Lenksystemaufbau und Fahrzeug mit einem Lenksystemaufbau

Die Erfindung betrifft einen Lenksystemaufbau für ein Fahrzeug, insbesondere ein Steer-by- Wire-System, bei welchem insbesondere Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Lenkaufforderung mechanisch voneinander entkoppelt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Lenksystemaufbau.

Steer-by-Wi re-Systeme sind grundsätzlich bekannt. Sowohl für konventionelle Fahrzeuge als auch für automatisiert (Level 4 gem. SAE Definition) bis autonom (Level 5 gem. SAE Definition) fahrende Fahrzeuge können Steer-by-Wire-Systeme mehrere Vorteile bereitstellen.

Für automatisiert fahrende Fahrzeuge können Steer-by-Wire-Systeme das Wegklappen und/oder Einziehen des Lenkrads ermöglichen. Hierdurch wird für den Fahrer, der während der vollautomatisierten Fahrt zum Passagier wird, mehr Platz für Aktivitäten geschaffen, wie z. B. Schlafen, Zeitunglesen, im Internet surfen, usw. Ferner werden durch das Wegklappen und Einziehen des Lenkrads neue Innenraumkonzepte ermöglicht, mit z. B. drehbaren Sitzen und ausklappbaren Tischen. Zudem vermeidet die mechanische Entkopplung zwischen Lenkrad und Lenkaktuator eine ungewollte Falschbedienung während der vollautomatischen Fahrt: Selbst wenn das Lenkrad nicht weggeklappt und/oder eingezogen würde, dann führt eine versehentliche Berührung des Lenkrads während der vollautomatisierten Fahrt (Fahrer schläft dabei z. B.) nicht zu einer ungewollten Fahrzeugreaktion. Bei autonomen Fahrzeugen ist kein Fahrer vorgesehen, sodass dabei ein Steer-by-Wire-System zwingend erforderlich ist.

Für konventionelle Fahrzeuge können Steer-by-Wire-Systeme durch das Wegklappen und/oder Einziehen des Lenkrads das Ein- und Aussteigen erleichtert werden. Durch ein variables, an die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasstes Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkradwinkel und Lenkwinkel an den Rädern muss beim Parken und Rangieren zum Einstellen der in dieser Situation erforderlichen großen Lenkwinkel das Lenkrad nur wenig gedreht werden. Bei einem Steer-by-Wire-System mit sog. „Force Feedback Actuator“ kann das haptische Feedback / die „Lenkradrückmeldung“ an den Fahrer weicher oder härter, sportlich oder komfortabel, direkt oder gedämpft eingestellt werden. Diese Einstellungen können individuell für den Fahrer von Fahrzeug zu Fahrzeug übertragen werden.

Zudem können die Fahrzeuge auf eine einfache Art und Weise behindertengerecht ausgelegt werden. Für Menschen mit einer körperlichen Behinderung, welche die Bedienung des Lenkrads erschwert oder unmöglich macht, können bei einem serienmäßigen Verbau von By- Wi re- Lenk-System en alternative Bedienkonzepte, ohne aufwändige Fahrzeugumbauten, angeboten werden.

Bei Steer-by-Wire-Systemen entfällt die mechanische Rückfallebene durch den Fahrer. Um bei einem Fahrzeug mit einem Steer-by-Wire-System nach einem Erstfehler die Weiterfahrt in einem degradierten Fahrmodus (z. B. reduzierte Geschwindigkeit) und/oder begrenzt (z. B. nur für eine begrenzte Zeit oder eine begrenzte Strecke) zu ermöglichen, kann eine Rückfallebene vorgehalten werden.

Nachteilig ist bei bekannten Systemen, dass nach einem Zweitfehler und/oder nach dem Rückfall des primären Lenksystems und weiterhin des sekundären Lenksystems, die Weiterfahrt und die Sicherheit im Betrieb des Fahrzeuges nicht mehr garantiert werden können.

Aufgabe der Erfindung ist daher, einen verbesserten Lenksystemaufbau für ein Fahrzeug, insbesondere ein Steer-by-Wire-System, bereitzustellen, bei welchem insbesondere Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Lenkaufforderung mechanisch voneinander entkoppelt sind. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen solchen Lenksystemaufbau für ein Fahrzeug, insbesondere ein solches Steer-by-Wire-System, bereitzustellen, welcher eine erhöhte Sicherheit im Betrieb des Fahrzeuges ermöglicht und welcher einen verbesserten Kundenkomfort schafft. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeug mit einem entsprechenden Lenksystemaufbau bereitzustellen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch: einen Lenksystemaufbau für ein Fahrzeug, insbesondere ein Steer-by-Wire-System, bei welchem vorzugsweise Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Lenkaufforderung mechanisch voneinander entkoppelt sind, mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches. Ferner betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Fahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Vorrichtungsanspruches. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit einzelnen Aspekten und/oder Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den anderen Aspekten und/oder Ausführungsformen und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten und/oder Ausführungsformen stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Die Erfindung stellt bereit: einen Lenksystemaufbau, ein sog. Steer-by-Wire-System, für ein Fahrzeug, bspw. ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, z. B. ein automatisiert (Level 4 gem. SAE Definition) bis autonom (Level 5 gern. SAE Definition) fahrendes Fahrzeug. Beim Lenksystemaufbau können vorteilhafterweise Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Lenkaufforderung (die bspw. vom Fahrer oder vom Fahrzeug kommen kann) mechanisch voneinander entkoppelt sein. Der Lenksystemaufbau weist folgende Untersysteme auf: ein erstes (bzw. primäres) Lenksystem (sog. autonomes Lenksystem) zum Bereitstellen einer Lenkfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine erste (bzw. primäre) Energieversorgung verfügt, ein zweites (bzw. sekundäres) Lenksystem (sog. autonomes Lenksystem) zum Bereitstellen einer ersten Rückfallebene für die Lenkfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine zweite (bzw. sekundäre) Energieversorgung verfügt, und ein drittes Lenksystem (zumindest zum Teil mittelbares und/oder funktional umgesetztes Lenksystem) zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Lenkfunktion, insbesondere durch ein radselektives, ggf. gepulstes, Abbremsen (vorzugsweise durch radselektive, ggf. gepulste, Bremseingriffe).

Das Fahrzeug, bei dem der erfindungsgemäße Lenksystemaufbau zum Einsatz kommen kann, kann bspw. ein Bremssystem, vorzugsweise ein Brake-by-Wire-System, aufweisen, bei welchem vorteilhafterweise Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Bremsaufforderung (die bspw. vom Fahrer oder vom Fahrzeug kommen kann) mechanisch voneinander entkoppelt sein können. Weiterhin kann das Fahrzeug mindestens eine zentrale Steuereinheit aufweisen. Des Weiteren kann das Fahrzeug eine Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle aufweisen, bspw. in Form einer interaktiven Ein- und Ausgabeeinheit, z. B. umfassend ein Display, eine akustische Ausgabevorrichtung usw.

Das Fahrzeug, bei dem der erfindungsgemäße Lenksystemaufbau zum Einsatz kommen kann, kann vorzugsweise als ein vollautomatisiert fahrendes Fahrzeug (Level 4 gem. SAE Definition) oder ein autonom fahrendes Fahrzeug (Level 5 gern. SAE Definition) ausgebildet sein.

Wenn der Fahrer die Fahrzeugführung hat, dann kann die Lenkaufforderung von dem Fahrer kommen, bspw. durch Betätigung eines elektronischen Bremspedals. Wenn das Fahrzeug die Fahrzeugführung hat, dann kommt die Lenkaufforderung von dem Fahrzeug.

