Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkomponente mit einer Lenkvorgabeeinrichtung zum Vorgeben eines Lenkbefehls nach dem Steer-by-Wire-Konzept. Die Lenkvorgabeeinrichtung umfasst wenigstens eine bewegbare Lenkeinheit und wenigstens eine Aktoreinrichtung zur Erzeugung eines auf die Lenkeinheit wirkenden Drehmoments.

An solche Lenkvorgabeeinrichtungen werden hohe Anforderungen gestellt. So werden beispielsweise präzise Lenkrückmeldungen und ein spielfreies bzw. ruckfreies Lenkverhalten besonders um die Mittellage sowie ein insgesamt sehr leichtgängiges harmonisches Lenkverhalten gefordert. Zudem muss die Lenkeinrichtung hohe Drehmomente bereit stellen bzw. der manuellen Lenkbewegung entgegenstellen können (das Drehmoment entspricht dann einem Bremsmoment) . Das ist z. B. zur Darstellung von Endanschlägen, für das Abstützen beim Aussteigen oder als Gegenmoment bei sehr schnellen Verdrehungen bzw. Lenkbewegungen nötig.

Daher sind Lenksysteme mit einem Elektromotor bekannt geworden, welcher entweder direkt oder über ein Untersetzungsgetriebe oder (Zahn-) Riemen mit dem Lenkrad gekoppelt ist. Solche direkt angebrachten Elektromotoren erzeugen beispielsweise aktive Bremsmomente (Nennmomente) bis acht Newtonmeter (Nm) und kurzzeitig passive Bremsmomente bis 25 Nm.

Eine weitere Anforderung an Lenkvorgabeeinrichtungen betrifft die Sicherheit bei einem Störfall und beispielsweise bei einem Stromausfall oder einem Ausfall der Komponenten zur Erzeugung des Drehmoments ( Failsafe-Fall ) . Dadurch, dass der Lenkbewegung kein Drehmoment mehr entgegengesetzt wird, geht die Lenkung sehr leicht und es wird beim Lenken kein Widerstand mehr verspürt. Zum Beispiel nimmt bei einem plötzlichen Ausfall eines Elektromotors beim Einlenken in eine Kurve das der manuellen Lenkbewegung entgegenwirkende Drehmoment im Lenkstrang schlagartig ab. Dadurch kann es zu einer unbeabsichtigten Vorgabe eines starken Lenkeinschlags über das Lenkrad (Überlenken) kommen. Es ergibt sich ein sehr gefährlicher Fahrzustand, welcher durch den Fahrer bzw. die Fahrerin wieder korrigiert werden muss. Das kann sogar zum Verlust der Beherrschung des Fahrzeugs führen, wenn der Fahrer in z. B. einer kurvigen Bergstrecke entweder in die Gegenfahrbahn oder über den Fahrbahnrand hinaus überlenkt.

Die bekannten Lenksysteme mit Störfallsicherungen, mit denen solche Störfälle abgefangen werden können, sind in der Regel stark redundant und komplex aufgebaut und daher bauraum- und kostenintensiv. Zudem wird dadurch auch die Fehlerauswertung sehr kompliziert. Im Stand der Technik (z. B. DE 10 2018 124 499 Al) ist es bekannt, die hohen Anforderungen an die Ausfallssicherheit einer Steer-by-Wire-Einheit durch dreifache Ausfallssicherheitsredundanz zu erfüllen.

Wird ein entsprechender Störfall z. B. mittels einer Diagnoseeinrichtung erkannt, wird oft ein weiterer Elektromotor oder eine weitere Wicklung des Elektromotors angesteuert, um damit das Bremsmoment zu erzeugen. Um eine hohe Sicherheit zu gewährleisten, ist neben dem weiteren Elektromotor bzw. der weiteren Wicklung auch die Steuereinrichtung (ECU, Electronic Control Unit) doppelt ausgeführt. Zudem sind diverse andere Komponenten zumindest doppelt auszuführen, um die Anforderungen zu erfüllen.

