BE1031333B1

BE1031333B1 - Steer-by-wire steering system with networked subsystems and method for operating such a steer-by-wire steering system

Info

Publication number: BE1031333B1
Application number: BE20235099A
Authority: BE
Inventors: Andras Toth; Miklós Arányi; Imre Szepessy; Bence Bodnár; Mária Bekó
Original assignee: Thyssenkrupp Presta Ag; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2023-02-10
Filing date: 2023-02-10
Publication date: 2024-09-16
Also published as: WO2024165534A1; BE1031333A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steer-by-Wire-Lenksystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Teilsystem (101) und einem zweiten Teilsystem (102), wobei das erste Teilsystem (101) eine Lenkwelle (2), eine drehfest an einem Ende der Lenkwelle angeordnete Lenkhandhabe (3), einen Feedback-Aktuator (5), eine Absolutwinkelsensoreinheit (7) zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels der Lenkwelle (2) und eine Relativwinkelsensoreinheit (4) zur Bestimmung eines relativen Lenkwinkels der Lenkwelle (2) aufweist, und wobei das zweite Teilsystem (102) eine Lenkstellereinheit (9), ein Koppelelement (12), eine Absolutpositionssensoreinheit (15) zur Bestimmung einer absoluten Position des Koppelelementes (12) und eine Relativpositionssensoreinheit (16) zur Bestimmung einer relativen Position des Koppelelementes (12) aufweist. Zur Erhöhung der Fehlerrobustheit sind das erste Teilsystem (101) und das zweite Teilsystem (102) über eine Kommunikationsverbindung (20) miteinander verbunden, wobei die Kommunikationsverbindung (20) eingerichtet ist, Sensordaten (32) von dem ersten Teilsystem (101) an das zweite Teilsystem (102) zu übertragen und Sensordaten (31) von dem zweiten Teilsystem (102) an das erste Teilsystem (101) zu übertragen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eine solchen Steer-by-Wire-Lenksystems.The present invention relates to a steer-by-wire steering system (1) for a motor vehicle with a first subsystem (101) and a second subsystem (102), wherein the first subsystem (101) has a steering shaft (2), a steering handle (3) arranged in a rotationally fixed manner at one end of the steering shaft, a feedback actuator (5), an absolute angle sensor unit (7) for determining an absolute steering angle of the steering shaft (2) and a relative angle sensor unit (4) for determining a relative steering angle of the steering shaft (2), and wherein the second subsystem (102) has a steering actuator unit (9), a coupling element (12), an absolute position sensor unit (15) for determining an absolute position of the coupling element (12) and a relative position sensor unit (16) for determining a relative position of the coupling element (12). To increase the error robustness, the first subsystem (101) and the second subsystem (102) are connected to one another via a communication connection (20), wherein the communication connection (20) is set up to transmit sensor data (32) from the first subsystem (101) to the second subsystem (102) and to transmit sensor data (31) from the second subsystem (102) to the first subsystem (101). The invention further relates to a method for operating such a steer-by-wire steering system.

Description

Steer-by-Wire-Lenksystem mit vernetzten Teilsystemen und Verfahren zum Betreiben eines solchen Steer-by-Wire-LenksystemsSteer-by-wire steering system with networked subsystems and method for operating such a steer-by-wire steering system

Die Erfindung betrifft ein Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem erstenThe invention relates to a steer-by-wire steering system for a motor vehicle with a first

Teilsystem und einem zweiten Teilsystem, wobei das erste Teilsystem eine Lenkwelle, eine drehfest an einem Ende der Lenkwelle angeordnete Lenkhandhabe, einen Feedback-Aktuator, eine Absolutwinkelsensoreinheit zur Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels der Lenkwelle und eine Relativwinkelsensoreinheit zur Bestimmung eines relativen Lenkwinkels der Lenkwelle aufweist, und wobei das zweite Teilsystem eine Lenkstellereinheit, ein Koppelelement, insbesondere eine Zahnstange, eine Absolutpositionssensoreinheit zur Bestimmung einer absoluten Position des Koppelelementes und eine Relativpositionssensoreinheit zur Bestimmung einer relativen Position des Koppelelementes aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einSubsystem and a second subsystem, wherein the first subsystem has a steering shaft, a steering handle arranged in a rotationally fixed manner at one end of the steering shaft, a feedback actuator, an absolute angle sensor unit for determining an absolute steering angle of the steering shaft and a relative angle sensor unit for determining a relative steering angle of the steering shaft, and wherein the second subsystem has a steering actuator unit, a coupling element, in particular a rack, an absolute position sensor unit for determining an absolute position of the coupling element and a relative position sensor unit for determining a relative position of the coupling element. Furthermore, the invention relates to a

Verfahren zum Betreiben eines solchen Steer-by-Wire-Lenksystems.Method for operating such a steer-by-wire steering system.

Steer-by-Wire-Lenksysteme sind im Stand der Technik vielfach beschrieben. Beispielsweise offenbart die DE 10 2018 114 988 A1 ein Steer-by-Wire-Lenksystem mit einer Lenkhandhabe, einem Feedback-Aktuator und einem Lenksteller, wobei über die Lenkhandhabe ein Lenkbefehl vorgegeben werden kann, der von dem Lenksteller in eine Lenkbewegung von lenkbaren Rädern eines Kraftfahrzeugs umgesetzt werden kann. Eine Herausforderung bei Steer-by-Wire-Steer-by-wire steering systems are described many times in the prior art. For example, DE 10 2018 114 988 A1 discloses a steer-by-wire steering system with a steering handle, a feedback actuator and a steering actuator, wherein a steering command can be specified via the steering handle, which can be converted by the steering actuator into a steering movement of steerable wheels of a motor vehicle. A challenge with steer-by-wire

Lenksystemen besteht darin, ein Kraftfahrzeug auch bei einem Auftreten von Fehlern in demSteering systems is to ensure that a motor vehicle can be controlled even if faults occur in the

Steer-by-Wire-Lenksystem kontrollierbar zu halten. Die DE 10 2020 100 719 A1 schlägt dazu vor, beim einem Kraftfahrzeug mit einer Vorderachs- und einer Hinterachslenkung im Fehlerfall der Vorderachs- oder der Hinterachslenkung die fehlerbehaftete Lenkung abzuschalten und eineTo keep the steer-by-wire steering system controllable. DE 10 2020 100 719 A1 proposes that in the event of a fault in the front or rear axle steering of a motor vehicle with front and rear axle steering, the faulty steering should be switched off and a

Lenkbewegung mittels eines autonomen Fahrmodus oder einer abgeleiteten Soll-Bewegung zu ermöglichen. Aus der DE 10 2019 217 588 A1 ist zudem bekannt, dass nach einerSteering movement by means of an autonomous driving mode or a derived target movement. It is also known from DE 10 2019 217 588 A1 that after a

Fahrzeugkollision, durch die ein oder mehrere Räder einer Fahrzeugachse nicht mehr vollständig oder auch gar nicht mehr lenkbar sind, mittels der funktionsfähigen Lenkachse gelenkt wird und ein Bremssignal an eines der mit dieser Lenkachse verbundenen Fahrzeugräder übermittelt wird.Vehicle collision as a result of which one or more wheels of a vehicle axle are no longer fully or even no longer steerable, steering is carried out using the functioning steering axle and a braking signal is transmitted to one of the vehicle wheels connected to this steering axle.

Darüber hinaus ist es bekannt, Komponenten des Steer-by-Wire-Lenksystems redundant auszugestalten, sodass im Falle eines Auftretens eines Fehlers in einer Komponente die entsprechende Funktion dieser Komponente von der redundanten Komponente ausgeführt wird.In addition, it is known to design components of the steer-by-wire steering system redundantly, so that in the event of a fault occurring in a component, the corresponding function of this component is carried out by the redundant component.

Beispielsweise wird in der DE 10 2020 209 270 A1 eine redundant ausgebildete Steuereinheit offenbart, die in einem Steer-by-Wire-Lenksystem eingesetzt werden kann. Eine redundanteFor example, DE 10 2020 209 270 A1 discloses a redundant control unit that can be used in a steer-by-wire steering system. A redundant

Ausgestaltung von Komponenten eines Steer-by-Wire-Lenksystems ist auch in derDesign of components of a steer-by-wire steering system is also in the

US 2022/0001916 A1 offenbart.US 2022/0001916 A1 disclosed.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2004 008 203 A1 ein System und ein Verfahren zur initialenFurthermore, DE 10 2004 008 203 A1 discloses a system and a method for initial

Ausrichtung der Räder eines Steer-by-Wire-Lenksystems eines Kraftfahrzeugs. Dieses Steer-by-Alignment of the wheels of a steer-by-wire steering system of a motor vehicle. This steer-by-wire

Wire-Lenksystem umfasst dabei ein erstes Teilsystem mit einer Lenkwelle, mit einer an derWire steering system comprises a first subsystem with a steering shaft, with a

Lenkwelle angeordneten Lenkhandhabe, mit einem Lenkrad-Aktuator mit zugeordneterSteering handle arranged on the steering shaft, with a steering wheel actuator with associated

Motorendstufe, mit einer Absolutwinkelsensoreinheit zur Bestimmung eines absolutenMotor output stage, with an absolute angle sensor unit for determining an absolute

Lenkwinkels der Lenkwelle, mit einer Relativsensoreinheit zur Bestimmung eines relativenSteering angle of the steering shaft, with a relative sensor unit for determining a relative

Lenkwinkels der Lenkwelle und mit einem Lenkrad-Controller. Zudem umfasst das Steer-by-Wire-steering angle of the steering shaft and with a steering wheel controller. In addition, the steer-by-wire

Lenksystem ein zweites Teilsystem mit lenkbaren Rädern, die durch einen dem jeweiligen lenkbaren Rad zugeordneten Rad-Aktuator gelenkt werden können, wobei die Rad-Aktuatoren über eine jeweilige Motorendstufe von einem Rad-Controller gesteuert werden. Zur Bestimmung eines relativen und eines absoluten Radwinkels umfasst das zweite Teilsystem Radsensoren.Steering system a second subsystem with steerable wheels that can be steered by a wheel actuator assigned to the respective steerable wheel, wherein the wheel actuators are controlled by a wheel controller via a respective motor output stage. The second subsystem comprises wheel sensors to determine a relative and an absolute wheel angle.

Zwischen dem Lenkrad-Controller des ersten Teilsystems und dem Rad-Controller des zweitenBetween the steering wheel controller of the first subsystem and the wheel controller of the second

Teilsystems können Sensordaten übertragen werden.Sensor data can be transmitted to the subsystem.

Ein ähnliches Steer-by-Wire-Lenksystem wird in der DE 10 2004 030 685 A1 beschrieben. DasA similar steer-by-wire steering system is described in DE 10 2004 030 685 A1. The

Steer-by-Wire-Lenksystem ist dabei derart eingerichtet, dass eine modellgestützteThe steer-by-wire steering system is designed in such a way that a model-based

Fehlererkennung ermöglicht wird, wobei anstelle zusätzlicher Hardwarekomponenten eine analytische Redundanz benutzt wird, um auf diese Weise Kosten zu verringern und die (Zuverlässigkeit zu erhöhen.Error detection is enabled using analytical redundancy instead of additional hardware components, thereby reducing costs and increasing reliability.