Bei einem vollautomatisiert fahrenden Fahrzeug (Level 4 gern. SAE Definition) kann der Fahrer zu einem Passagier bzw. Benutzer des Fahrzeuges werden. Bei einem vollautomatisiert fahrenden Fahrzeug kann eine Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle vorgesehen sein. Bei einem autonom fahrenden Fahrzeug (Level 5 gern. SAE Definition) ist kein Fahrer vorgesehen. Dort sind nur Benutzer vorgesehen. Bei einem autonom fahrenden Fahrzeug kann eine Benutzer- Fahrzeug-Schnittstelle vorgesehen sein.

Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass bei dem Lenksystemaufbau zwei redundant vorgehaltene autonome Lenksysteme vorgesehen sind, die autark bzw. selbstständig ausgebildet sind und die unabhängig voneinander sowie von anderen Funktionssystemen des Fahrzeuges funktionieren können. Das erste und das zweite autonome Lenksystem können über zwei voneinander unabhängigen Energieversorgungen mit elektrischer Energie versorgt werden, der ersten und der zweiten Energieversorgung. Die unabhängigen Energieversorgungen können bspw. jeweils eine Hochvoltbatterie aufweisen, die mit Gleichspannungen von ung. 60 V bis ung. 1,5 kV betrieben werden kann. Zudem können die unabhängigen Energieversorgungen jeweils einen geeigneten DC/DC-Wandler aufweisen.

Jedes dieser beiden Lenksysteme kann zudem mehrere Subsysteme aufweisen, wie z. B. jeweils eine Lenkaufforderungserfassung (bzw. Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Lenkaufforderung) und jeweils eine Lenkaufforderungsumsetzung (bzw.

Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Lenkaufforderung). Die Lenkaufforderung kann in beiden autonomen Lenksystemen von der jeweiligen Erfassung zu der jeweiligen Umsetzung über ein entsprechendes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, übertragen werden.

Die jeweilige Lenkaufforderungserfassung kann als ein Lenksäulenmodul ausgeführt sein. Die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer kann über Lenkradwinkelsensoren am Lenkrad erfasst werden. Eine Steuerelektronik der jeweiligen Lenkaufforderungserfassung, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, kann die Sensordaten passiv erhalten, aktiv abfragen und ggf. auswerten. Weiterhin kann die Steuerelektronik der jeweiligen Lenkaufforderungserfassung die Sensordaten und/oder die Ergebnisse der Auswertung über ein zugehöriges Übertragungssystem an die korrespondierende Lenkaufforderungsumsetzung übermitteln. Die jeweilige Lenkaufforderungsumsetzung kann ebenfalls eine Steuerelektronik, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, aufweisen. Die Auswertung von Sensordaten der jeweiligen Lenkaufforderungserfassung kann in der Steuerelektronik der Lenkaufforderungserfassung und/oder in der Steuerelektronik der Lenkaufforderungsumsetzung durchgeführt werden. Die Steuerelektronik der Lenkaufforderungserfassung und die Steuerelektronik der Lenkaufforderungsumsetzung können als separate Steuerelektroniken oder als eine gemeinsame Steuerelektronik bereitgestellt werden. Die jeweilige Lenkaufforderungsumsetzung kann als ein Lenkgetriebe ausgeführt sein, welches bspw. an einer Fahrzeugachse, bspw. Vorderachse, verbaut sein kann. Eine Steuerelektronik der Lenkaufforderungsumsetzung, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, kann einen Elektromotor und ein Lenkgetriebe ansteuern, um die erfasste Lenkaufforderung umzusetzen. An der Fahrzeugachse, bspw. Vorderachse, können Sensoren vorgesehen sein, welche die Ansteuerung, insbesondere die umgesetzte Lenkaufforderung, überwachen. Die Steuerelektronik und die Sensoren können über eine Datenleitung miteinander verbunden sein. Die Steuerelektronik setzt die Lenkaufforderung vorteilhafterweise unter Berücksichtigung von Sensordaten um.

Neben dem ersten und dem zweiten autonomen Lenksystem, die über eine eigene Langzeit- Energieversorgung verfügen können, kann weiterhin eine Kurzzeit-Energieversorgung vorgesehen sein. Das dritte Lenksystem verwendet radselektives Abbremsen und die jeweilige Steuereinheit des ersten und/oder des zweiten Bremssystems. Die Hochvolt-Batterie, insbesondere die Traktionsbatterie, speist die erste Energieversorgung und die zweite Energieversorgung. Das erste Bremssystem ist an die erste Energieversorgung und an die Kurzzeit-Energieversorgung angeschlossen. Das zweite Bremssystem ist an die zweite Energieversorgung angeschlossen. Die Kurzzeit-Energieversorgung kann einen Teil des dritten Lenksystems darstellen. Die jeweilige Langzeit-Energieversorgung kann z. B. über einen DC/DC-Wandler erfolgen, welcher an eine korrespondierende Hoch volt- Batterie angeschlossen sein kann. Die Kurzzeit-Energieversorgung kann z. B. über eine Niedervolt-Batterie und/oder einen Superkondensator, sog. Ultra-Cap, oder Ähnliches erfolgen. Die Betriebsspannung der Niedervolt-Batterie kann im Bereich zwischen 12 V und 14 V liegen.

Zudem liegt der Erfindungsgedanke darin, dass das dritte Lenksystem zumindest zum Teil als ein mittelbares bzw. abhängiges und/oder funktional umgesetztes bzw. indirektes Lenksystem zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Lenkfunktion bereitgestellt werden kann, bspw. über ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges, wie z. B. ein Bremssystem, bspw. durch ein radselektives, ggf. gepulstes, Abbremsen. Das Bremssystem agiert dabei als eine dritte Lenkaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Lenkaufforderung).

Das dritte Lenksystem kann vorteilhafterweise eine dritte Lenkaufforderungserfassung umfassen. Die dritte Lenkaufforderungserfassung kann z. B. über einen dritten Lenkradwinkelsensor erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Lenkaufforderungserfassung ein Fahrerassistenzsystem, bspw. einen Spurhalteassistenten, Fahrstreifenerkennung, einen Autopiloten usw., nutzen. Die dritte Lenkaufforderungserfassung kann über eine Signalleitung direkt mit einer Steuereinheit verbunden sein. Die Steuereinheit kann die erste, die zweite oder die dritte Lenkaufforderungsumsetzung ansteuern. In einem kritischen Fehlerfall kann das Fahrzeug automatisch an den Fahrbahnrand gelenkt werden. Wenn eine Lenkung nicht möglich ist, dann kann das Fahrzeug, bspw. in der Fahrstreifenmitte, verzögert und/oder abgebremst werden, vorzugsweise bis in den Stillstand.

Der Lenksystemaufbau kann eine eigene Steuereinheit aufweisen, die mit einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges in einer Kommunikationsverbindung stehen kann. Ferner ist es denkbar, dass der Lenksystemaufbau eine eigene Steuereinheit aufweisen kann, die in der zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch integriert sein kann.

Da die Subsysteme mehrere Komponenten aufweisen, kann der Ausfall einer dieser Komponenten zum Ausfall des jeweiligen Subsystems führen. Zum Ausfall der primären oder sekundären Lenkaufforderungserfassung kann z. B. ein Ausfall einer Elektronik, eines Sensors, oder einer Software führen. Zu einem Ausfall der primären oder sekundären Lenkaufforderungsumsetzung kann z. B. ein Ausfall einer Elektronik, eines Sensors, einer Software oder eines Elektromotors führen. Zum Ausfall der primären oder der sekundären Energieversorgung kann z. B. ein Ausfall einer Energieleitung, einer Batterie, eines DC/DC- Wandlers, einer Sicherung, einer Elektronik oder einer Software führen. Zum Ausfall des primären oder sekundären Lenksystems kann auch der Ausfall eines Datenbus führen, wie z. B. der Ausfall des Datenbus zwischen Lenkaufforderungserfassung und Lenkaufforderungsumsetzung.