Damit z. B. ein Motor mit zwei redundanten Wicklungen im Störfall angesteuert werden kann, benötigt es zwei ECUs und zwei Stecker, Datenleitungen und Kabel dorthin. Bei dem Ausfall einer Wicklung oder einer ECU bleibt immer noch eine aktiv. Die zwei ECUs müssen mit Bauteilen aus verschiedenen Fertigungslosen bestückt sein, damit sich ein systematischer Fehler in einem Bauteil nicht synchron (nicht zeitgleich) auswirken kann. Es sind auch zwei Bordbatterien nötig, um beim Ausfall einer Batterie den Motor zu bestromen . Im Übrigen mus s der Motor sowohl Antreiben als auch Bremsen können, was in j edem Fall Strom benötigt ( 4 -Quadranten- Betrieb ) . Auch mus s stets die Drehrichtung und Auslenkung in der ECU verarbeitet werden, um den Motor der Lenkvorgabeeinrichtung anzusteuern .

Demgegenüber i st es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes serte Fahrzeugkomponente zur Verfügung zu stellen . Insbesondere soll die Fahrzeugkomponente auch bei einem Störfall eine hohe Sicherheit bieten und zugleich konstruktiv und bauraumtechni sch unaufwendig umsetzbar und wirtschaftlich herstellbar sein .

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugkomponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Das erfindungsgemäße Verfahren i st Gegenstand von Anspruch 20 . Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und aus der Beschreibung der Aus führungsbei spiele .

Die erfindungsgemäße Fahrzeugkomponente umfas st eine Lenkvorgabeeinrichtung zum Vorgeben eines Lenkbefehls nach dem Steer-by-Wire-Konzept . Die Lenkvorgabeeinrichtung umfas st wenigstens eine bewegbare Lenkeinheit und insbesondere ein Lenkrad . Die Lenkvorgabeeinrichtung umfas st wenigstens eine Aktoreinrichtung zu Erzeugung eines auf die Lenkeinheit wirkenden Drehmoments . Die Lenkvorgabeeinrichtung umfas st wenigstens eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Aktoreinrichtung, um das auf die Lenkeinheit wirkende Drehmoment einzustellen . Die Lenkvorgabeeinrichtung umfasst wenigstens eine Diagnoseeinrichtung zur Erkennung eines Störfalls der Lenkvorgabeeinrichtung . Insbesondere stellt die Aktoreinrichtung bei einem solchen Störfall ein unzuläs siges auf die Lenkeinheit wirkendes Drehmoment bereit . Die Lenkvorgabeeinrichtung umfas st wenigstens eine von der Diagnoseeinrichtung ansteuerbare Störfallsicherung . Die Störfall sicherung i st dazu geeignet und ausgebildet , bei einem von der Diagnoseeinrichtung erkannten Störfall auf die Lenkeinheit einzuwirken, sodas s die Lenkeinheit nicht widerstandslos bewegt werden kann . Dabei umfasst die Störfallsicherung wenigstens eine Störfallbremseinrichtung . Die Störfallbremseinrichtung i st dazu geeignet und ausgebildet , bei einer definierten ( ausreichenden) Energieversorgung ihre Bremswirkung aufzuheben und bei einem Wegfall der definierten ( ausreichenden ) Energieversorgung ihre Bremswirkung bereitzustellen und die Bewegbarkeit der Lenkeinheit mit einem gezielten Störfallbremsmoment zu bremsen . Die Störfall sicherung umfas st wenigstens eine Unterbrechungseinrichtung . Die Unterbrechungseinrichtung i st insbesondere von der Diagnoseeinrichtung ansteuerbar . Die Diagnoseeinrichtung i st dazu geeignet und ausgebildet , die Unterbrechungseinrichtung (bei einem erkannten Störfall ) in einen Störf allmodus zu schalten, sodas s die Energieversorgung wenigstens der Störfallbremseinrichtung unterbrochen i st und die Störfallbremseinrichtung ihr Störfallbremsmoment bereit stellt .

Die erfindungsgemäße Fahrzeugkomponente bietet viele Vorteile . Einen erheblichen Vorteil bietet die Kombination aus der besonderen Störfallbremseinrichtung und der Unterbrechungseinrichtung . Die Bremseinrichtung ermöglicht ein besonders zuverläs siges Bremsen der Lenkeinheit , damit diese nicht widerstandslos bewegt werden kann . Dadurch, das s die Störfallbremseinrichtung ohne Energieversorgung ihre Bremswirkung bereitstellt , kann die Störfall sicherung insgesamt sehr unaufwendig und wirtschaftlich umgesetzt werden . Dabei kann auf eine komplexe und oft auch störanfällige Ansteuerung verzichtet werden . Die Unterbrechungseinrichtung bietet eine unaufwendige und zuverlässige Möglichkeit , die Störfallbremseinrichtung bei einem Störfall gezielt aus zulösen . So mus s die Unterbrechungseinrichtung lediglich die Energieversorgung der Störfallbremseinrichtung im Störfall unterbrechen . Das Störfallbremsmoment liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,0 Nm bis 4 Nm, bevorzugt in einem Bereich von 1,5 Nm bis 3 Nm. Beispielsweise kann das Störfallbremsmoment 2 Nm betragen.