Hiervon ausgehend besteht ein weitergehender Bedarf, ein Kraftfahrzeug mit einem Steer-by-Based on this, there is a further need to equip a motor vehicle with a steer-by-

Wire-Lenksystem bei auftretenden Fehlern in oder an dem Lenksystem kontrollierbar zu halten, und so das Risiko für Personenschäden weiter zu reduzieren.Wire steering system to keep controllable in the event of errors in or on the steering system, thus further reducing the risk of personal injury.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steer-by-Wire-Against this background, it is an object of the present invention to provide a steer-by-wire

Lenksystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire-Lenksystems weiter zu verbessern, und insbesondere eine kosteneffiziente Methode zu finden, um mögliche Fehler bei der Messung grundlegender Parameter in einem Steer-by-Wire-System zu beseitigen.steering system and a method for operating a steer-by-wire steering system, and in particular to find a cost-effective method to eliminate possible errors in the measurement of basic parameters in a steer-by-wire system.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Steer-by-Wire-Lenksystem gemäß Anspruch 1 und einTo solve this problem, a steer-by-wire steering system according to claim 1 and a

Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire-Lenksystems gemäß dem nebengeordnetenMethod for operating a steer-by-wire steering system according to the subordinate

Anspruch vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung beschrieben sowie in den Figuren dargestellt.Claim proposed. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims and the description and shown in the figures.

Die vorgeschlagene Lôsung sieht ein Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Teilsystem und einem zweiten Teilsystem vor. Das erste Teilsystem umfasst eineThe proposed solution provides a steer-by-wire steering system for a motor vehicle comprising a first subsystem and a second subsystem. The first subsystem comprises a

Lenkwelle, eine drehfest an einem Ende der Lenkwelle angeordnete Lenkhandhabe, insbesondere ein Lenkrad, einen Feedback-Aktuator, eine Absolutwinkelsensoreinheit zurSteering shaft, a steering handle arranged in a rotationally fixed manner at one end of the steering shaft, in particular a steering wheel, a feedback actuator, an absolute angle sensor unit for

Bestimmung eines absoluten Lenkwinkels der Lenkwelle und eine Relativwinkelsensoreinheit zurDetermination of an absolute steering angle of the steering shaft and a relative angle sensor unit for

Bestimmung eines relativen Lenkwinkels der Lenkwelle. Als Relativwinkelsensoreinheit ist insbesondere eine einem Elektromotor des Feedback-Aktuators zugeordneteDetermination of a relative steering angle of the steering shaft. The relative angle sensor unit is in particular a sensor assigned to an electric motor of the feedback actuator.

Rotorpositionssensoreinheit vorgesehen. Das zweite Teilsystem umfasst eine Lenkstellereinheit, ein Koppelelement, insbesondere eine Zahnstange, eine Absolutpositionssensoreinheit zurRotor position sensor unit is provided. The second subsystem comprises a steering actuator unit, a coupling element, in particular a rack, an absolute position sensor unit for

Bestimmung einer absoluten Position des Koppelelementes und eineDetermination of an absolute position of the coupling element and a

Relativpositionssensoreinheit zur Bestimmung einer relativen Position des Koppelelementes. AlsRelative position sensor unit for determining a relative position of the coupling element. As

Relativpositionssensoreinheit ist insbesondere eine einem Elektromotor der Lenkstellereinheit zugeordnete Rotorpositionssensoreinheit vorgesehen. Erfindungsgemäß sind bei dem Steer-by-Relative position sensor unit is provided in particular a rotor position sensor unit associated with an electric motor of the steering actuator unit. According to the invention, in the steer-by-

Wire-Lenksystem das erste Teilsystem und das zweite Teilsystem über eineWire steering system the first subsystem and the second subsystem via a

Kommunikationsverbindung miteinander verbunden, wobei die Kommunikationsverbindung eingerichtet ist, Sensordaten von dem ersten Teilsystem an das zweite Teilsystem zu übertragen und Sensordaten von dem zweiten Teilsystem an das erste Teilsystem zu übertragen.Communication connection, wherein the communication connection is configured to transmit sensor data from the first subsystem to the second subsystem and to transmit sensor data from the second subsystem to the first subsystem.

Vorteilhafterweise ist durch diese Ausgestaltung der Austausch von Sensordaten zwischen denThis design advantageously enables the exchange of sensor data between the

Teilsystemen verbessert, wobei vorteilhafterweise insbesondere bei einem Ausfall eines derSubsystems improved, whereby advantageously in the event of a failure of one of the

Teilsysteme Sensordaten dem noch funktionsfähigen Teilsystem verbessert bereitstellbar sind.Subsystems Sensor data can be made available to the still functional subsystem in an improved manner.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kommunikationsverbindung redundant ausgebildet ist.In particular, it is intended that the communication connection is designed redundantly.

GemäB einer besonders vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Steer-by-Wire-Lenksystem ein drittes Teilsystem, wobei das dritte Teilsystem eine Schnittstelle zu einem Backup-Lenksystem aufweist, und wobei die Kommunikationsverbindung vorteilnafterweise weiter eingerichtet ist,According to a particularly advantageous development, the steer-by-wire steering system comprises a third subsystem, wherein the third subsystem has an interface to a backup steering system, and wherein the communication connection is advantageously further configured,

Sensordaten von dem ersten Teilsystem und/oder von dem zweiten Teilsystem an das dritteSensor data from the first subsystem and/or from the second subsystem to the third

Teilsystem zu übertragen. Die Schnittstelle ist dabei vorteilhafterweise eingerichtet, an das drittesubsystem. The interface is advantageously set up to be connected to the third

Teilsystem übertragene Sensordaten an das Backup-Lenksystem zu übertragen.subsystem to transmit sensor data to the backup steering system.

Vorteilhafterweise wird das Backup-Lenksystem durch eine oder vorzugsweise mehrereAdvantageously, the backup steering system is provided by one or preferably several

Fahrzeugbaugruppe gebildet, die abweichend von der originären Aufgabe zur Umsetzung einerVehicle assembly group formed, which deviates from the original task of implementing a

Lenkvorgabe eingesetzt werden. Insbesondere kann ein entsprechend angesteuertesIn particular, a correspondingly controlled

Bremssystem und/oder ein entsprechend angesteuertes Antriebssystem und/oder ein entsprechend angesteuertes aktives Fahrwerk von dem Backup-Lenksystem umfasst sein. Bei einem Ausfall des Steer-by-Wire-Lenksystems, der ein Lenken eines Kraftfahrzeugs mittels desBraking system and/or a correspondingly controlled drive system and/or a correspondingly controlled active chassis must be included in the backup steering system. In the event of a failure of the steer-by-wire steering system, which prevents steering of a motor vehicle by means of the

Backup-Lenksystems erforderlich macht, können für ein Lenken des Kraftfahrzeugs relevanteBackup steering system required, relevant information for steering the motor vehicle

Sensordaten dabei vorteilhafterweise über die Kommunikationsverbindung an das dritteSensor data is advantageously transmitted via the communication connection to the third

Teilsystem und somit an das Backup-Lenksystem übertragen und somit die Funktionsfähigkeit des Backup-Lenksystems verbessert werden. Insbesondere ist ein Gesamtlenksystem vorgesehen, dass das Steer-by-Wire-Lenksystem und das Backup-Lenksystem umfasst, wobei bei dieser Ausgestaltung das dritte Teilsystem von dem Gesamtlenksystem umfasst ist und insbesondere das Backup-Lenksystem umfasst. Dieses Gesamtlenksystem kann dabei insbesondere als erfindungsgemäßes Steer-by-Wire-Lenksystem mit ergänztem Backup-Subsystem and thus transferred to the backup steering system and thus the functionality of the backup steering system is improved. In particular, an overall steering system is provided that includes the steer-by-wire steering system and the backup steering system, whereby in this embodiment the third subsystem is included in the overall steering system and in particular includes the backup steering system. This overall steering system can in particular be designed as a steer-by-wire steering system according to the invention with supplemented backup

Lenksystem ausgebildet sein.steering system must be designed.

Insbesondere sieht eine Ausgestaltungsvariante vor, dass den Teilsystemen jeweils eineIn particular, one design variant provides that the subsystems each have a

Steuereinheit, insbesondere eine ECU (ECU: Electronic Control Unit), zugeordnet ist. Dabei kann entweder jedes Teilsystem eine Steuereinheit umfassen. Eine vorteilhafterweise Ausgestaltung sieht aber eine zentrale Steuereinheit vor, wobei Sub-Steuereinheiten dieser zentralenControl unit, in particular an ECU (ECU: Electronic Control Unit). Each subsystem can comprise a control unit. An advantageous embodiment, however, provides for a central control unit, with sub-control units of this central

Steuereinheit den Teilsystemen jeweils als Steuereinheit zugeordnet sind.Control unit is assigned to the subsystems as a control unit.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Steer-by-Wire-Lenksystems sieht vor, dass dieAn advantageous design of the steer-by-wire steering system provides that the

Kommunikationsverbindung durch ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk, insbesondere CAN (CAN: Controller Area Network) und/oder durch einen privaten Kommunikationskanal zwischen den Teilsystemen realisiert ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine High-Level-Communication connection is implemented through a vehicle communication network, in particular CAN (CAN: Controller Area Network) and/or through a private communication channel between the subsystems. In particular, it is intended that a high-level

Kommunikationsverbindung als Kommunikationsverbindung genutzt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kommunikationsverbindung wenigstens auf einer Layer-2-Ebene bezogen auf das ISO/OSI-Referenzmodell realisiert ist. Vorzugsweise ist die Kommunikationsverbindung leitungsgebunden realisiert. Gemäß einer Ausgestaltungsvariante ist aber auch eine vollständige oder teilweise drahtlos ausgebildete Kommunikationsverbindung, insbesondere eineCommunication connection is used as a communication connection. In particular, it is provided that the communication connection is implemented at least on a layer 2 level based on the ISO/OSI reference model. Preferably, the communication connection is implemented as a wired connection. According to a variant, however, a completely or partially wireless communication connection is also possible, in particular a

Funkverbindung, vorgesehen.radio connection is provided.

Weiter vorteilhaft ist das zweite Teilsystem des Steer-by-Wire-Lenksystems, insbesondere dieAnother advantage is the second subsystem of the steer-by-wire steering system, in particular the

Lenkstellereinheit des zweiten Teilsystems, ausgebildet, von der von dem ersten Teilsystem umfassten Absolutwinkelsensoreinheit bereitgestellte Winkelmesswerte zu empfangen, insbesondere über eine erste direkte Kommunikationsschnittstelle zu derSteering actuator unit of the second subsystem, designed to receive angle measurement values provided by the absolute angle sensor unit comprised by the first subsystem, in particular via a first direct communication interface to the

Absolutwinkelsensoreinheit. Vorteilhafterweise werden dabei von der Absolutwinkelsensoreinheit erfasste Winkelmesswerte direkt an das zweite Teilsystem, insbesondere direkt an dieAbsolute angle sensor unit. Advantageously, angle measurement values recorded by the absolute angle sensor unit are transmitted directly to the second subsystem, in particular directly to the

Lenkstellereinheit, insbesondere an eine der Lenkstellereinheit zugeordnete Steuereinheit, übertragen. Insbesondere ist die Absolutwinkelsensoreinheit dabei direkt mit dem zweitenSteering actuator unit, in particular to a control unit assigned to the steering actuator unit. In particular, the absolute angle sensor unit is directly connected to the second

Teilsystem verdrahtet. Vorteilhafterweise ist das zweite Teilsystem somit ausgebildet, für einThe second subsystem is thus advantageously designed for a

Einstellen eines korrekten Radlenkwinkels erforderliche Lenkinformationen direkt zu empfangen.To set a correct wheel steering angle, the steering information required can be received directly.