Die Steuereinheit kann Diagnosebotschaften, „Alive“-Signale, und/oder Fehlerzustände sowohl von dem ersten und von dem zweiten autonomen Lenksystem sowie von dem dritten mittelbaren Lenksystem als auch von der ersten und der zweiten Energieversorgung sowie von der dritten Energieversorgung erhalten, bspw. über ein geeignetes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, z. B. via CAN-Bus, und/oder eine drahtlose Übertragung, wie z. B. eine Funkübertragung. Weiterhin kann die Steuereinheit Betriebsparameter des Fahrzeuges, wie z. B. Geschwindigkeit, Beladungszustand, usw., erhalten. Zudem kann die Steuereinheit Umgebungsparameter, wie z. B, insbesondere Straßenzustand (Schnee, Eis, Nässegrad, Trockenheit, Reibwert), Temperatur, Luftfeuchte, usw., erhalten.

Die Steuereinheit kann anhand dieser Eingangssignale (Diagnosebotschaften und/oder Fehlerzustände, Betriebsparameter des Fahrzeuges und/oder Umgebungsparameter) entscheiden, ob ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist, und/oder ob nach einem Erst- oder Zweitfehler in den Lenksystemen oder in den Energieversorgungen eine Weiterfahrt des Fahrzeuges möglich ist, und/oder ob ein Lenken an den Fahrbahnrand möglich ist, und/oder ob ein automatisches Verzögern in den Stillstand erforderlich ist, und/oder ob nach einem Ausfall der primären und sekundären Lenkaufforderungserfassung diese anhand der dritten Lenkaufforderungserfassung erfolgen soll.

Die Steuereinheit kann von der Steuereinheit des Bremssystems ggf. ein Lenken über radselektive Bremspulse und/oder ein Verzögern und/oder ein Abbremsen des Fahrzeuges anfordern. Die Steuereinheit kann an die Steuereinheit des Bremssystems ggf. die Lenkaufforderung senden.

Die Steuereinheit des Lenksystemaufbaus und die Steuereinheit des Bremssystems können als eine gemeinsame Einheit oder als zwei separate Steuereinheiten bereitgestellt werden.

Die Steuereinheit kann zudem die Steuereinheit der Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle ansteuern, um den Fahrer über die Fehler zu informieren und/oder zu warnen und/oder um einen Vorschlag zum weiteren Betreiben des Fahrzeuges auszugeben, wie z. B. Aufsuchen einer Werkstatt. Außerdem kann die Steuereinheit den Fahrer über die verbleibende Fahrstrecke und/oder über die verbleibende Fahrzeit informieren.

Im Folgenden werden exemplarisch einige Fehlerfälle beschrieben, aus denen die Vorteile des erfindungsgemäßen Lenksystemaufbaus nach einem einfachen Fehler in einem der Lenksysteme hervorgehen. Die Vorteile liegen insbesondere darin, dass eine Weiterfahrt des Fahrzeuges sichergestellt werden kann. Die Weiterfahrt des Fahrzeuges nach einem einfachen Fehler ist möglich, weil nach einem einfachen Fehler immer noch zwei Möglichkeiten gegeben werden, um das Fahrzeug weiterhin betreiben zu können, bspw. einen Fahrerlenkwunsch zu erfassen und umzusetzen.

• Ein relevanter Fehlerfall ist der Ausfall der primären oder sekundären Lenkaufforderungserfassung. In diesem Fehlerfall ist die redundante Erfassung der Lenkaufforderung über die verbleibende sekundäre oder primäre Lenkaufforderungserfassung sowie die dritte Lenkaufforderungserfassung weiterhin sichergestellt. Das Fahrzeug kann, zumindest begrenzt, bspw. für eine bestimmte Zeit und/oder für eine bestimmte Strecke, weiter fahren. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle informiert werden.

• Ein weiterer relevanter Fehlerfall ist der Ausfall der primären oder sekundären Lenkaufforderungsumsetzung, wenn gleichzeitig ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist. Ob ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist, prüft die Steuereinheit anhand von Fahrzeug- und Straßenzustandsdaten. In diesem Fehlerfall ist die redundante Umsetzung der Lenkaufforderung über die verbleibende sekundäre oder primäre Lenkaufforderungsumsetzung sowie über das Lenken über radselektive Bremspulse weiterhin sichergestellt. Das Fahrzeug kann, zumindest begrenzt, bspw. für eine bestimmte Zeit und/oder für eine bestimmte Strecke, weiter fahren. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug- Schnittstelle informiert werden.

• Ein weiterer relevanter Fehlerfall ist der Ausfall der ersten oder zweiten Langzeit- Energieversorgung für das erste oder das zweite Lenksystem. Bei Ausfall der ersten Langzeit- Energieversorgung ist die Energieversorgung des ersten Lenksystems für kurze Zeit über die dritte Energieversorgung und die Energieversorgung des sekundären Lenksystems über die zweite Langzeit-Energieversorgung weiterhin sichergestellt. Bei Ausfall der zweiten Langzeit- Energieversorgung ist die Energieversorgung des ersten Lenksystems über die erste Langzeit- Energieversorgung und für kurze Zeit über die dritte Energieversorgung weiterhin sichergestellt. Das Fahrzeug kann, zumindest begrenzt, bspw. für eine bestimmte Zeit und/oder für eine bestimmte Strecke, weiter fahren. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug- Schnittstelle informiert werden.

Im Folgenden werden exemplarisch einige Fehlerfälle beschrieben, aus denen die Vorteile des erfindungsgemäßen Lenksystemaufbaus nach einem Doppelfehler in einem der Lenksysteme hervorgehen. Die Vorteile liegen insbesondere darin, dass nach einem Doppelfehler das Fahrzeug durch das radselektive Abbremsen und/oder das automatische Abbremsen in einen sicheren Zustand verzögert, möglichst bis in den Stillstand überführt, werden kann. Dies ist nach einem Doppelfehler möglich, weil nach einem Doppelfehler immer noch mindestens eine Möglichkeit gegeben wird, um die Lenkaufforderung zu erfassen und umzusetzen und/oder das Fahrzeug automatisch und/oder aufgrund einer Bremsaufforderung zu verzögern.

• Ein relevanter Fehlerfall ist der gleichzeitige Ausfall des primären und des sekundären Lenksystems, wenn gleichzeitig ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist. Ob ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist, prüft die Steuereinheit anhand von Fahrzeug- und Straßenzustandsdaten. In diesem Fehlerfall erfolgt die Lenkaufforderungsumsetzung über die verbleibende dritte Lenkaufforderungsumsetzung, insbesondere über radselektive Bremspulse. Hierzu fordert die Steuereinheit bei der Steuereinheit des Bremssystems ein Lenken über radselektive Bremspulse an, und sendet die Lenkaufforderung an die Steuereinheit des Bremssystems. Die Steuereinheit des Bremssystems steuert dann das Bremssystem geeignet an, vorteilhafterweise unter Nutzung von Fahrzeug- und Straßenzustandsdaten. Weiterhin kann die Steuereinheit von dem Bremssystem eine automatische Verzögerung und/oder eine Zwangsbremsung in den Stillstand anfordern. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle informiert und/oder gewarnt werden.

• Ein weiterer relevanter Fehlerfall ist der gleichzeitige Ausfall der ersten und der zweiten Energieversorgung für das erste und das zweite Lenksystem. Die Energieversorgung der Steuereinheit und des ersten Lenksystems ist in diesem Fehlerfall für kurze Zeit durch die dritte Energieversorgung sichergestellt. In diesem Fehlerfall fordert die Steuereinheit von dem Bremssystem eine unverzügliche Abbremsung und/oder Zwangsbremsung in den Stillstand an. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle informiert und/oder gewarnt werden.