Vorzugsweise ist die Unterbrechungseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, auch die Energieversorgung der Aktoreinrichtung im Störfall zu unterbrechen. Das hat den Vorteil, dass die Aktoreinrichtung im Störfall kein unzulässiges bzw. unerwünschtes Drehmoment mehr erzeugen kann. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass die Lenkeinheit im Störfall von der Aktoreinrichtung blockiert oder unerwünscht gedreht wird. Besonders bevorzugt trennt die Unterbrechungseinrichtung wenigstens eine Versorgungsleitung, welche sowohl für die Aktoreinrichtung als auch für die Störfallbremseinrichtung vorgesehen ist. Möglich ist auch, dass die Unterbrechungseinrichtung jeweils wenigstens eine Versorgungsleitung für die Aktoreinrichtung und für die Störfallbremseinrichtung unterbricht. Es ist möglich, dass die Störfallbremseinrichtung wenigstens teilweise von der Aktoreinrichtung (z. B. Betriebsbremseinrichtung und/oder Kupplungseinrichtung) bereitgestellt wird. Das Unterbrechen der Energieversorgung der Aktoreinrichtung kann dann dem Unterbrechen der Energieversorgung der Störfallbremseinrichtung entsprechen.

Als ein unzulässiges auf die Lenkeinheit wirkendes Drehmoment, das von der Diagnoseeinheit gemäß der Erfindung im Falle eines Störfalls der Lenkvorgabeeinrichtung erkannt wird, wird insbesondere ein Drehmoment verstanden, welches einen sicherheitsrelevanten Einfluss auf die Lenk- und/oder Fahreigenschaften des Fahrzeuges hat. Insbesondere kann das Drehmoment unzulässig hoch oder unzulässig niedrig sein (bezogen auf einen vorgesehen Sollwert) . Ein solcher Störfall liegt beispielsweise vor, wenn die Aktoreinrichtung das auf die Lenkeinheit wirkende Drehmoment nicht bereitstellen kann. Z. B. , wenn die Ansteuerung der Aktoreinrichtung fehlerhaft ist oder die Aktoreinrichtung einen Defekt aufweist und kein Drehmoment bereit stellt . Ein Störfall liegt beispiel swei se auch dann vor , wenn die Aktoreinrichtung ein unzuläs sig hohes Drehmoment ausübt . Das i st z . B . der Fall , wenn die Aktoreinrichtung unzuläs sigerwei se und/oder mit einem unzulässig hohen Strom bestromt wird . Durch die Erkennung des Störfall s kann die Störfallbremseinrichtung und gegebenenfall s die Aktoreinrichtung in einen sicheren und für den Fahrer ungefährlichen Zustand gebracht werden .

Insbesondere umfas st die Lenkvorgabeeinrichtung wenigstens eine Lei stungselektronikeinrichtung, welche vorzugswei se von der Steuereinrichtung ansteuerbar i st . Insbesondere werden die Störfallbremseinrichtung und/oder die Aktoreinrichtung mittel s der Lei stungselektronikeinrichtung mit elektri scher Energie versorgt . Insbesondere unterbricht die Unterbrechungseinrichtung im Störfall die Energieversorgung der Lei stungselektronikeinrichtung . Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Unterbrechungseinrichtung im Störfall die Energieversorgung der an die Leistungselektronikeinrichtung angeschlos senen Komponenten ( insbesondere die Störfallbremseinrichtung und/oder die Aktoreinrichtung ) unterbricht .

Insbesondere i st eine gemeinsame Leistungselektronikeinrichtung für die Störfallbremseinrichtung und die Aktoreinrichtung vorgesehen . Insbesondere trennt die Unterbrechungseinrichtung eine Versorgungsleitung zwi schen der Lei stungselektronikeinrichtung und einem damit verknüpften Energiespeicher und bei spielsweise einer Fahrzeugbatterie .