Insbesondere ist als Ausgestaltungsvariante vorgesehen, dass die ersteIn particular, it is envisaged as a variant that the first

Kommunikationsschnittstelle nicht von der Kommunikationsverbindung umfasst ist, sondern separat ausgebildet ist. 5Communication interface is not included in the communication connection, but is designed separately. 5

Das zweite Teilsystem, insbesondere die Lenkstellereinheit, ist vorteilhafterweise weiter ausgebildet, der Absolutwinkelsensoreinheit die für den Betrieb benötigte Energie bereitzustellen, vorteilhafterweise über die direkte Verbindung, insbesondere über die erste direkteThe second subsystem, in particular the steering actuator unit, is advantageously further designed to provide the absolute angle sensor unit with the energy required for operation, advantageously via the direct connection, in particular via the first direct

Kommunikationsschnittstelle. Vorteilhafterweise wird dabei von dem zweiten Teilsystem gesteuert eine für den Betrieb der Absolutwinkelsensoreinheit erforderliche Spannung bereitgestellt. Insofern ist die Absolutwinkelsensoreinheit vorteilhafterweise nicht auf eineCommunication interface. Advantageously, the second subsystem provides a voltage required for the operation of the absolute angle sensor unit. In this respect, the absolute angle sensor unit is advantageously not limited to a

Energieversorgung durch das erste Teilsystem angewiesen.Energy supply depends on the first subsystem.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Steer-by-Wire-Lenksystems ist das ersteAccording to a further advantageous embodiment of the steer-by-wire steering system, the first

Teilsystem ausgebildet, von der Absolutpositionssensoreinheit bereitgestellteSubsystem designed, provided by the absolute position sensor unit

Positionsmesswerte zu empfangen, insbesondere über eine zweite direkteTo receive position measurements, especially via a second direct

Kommunikationsschnittstelle zu der Absolutpositionssensoreinheit. Aus diesenCommunication interface to the absolute position sensor unit. From these

Positionsmesswerten ergibt sich insbesondere die absolute Position des Koppelelementes des zweiten Teilsystems und damit letztlich ein eingestellter Radlenkwinkel von gelenkten Rädern desPosition measurement values result in particular in the absolute position of the coupling element of the second subsystem and thus ultimately in a set wheel steering angle of steered wheels of the

Kraftfahrzeugs. Vorteilhafterweise werden von der Absolutpositionssensoreinheit erfassteAdvantageously, the absolute position sensor unit detects

Positionsmesswerte dabei direkt an das erste Teilsystem, insbesondere direkt an den Feedback-Position measurements are sent directly to the first subsystem, in particular directly to the feedback

Aktuator, weiter insbesondere direkt an eine dem ersten Teilsystem zugeordnete Steuereinheit, übertragen. Insbesondere ist die Absolutpositionssensoreinheit dabei direkt mit dem zweitenactuator, and in particular directly to a control unit assigned to the first subsystem. In particular, the absolute position sensor unit is directly connected to the second

Teilsystem verdrahtet. Vorteilnafterweise ist das erste Teilsystem somit ausgebildet,Subsystem wired. Advantageously, the first subsystem is thus designed

Positionsmesswerte bezüglich einer konkreten Position des Koppelelementes, und somit insbesondere Informationen bezüglich eines eingestellten Radlenkwinkels, direkt zu empfangen.To directly receive position measurement values relating to a specific position of the coupling element, and thus in particular information relating to a set wheel steering angle.

Insbesondere ist als Ausgestaltungsvariante vorgesehen, dass die zweiteIn particular, it is envisaged as a variant that the second

Kommunikationsschnittstelle nicht von der Kommunikationsverbindung umfasst ist, sondern separat ausgebildet ist. Weiter insbesondere können die erste Kommunikationsschnittstelle und die zweite Kommunikationsschnittstelle einem gemeinsamen Kommunikationskanal zugeordnet sein.Communication interface is not included in the communication connection, but is formed separately. Furthermore, in particular, the first communication interface and the second communication interface can be assigned to a common communication channel.

Vorteilhafterweise ist das erste Teilsystem ausgebildet, der Absolutpositionssensoreinheit die für den Betrieb benötigte Energie bereitzustellen, vorteilhafterweise über die direkte Verbindung, insbesondere über die zweite direkte Kommunikationsschnittstelle. Insbesondere wird dabei von dem ersten Teilsystem gesteuert eine für den Betrieb der Absolutpositionssensoreinheit erforderliche Spannung bereitgestellt. Insofern ist die Absolutpositionssensoreinheit vorteilhafterweise nicht auf eine Energieversorgung durch das zweite Teilsystem angewiesen.The first subsystem is advantageously designed to provide the absolute position sensor unit with the energy required for operation, advantageously via the direct connection, in particular via the second direct communication interface. In particular, a voltage required for the operation of the absolute position sensor unit is provided under the control of the first subsystem. In this respect, the absolute position sensor unit is advantageously not dependent on an energy supply from the second subsystem.

Erfindungsgemäß ist das Steer-by-Wire-Lenksystem für einen Betrieb in einem Kraftfahrzeug in unterschiedlichen Betriebsmodi ausgebildet. Das Steer-by-Wire-Lenksystem ist in einem erstenAccording to the invention, the steer-by-wire steering system is designed for operation in a motor vehicle in different operating modes. The steer-by-wire steering system is in a first

Betriebsmodus für einen fehlerfreien Betrieb des Steer-by-Wire-Systems eingerichtet. Dieser erste Betriebsmodus ist dabei der Normalbetriebsmodus, in dem üblicherweise das Steer-by-Operating mode for error-free operation of the steer-by-wire system. This first operating mode is the normal operating mode in which the steer-by-wire system is usually

Wire-Lenksystem betrieben wird.Wire steering system.

Weiter ist das Steer-by-Wire-Lenksystem in einem zweiten Betriebsmodus für einen Betrieb bei einem Ausfall, insbesondere einem vollständigen Ausfall, des ersten Teilsystems eingerichtet.Furthermore, the steer-by-wire steering system is designed in a second operating mode for operation in the event of a failure, in particular a complete failure, of the first subsystem.

Dieser zweite Betriebsmodus sieht vorteilhafterweise vor, dass das Steer-by-Wire-Lenksystem ein Kraftfahrzeug weiter unter Nutzung des zweiten Teilsystems lenkt, auch wenn das ersteThis second operating mode advantageously provides that the steer-by-wire steering system continues to steer a motor vehicle using the second subsystem, even if the first

Teilsystem ausgefallen ist.Subsystem has failed.

Weiter ist das Steer-by-Wire-Lenksystem in einem dritten Betriebsmodus für einen Betrieb bei einem Ausfall, insbesondere einem vollständigen Ausfall, des zweiten Teilsystems, insbesondere der Lenkstellereinheit des zweiten Teilsystems, ausgebildet. Dieser dritte Betriebsmodus sieht vorteilhafterweise vor, dass das Steer-by-Wire-Lenksystem ein Kraftfahrzeug unter Nutzung eines Backup-Lenksystems lenkt, wenn das zweite Teilsystem, insbesondere dieFurthermore, the steer-by-wire steering system is designed in a third operating mode for operation in the event of a failure, in particular a complete failure, of the second subsystem, in particular the steering actuator unit of the second subsystem. This third operating mode advantageously provides that the steer-by-wire steering system steers a motor vehicle using a backup steering system when the second subsystem, in particular the

Lenkstellereinheit, ausgefallen ist. Vorteilhafterweise werden dem Backup-Lenksystem dabei vonSteering actuator unit, has failed. Advantageously, the backup steering system is

Sensoren des ersten Teilsystems und des zweiten Teilsystems erfasste Sensordaten von dem ersten Teilsystem zur Verfügung gestellt, insbesondere Informationen bezüglichen eines absoluten Winkels der Lenkwelle und Informationen bezüglich einer absoluten Position desSensor data acquired by sensors of the first subsystem and the second subsystem are made available by the first subsystem, in particular information regarding an absolute angle of the steering shaft and information regarding an absolute position of the

Koppelelementes.coupling element.

Das des Weiteren vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäß ausgebildeten Steer-by-Wire-Lenksystems in einem Kraftfahrzeug, also einem nach einem derThe further proposed method for operating a steer-by-wire steering system designed according to the invention in a motor vehicle, i.e. a vehicle according to one of the

Ansprüche 1 bis 9 ausgebildeten Steer-by-Wire-Lenksystem in einem Kraftfahrzeug, sieht vor, dass in einem ersten für einen fehlerfreien Betrieb eingerichteten Betriebsmodus das zweiteClaims 1 to 9 designed steer-by-wire steering system in a motor vehicle, provides that in a first operating mode set up for error-free operation, the second

Teilsystem einen von der Absolutwinkelsensoreinheit bereitgestellten Winkelmesswert erfasst, das zweite Teilsystem den erfassten Winkelmesswert in eine entsprechende Winkelinformation umwandelt, und das zweite Teilsystem die Winkelinformation über dieSubsystem detects an angle measurement value provided by the absolute angle sensor unit, the second subsystem converts the detected angle measurement value into corresponding angle information, and the second subsystem transmits the angle information via the

Kommunikationsverbindung dem ersten Teilsystem bereitstellt. Ergänzend wird diecommunication link to the first subsystem. In addition, the

Winkelinformation vorteilhafterweise auch dem dritten Teilsystem bereitgestellt. DieAngle information is also advantageously provided to the third subsystem.

Winkelinformationen sind dabei insbesondere Sensordaten im Sinne der vorliegenden Erfindung.Angle information is in particular sensor data within the meaning of the present invention.

Das erste Teilsystem des Steer-by-Wire-Lenksystems umfasst dabei insbesondere eineThe first subsystem of the steer-by-wire steering system includes in particular a

Lenkwelle, eine drehfest an einem Ende der Lenkwelle angeordnete Lenkhandhabe, einenSteering shaft, a steering handle arranged non-rotatably at one end of the steering shaft, a

Feedback-Aktuator, eine Absolutwinkelsensoreinheit zur Bestimmung eines absolutenFeedback actuator, an absolute angle sensor unit for determining an absolute

Lenkwinkels der Lenkwelle und eine Relativwinkelsensoreinheit zur Bestimmung eines relativensteering angle of the steering shaft and a relative angle sensor unit for determining a relative

Lenkwinkels der Lenkwelle. Das zweite Teilsystem umfass insbesondere eine Lenkstellereinheit, ein Koppelelement, eine Absolutpositionssensoreinheit zur Bestimmung einer absoluten Position des Koppelelementes und eine Relativpositionssensoreinheit zur Bestimmung einer relativenSteering angle of the steering shaft. The second subsystem comprises in particular a steering actuator unit, a coupling element, an absolute position sensor unit for determining an absolute position of the coupling element and a relative position sensor unit for determining a relative

Position des Koppelelementes. Das dritte Teilsystem umfasst insbesondere eine Schnittstelle zu einem Backup-Lenksystem, wobei das Backup-Lenksystem insbesondere durch einePosition of the coupling element. The third subsystem comprises in particular an interface to a backup steering system, wherein the backup steering system is in particular controlled by a

Ansteuerung von aktiven Fahrzeugkomponenten realisiert wird, insbesondere durch eineControl of active vehicle components is realized, in particular by a

Ansteuerung von den Rädern des Kraftfahrzeugs zugeordneten Bremsen, von Antriebseinheiten und/oder von aktiven Fahrwerkskomponenten. Dadurch, dass das zweite Teilsystem einen von der Absolutwinkelsensoreinheit bereitgestellten Winkelmesswert erfasst, steht dieserControl of brakes assigned to the wheels of the motor vehicle, of drive units and/or of active chassis components. Because the second subsystem records an angle measurement value provided by the absolute angle sensor unit, this

Winkelmesswert vorteilhafterweise dem zweiten Teilsystem auch bei einem zumindest teilweisenAngle measurement value advantageously to the second subsystem even in the case of at least partial