• Ein relevanter Fehlerfall ist der Ausfall entweder der primären oder der sekundären Lenkaufforderungsumsetzung, wenn gleichzeitig ein Lenken des Fahrzeugs über radselektive Bremspulse nicht oder nicht mehr möglich ist. „Nicht mehr möglich“ bedeutet: Während der Weiterfahrt verändern sich Fahrzeug- oder Straßenzustand in der Art, dass ein Lenken über radselektive Bremspulse nicht mehr möglich ist. Ob ein Lenken des Fahrzeugs über radselektive Bremspulse möglich ist, erkennt die Steuereinheit in Abhängigkeit von Fahrzeugzustand und Straßenzustand. Mögliche Ursachen für das Verhindern eines Lenkens des Fahrzeugs über radselektive Bremspulse sind z. B.: o Fahrzeuggeschwindigkeit ist zu niedrig, und/oder o Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn ist zu niedrig.

In diesem Fehlerfall fordert die Steuereinheit von der Steuereinheit des Bremssystems eine automatische Abbremsung und/oder Zwangsbremsung in den Stillstand an. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle informiert und/oder gewarnt werden.

• Ein weiterer relevanter Fehlerfall ist der Ausfall der primären oder sekundären Lenkaufforderungserfassung, wenn keine dritte Lenkaufforderungserfassung möglich ist, weil kein dritter Lenkradwinkelsensor verbaut ist, und auch kein automatisches Lenken mit Hilfe eines Fahrerassistenzsystems möglich ist, dann fordert die Steuereinheit von der Steuereinheit des Bremssystems, eine automatische Abbremsung und/oder Zwangsbremsung in den Stillstand an. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle informiert und/oder gewarnt werden.

Wie oben bereits angedeutet, kann es vorteilhaft sein, wenn das dritte Lenksystem zumindest zum Teil funktional durch ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges, insbesondere durch ein Bremssystem und/oder ein Fahrerassistenzsystem, umgesetzt sein kann. Auf diese Weise können vorhandene Ressourcen im Fahrzeug genutzt werden, um eine zweite Rückfallebene zum Bereitstellen der Bremsfunktion bereitzustellen. Das erste bzw. primäre Lenksystem liefert dabei die Lenkfunktion im Normalfall. Die erste Rückfallebene zum Bereitstellen der Lenkfunktion schafft das zweite bzw. sekundäre Lenksystem. Die zweite Rückfallebene schafft das dritte (zumindest zum Teil mittelbare) Lenksystem funktional bzw. mittelbar über ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges.

Vorteilhafterweise kann das dritte Lenksystem dazu ausgeführt sein, die Lenkfunktion durch ein radselektives Abbremsen bereitzustellen. Auf diese Weise kann ein Bremssystem des Fahrzeuges auf eine vorteilhafte Weise nicht nur zum Abbremsen /erzögern, sondern auch zum Lenken des Fahrzeuges genutzt werden. Das Bremssystem kann somit als eine dritte Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Lenkaufforderung dienen.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das dritte Lenksystem eine dritte Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Lenkaufforderung aufweisen kann. Auf diese Weise kann das dritte (zumindest zum Teil mittelbare) Lenksystem sowohl eine Lenkaufforderungserfassung (bzw. Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Lenkaufforderung) als auch eine Lenkaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Lenkaufforderung) bereitstellen. Die Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Lenkaufforderung beim dritten Lenksystem ist die dritte Erfassungsvorrichtung. Die Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Lenkaufforderung beim dritten Lenksystem kann vorzugsweise ein Bremssystem des Fahrzeuges sein.

Vorteilhafterweise kann die dritte Erfassungsvorrichtung einen dritten Lenkradwinkelsensor zum Erfassen der Lenkaufforderung aufweisen. Auf diese Weise kann eine weitere Rückfallebene zum Erfassen der Lenkaufforderung einfach und kostengünstig bereitgestellt werden.

Außerdem kann die dritte Erfassungsvorrichtung zumindest zum Teil funktional durch ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges, insbesondere durch ein Fahrerassistenzsystem, vorzugsweise einen Spurhalteassistenten, einen Autopiloten usw., umgesetzt sein. Auf diese Weise kann eine weitere Rückfallebene zum Erfassen der Lenkaufforderung durch vorhandene Ressourcen im Fahrzeug bereitgestellt werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die dritte Erfassungsvorrichtung ein drittes Übertragungssystem zum Weiterleiten der erfassten Lenkaufforderung an eine Steuereinheit aufweist. Zudem kann eine erste Signalleitung vorgesehen sein, die zum Weiterleiten der erfassten Lenkaufforderung von der Steuereinheit an das erste Lenksystem ausgeführt ist. Außerdem kann eine zweite Signalleitung vorgesehen sein, die zum Weiterleiten der erfassten Lenkaufforderung von der Steuereinheit an das zweite Lenksystem ausgeführt ist. Auf diese Weise kann die Steuereinheit in der zweiten Rückfallebene die Lenkaufforderung erhalten.

Des Weiteren kann eine dritte Energieversorgung zumindest für das erste Lenksystem vorgesehen sein. Vorzugsweise kann die dritte Energieversorgung zum Versorgen einer Steuereinheit ausgeführt sein. Dabei ist es denkbar, dass die dritte Energieversorgung als eine Kurzzeit-Energieversorgung, insbesondere umfassend eine Niedervoltbatterie und/oder einen Superkondensator, ausgebildet sein kann. Somit können bei dem Lenksystemaufbau drei Energieversorgungen, zwei Langzeit-Energieversorgungen und eine Kurzzeit- Energieversorgung, bereitgestellt werden, um bei einem einfachen Fehler oder sogar bei einem doppelten Fehler in einer der Energieversorgungen, eine Lenkung des Fahrzeuges zu ermöglichen.

Wie oben bereits angedeutet, kann das erste Lenksystem bzw. das primäre Lenksystem autonom ausgeführt sein und unabhängig sowie autark von anderen Systemen im Fahrzeug agieren. Hierzu kann das erste Lenksystem eine erste Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Lenkaufforderung, eine erste Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Lenkaufforderung und/oder ein erstes Übertragungssystem zum Weiterleiten der erfassten Lenkaufforderung von der ersten Erfassungsvorrichtung zur ersten Umsetzungsvorrichtung aufweisen. Zudem kann das erste Lenksystem mindestens eine Steuerelektronik für eine erste Erfassungsvorrichtung, eine erste Umsetzungsvorrichtung und ein erstes Übertragungssystem aufweisen.

Wie oben ebenfalls angedeutet, kann auch das zweite Lenksystem bzw. das sekundäre Lenksystem autonom ausgeführt sein und unabhängig sowie autark von anderen Systemen im Fahrzeug agieren. Hierzu kann das zweite Lenksystem eine zweite Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Lenkaufforderung, eine zweite Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Lenkaufforderung und/oder ein zweites Übertragungssystem zum Weiterleiten der erfassten Lenkaufforderung von der zweiten Erfassungsvorrichtung zur zweiten Umsetzungsvorrichtung aufweisen. Zudem kann das zweite Lenksystem mindestens eine Steuerelektronik für eine zweite Erfassungsvorrichtung, eine zweite Umsetzungsvorrichtung und ein zweites Übertragungssystem aufweisen.

Vorteilhafterweise kann die erste Energieversorgung als eine Langzeit-Energieversorgung, bspw. umfassend eine Hochvoltbatterie und/oder einen DC/DC-Wandler, ausgebildet sein, nach einem weiteren Vorteil kann die zweite Energieversorgung als eine Langzeit- Energieversorgung, bspw. umfassend eine Hochvoltbatterie und/oder einen DC/DC-Wandler, ausgebildet sein. Zudem ist es denkbar, dass die erste Energieversorgung und/oder die zweite Energieversorgung zum Versorgen einer Steuereinheit ausgeführt sein können. Auf diese Weise können die erste Energieversorgung und/oder die zweite Energieversorgung funktionsübergreifend genutzt werden.

