, wodurch dem Steuergerät des Steer-By-Wire Lenksystems eine Möglichkeit zur eigensicheren Abschaltung der elektromotorischen Funktion zur Verfügung steht.
  17. Lenksollwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksollwertgeber eine Drehmomenterfassung (9) aufweist mittels der eine Plausibilitätsüberwachung zur Überprüfung der korrekten Funktion der elektromotorischen Lenkkraftsimulation durchführbar ist.
  18. Lenksollwertgeber nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterfassung (9) mittels eines drehelastischen Elements und redundanter Inkrementalgeber ausgeführt ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016221326A1 (de) 2016-10-28 2018-05-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einen Fahrzeugführer eines Fahrzeuges
WO2022248159A1 (de) * 2021-05-28 2022-12-01 Kevin Arnold Verfahren und vorrichtung zur erlangung von fahrbahnbeschaffenheitsdaten
CN115871773A (zh) * 2022-12-26 2023-03-31 清华大学 带有失效冗余的线控转向路感模拟***及其控制方法
WO2023198759A1 (de) * 2022-04-12 2023-10-19 Inventus Engineering Gmbh Lenkvorgabeeinrichtung zum vorgeben einer lenkbewegung nach dem steer-by-wire-konzept und verfahren zum betreiben einer lenkvorgabeeinrichtung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016221326A1 (de) 2016-10-28 2018-05-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einen Fahrzeugführer eines Fahrzeuges
WO2022248159A1 (de) * 2021-05-28 2022-12-01 Kevin Arnold Verfahren und vorrichtung zur erlangung von fahrbahnbeschaffenheitsdaten
WO2023198759A1 (de) * 2022-04-12 2023-10-19 Inventus Engineering Gmbh Lenkvorgabeeinrichtung zum vorgeben einer lenkbewegung nach dem steer-by-wire-konzept und verfahren zum betreiben einer lenkvorgabeeinrichtung
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