Ausfall des ersten Teilsystems zur Verfügung. In einem fehlerfreien Normalbetrieb verarbeitet das erste Teilsystem vorteilhafterweise die an das erste Teilsystem über diefailure of the first subsystem. In error-free normal operation, the first subsystem advantageously processes the data sent to the first subsystem via the

Kommunikationsverbindung übertragene Winkelinformation.Angle information transmitted via communication link.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Teilsystem die über dieIn particular, it is intended that the first subsystem will

Kommunikationsverbindung bereitgestellte Winkelinformation erfasst und aus dieserAngle information provided by the communication connection is recorded and

Winkelinformation und einem mittels der Relativwinkelsensoreinheit erfassten relativen Winkel der Lenkwelle einen absoluten Lenkwellenwinkel bestimmt. Diese Bestimmung des absolutenAn absolute steering shaft angle is determined from the angle information and a relative angle of the steering shaft detected by the relative angle sensor unit. This determination of the absolute

Lenkwellenwinkels erfolgt vorteilhafterweise bei einer (Wieder-)Inbetriebnahme, um den absoluten Lenkwellenwinkel initial zu bestimmen. Für den weiteren Betrieb ist insbesondere vorgesehen, dass eine Bestimmung des absoluten Lenkwellenwinkels zumindest alternativ auch unter Berücksichtigung des initial bestimmten absoluten Lenkwellenwinkels und einem erfassten relativen Winkel der Lenkwelle ermittelt wird.The steering shaft angle is advantageously determined during (re-)commissioning in order to initially determine the absolute steering shaft angle. For further operation, it is particularly intended that the absolute steering shaft angle is determined at least alternatively by taking into account the initially determined absolute steering shaft angle and a detected relative angle of the steering shaft.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfasst in dem ersten für einen fehlerfreienAccording to a further advantageous embodiment, in the first for an error-free

Betrieb eingerichteten Betriebsmodus das erste Teilsystem einen von derOperation mode set up the first subsystem has a

Absolutpositionssensoreinheit bereitgestellten Positionsmesswert, wobei das erste Teilsystem den erfassten Positionsmesswert vorteilhafterweise in eine entsprechende Positionsinformation bezüglich einer Position des Koppelelementes umwandelt, wobei das erste Teilsystem vorteilhafterweise die Positionsinformation über die Kommunikationsverbindung dem zweitenAbsolute position sensor unit provided position measurement value, wherein the first subsystem advantageously converts the detected position measurement value into corresponding position information regarding a position of the coupling element, wherein the first subsystem advantageously transmits the position information via the communication connection to the second

Teilsystem bereitstellt. Ergänzend wird die Positionsinformation vorteilhafterweise auch dem dritten Teilsystem bereitgestellt. Die Positionsinformationen sind dabei insbesondereSubsystem. In addition, the position information is advantageously also provided to the third subsystem. The position information is in particular

Sensordaten im Sinne der vorliegenden Erfindung. Vorteilhafterweise stehen dieSensor data in the sense of the present invention. Advantageously, the

Positionsmesswerte so dem ersten Teilsystem auch bei einem zumindest teilweisen Ausfall des zweiten Lenksystems zur Verfügung, und können insbesondere als Positionsinformationen dem dritten Teilsystem und somit insbesondere einem Backup-Lenksystem des Kraftfahrzeugs zurPosition measurement values are thus available to the first subsystem even in the event of an at least partial failure of the second steering system, and can in particular be provided as position information to the third subsystem and thus in particular to a backup steering system of the motor vehicle for

Verfügung gestellt werden, sodass vorteilhafterweise ein verbessertes Manövrieren desbe made available, so that advantageously an improved maneuvering of the

Kraftfahrzeugs unter Nutzung des Backup-Lenksystems bei einem Ausfall des zweitenMotor vehicle using the backup steering system in the event of failure of the second

Lenksystems ermöglicht ist.steering system is possible.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das zweite Teilsystem, insbesondere die Lenkstellereinheit des zweiten Teilsystems, weiter insbesondere eine der Lenkstellereinheit zugeordneteIn particular, it is provided that the second subsystem, in particular the steering actuator unit of the second subsystem, further in particular a steering actuator unit associated with the

Auswerteeinheit, die über die Kommunikationsverbindung bereitgestellte Positionsinformation erfasst, und vorteilhafterweise aus dieser Positionsinformation und einer mittels einerEvaluation unit which detects position information provided via the communication connection and advantageously from this position information and a

Relativpositionssensoreinheit erfassten relativen Position des Koppelelementes eine absoluteRelative position sensor unit detects the relative position of the coupling element an absolute

Koppelelementposition bestimmt. Diese Bestimmung der absoluten Koppelelementposition erfolgt vorteilhafterweise bei einer (Wieder-)Inbetriebnahme des Steer-by-Wire-Lenksystems, um die absolute Koppelelementposition initial zu bestimmen. Für den weiteren Betrieb ist insbesondere vorgesehen, dass eine Bestimmung der absoluten Koppelelementposition zumindest alternativ auch unter Berücksichtigung der initial bestimmten absolutencoupling element position is determined. This determination of the absolute coupling element position is advantageously carried out when the steer-by-wire steering system is (re-)commissioned in order to initially determine the absolute coupling element position. For further operation, it is particularly intended that a determination of the absolute coupling element position is at least alternatively also carried out taking into account the initially determined absolute

Koppelelementposition und einer erfassten relativen Position des Koppelelementes ermittelt wird.coupling element position and a detected relative position of the coupling element.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem drittenAccording to an advantageous development of the method, it is provided that in a third

Betriebsmodus, in dem wegen eines Fehlers in dem zweiten Teilsystem das Kraftfahrzeug mittels eines Backup-Lenksystems gelenkt wird, das erste Teilsystem einen absoluten Winkel derOperating mode in which, due to a fault in the second subsystem, the motor vehicle is steered by means of a backup steering system, the first subsystem maintains an absolute angle of

Lenkwelle basierend auf einem mittels der Relativwinkelsensoreinheit erfassten relativen Winkel der Lenkwelle und einem zuvor bestimmten absoluten Lenkwellenwinkel bestimmt, dieser bestimmte absolute Winkel der Lenkwelle zusammen mit der umgewandeltenSteering shaft based on a relative angle of the steering shaft detected by the relative angle sensor unit and a previously determined absolute steering shaft angle, this determined absolute angle of the steering shaft together with the converted

Positionsinformation dem dritten Teilsystem vorteilhafterweise bereitgestellt wird, wobei diePosition information is advantageously provided to the third subsystem, wherein the

Schnittstelle des dritten Teilsystems den bestimmten absoluten Winkel und dieInterface of the third subsystem the determined absolute angle and the

Positionsinformation vorteilhafterweise an das Backup-Lenksystem weiterleitet. Der absolutePosition information is advantageously forwarded to the backup steering system. The absolute

Lenkwellenwinkel wurde dabei insbesondere während eines fehlerfreien Betriebs bestimmt. Die an das dritte Teilsystem übertragenen Informationen, insbesondere der absolute Winkel derThe steering shaft angle was determined during fault-free operation. The information transmitted to the third subsystem, in particular the absolute angle of the

Lenkwelle und die Positionsinformation sind insbesondere Sensordaten im Sinne der vorliegenden Erfindung. Mittels der so übertragenen Sensordaten ist das Backup-Lenksystem vorteilhafterweise verbessert eingerichtet, das Kraftfahrzeug gemäß einer Lenkvorgabe zu manövrieren.The steering shaft and the position information are in particular sensor data in the sense of the present invention. By means of the sensor data transmitted in this way, the backup steering system is advantageously better configured to maneuver the motor vehicle according to a steering specification.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass in einem zweitenA further advantageous embodiment of the method provides that in a second

Betriebsmodus, in dem wegen eines Fehlers in dem ersten Teilsystem das erste Teilsystem keineOperating mode in which, due to a fault in the first subsystem, the first subsystem cannot

Positionsinformation bereitstellen kann, das zweite Teilsystem die absoluteposition information, the second subsystem provides the absolute

Koppelelementposition basierend auf einer mittels der Relativpositionssensoreinheit erfassten relativen Position des Koppelelementes und einer zuvor bestimmten absolutenCoupling element position based on a relative position of the coupling element detected by the relative position sensor unit and a previously determined absolute

Koppelelementposition bestimmt, wobei eine Information bezüglich eines absoluten Winkels derCoupling element position is determined, whereby information regarding an absolute angle of the

Lenkwelle direkt von der Absolutwinkelsensoreinheit erfasst wird. Die absoluteSteering shaft is directly detected by the absolute angle sensor unit. The absolute

Koppelelementposition wurde dabei insbesondere während eines fehlerfreien Betriebs bestimmt.The coupling element position was determined in particular during error-free operation.

Vorteilhafterweise bleibt ein Kraftfahrzeug so auch bei einem Auftreten eines schwerwiegendenAdvantageously, a motor vehicle remains in operation even if a serious

Fehlers in dem ersten Teilsystem mittels des zweiten Teilsystems lenkbar.Errors in the first subsystem can be controlled by means of the second subsystem.

Vorteilhafterweise ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung ein vorgeschlagenes Steer-by-Wire-Advantageously, according to a further embodiment, a proposed steer-by-wire

Lenksystem weiter für einen Betrieb gemäß einem erfindungsgemäß ausgestalteten Verfahren ausgebildet.Steering system further designed for operation according to a method according to the invention.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden imFurther advantageous details, features and design details of the invention are described in

Zusammenhang mit den in den Figuren (Fig.: Figur) dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:The following is explained in more detail in connection with the embodiments shown in the figures (Fig.: Figure).

Fig. 1 in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Steer-by-Wire-Lenksystem;Fig. 1 shows a simplified perspective view of an embodiment of a steer-by-wire steering system designed according to the invention;

Fig. 2 in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Steer-by-Wire-Lenksystem; undFig. 2 shows a simplified schematic representation of another embodiment of a steer-by-wire steering system designed according to the invention; and

Fig.3 in einer Blockschaltbilddarstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire-Lenksystems.Fig.3 shows a block diagram of an embodiment of a method according to the invention for operating a steer-by-wire steering system.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile in der Regel mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher mitunter auch jeweils nur im Zusammenhang mit einer der Figuren erläutert.In the various figures, identical parts are generally provided with the same reference symbols and are therefore sometimes only explained in connection with one of the figures.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Steer-by-Wire-Fig. 1 shows an embodiment of a steer-by-wire system designed according to the invention.

Lenksystem 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Teilsystem 101 und einem zweitenSteering system 1 for a motor vehicle with a first subsystem 101 and a second

Teilsystem 102 dargestellt. Das erste Teilsystems 101 des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 umfasst eine Lenksäule mit einer Lenkwelle 2 und einem Feedback-Aktuator 5. An einem Ende der Lenkwelle 2 ist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 3 drehfest angeordnet. Über dieSubsystem 102 is shown. The first subsystem 101 of the steer-by-wire steering system 1 comprises a steering column with a steering shaft 2 and a feedback actuator 5. A steering handle 3 designed as a steering wheel is arranged in a rotationally fixed manner at one end of the steering shaft 2.

Lenkhandhabe 3 kann ein Fahrzeugnutzer einen Lenkbefehl vorgeben. Der Feedback-Aktuator 5 ist ausgebildet, ein Drehmoment beziehungsweise ein Lenkwiderstands-Drehmoment auf dieA vehicle user can give a steering command using the steering handle 3. The feedback actuator 5 is designed to apply a torque or a steering resistance torque to the

Lenkwelle 2 auszuüben, insbesondere zur Vermittlung eines Lenkgefühls. Diesessteering shaft 2, in particular to impart a steering feel. This

Lenkwiderstands-Drehmoment ist von einem Fahrzeugnutzer des Kraftfahrzeugs über dieSteering resistance torque is to be determined by a vehicle user of the motor vehicle via the

Lenkhandhabe 3 als Lenkwiderstand wahrnehmbar.Steering handle 3 noticeable as steering resistance.