Außerdem ist es denkbar, das erste Lenksystem signaltechnisch, bspw. über ein Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System, mit einer Steuereinheit verbunden sein kann, bspw. zum Übertragen von Diagnosedaten.

Darüber hinaus ist es denkbar, dass das erste Lenksystem steuerungstechnisch, bspw. über ein Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System, mit einer Steuereinheit zum Ausführen einer Lenkaufforderung verbunden ist, die insbesondere durch eine dritte Erfassungsvorrichtung erfasst wurde.

Aber auch das zweite Lenksystem kann signaltechnisch, bspw. über ein Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System, mit einer Steuereinheit verbunden sein, bspw. zum Übertragen von Diagnosedaten.

Noch weiter kann das zweite Lenksystem steuerungstechnisch, bspw. über ein Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System, mit einer Steuereinheit zum Ausführen einer Lenkaufforderung verbunden sein, die insbesondere durch eine dritte Erfassungsvorrichtung erfasst wurde.

Vorteilhafterweise kann die erste Energieversorgung signaltechnisch, bspw. über ein Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System, mit einer Steuereinheit verbunden sein, bspw. zum Übertragen von Diagnosedaten.

Ferner kann es vorteilhaft sein, dass die zweite Energieversorgung signaltechnisch, bspw. über ein Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System, mit einer Steuereinheit verbunden sein kann, bspw. zum Übertragen von Diagnosedaten.

Wie oben bereits erwähnt kann bei dem Lenksystemaufbau eine Steuereinheit vorgesehen sein. Die Steuereinheit kann bspw. in einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch integriert sein. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuereinheit als eine separate Steuereinheit vorgesehen sein kann.

Vorzugsweise die Steuereinheit ist dazu ausgeführt,

Diagnosedaten von dem ersten Lenksystem, Diagnosedaten von dem zweiten Lenksystem,

Diagnosedaten von dem dritten Lenksystem,

Diagnosedaten von der ersten Energieversorgung, Diagnosedaten von der zweiten Energieversorgung, Diagnosedaten von der dritten Energieversorgung, und/oder mindestens einen Betriebsparameter des Fahrzeuges, insbesondere Geschwindigkeit, Beladungszustand, usw., und/oder mindestens einen Umgebungsparameter, insbesondere Straßenzustand, Reibwert, Temperatur, Luftfeuchte, usw., abzufragen, zu empfangen und/oder zu verarbeiten.

Auf diese Weise kann die Steuereinheit entscheiden, ob die Lenksysteme funktionsfähig sind, ob ein Fehler vorliegt, ob ein Doppelfehler vorliegt und/oder ob ein radselektives Abbremsen des Fahrzeuges möglich ist.

Weiterhin kann die Steuereinheit dazu ausgeführt sein, das erste Lenksystem und/oder das zweite Lenksystem zum Ausführen der Lenkaufforderung anzusteuern.

Die Ansteuerung kann vorzugsweise in Abhängigkeit von Diagnosedaten von dem ersten Lenksystem, von dem zweiten Lenksystem, von dem dritten Lenksystem, von der ersten Energieversorgung, von der zweiten Energieversorgung, von der dritten Energieversorgung, mindestens einen Betriebsparameter des Fahrzeuges, insbesondere Geschwindigkeit, Beladungszustand, usw., und/oder mindestens einen Umgebungsparameter, insbesondere Straßenzustand, Reibwert, Temperatur, Luftfeuchte, usw., erfolgen.

Des Weiteren kann die Steuereinheit dazu ausgeführt sein, ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges, insbesondere ein Bremssystem, anzusteuern, um die Lenkfunktion durch ein radselektives Abbremsen bereitzustellen.

Die Ansteuerung kann vorzugsweise in Abhängigkeit von Diagnosedaten von dem ersten Lenksystem, von dem zweiten Lenksystem, von dem dritten Lenksystem, von der ersten Energieversorgung, von der zweiten Energieversorgung, von der dritten Energieversorgung, mindestens einen Betriebsparameter des Fahrzeuges, insbesondere Geschwindigkeit, Beladungszustand, usw., und/oder mindestens einen Umgebungsparameter, insbesondere Straßenzustand, Reibwert, Temperatur, Luftfeuchte, usw. erfolgen. Zudem kann die Steuereinheit dazu ausgeführt sein, eine Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle anzusteuern, um einen Fahrer über Fehler zu informieren und/oder zu warnen und/oder um einen Vorschlag zum weiteren Betreiben des Fahrzeuges auszugeben, wie z. B. Aufsuchen einer Werkstatt. Bei einem autonom fahrenden Fahrzeug kann die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle als eine Benutzer-Fahrzeug-Schnittstelle oder eine Passagier-Fahrzeug-Schnittstelle bezeichnet werden.

Außerdem kann die Steuereinheit dazu ausgeführt sein, einen Fahrer über verbleibende Fahrstrecke und/oder über verbleibende Fahrzeit zu informieren.

Das Bremssystem bzw. das Brake-by-Wire-System, welches zum radselektiven Abbremsen genutzt wird, kann aufweisen: ein erstes Bremssystem zum Bereitstellen einer Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über die erste Energieversorgung verfügt, ein zweites Bremssystem zum Bereitstellen einer ersten Rückfallebene für die Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über die zweite Energieversorgung verfügt, und ein drittes Bremssystem zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Bremsfunktion, insbesondere durch ein generatorisches Verzögern.

Dabei kann das dritte Bremssystem zumindest zum Teil funktional durch ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges, insbesondere durch ein elektromechanisches Antriebssystem und/oder eine elektronische Parkbremse, umgesetzt sein.

Vorteilhafterweise kann das dritte Bremssystem dazu ausgeführt sein, die Bremsfunktion durch ein generatorisches Verzögern bereitzustellen.

Ferner kann das dritte Bremssystem eine dritte Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Bremsaufforderung aufweisen. Dabei ist es denkbar, dass die dritte Erfassungsvorrichtung einen Taster einer elektronischen Parkbremse aufweist, und/oder dass die dritte Erfassungsvorrichtung zumindest zum Teil funktional durch ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges, insbesondere durch eine elektronische Parkbremse, vorzugsweise einen Taster einer elektronischen Parkbremse, umgesetzt ist.

Weiterhin kann die dritte Erfassungsvorrichtung über eine erste Signalleitung, insbesondere direkt, mit einer ersten Umsetzungsvorrichtung des ersten Bremssystems signaltechnisch verbunden sein. Des Weiteren kann die dritte Erfassungsvorrichtung über eine zweite Signalleitung, insbesondere direkt, mit einer zweiten Umsetzungsvorrichtung des zweiten Bremssystems signaltechnisch verbunden sein.

Die dritte Energieversorgung kann außerdem für das erste Bremssystem genutzt werden.

Die Erfindung stellt ferner bereit: ein Fahrzeug mit einem Lenksystemaufbau und ggf. einem Bremssystem bzw. einem Brake-by-Wire-System, welche(s) wie oben beschrieben ausgeführt sein kann. Mithilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeuges können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lenksystemaufbau beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.

Weiterhin wird die Erfindung anhand der Figur näher dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass die Figur nur einen beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigt:

Fig. 1 einen beispielhaften Lenksystemaufbau im Rahmen der vorliegenden Offenbarung.