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Steuereinrichtung und die Lei stungselektronikeinrichtung über j eweil s wenigstens eine eigene Versorgungsleitung mit elektri scher Energie versorgt . Insbesondere unterbricht die Unterbrechungseinrichtung im Störfall die Versorgungsleitung der Lei stungselektronikeinrichtung, während die Versorgungsleitung der Steuereinrichtung aufrechterhalten wird . Insbesondere unterbricht die Unterbrechungseinrichtung nicht die Versorgungsleitung der Steuereinrichtung . So kann die Störfallbremseinrichtung zuverläs sig aktiviert werden, während die Steuereinrichtung weiterhin für die Aus führung von Lenkbefehlen und/oder zur Diagnose durch zumindest eine übergeordnete Steuerungsebene einer Fahrzeugelektronik zur Verfügung steht .

Insbesondere sind die Steuereinrichtung und die Lei stungselektronikeinrichtung mit wenigstens einem ( gemeinsamen) Energiespeicher verbunden . Bei spiel swei se i st dazu wenigstens eine Fahrzeugbatterie vorgesehen . Möglich i st auch, das s die Steuereinrichtung und die Lei stungselektronikeinrichtung mit j eweil s wenigstens einem separaten Energiespeicher verbunden sind .

In einer vorteilhaften Weiterbildung i st vorgesehen, dass die Diagnoseeinrichtung und die Unterbrechungseinrichtung gemeinsam mit der Steuereinrichtung mit Energie versorgt werden . Insbesondere verfügen diese Komponenten über wenigstens einen gemeinsamen Energiespeicher . Insbesondere werden diese Komponenten über wenigstens eine gemeinsame Versorgungsleitung mit Energie versorgt .

In einer bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung umfas st die Diagnoseeinrichtung wenigstens zwei Diagnoseeinheiten . Insbesondere sind die Diagnoseeinheiten redundant ausgebildet . Insbesondere sind die Diagnoseeinheiten j eweil s dazu geeignet und ausgebildet , ( unabhängig voneinander ) wenigstens teilweise die gleichen Eingangsdaten zu verarbeiten und daraus Diagnosedaten bereitzustellen .

Vorzugswei se i st die Diagnoseeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , zur Erkennung eines Störfall s die Diagnosedaten der wenigstens zwei Diagnoseeinheiten heranzuziehen und vorzugswei se zu vergleichen . Vorzugswei se i st dazu vorgesehen, das s die Diagnoseeinheiten ihre Diagnosedaten gegenseitig überwachen und vorzugsweise vergleichen. Möglich ist auch, dass die Diagnoseeinrichtung dazu wenigstens eine übergeordnete Einheit umfasst, welche die Diagnosedaten der Diagnoseeinheiten auswertet und insbesondere miteinander vergleicht.

Insbesondere ist die Diagnoseeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs der Diagnosedaten der wenigstens zwei Diagnoseeinheiten das Vorliegen eines Störfalls zu erkennen. Beispielsweise wird ein Störfall erkannt, wenn die Diagnosedaten um ein definiertes Maß und/oder um einen definierten Parameter voneinander abweichen. Es ist möglich, dass ein solcher Vergleich durch die einzelnen Diagnoseeinheiten selbst vorgenommen werden kann. Möglich ist auch, dass ein solcher Vergleich durch eine übergeordnete Einheit erfolgt, welche mit den Diagnoseeinheiten wirkverbunden ist.

Es ist vorteilhaft und bevorzugt, dass die Unterbrechungseinrichtung wenigstens zwei Unterbrechungseinheiten umfasst. Insbesondere sind die Unterbrechungseinheiten redundant ausgebildet. Insbesondere sind die Unterbrechungseinheiten jeweils unabhängig voneinander (mittels der Diagnoseeinrichtung) in den Störfallmodus schaltbar. Insbesondere können die Unterbrechungseinheiten jeweils unabhängig voneinander die Energieversorgung der Störfallbremseinrichtung und/oder der Aktoreinrichtung unterbrechen.

Insbesondere kann die Diagnoseeinrichtung die Unterbrechungseinheiten separat ansteuern. Es kann vorgesehen sein, dass die Diagnoseeinrichtung im Störfall stets beide Unterbrechungseinheiten in den Störf allmodus schaltet. Möglich ist auch, dass die Diagnoseeinrichtung gezielt wenigstens eine Unterbrechungseinheit auswählt und in den Störf allmodus schaltet.