Die Lenkhandhabe 3 des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 lässt sich in bekannter Weise drehen, um einen Lenkbefehl in die Lenkwelle 2 einzubringen, der sensorisch erfasst wird. Dazu umfasst das erste Teilsystem 101 in diesem Ausführungsbeispiel eine der Lenkwelle 2 zugeordneteThe steering handle 3 of the steer-by-wire steering system 1 can be rotated in a known manner in order to introduce a steering command into the steering shaft 2, which is detected by sensors. For this purpose, the first subsystem 101 in this embodiment comprises a

Absolutwinkelsensoreinheit 7, die ausgebildet ist, einen mittels der Lenkhandhabe 3 eingestellten Winkel als absoluten Lenkwinkel der Lenkwelle 2 zu erfassen. Zudem ist einemAbsolute angle sensor unit 7, which is designed to detect an angle set by means of the steering handle 3 as an absolute steering angle of the steering shaft 2. In addition, a

Elektromotor 6 des Feedback-Aktuators 5 des ersten Teilsystems 101 eineElectric motor 6 of the feedback actuator 5 of the first subsystem 101 a

Relativwinkelsensoreinheit 4 zugeordnet, wobei die Relativwinkelsensoreinheit 4 in diesemRelative angle sensor unit 4 is assigned, whereby the relative angle sensor unit 4 in this

Ausführungsbeispiel ein Rotorpositionssensor ist. Mittels des Rotorpositionssensors lässt sich der relative Lenkwinkel der Lenkwelle 2 erfassen.Embodiment is a rotor position sensor. The relative steering angle of the steering shaft 2 can be detected by means of the rotor position sensor.

Das zweite Teilsystem 102 des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 umfasst eine Lenkstellereinheit 9.The second subsystem 102 of the steer-by-wire steering system 1 comprises a steering actuator unit 9.

Die Lenkstellereinheit 9 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ein Lenkritzel 11 und einen dasThe steering actuator unit 9 comprises in this embodiment a steering pinion 11 and a

Lenkritzel 11 antreibenden Elektromotor 10. Durch entsprechende Ansteuerung derSteering pinion 11 driving electric motor 10. By appropriate control of the

Lenkstellereinheit 9 wird das Lenkritzel 11 zur Umsetzung eines Lenkbefehls in eineSteering actuator unit 9, the steering pinion 11 is used to convert a steering command into a

Lenkbewegung der lenkbaren Räder 14 von dem Elektromotor 10 angetrieben. Dabei wirkt dieSteering movement of the steerable wheels 14 is driven by the electric motor 10. The

Lenkstellereinheit 9 mittels des Elektromotors 10 über das Lenkritzel 11 auf ein als Zahnstange ausgebildetes Koppelelement 12 und löst so eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder 14 einesSteering actuator unit 9 by means of the electric motor 10 via the steering pinion 11 to a coupling element 12 designed as a rack and thus triggers a steering movement of the steerable wheels 14 of a

Kraftfahrzeugs aus, die insbesondere über Spurstangen 13 mit dem Koppelelement 12 verbunden sind. Die Spurstangen 13 selbst sind in bekannter Weise über Achsschenkel mit je einem gelenkten Rad 14 verbunden. Das zweite Teilsystem 102 umfasst des Weiteren einemotor vehicle, which are connected in particular via tie rods 13 to the coupling element 12. The tie rods 13 themselves are connected in a known manner via steering knuckles to a steered wheel 14. The second subsystem 102 further comprises a

Absolutpositionssensoreinheit 15 zur Bestimmung einer absoluten Position des Koppelelementes 12 und eine Relativpositionssensoreinheit 16 zur Bestimmung einer relativen Position desAbsolute position sensor unit 15 for determining an absolute position of the coupling element 12 and a relative position sensor unit 16 for determining a relative position of the

Koppelelementes 12. Als Relativpositionssensoreinheit 16 wird in diesem Ausführungsbeispiel ein dem Elektromotor 10 der Lenkstellereinheit 9 zugeordneter Rotorpositionssensor genutzt.coupling element 12. In this embodiment, a rotor position sensor assigned to the electric motor 10 of the steering actuator unit 9 is used as the relative position sensor unit 16.

Die Lenkstellereinheit 9 des zweiten Teilsystems 102 stellt in diesem Ausführungsbeispiel die für den Betrieb der von dem ersten Teilsystem 101 umfassten Absolutwinkelsensoreinheit 7 notwendige Energie bereit und empfängt direkt die Winkelmesswerte, die dieIn this embodiment, the steering actuator unit 9 of the second subsystem 102 provides the energy required for the operation of the absolute angle sensor unit 7 included in the first subsystem 101 and directly receives the angle measurement values that the

Absolutwinkelsensoreinheit 7 liefert. Dazu ist die Lenkstellereinheit 9 über eine erste direkteAbsolute angle sensor unit 7. For this purpose, the steering actuator unit 9 is connected via a first direct

Kommunikationsschnittstelle 34, die von dem Kommunikationskanal 18 umfasst ist, mit derCommunication interface 34, which is included in the communication channel 18, with the

Absolutwinkelsensoreinheit 7 verbunden. Für die Übertragung der Winkelmesswerte wird vorteilhafterweise als Kommunikationsprotokoll SENT oder SPC verwendet. Die Winkelmesswerte werden dann von dem zweiten Teilsystem 102 beziehungsweise von einer dem zweitenAbsolute angle sensor unit 7. For the transmission of the angle measurement values, SENT or SPC is advantageously used as communication protocol. The angle measurement values are then transmitted by the second subsystem 102 or by a second

Teilsystem 102 zugeordneten Steuereinheit in entsprechende Winkelinformationen umgewandelt, und über eine High-Level-Kommunikationsverbindung 20 an das erste Teilsystem 101 übertragen, wobei das erste Teilsystem 101 insbesondere eine dem ersten Teilsystem 101 zugeordnete Steuereinheit die empfangene Winkelinformation 31 zusammen mit einem von derSubsystem 102 associated control unit into corresponding angle information and transmitted to the first subsystem 101 via a high-level communication connection 20, wherein the first subsystem 101, in particular a control unit associated with the first subsystem 101, receives the received angle information 31 together with a

Relativwinkelsensoreinheit 4 bereitgestellten Messwert einen absoluten Lenkwellenwinkel bestimmt.An absolute steering shaft angle is determined from the measured value provided by the relative angle sensor unit 4.

In ähnlicher Weise stellt das erste Teilsystem 101, insbesondere der Feedback-Aktuator 5 des ersten Teilsystems 101, in diesem Ausführungsbeispiel die für den Betrieb derSimilarly, the first subsystem 101, in particular the feedback actuator 5 of the first subsystem 101, in this embodiment provides the

Absolutpositionssensoreinheit 15 notwendige Energie bereit und empfängt direkt dieAbsolute position sensor unit 15 provides the necessary energy and receives directly the

Positionsmesswerte, die die Absolutpositionssensoreinheit 15 liefert. Dazu ist der Feedback-Position measurements provided by the absolute position sensor unit 15. For this purpose, the feedback

Aktuator 5 über eine zweite direkte Kommunikationsschnittstelle 35, die ebenfalls von demActuator 5 via a second direct communication interface 35, which is also provided by the

Kommunikationskanal 18 umfasst ist, mit der Absolutwinkelsensoreinheit 7 verbunden. Für dieCommunication channel 18 is connected to the absolute angle sensor unit 7. For the

Übertragung der Positionsmesswerte wird vorteilhafterweise als Kommunikationsprotokoll SENT oder SPC verwendet. Die Positionsmesswerte werden dann von dem ersten Teilsystem 101 beziehungsweise von einer dem ersten Teilsystem 101 zugeordneten Steuereinheit in entsprechende Positionsinformationen 32 umgewandelt, und über die High-Level-Transmission of the position measurement values is advantageously used as a communication protocol SENT or SPC. The position measurement values are then converted into corresponding position information 32 by the first subsystem 101 or by a control unit assigned to the first subsystem 101, and via the high-level

Kommunikationsverbindung 20 an das zweite Teilsystem 102 übertragen.Communication connection 20 to the second subsystem 102.

Die Kommunikationsverbindung 20 verbindet also das erste Teilsystem 101 und das zweiteThe communication link 20 thus connects the first subsystem 101 and the second

Teilsystem 102 miteinander, wobei über die Kommunikationsverbindung 20 insbesondere die von dem ersten Teilsystem 101 bestimmten Positionsinformationen 32 an das zweite Teilsystem 102 übertragen werden und die von dem zweiten Teilsystem 102 bestimmtenSubsystem 102 with each other, wherein in particular the position information 32 determined by the first subsystem 101 is transmitted to the second subsystem 102 via the communication connection 20 and the position information 32 determined by the second subsystem 102

Winkelinformationen 31 an das erste Teilsystem 101 übertragen werden.Angle information 31 is transmitted to the first subsystem 101.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Steer-by-Wire-Another embodiment of a steer-by-wire system designed according to the invention

Lenksystem 1 zeigt Fig. 2. Das Steer-by-Wire-Lenksystem 1 umfasst ein erstes Teilsystem 101, ein zweites Teilsystem 102 und ein drittes Teilsystem 103. Das erste Teilsystem 101 weist eineSteering system 1 is shown in Fig. 2. The steer-by-wire steering system 1 comprises a first subsystem 101, a second subsystem 102 and a third subsystem 103. The first subsystem 101 has a

Lenkwelle 2, eine drehfest an einem Ende der Lenkwelle angeordnete Lenkhandhabe 3, einenSteering shaft 2, a steering handle 3 arranged non-rotatably at one end of the steering shaft, a

Feedback-Aktuator 5, eine Absolutwinkelsensoreinheit 7 zur Bestimmung eines absolutenFeedback actuator 5, an absolute angle sensor unit 7 for determining an absolute

Lenkwinkels der Lenkwelle 2 und eine Relativwinkelsensoreinheit 4 zur Bestimmung eines relativen Lenkwinkels der Lenkwelle 2 auf. Das zweite Teilsystem 102 weist einesteering angle of the steering shaft 2 and a relative angle sensor unit 4 for determining a relative steering angle of the steering shaft 2. The second subsystem 102 has a

Lenkstellereinheit 9, ein Koppelelement 12, eine Absolutpositionssensoreinheit 15 zurSteering actuator unit 9, a coupling element 12, an absolute position sensor unit 15 for

Bestimmung einer absoluten Position des Koppelelementes 12 und eineDetermination of an absolute position of the coupling element 12 and a

Relativpositionssensoreinheit 16 zur Bestimmung einer relativen Position des Koppelelementes 12 auf. Das dritte Teilsystem 103 weist eine Schnittstelle 19 zu einem Backup-Lenksystem 200 auf, wobei die Schnittstelle 19 zur Übertragung von Daten an das Backup-Lenksystem 200 ausgebildet ist.Relative position sensor unit 16 for determining a relative position of the coupling element 12. The third subsystem 103 has an interface 19 to a backup steering system 200, wherein the interface 19 is designed to transmit data to the backup steering system 200.