Die Fig. 1 zeigt einen Lenksystemaufbau 100 im Rahmen der vorliegenden Offenbarung, welcher vorteilhafterweise in Form eines Steer-by- Wire-Systems für ein Fahrzeug F, bspw. ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, z. B. ein automatisiert (Level 4 gem. SAE Definition) bis autonom (Level 5 gern. SAE Definition) fahrendes Fahrzeug, ausgeführt sein kann. Beim Lenksystemaufbau 100 im Rahmen der vorliegenden Offenbarung können Erfassungsvorrichtungen 11 , 21, 31 und Umsetzungsvorrichtungen 13, 23, 33 für eine Lenkaufforderung (die bspw. vom Fahrer oder vom Fahrzeug kommen kann) mechanisch voneinander entkoppelt sein.

Der Lenksystemaufbau 100 weist folgende Untersysteme 10, 20, 30 auf: ein erstes (bzw. primäres) Lenksystem 10 (sog. autonomes Lenksystem) zum Bereitstellen einer Lenkfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine erste (bzw. primäre) Energieversorgung verfügt, ein zweites (bzw. sekundäres) Lenksystem 20 (sog. autonomes Lenksystem) zum Bereitstellen einer ersten Rückfallebene für die Lenkfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine zweite (bzw. sekundäre) Energieversorgung verfügt, und ein drittes Lenksystem 30 (zumindest zum Teil mittelbares und/oder funktional umgesetztes Lenksystem) zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Lenkfunktion, insbesondere durch ein radselektives, ggf. gepulstes, Abbremsen bzw. durch radselektive, ggf. gepulste, Bremseingriffe, vorzugsweise über ein Bremssystem 103 des Fahrzeuges F.

Das Fahrzeug F, bei dem der erfindungsgemäße Lenksystemaufbau 100 zum Einsatz kommen kann, kann bspw. ein Bremssystem 103, vorzugsweise ein Brake-by-Wire-System, aufweisen. Bei dem Bremssystem 103 können vorteilhafterweise Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Bremsaufforderung (die bspw. vom Fahrer oder vom Fahrzeug kommen kann) mechanisch voneinander entkoppelt sein.

Das Fahrzeug F kann ferner mindestens eine zentrale Steuereinheit 110 aufweisen. Des Weiteren kann das Fahrzeug eine Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle HMI aufweisen, bspw. in Form einer interaktiven Ein- und Ausgabeeinheit, z. B. umfassend ein Display, eine akustische Ausgabevorrichtung usw.

Wie es die Fig. 1 verdeutlicht, sind bei dem Lenksystemaufbau 100 zwei redundant vorgehaltene autonome Lenksysteme 10, 20 vorgesehen. Die Lenksysteme 10, 20 sind vorteilhafterweise autark bzw. selbstständig ausgebildet und können unabhängig voneinander sowie von anderen Funktionssystemen des Fahrzeuges F betrieben werden.

Die Lenksysteme 10, 20 können über zwei voneinander unabhängige Energieversorgungen E1, E2 mit elektrischer Energie E versorgt werden, wie es in der Fig. 1 mithilfe von strichpunktierten Linien angedeutet ist. Die Energieversorgungen E1, E2 können jeweils eine Hochvoltbatterie aufweisen, die mit Gleichspannungen von ung. 60 V bis ung. 1,5 kV betrieben werden kann, und jeweils einen geeigneten DC/DC-Wandler aufweisen.

Jedes von den Lenksystemen 10, 20 kann zudem mehrere Subsysteme 11, 12, 13 und 21 , 22, 23 aufweisen, wie z. B. jeweils eine Lenkaufforderungserfassung (bzw. Erfassungsvorrichtung 11, 21 zum Erfassen der Lenkaufforderung) und jeweils eine Lenkaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung 13, 23 zum Umsetzen der Lenkaufforderung) und ein korrespondierendes Übertragungssystem 12, 22, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, übertragen werden.

Die jeweilige Erfassungsvorrichtung 11, 21 kann als ein Lenksäulenmodul ausgeführt sein. Die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer kann über Lenkradwinkelsensoren am Lenkrad erfasst werden. Eine Steuerelektronik der jeweiligen Erfassungsvorrichtung 11 , 21, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, kann die Sensordaten passiv erhalten, aktiv abfragen und ggf. auswerten. Weiterhin kann die Steuerelektronik der jeweiligen Erfassungsvorrichtung 11, 21 die Sensordaten und/oder die Ergebnisse der Auswertung über ein zugehöriges Übertragungssystem 12, 22 an die korrespondierende Umsetzungsvorrichtung 13, 23 übermitteln. Die jeweilige Umsetzungsvorrichtung 13, 23 kann ebenfalls eine Steuerelektronik, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, aufweisen. Die Auswertung von Sensordaten der jeweiligen Erfassungsvorrichtung 11, 21 kann in der Steuerelektronik der Erfassungsvorrichtung 11 , 21 und/oder in der Steuerelektronik der Umsetzungsvorrichtung 13, 23 durchgeführt werden. Die Steuerelektronik der Erfassungsvorrichtung 11 , 21 und die Steuerelektronik der Umsetzungsvorrichtung 13, 23 können als separate Steuerelektroniken oder als eine gemeinsame Steuerelektronik bereitgestellt werden.

Die jeweilige Umsetzungsvorrichtung 13, 23 kann als ein Lenkgetriebe ausgeführt sein, welches bspw. an einer Fahrzeugachse, bspw. Vorderachse, verbaut sein kann. Eine Steuerelektronik der Umsetzungsvorrichtung 13, 23, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, kann einen Elektromotor und ein Lenkgetriebe ansteuern, um die erfasste Lenkaufforderung umzusetzen. An der Fahrzeugachse, bspw. Vorderachse, können Sensoren vorgesehen sein, welche die Ansteuerung, insbesondere die umgesetzte Lenkaufforderung, überwachen können. Die Steuerelektronik der Umsetzungsvorrichtung 13, 23 und die Sensoren können über eine Datenleitung miteinander verbunden sein. Die Steuerelektronik der Umsetzungsvorrichtung 13, 23 kann die Lenkaufforderung vorteilhafterweise unter Berücksichtigung dieser Sensordaten umsetzen.

Das erste Lenksystem 10 und das zweite Lenksystem 20 weisen jeweils eine eigene Energieversorgung E1, E2, insbesondere eine Langzeit-Energieversorgung, auf. Das dritte Lenksystem 30 kann weiterhin eine dritte Energieversorgung E3, insbesondere eine Kurzzeit- Energieversorgung, aufweisen. Die jeweilige Langzeit-Energieversorgung E1 , E2 kann z. B. einen DC/DC-Wandler aufweisen, welcher an eine korrespondierende Hoch volt- Batterie angeschlossen sein kann. Die Kurzzeit-Energieversorgung E3 kann z. B. eine Niedervolt- Batterie und/oder einen Superkondensator, sog. Ultra-Cap, oder Ähnliches aufweisen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass das dritte Lenksystem 30 zumindest zum Teil als ein mittelbares bzw. abhängiges und/oder funktional umgesetztes bzw. indirektes Lenksystem 30 zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Lenkfunktion bereitgestellt werden kann. Dies kann vorzugsweise über ein weiteres funktionswesentliches System 200 des Fahrzeuges F, wie z. B. ein Bremssystem 103 erfolgen, bspw. durch ein radselektives, ggf. gepulstes, Abbremsen des Fahrzeuges F. Das Bremssystem 103 kann somit dabei als eine dritte Lenkaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung 33 zum Umsetzen der Lenkaufforderung) genutzt werden. Das dritte Lenksystem 30 kann vorteilhafterweise eine eigene, gemeint ist dritte, Erfassungsvorrichtung 31 umfassen. Die dritte Erfassungsvorrichtung 31 kann einen dritten Lenkradwinkelsensor nutzen. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Erfassungsvorrichtung 31 ein Fahrerassistenzsystem, bspw. einen Spurhalteassistenten, Fahrstreifenerkennung, einen Autopiloten usw., nutzen. Die dritte Erfassungsvorrichtung 31 kann ein drittes Übertragungssystem 32 zum Weiterleiten der erfassten Lenkaufforderung an eine Steuereinheit 101 aufweisen. Die Steuereinheit 101 kann die erste, die zweite oder die dritte Lenkaufforderungsumsetzung ansteuern. In einem kritischen Fehlerfall kann die Steuereinheit 101 das Fahrzeug F automatisch an den Fahrbahnrand lenken. Wenn eine Lenkung nicht möglich ist, dann kann die Steuereinheit 101 das Fahrzeug F, bspw. in der Fahrstreifenmitte, verzögern und/oder abbremsen, wenn möglich bis in den Stillstand.