Das Backup-Lenksystem 200 umfasst ein Bremssystem 201, ein Antriebssystem 202 und ein aktives Fahrwerkssystem 203, wobei das Backup-Lenksystem 200 eine gezielte Ansteuerung von Komponenten der Systeme 201, 202, 203 nutzt, um das Kraftfahrzeug bei einem Ausfall des zweiten Teilsystems 202 eine gezielte Lenkbewegung ausführen zu lassen.The backup steering system 200 comprises a braking system 201, a drive system 202 and an active chassis system 203, wherein the backup steering system 200 uses a targeted control of components of the systems 201, 202, 203 in order to allow the motor vehicle to carry out a targeted steering movement in the event of a failure of the second subsystem 202.

Das in Fig. 2 dargestellte Lenksystem kann auch als ein Gesamtlenksystem 1‘ angesehen werden, wobei das Gesamtlenksystem 1° das Steer-by-Wire-Lenksystem 1 und das Backup-The steering system shown in Fig. 2 can also be regarded as a total steering system 1', where the total steering system 1° comprises the steer-by-wire steering system 1 and the backup

Lenksystem 200 umfasst und somit das erste Teilsystem 101, das zweite Teilsystem 102 und das dritte Teilsystem 103 umfasst.Steering system 200 and thus comprises the first subsystem 101, the second subsystem 102 and the third subsystem 103.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind das erste Teilsystem 101, das zweiteIn the embodiment shown in Fig. 2, the first subsystem 101, the second

Teilsystem 102 und das dritte Teilsystem 103 über eine Kommunikationsverbindung 20, die insbesondere redundant ausgebildet sein kann, für einen Datenaustausch miteinander verbunden. Diese Kommunikationsverbindung 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass das erste Teilsystem 101 und das zweite Teilsystem 102 über einen privatenSubsystem 102 and the third subsystem 103 are connected to one another for data exchange via a communication connection 20, which can be designed redundantly in particular. In this exemplary embodiment, this communication connection 20 is designed such that the first subsystem 101 and the second subsystem 102 are connected to one another via a private

Kommunikationskanal 21 miteinander verbunden sind und darüber hinaus das erste Teilsystem 101, das zweite Teilsystem 102 und das dritte Teilsystem 103 über eincommunication channel 21 and, in addition, the first subsystem 101, the second subsystem 102 and the third subsystem 103 are connected via a

Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22 miteinander verbunden sind. DieVehicle communication network 22. The

Kommunikationsverbindung 20 ist insofern bezogen auf das IS0/OSI-Modell oberhalb der erstenCommunication link 20 is therefore based on the IS0/OSI model above the first

Schicht angeordnet.layer arranged.

Das Steer-by-Wire-Lenksystem 1 erfordert für einen korrekten Betrieb absolute Werte, das heißtThe steer-by-wire steering system 1 requires absolute values for correct operation, i.e.

Werte, die auf ein fixes Bezugssystem bezogen werden, beispielsweise die Neutralstellung derValues that are related to a fixed reference system, for example the neutral position of the

Lenkhandhabe als 0° Lenkwinkel der Lenkwelle 2. Der Feedback-Aktuator 5 ohneSteering handle as 0° steering angle of the steering shaft 2. The feedback actuator 5 without

Absolutwinkelsensoreinheit 7 ist ausgebildet, eine relative Messung vorzunehmen, indem er beispielsweise seinen Sensor für die Rotorposition des Servomotors alsAbsolute angle sensor unit 7 is designed to perform a relative measurement, for example by using its sensor for the rotor position of the servo motor as

Relativwinkelsensoreinheit 4 verwendet. Um diese Werte nutzen zu können, ist aber eineRelative angle sensor unit 4 is used. In order to use these values, however, a

Absolutwinkelsensoreinheit für einen anfänglichen Abgleich erforderlich. Sobald ein bestehenderAbsolute angle sensor unit is required for an initial calibration. Once an existing

Offset zwischen dem absolut bestimmten Winkel und dem relativ bestimmten Winkel bestimmt ist, kann der Aktuator die Änderungen der SignalgrôBe anhand der Motorbewegungen allein bestimmen. Das bedeutet, dass der Feedback-Aktuator nach der Initialisierungsphase einen absoluten Winkel ohne eine Absolutwinkelsensoreinheit bestimmen kann.Offset between the absolute determined angle and the relative determined angle is determined, the actuator can determine the changes in signal magnitude based on the motor movements alone. This means that after the initialization phase, the feedback actuator can determine an absolute angle without an absolute angle sensor unit.

Da die Absolutwinkelsensoreinheit 7 somit nur für die Initialisierung benötigt wird, insbesondere bei einem Starten des Kraftfahrzeugs, ist die Absolutwinkelsensoreinheit 7 in diesemSince the absolute angle sensor unit 7 is only required for initialization, in particular when starting the motor vehicle, the absolute angle sensor unit 7 is in this

Ausführungsbeispiel von dem ersten Teilsystem 101, insbesondere von dem Feedback-Aktuator 5, entkoppelt und über eine erste Kommunikationsschnittstelle 34 direkt mit dem zweitenEmbodiment is decoupled from the first subsystem 101, in particular from the feedback actuator 5, and connected directly to the second

Teilsystem 102, insbesondere direkt mit der Lenkstellereinheit 9 des zweiten Teilsystems 102, verbunden. Während einer Initialisierungsphase überträgt das zweite Teilsystem 102, insbesondere die Lenkstellereinheit 9, einen gemessenen Absolutwert für den anfänglichenSubsystem 102, in particular directly connected to the steering actuator unit 9 of the second subsystem 102. During an initialization phase, the second subsystem 102, in particular the steering actuator unit 9, transmits a measured absolute value for the initial

Abgleich zwischen absolutem und relativem Winkel über den privaten Kommunikationskanal 21 an das erste Teilsystem 101, insbesondere den Feedback-Aktuator 5. Wenn der Feedback-Comparison between absolute and relative angle via the private communication channel 21 to the first subsystem 101, in particular the feedback actuator 5. If the feedback

Aktuator 5, der das Hauptsignal über seinen Rotorpositionssensor als Relativwinkelsensoreinheit 4 liefert, ausfällt, liefert die Lenkstellereinheit 9 die erforderlichen Eingaben weiterhin direkt von dem Absolutwertgeber, also der Absolutwinkelsensoreinheit 7.If actuator 5, which supplies the main signal via its rotor position sensor as relative angle sensor unit 4, fails, the steering actuator unit 9 continues to supply the required inputs directly from the absolute value encoder, i.e. the absolute angle sensor unit 7.

Gleiches gilt in entsprechender Weise für die Bestimmung der Position des Koppelelementes 12.The same applies accordingly to the determination of the position of the coupling element 12.

Die Lenkstellereinheit 9 ohne Absolutpositionssensoreinheit 15 ist ausgebildet, eine relativeThe steering actuator unit 9 without absolute position sensor unit 15 is designed to provide a relative

Messung vorzunehmen, indem diese beispielsweise einen Sensor für die Rotorposition desMeasurement, for example by adding a sensor for the rotor position of the

Servomotors als Relativpositionssensoreinheit 16 verwendet. Auch hier gilt, dass eineServomotor is used as relative position sensor unit 16. Here too, a

Absolutpositionssensoreinheit 15 für einen anfänglichen Abgleich erforderlich ist, um die Werte der Relativpositionssensoreinheit 16 nutzen zu können. Sobald ein bestehender Offset zwischen der absolut bestimmten Position des Koppelelementes 12 und der relativ bestimmten Position des Koppelelementes 12 bestimmt ist, kann die Lenkstellereinheit die Änderungen der Position anhand der Motorbewegungen allein bestimmen. Die Lenkstellereinheit 9 ist somit ausgebildet,Absolute position sensor unit 15 is required for an initial adjustment in order to be able to use the values of the relative position sensor unit 16. As soon as an existing offset between the absolutely determined position of the coupling element 12 and the relatively determined position of the coupling element 12 is determined, the steering actuator unit can determine the changes in position based on the motor movements alone. The steering actuator unit 9 is thus designed,

nach der Initialisierungsphase eine absolute Position ohne die Absolutpositionssensoreinheit 15 zu bestimmen.to determine an absolute position after the initialization phase without the absolute position sensor unit 15.

Da die Absolutpositionssensoreinheit 15 somit nur für die Initialisierung benötigt wird,Since the absolute position sensor unit 15 is only required for initialization,

Insbesondere bei einem Starten des Kraftfahrzeugs, ist die Absolutpositionssensoreinheit 15 in diesem Ausführungsbeispiel von dem zweiten Teilsystem 102, insbesondere von derIn particular, when starting the motor vehicle, the absolute position sensor unit 15 in this embodiment is separated from the second subsystem 102, in particular from the

Lenkstellereinheit 9, entkoppelt und über eine zweite direkte Kommunikationsschnittstelle 35 direkt mit dem ersten Teilsystem 101, insbesondere dem Feedback-Aktuator 5 des erstenSteering actuator unit 9, decoupled and connected via a second direct communication interface 35 directly to the first subsystem 101, in particular the feedback actuator 5 of the first

Teilsystems 101, verbunden. Während einer Initialisierungsphase überträgt das erste Teilsystem 101, insbesondere der Feedback-Aktuator 5, einen gemessenen Absolutwert für den anfänglichen Abgleich zwischen absoluter und relativer Position über den privatensubsystem 101. During an initialization phase, the first subsystem 101, in particular the feedback actuator 5, transmits a measured absolute value for the initial comparison between absolute and relative position via the private

Kommunikationskanal 21 an das zweite Teilsystem 101, insbesondere die Lenkstellereinheit 9.Communication channel 21 to the second subsystem 101, in particular the steering actuator unit 9.

Wenn die Lenkstellereinheit 9, die auch das Hauptsignal über ihren Rotorpositionssensor alsIf the steering actuator unit 9, which also receives the main signal via its rotor position sensor as

Relativpositionssensoreinheit 16 liefert, ausfällt, liefert das erste Teilsystem 101 die erforderlichen Eingaben weiterhin direkt von dem Absolutwertgeber, also derRelative position sensor unit 16 fails, the first subsystem 101 continues to provide the required inputs directly from the absolute encoder, i.e. the

Absolutpositionssensoreinheit 15. Die für ein Lenken des Kraftfahrzeugs notwendigen Signale werden dann vorteilhafterweise über das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22an das dritteAbsolute position sensor unit 15. The signals necessary for steering the motor vehicle are then advantageously transmitted via the vehicle communication network 22 to the third

Teilsystem 103 und somit an das Backup-Lenksystem 200 übertragen.Subsystem 103 and thus to the backup steering system 200.

Für einen Betrieb des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 im fehlerfreien Fall ist vorgesehen, dass dieFor operation of the steer-by-wire steering system 1 in the fault-free case, it is intended that the

Lenkstellereinheit 9 des zweiten Teilsystems 102 absolute, auf den mittels der Lenkhandhabe eingestellte Winkel der Lenkwelle bezogene Messwerte von der Absolutwinkelsensoreinheit 7 liest, diese in korrekte Winkelinformationen umwandelt und das Ergebnis über den privatenSteering actuator unit 9 of the second subsystem 102 reads absolute measured values related to the angle of the steering shaft set by means of the steering handle from the absolute angle sensor unit 7, converts these into correct angle information and transmits the result via the private

Kommunikationskanal 21 und das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22 zur Verfügung stellt.Communication channel 21 and the vehicle communication network 22.

In der Zwischenzeit liest das erste Teilsystem 101, insbesondere der Feedback-Aktuator 5, absolute, auf die absolute Position des Koppelelements 12 bezogene Messwerte von derIn the meantime, the first subsystem 101, in particular the feedback actuator 5, reads absolute measured values related to the absolute position of the coupling element 12 from the

Absolutpositionssensoreinheit 15, wandelt diese in geeignete Positionsinformationen um und stellt das Ergebnis über den privaten Kommunikationskanal 21 undAbsolute position sensor unit 15, converts it into suitable position information and provides the result via the private communication channel 21 and

Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22 zur Verfügung.Vehicle communication network 22 is available.

Das zweite Teilsystem 102, insbesondere die Lenkstellereinheit 9, liest die absolutenThe second subsystem 102, in particular the steering actuator unit 9, reads the absolute

Positionsinformationen von dem privaten Kommunikationskanal 21 und/oder demPosition information from the private communication channel 21 and/or the

Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22 und gleicht die von dem zweiten Teilsystem 102 durchgeführte relative Positionsmessung, die auf Messwerten des Rotorpositionssensors 16 basiert, ab, und erhält so Positionsdaten bezüglich der absoluten Position des Koppelelementes, und somit insbesondere Daten bezüglich eines eingestellten Radlenkwinkels der lenkbaren Räder 14, mit besserer Qualität, was auf die hohe Auflösung der Rotorpositionsmessung zurückzuführen ist.Vehicle communication network 22 and compares the relative position measurement carried out by the second subsystem 102, which is based on measured values of the rotor position sensor 16, and thus obtains position data relating to the absolute position of the coupling element, and thus in particular data relating to a set wheel steering angle of the steerable wheels 14, with better quality, which is due to the high resolution of the rotor position measurement.

Das erste Teilsystem 101, insbesondere der Feedback-Aktuator 5, liest die absolutenThe first subsystem 101, in particular the feedback actuator 5, reads the absolute

Winkelinformationen bezüglich eines eingestellten Lenkwinkels der Lenkwelle 2 über den privatenAngle information regarding a set steering angle of the steering shaft 2 via the private

Kommunikationskanal 21 und/oder über das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22 und gleicht diese mit den von dem ersten Teilsystem 101 durchgeführten relativen Winkelmessungen ab, die auf den von dem dem Elektromotor 6 des Feedback-Aktuators 5 zugeordnetenCommunication channel 21 and/or via the vehicle communication network 22 and compares these with the relative angle measurements carried out by the first subsystem 101, which are based on the angle of inclination assigned to the electric motor 6 of the feedback actuator 5.

Rotorpositionssensor als Relativwinkelsensoreinheit4 erfassten Messwerten basieren. Auf dieseRotor position sensor as relative angle sensor unit4 measured values. This

Weise bestimmt das erste Teilsystem absolute Winkelinformationen bezüglich eines eingestelltenThe first subsystem determines absolute angle information with respect to a set

Lenkwinkels der Lenkwelle 2 mit besserer Qualität, was auf die hohe Auflösung derSteering angle of steering shaft 2 with better quality, which is due to the high resolution of the

Rotorpositionsmessung zurückzuführen ist.Rotor position measurement.

Auf diese Weise erhalten das erste Teilsystem 101 und das zweite Teilsystem 102, insbesondere der Feedback-Aktuator 5 und die Lenkstellereinheit 9, die richtigen absoluten Informationen bezüglich des Winkels der Lenkwelle 2 beziehungsweise bezüglich der Position desIn this way, the first subsystem 101 and the second subsystem 102, in particular the feedback actuator 5 and the steering actuator unit 9, receive the correct absolute information regarding the angle of the steering shaft 2 or regarding the position of the

Koppelelements 12. Mittels der Lenkhandhabe 3 kann dann ein eine Lenkvorgabe eingestellt werden.coupling element 12. A steering setting can then be set using the steering handle 3.

Bei einem Ausfall des ersten Teilsystems 101 kann das erste Teilsystem 101 keine absolutenIf the first subsystem 101 fails, the first subsystem 101 cannot provide absolute

Lenkradwinkelinformationen mehr liefern, aber das zweite Teilsystem, insbesondere dieprovide steering wheel angle information, but the second subsystem, in particular the

Lenkstellereinheit 9, kann weiterhin betrieben werden, weil die für den Betrieb erforderlichenSteering actuator unit 9 can continue to operate because the necessary

Informationen weiterhin bereitgestellt werden können. So sind absolute Positionsinformationen bezüglich der Position des Koppelelements 12 mittels des als Relativpositionssensoreinheit 16 genutzten Rotorpositionssensors verfügbar, wobei der notwendige Abgleich zwischen absolutemInformation can continue to be provided. Absolute position information regarding the position of the coupling element 12 is available by means of the rotor position sensor used as a relative position sensor unit 16, whereby the necessary comparison between absolute

Positionsmesswert und relativem Positionsmesswert bereits im fehlerfreien Betrieb beim Start durchgeführt wurde. Die Informationen bezüglich des absoluten Winkels der Lenkwelle 2 werden zudem direkt von der Absolutwinkelsensoreinheit 7 bereitgestellt. Ein Radlenkwinkel der gelenkten Räder 14 kann so gemäß einer Vorgabe weiterhin mittels der Lenkstellereinheit 9 eingestellt werden.Position measurement value and relative position measurement value have already been carried out in error-free operation at start-up. The information regarding the absolute angle of the steering shaft 2 is also provided directly by the absolute angle sensor unit 7. A wheel steering angle of the steered wheels 14 can thus continue to be set according to a specification using the steering actuator unit 9.

Bei einem Ausfall des zweiten Teilsystems 102, und somit einem Ausfall der Lenkstellereinheit 9, kann ein Radlenkwinkel der lenkbaren Räder 14 nicht mehr über die Lenkstellereinheit 9 zurIn the event of a failure of the second subsystem 102, and thus a failure of the steering actuator unit 9, a wheel steering angle of the steerable wheels 14 can no longer be transmitted via the steering actuator unit 9 to the

Umsetzung einer Lenkvorgabe eingestellt werden. Die Umsetzung einer Lenkvorgabe erfolgt nun durch ein Backup-Lenksystems 200, wobei insbesondere durch ein gezieltes Abbremsen einzelner Räder und/oder ein gezieltes Aufbringen von Antriebsmomenten auf einzelne Räder und/oder durch gezielte Ansteuerung von den Rädern zugeordneten Komponenten eines aktivenImplementation of a steering command can be set. The implementation of a steering command is now carried out by a backup steering system 200, in particular by targeted braking of individual wheels and/or targeted application of drive torque to individual wheels and/or by targeted control of components of an active

Fahrwerks das Kraftfahrzeug manövriert wird. Hierfür benötigt das Backup-Lenksystem 200 sowohl Informationen bezüglich der Position des Koppelelements 12 als Informationen bezüglich des Winkels der Lenkwelle 2 und somit der Lenkhandhabe 3. Diese Informationen werden von dem ersten Teilsystem 101 über das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22 dem drittenchassis the motor vehicle is maneuvered. For this purpose, the backup steering system 200 requires information regarding the position of the coupling element 12 as well as information regarding the angle of the steering shaft 2 and thus the steering handle 3. This information is transmitted from the first subsystem 101 via the vehicle communication network 22 to the third

Teilsystem 103 bereitgestellt, wobei die Informationen insbesondere über die Schnittstelle 19 dem Backup-Lenksystem 200 bereitgestellt werden. Ein absoluter Winkel der Lenkwelle 2 kann das erste Teilsystem 101 dabei auf Grundlage der mittels der Relativwinkelsensoreinheit 4 durchgeführten Messungen bereitstellten, wobei der Abgleich zwischen absolutem und relativemSubsystem 103, wherein the information is provided to the backup steering system 200 in particular via the interface 19. An absolute angle of the steering shaft 2 can be provided by the first subsystem 101 on the basis of the measurements carried out by means of the relative angle sensor unit 4, wherein the comparison between absolute and relative

Messwert bereits bei der Inbetriebnahme im fehlerfreien Betrieb vorgenommen wurde.The measured value was already taken during commissioning in error-free operation.

Messwerte bezüglich der absoluten Position des Koppelelements 12 erfasst das erste Teilsystem 101 weiterhin über die Absolutpositionssensoreinheit 15, wobei das erste Teilsystems 101 die erfassten Messwerte in absolute Positionsinformationen bezüglich der Position desThe first subsystem 101 further detects measured values relating to the absolute position of the coupling element 12 via the absolute position sensor unit 15, wherein the first subsystem 101 converts the detected measured values into absolute position information relating to the position of the

Koppelelements 12 umwandelt, und diese Positionsinformationen als Sensordaten ebenfalls über das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 22 zur Nutzung durch das Backup-Lenksystem 200 bereitstellt.coupling element 12, and also provides this position information as sensor data via the vehicle communication network 22 for use by the backup steering system 200.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Verfahren zum Betrieb eines Steer-by-Wire-Lenksystems, insbesondere einesWith reference to Fig. 3, a further embodiment of a method according to the invention for operating a steer-by-wire steering system, in particular a

Steer-by-Wire-Lenksystems, das wie in Fig. 2 gezeigt ausgebildet sein kann, erläutert. Fig. 3 zeigt dazu ein vereinfachtes Blockschaltbild.Steer-by-wire steering system, which can be designed as shown in Fig. 2, is explained. Fig. 3 shows a simplified block diagram.

Das Verfahren sieht vor, das in einem ersten, für einen fehlerfreien Betrieb eingerichtetenThe procedure provides for the first, fault-free operation of the

Betriebsmodus BM1 das zweite Teilsystem 102 einen von der Absolutwinkelsensoreinheit 7 bereitgestellten Winkelmesswert über eine erste Kommunikationsschnittstelle 34 erfasst (A), den erfassten Winkelmesswert in eine entsprechende Winkelinformation 31 umwandelt (B) und dieOperating mode BM1, the second subsystem 102 detects an angle measurement value provided by the absolute angle sensor unit 7 via a first communication interface 34 (A), converts the detected angle measurement value into a corresponding angle information 31 (B) and

Winkelinformation 31 über die Kommunikationsverbindung 20 dem ersten Teilsystem 101 bereitstellt (C). Das erste Teilsystem 101 erfasst die die über die Kommunikationsverbindung 20 bereitgestellte Winkelinformation 31 (D) und bestimmt aus dieser Winkelinformation 31 und einem mittels der Relativwinkelsensoreinheit 4 erfassten relativen Winkel der Lenkwelle 2 einen absoluten Lenkwellenwinkel (E). Zudem erfasst das erste Teilsystem 101 über eine zweiteAngle information 31 is provided to the first subsystem 101 via the communication connection 20 (C). The first subsystem 101 detects the angle information 31 (D) provided via the communication connection 20 and determines an absolute steering shaft angle (E) from this angle information 31 and a relative angle of the steering shaft 2 detected by means of the relative angle sensor unit 4. In addition, the first subsystem 101 detects via a second

Kommunikationsschnittstelle 35 einen von der Absolutpositionssensoreinheit 15 bereitgestelltenCommunication interface 35 provided by the absolute position sensor unit 15

Positionsmesswert (F), wandelt den erfassten Positionsmesswert in eine entsprechendePosition measurement value (F), converts the recorded position measurement value into a corresponding

Positionsinformation 32 bezüglich einer Position des Koppelelementes 12 um (G) und stellt diePosition information 32 regarding a position of the coupling element 12 by (G) and represents the

Positionsinformation 32 über die Kommunikationsverbindung 20 dem zweiten Teilsystem 102 bereit (H). Das zweite Teilsystem 102 erfasst die über die Kommunikationsverbindung 20 bereitgestellte Positionsinformation 32 (K) und bestimmt aus dieser Positionsinformation 32 und einer mittels der Relativpositionssensoreinheit 16 erfassten relativen Position desPosition information 32 via the communication connection 20 to the second subsystem 102 (H). The second subsystem 102 detects the position information 32 (K) provided via the communication connection 20 and determines from this position information 32 and a relative position of the

Koppelelementes 12 eine absolute Koppelelementposition (L).coupling element 12 an absolute coupling element position (L).