Der Lenksystemaufbau 100 kann eine eigene Steuereinheit 101 aufweisen, die mit einer zentralen Steuereinheit 110 des Fahrzeuges F in einer Kommunikationsverbindung stehen kann. Wie es die Fig. 1 andeutet, kann der Lenksystemaufbau 100 eine Steuereinheit 101 aufweisen, die in der zentralen Steuereinheit 110 des Fahrzeuges F softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch integriert sein kann.

Da die Subsysteme der beiden autonomen Lenksysteme 10, 20 mehrere Komponenten aufweisen, kann der Ausfall einer dieser Komponenten zu einem teilweisen oder kompletten Ausfall der Lenksysteme 10, 20 führen. Ein Ausfall eines der Bremssysteme 10, 20 kann durch einen Ausfall einer Energieleitung, eines Datenbus, einer Batterie, eines DC/DC-Wandlers, einer Sicherung, einer Software, eines Sensors, eines Aktuators, eines Ventils, eines Stellelementes usw. bedingt sein.

Die Steuereinheit 101 kann Diagnosedaten D1 , D2, D3, DE1, DE2, DE3 „Alive“-Signale, und/oder Fehlerzustände sowohl von dem ersten autonomen Lenksystem 10 und von dem zweiten autonomen Lenksystem 20 sowie von dem dritten mittelbaren Lenksystem L3 als auch von der ersten Energieversorgung E1 und der zweiten Energieversorgung E2 sowie von der dritten Energieversorgung E3 erhalten, bspw. über ein geeignetes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, z. B. via CAN-Bus, und/oder eine drahtlose Übertragung, wie z. B. eine Funkübertragung. Weiterhin kann die Steuereinheit 101 Betriebsparameter BP des Fahrzeuges F, wie z. B. Geschwindigkeit, Beladungszustand, usw., berücksichtigen. Zudem kann die Steuereinheit 101 Umgebungsparameter UP, wie z. B insbesondere Straßenzustand (Schnee, Eis, Nässegrad, Trockenheit, Reibwert), Temperatur, Luftfeuchte, usw. berücksichtigen. Die Steuereinheit 101 kann anhand der Diagnosedaten D1, D2, D3, DE1, DE2, DE3 der Betriebsparameter BP des Fahrzeuges F und/oder der Umgebungsparameter UP entscheiden, ob ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist.

Die Steuereinheit 101 kann anhand der Diagnosedaten D1 , D2, D3, DE1, DE2, DE3 der Betriebsparameter BP des Fahrzeuges F und/oder der Umgebungsparameter UP entscheiden, ob nach einem Erst- oder Zweitfehler in den Lenksystemen 10, 20 oder in den Energieversorgungen E1, E2 eine Weiterfahrt des Fahrzeuges F möglich ist.

Die Steuereinheit 101 kann anhand der Diagnosedaten D1 , D2, D3, DE1, DE2, DE3 der Betriebsparameter BP des Fahrzeuges F und/oder der Umgebungsparameter UP entscheiden, ob ein Lenken an den Fahrbahnrand möglich ist, und/oder ob ein automatisches Verzögern und/oder Abbremsen in den Stillstand erforderlich ist.

Die Steuereinheit 101 kann anhand der Diagnosedaten D1 , D2, D3, DE1, DE2, DE3 der Betriebsparameter BP des Fahrzeuges F und/oder der Umgebungsparameter UP entscheiden, ob nach einem Ausfall der primären und sekundären Lenkaufforderungserfassung diese anhand der dritten Lenkaufforderungserfassung erfolgen soll.

Die Steuereinheit 101 kann von einer Steuereinheit 102 des Bremssystems 103 ein Lenken über radselektive Bremspulse und/oder ein Verzögern und/oder ein Abbremsen des Fahrzeuges F anfordern. Die Steuereinheit 101 kann an die Steuereinheit 102 des Bremssystems 103 ggf. die Lenkaufforderung senden, die in entsprechende radselektive Bremspulse übersetzt werden kann.

Die Steuereinheit 101 des Lenksystemaufbaus 100 und die Steuereinheit 102 des Bremssystems 103 können als eine gemeinsame Einheit oder als zwei separate Steuereinheiten bereitgestellt werden.

Die Steuereinheit 101 kann zudem die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle HMI ansteuern, um den Fahrer über die Fehler zu informieren und/oder zu warnen und/oder um einen Vorschlag zum weiteren Betreiben des Fahrzeuges F auszugeben, wie z. B. Aufsuchen einer Werkstatt, Fahren an den Rand und/oder Abbremsen des Fahrzeuges. Außerdem kann die Steuereinheit den Fahrer über die verbleibende Fahrstrecke und/oder über die verbleibende Fahrzeit informieren.

Das Bremssystem bzw. das Brake-by-Wire-System, welches zum radselektiven Abbremsen genutzt wird, kann aufweisen: ein erstes Bremssystem zum Bereitstellen einer Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über die erste Energieversorgung E1 verfügt, ein zweites Bremssystem zum Bereitstellen einer ersten Rückfallebene für die Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über die zweite Energieversorgung E2 verfügt, und ein drittes Bremssystem zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Bremsfunktion, insbesondere durch ein generatorisches Verzögern.

Dabei kann das dritte Bremssystem zumindest zum Teil funktional durch ein weiteres funktionswesentliches System 200 des Fahrzeuges F, insbesondere durch ein elektromechanisches Antriebssystem und/oder eine elektronische Parkbremse, umgesetzt sein.

Vorteilhafterweise kann das dritte Bremssystem dazu ausgeführt sein, die Bremsfunktion durch ein generatorisches Verzögern bereitzustellen.

Ferner kann das dritte Bremssystem eine dritte Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Bremsaufforderung aufweisen. Dabei ist es denkbar, dass die dritte Erfassungsvorrichtung einen Taster einer elektronischen Parkbremse aufweist, und/oder dass die dritte Erfassungsvorrichtung zumindest zum Teil funktional durch ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges F, insbesondere durch eine elektronische Parkbremse, vorzugsweise einen Taster einer elektronischen Parkbremse, umgesetzt ist.

Weiterhin kann die dritte Erfassungsvorrichtung über eine erste Signalleitung, insbesondere direkt, mit einer ersten Umsetzungsvorrichtung des ersten Bremssystems signaltechnisch verbunden sein. Des Weiteren kann die dritte Erfassungsvorrichtung über eine zweite Signalleitung, insbesondere direkt, mit einer zweiten Umsetzungsvorrichtung des zweiten Bremssystems signaltechnisch verbunden sein.

Die dritte Energieversorgung E3 kann außerdem für das erste Bremssystem genutzt werden.