Wird ein Fehler in dem ersten Teilsystem 101 erkannt, sodass insbesondere das erste Teilsystem 101 keine Positionsinformation 32 bereitstellen kann, so wechselt das Steer-by-Wire-Lenksystem in einen zweiten Betriebsmodus BM2 (M). Das zweite Teilsystem 102 bestimmt die absoluteIf an error is detected in the first subsystem 101, so that in particular the first subsystem 101 cannot provide position information 32, the steer-by-wire steering system switches to a second operating mode BM2 (M). The second subsystem 102 determines the absolute

Koppelelementposition basierend auf einer mittels der Relativpositionssensoreinheit 16 erfassten relativen Position des Koppelelementes 12 und einer zuvor bestimmten absolutenCoupling element position based on a relative position of the coupling element 12 detected by the relative position sensor unit 16 and a previously determined absolute

Koppelelementposition (P). Zudem erfasst das zweite Teilsystem 102 eine Information bezüglich eines absoluten Winkels der Lenkwelle 2 direkt von der Absolutwinkelsensoreinheit 7 über diecoupling element position (P). In addition, the second subsystem 102 detects information regarding an absolute angle of the steering shaft 2 directly from the absolute angle sensor unit 7 via the

Kommunikationsverbindung 20. Mit diesen Informationen wird die Lenkstellereinheit 9 des zweiten Teilsystems 102 weiter zu Einstellung eines Radlenkwinkels der gelenkten Räder 14 betrieben (R).Communication connection 20. With this information, the steering actuator unit 9 of the second subsystem 102 is further operated to adjust a wheel steering angle of the steered wheels 14 (R).

Wird dagegen ein Fehler in dem zweiten Teilsystem 102 erkannt, sodass mittels derIf, however, an error is detected in the second subsystem 102, so that the

Lenkstellereinheit 9 kein Radlenkwinkel mehr eingestellt werden kann, so wechselt das Steer-by-If the steering angle can no longer be adjusted using the steering actuator unit 9, the steer-by-

Wire-Lenksystem in einen dritten Betriebsmodus BM3 (N). In diesem dritten Betriebsmodus BM3 bestimmt das erste Teilsystem 101 einen absoluten Winkel der Lenkwelle 2 basierend auf einem mittels der Relativwinkelsensoreinheit 4 erfassten relativen Winkel der Lenkwelle 2 und einem zuvor bestimmten absoluten Lenkwellenwinkel (S). Weiterhin erfasst das erste Teilsystem 101 wie in dem ersten Betriebsmodus BM1 einen von der Absolutpositionssensoreinheit 15 bereitgestellten Positionsmesswert (F*) und wandelt den erfassten Positionsmesswert in eine entsprechende Positionsinformation 32 bezüglich einer Position des Koppelelementes 12 um (G°). Den bestimmten absoluten Winkel 33 der Lenkwelle 2 und die umgewandelteWire steering system in a third operating mode BM3 (N). In this third operating mode BM3, the first subsystem 101 determines an absolute angle of the steering shaft 2 based on a relative angle of the steering shaft 2 detected by means of the relative angle sensor unit 4 and a previously determined absolute steering shaft angle (S). Furthermore, the first subsystem 101, as in the first operating mode BM1, detects a position measurement value (F*) provided by the absolute position sensor unit 15 and converts the detected position measurement value into a corresponding position information 32 regarding a position of the coupling element 12 (G°). The determined absolute angle 33 of the steering shaft 2 and the converted

Positionsinformation 32 stellt das erste Teilsystem 101 dann dem dritten Teilsystem 103 bereit (M). Die Schnittstelle 19 des dritten Teilsystems 103 leitet den bestimmten absoluten Winkel 33 und die Positionsinformation 32 an das Backup-Lenksystem (200) weiter (U), das dasThe first subsystem 101 then provides position information 32 to the third subsystem 103 (M). The interface 19 of the third subsystem 103 forwards the determined absolute angle 33 and the position information 32 to the backup steering system (200) (U), which

Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung der empfangenen Informationen 32, 33 lenkt (V).Motor vehicle steers taking into account the received information 32, 33 (V).

Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläutertenThe components shown in the figures and explained in connection with them

Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.Embodiments serve to explain the invention and are not limitative of it.

Bezugszeichenliste 1 Steer-by-Wire-Lenksystem 1 Gesamtlenksystem 2 Lenkwelle 3 Lenkhandhabe 4 Relativwinkelsensoreinheit 5 Feedback-Aktuator 6 Elektromotor des Feedback-Aktuators (5) 7 Absolutwinkelsensoreinheit 8 Lenkgetriebe 9 Lenkstellereinheit 10 Elektromotor der Lenkstellereinheit (9) 11 Lenkritzel 12 Koppelelement 13 Spurstange 14 lenkbares Rad 15 Absolutpositionssensoreinheit 16 Relativpositionssensoreinheit 18 direkter Kommunikationskanal 19 Schnittstelle 20 Kommunikationsverbindung 21 privater Kommunikationskanal 22 Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 31 Winkelinformation 32 Positionsinformation 35 bestimmter absoluter Winkel 34 erste direkte Kommunikationsschnittstelle 35 zweite direkte Kommunikationsschnittstelle 101 erstes Teilsystem 102 zweites Teilsystem 103 drittes Teilsystem 103‘ drittes Teilsystem (mit Backup-Lenksystem (200)) 200 Backup-Lenksystem 201 BremssystemList of reference symbols 1 Steer-by-wire steering system 1 Overall steering system 2 Steering shaft 3 Steering handle 4 Relative angle sensor unit 5 Feedback actuator 6 Electric motor of the feedback actuator (5) 7 Absolute angle sensor unit 8 Steering gear 9 Steering actuator unit 10 Electric motor of the steering actuator unit (9) 11 Steering pinion 12 Coupling element 13 Tie rod 14 Steerable wheel 15 Absolute position sensor unit 16 Relative position sensor unit 18 Direct communication channel 19 Interface 20 Communication connection 21 Private communication channel 22 Vehicle communication network 31 Angle information 32 Position information 35 Specific absolute angle 34 First direct communication interface 35 Second direct communication interface 101 First subsystem 102 Second subsystem 103 Third subsystem 103' Third subsystem (with backup steering system (200)) 200 Backup steering system 201 Braking system

202 Antriebssystem 203 aktives Fahrwerk202 Drive system 203 Active chassis

BM1/2/3 erster/zweiter/dritter BetriebsmodusBM1/2/3 first/second/third operating mode

AbisV VerfahrensschritteAbisV procedural steps

Claims

1. Steer-by-wire steering system (1) for a motor vehicle with a first subsystem (101) and a second subsystem (102), wherein the first subsystem (101) has a steering shaft (2), a steering handle (3) arranged in a rotationally fixed manner at one end of the steering shaft, a feedback actuator (5), an absolute angle sensor unit (7) for determining an absolute steering angle of the steering shaft (2) and a relative angle sensor unit (4) for determining a relative steering angle of the steering shaft (2), and wherein the second subsystem (102) has a steering actuator unit (9), a coupling element (12), an absolute position sensor unit (15) for determining an absolute position of the coupling element (12) and a relative position sensor unit (16) for determining a relative position of the coupling element (12), characterized in that the first subsystem (101) and the second subsystem (102) are connected via a communication connection (20) are connected to one another, wherein the communication connection (20) is set up to transmit sensor data (32) from the first subsystem (101) to the second subsystem (102) and to transmit sensor data (31) from the second subsystem (102) to the first subsystem (101), and that the steer-by-wire steering system (1) is designed for operation in a motor vehicle in different operating modes (BM1, BM2, BMS), wherein the steer-by-wire steering system (1) is set up for error-free operation in a first operating mode (BM1), the steer-by-wire steering system (1) is set up for operation in the event of a failure of the first subsystem (101) in a second operating mode (BM2), and the steer-by-wire steering system (1) is designed for operation in the event of a failure of the second subsystem (102) in a third operating mode (BM3).

2. Steer-by-wire steering system (1) according to claim 1, characterized by a third subsystem (103), wherein the third subsystem (103) has an interface (19) to a backup steering system (200), and wherein the communication connection (20) is further configured to transmit sensor data (31, 32, 33) from the first subsystem (101) and/or from the second subsystem (102) to the third subsystem (10%), and wherein the interface (19) is configured to transmit sensor data (31, 32) transmitted to the third subsystem (105) to the backup steering system (200).

3. Steer-by-wire steering system (1) according to claim 1 or claim 2, characterized in that the communication connection (20) is formed by a

Vehicle communication network (22) and/or is realized by a private communication channel (21) between the subsystems (101, 102, 103).

4. Steer-by-wire steering system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second subsystem (102) is designed to receive angle measurement values provided by the absolute angle sensor unit (7) via a first direct communication interface (34).

5. Steer-by-wire steering system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second subsystem (102) is designed to provide the absolute angle sensor unit (7) with the energy required for operation, in particular via the first direct communication interface (34).

6. Steer-by-wire steering system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first subsystem (101) is designed to receive position measurement values provided by the absolute position sensor unit (15) via a second direct communication interface (35).

7. Steer-by-wire steering system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first subsystem (101) is designed to provide the absolute position sensor unit (15) with the energy required for operation, in particular via the second direct communication interface (35).

8. Steer-by-wire steering system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the steer-by-wire steering system (1) is designed for operation according to a method according to one of the following claims.

9. Steer-by-wire steering system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication connection (20) is designed redundantly.

10. Method for operating a steer-by-wire steering system (1) according to one of claims 1 to 9 in a motor vehicle, characterized in that in a first operating mode (BM1) set up for error-free operation, the second subsystem (102) detects an angle measurement value provided by the absolute angle sensor unit (7), the second subsystem (102) converts the detected angle measurement value into a corresponding angle information

(31), and the second subsystem (102) provides the angle information (31) to the first subsystem (101) via the communication connection (20).

11. The method according to claim 10, characterized in that the first subsystem (101) detects the angle information (31) provided via the communication connection (20) and determines an absolute steering shaft angle from this angle information (31) and a relative angle of the steering shaft (2) detected by means of the relative angle sensor unit (4).

12. Method according to claim 10 or claim 11, characterized in that in the first operating mode (BM1) set up for error-free operation, the first subsystem (101) detects a position measurement value provided by the absolute position sensor unit (15), the first subsystem (101) converts the detected position measurement value into corresponding position information (32) relating to a position of the coupling element (12), and the first subsystem (101) provides the position information (32) to the second subsystem (102) via the communication connection (20).

13. The method according to claim 12, characterized in that the second subsystem (102) detects the position information (32) provided via the communication connection (20) and determines an absolute coupling element position from this position information (32) and a relative position of the coupling element (12) detected by means of the relative position sensor unit (16).

14. Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that in a third operating mode (BM3), in which the motor vehicle is steered by means of a backup steering system (200) due to a fault in the second subsystem (102), the first subsystem (101) determines an absolute angle (33) of the steering shaft (2) based on a relative angle of the steering shaft (2) detected by means of the relative angle sensor unit (4) and a previously determined absolute steering shaft angle, this determined absolute angle (33) of the steering shaft (2) is provided to the third subsystem (103) together with the converted position information (32), wherein the interface (19) of the third subsystem (103) forwards the determined absolute angle (33) and the position information (32) to the backup steering system (200).

15. Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that in a second operating mode (BM2), in which due to a fault in the first subsystem (101)

the first subsystem (101) cannot provide position information (32), the second subsystem (102) determines the absolute coupling element position based on a relative position of the coupling element detected by means of the relative position sensor unit (16) and a previously determined absolute coupling element position, wherein information regarding an absolute angle of the steering shaft (2) is provided directly from the

Absolute angle sensor unit (7) is detected.