Im Folgenden werden beispielsweise einfache Fehler beschrieben, die mithilfe des erfindungsgemäßen Lenksystemaufbaus begegnet werden können, sodass eine Weiterfahrt des Fahrzeuges F sichergestellt werden kann. Die Weiterfahrt des Fahrzeuges F nach einem einfachen Fehler ist zuverlässig möglich, weil nach einem einfachen Fehler immer noch zwei Möglichkeiten gegeben werden, um das Fahrzeug F weiterhin betreiben zu können, bspw. um einen Fahrerlenkwunsch zu erfassen und umzusetzen. • Ein relevanter Fehlerfall ist der Ausfall der primären oder sekundären Erfassungsvorrichtung 11 , 21. In diesem Fehlerfall ist die redundante Erfassung der Lenkaufforderung über die verbleibende sekundäre oder primäre Erfassungsvorrichtung 21 , 11 sowie die dritten Erfassungsvorrichtung 31 weiterhin sichergestellt. Das Fahrzeug F kann, zumindest begrenzt, bspw. für eine bestimmte Zeit und/oder für eine bestimmte Strecke, weiter fahren. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle HMI informiert werden.

• Ein weiterer relevanter Fehlerfall ist der Ausfall der primären oder sekundären Umsetzungsvorrichtung 13, 23, wenn gleichzeitig ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist. Ob ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist, prüft die Steuereinheit 101 anhand von Fahrzeug- und Straßenzustandsdaten. In diesem Fehlerfall ist die redundante Umsetzung der Lenkaufforderung über die verbleibende sekundäre oder primäre Lenkaufforderungsumsetzung 23, 13 sowie über das Lenken über radselektive Bremspulse weiterhin sichergestellt. Das Fahrzeug kann, zumindest begrenzt, bspw. für eine bestimmte Zeit und/oder für eine bestimmte Strecke, weiter fahren. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer- Fahrzeug-Schnittstelle HMI informiert werden.

• Ein weiterer relevanter Fehlerfall ist der Ausfall der ersten oder zweiten Langzeit- Energieversorgung E1 , E2 für das erste oder das zweite Lenksystem 10, 20. Bei Ausfall der ersten Langzeit-Energieversorgung E1 ist die Energieversorgung des ersten Lenksystems 10 für kurze Zeit über die dritte Energieversorgung E3 und die Energieversorgung des sekundären Lenksystems 20 über die zweite Energieversorgung E2 weiterhin sichergestellt. Bei Ausfall der zweiten Langzeit-Energieversorgung E2 ist die Energieversorgung des ersten Lenksystems über die erste Langzeit-Energieversorgung E1 und für kurze Zeit über die dritte Energieversorgung E3 weiterhin sichergestellt. Das Fahrzeug F kann, zumindest begrenzt, bspw. für eine bestimmte Zeit und/oder für eine bestimmte Strecke, weiter fahren. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle HMI informiert werden.

Im Folgenden werden beispielsweise einige Doppelfehler beschrieben, die mithilfe des erfindungsgemäßen Lenksystemaufbaus 100 begegnet werden können, sodass das Fahrzeug F durch das radselektive Abbremsen gelenkt und/oder das automatische Abbremsen in einen sicheren Zustand verzögert, möglichst bis in den Stillstand überführt, werden kann. Dies ist möglich, weil auch nach einem Doppelfehler immer noch mindestens eine Möglichkeit gegeben wird, um eine Lenkaufforderung zu erfassen und umzusetzen und/oder das Fahrzeug F automatisch und/oder aufgrund einer Bremsaufforderung zu verzögern.

• Ein relevanter Fehlerfall ist der gleichzeitige Ausfall des primären Lenksystems 10 und des sekundären Lenksystems 20, wenn gleichzeitig ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist. Ob ein Lenken über radselektive Bremspulse möglich ist, prüft die Steuereinheit 101 anhand von Fahrzeug- und Straßenzustandsdaten. In diesem Fehlerfall erfolgt die Lenkaufforderungsumsetzung über die verbleibende dritte Umsetzungsvorrichtung 33, insbesondere über radselektive Bremspulse, vorzugsweise mithilfe des Bremssystems 103. Hierzu fordert die Steuereinheit 101 bei der Steuereinheit 102 des Bremssystems 103 ein Lenken über radselektive Bremspulse an, und sendet die Lenkaufforderung an die Steuereinheit 102 des Bremssystems 103. Dabei kann die Steuereinheit 101 des Lenksystemaufbaus 100 oder der Steuereinheit 102 des Bremssystems 103 die Lenkaufforderung in radselektive Bremspulse übersetzen, vorteilhafterweise unter Nutzung von Fahrzeug- und Straßenzustandsdaten. Die Steuereinheit 102 des Bremssystems 103 steuert dann das Bremssystem 103 geeignet an. Weiterhin kann die Steuereinheit 101 von dem Bremssystem 103 eine automatische Verzögerung und/oder eine Zwangsbremsung in den Stillstand anfordern. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle HMI informiert und/oder gewarnt werden.

• Ein weiterer relevanter Fehlerfall ist der gleichzeitige Ausfall der ersten Energieversorgung E1 und der zweiten Energieversorgung E2 für das erste und das zweite Lenksystem 10, 20. Die Energieversorgung der Steuereinheit 101 und des ersten Lenksystems 10 ist in diesem Fehlerfall für kurze Zeit durch die dritte Energieversorgung E3 sichergestellt. In diesem Fehlerfall fordert die Steuereinheit 101 von dem Bremssystem 103 eine unverzügliche Abbremsung und/oder Zwangsbremsung in den Stillstand an. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle HMI informiert und/oder gewarnt werden.

• Ein relevanter Fehlerfall ist der Ausfall entweder der primären Umsetzungsvorrichtung 13 oder der sekundären Umsetzungsvorrichtung 23, wenn gleichzeitig ein Lenken des Fahrzeugs F über radselektive Bremspulse nicht oder nicht mehr möglich ist. „Nicht mehr möglich“ bedeutet: Während der Weiterfahrt verändern sich Fahrzeug- oder Straßenzustand in der Art, dass ein Lenken über radselektive Bremspulse nicht mehr möglich ist. Ob ein Lenken des Fahrzeugs F über radselektive Bremspulse möglich ist, erkennt die Steuereinheit 101 in Abhängigkeit von Betriebsparametern BP des Fahrzeuges F und/oder der Umgebungsparameter UP. Mögliche Ursachen für das Verhindern eines Lenkens des Fahrzeugs F über radselektive Bremspulse sind z. B.: o Fahrzeuggeschwindigkeit ist zu niedrig, und/oder o Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn ist zu niedrig.

In diesem Fehlerfall fordert die Steuereinheit 101 von der Steuereinheit 102 des Bremssystems 103 eine automatische Abbremsung und/oder Zwangsbremsung in den Stillstand an. Der Fahrer kann darüber über die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle HMI informiert und/oder gewarnt werden.

Die voranstehende Beschreibung der Figur beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

F Fahrzeug

100 Lenksystemaufbau

10 erstes Lenksystem

11 erste Erfassungsvorrichtung

12 erstes Übertragungssystem

13 erste Umsetzungsvorrichtung

20 zweites Lenksystem

21 zweite Erfassungsvorrichtung

22 zweites Übertragungssystem

23 zweite Umsetzungsvorrichtung

30 drittes Lenksystem

31 dritte Erfassungsvorrichtung

32 drittes Übertragungssystem

33 dritte Umsetzungsvorrichtung, radselektives Abbremsen

110 zentrale Steuereinheit

101 Steuereinheit

102 Steuereinheit

200 funktionswesentliches System

103 Bremssystem

104 Fahrzeug- und/oder Straßenzustandserfassung

E elektrische Energie E1 erste Energieversorgung

E2 zweite Energieversorgung

E3 dritte Energieversorgung

HMI Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle

51 erste Signalleitung

52 zweite Signalleitung

S10 automatische Abbremsung und/oder Zwangsbremsung

S20 automatische Abbremsung und/oder Zwangsbremsung

D1 Diagnosedaten

D2 Diagnosedaten

D3 Diagnosedaten

DE1 Diagnosedaten

DE2 Diagnosedaten

DE3 Diagnosedaten

BP Betriebsparameter

UP Umgebungsparameter