Vorzugsweise ist den Unterbrechungseinheiten jeweils wenigstens eine Diagnoseeinheit zugeordnet. Es ist vorteilhaft und bevorzugt, dass die Diagnoseeinheiten jeweils von sich aus ihre zugeordnete Unterbrechungseinheit ansteuern und in den Störfallmodus schalten können . Insbesondere können die Diagnoseeinheiten j eweils unabhängig von einer Zustimmung der j eweil s wenigstens einen anderen Diagnoseeinheit ihre zugeordnete Unterbrechungseinheit ansteuern und in den Störf allmodus schalten . Insbesondere kann eine einzelne Diagnoseeinheit die Unterbrechungseinheit in den Störf allmodus schalten, sobald sie von einem Störfall ausgeht . Es kann auch vorgesehen sein, das s die Diagnoseeinheiten nur unter Zustimmung der j eweil s anderen Diagnoseeinheit und/oder einer übergeordneten Einheit die Unterbrechungseinrichtung in den Störf allmodus schalten kann .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung i st vorgesehen, dass die Diagnoseeinheiten j eweils dazu geeignet und ausgebildet sind, ihre zugeordnete Unterbrechungseinheit in Abhängigkeit eines Vergleichs ihrer Diagnosedaten mit den Diagnosedaten der j eweil s wenigstens einen anderen Diagnoseeinheit in den Störfallmodus zu schalten . Vorzugsweise kann eine Diagnoseeinheit ihre zugeordnete Unterbrechungseinheit auch dann in den Störf allmodus schalten, wenn ihre eigenen Diagnosedaten keinen Störfall bedeuten, aber wenigstens teilwei se von den Diagnosedaten der anderen Diagnoseeinheit abweichen .

Die Unterbrechungseinrichtung umfas st insbesondere wenigstens einen Schütz . Vorzugsweise ist der Schütz als Halbleiterschütz und/oder elektromechani scher Schütz und/oder Phasentrenner ausgebildet . Der Halbleiterschütz umfas st insbesondere wenigstens einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldef fekttransi stor (MOSFET ) . Möglich sind auch andere geeignete Bauarten von Schützen . Vorzugswei se umfas sen die Unterbrechungseinheiten j eweils wenigstens einen Schütz oder sind als solche ausgebildet . Insbesondere umfas st die Unterbrechungseinrichtung wenigstens einen elektroni schen und/oder elektri schen und/oder elektromechani schen Schalter zur Trennung der Energieversorgung .

In allen Ausgestaltungen i st es bevorzugt , das s die Lenkvorgabeeinrichtung wenigstens eine Sensorikeinrichtung umfas st . Insbesondere i st die Sensorikeinrichtung mit der Steuereinrichtung wirkverbunden . Insbesondere umfas st die Sensorikeinrichtung wenigstens zwei , vorzugswei se drei , Sensoreinheiten . Insbesondere sind die Sensoreinheiten redundant ausgebildet . Insbesondere dienen die Sensoreinheiten j eweil s zur Erfas sung einer für die Stellung der Lenkeinheit charakteri sti schen Kenngröße ( z . B . Drehwinkel ) . Zusätzlich oder alternativ kann auch wenigstens eine Sensoreinheit zur Erfassung eines an der Lenkeinheit anliegenden Drehmoments ausgebildet sein .

Es ist bevorzugt und vorteilhaft , das s wenigstens die Sensoreinheiten unabhängig davon mit Energie versorgt werden, ob die Unterbrechungseinrichtung im Störf allmodus ist oder nicht . Insbesondere wird im Störfall die Energieversorgung wenigstens der Sensoreinheiten aufrechterhalten . Insbesondere kann dadurch im Störfall der Lenkbefehl an die Lenkungseinrichtung weitergegeben und so eine sichere Weiterfahrt ermöglicht werden .

Vorzugswei se werden wenigstens die Sensoreinheiten mittel s wenigstens eines Energiespeichers versorgt . Insbesondere i st der Energiespeicher redundant zu einem Energiespeicher der Steuereinrichtung und/oder der Aktoreinrichtung ausgeführt . Insbesondere weisen die Sensoreinheiten j eweil s wenigstens einen eigenen Energiespeicher und/oder wenigstens einen gemeinsamen Energiespeicher auf . Möglich i st auch, das s sich die Sensoreinheiten einen Energiespeicher mit der Steuereinrichtung teilen .

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind wenigstens die Sensoreinheiten unter Umgehung der Steuereinrichtung mit einer Lenkungseinrichtung wirkverbunden . Vorzugswei se wird dadurch erreicht , das s ihr Signal auch bei einem Ausfall der Steuereinrichtung für die Lenkungseinrichtung bereitsteht . Die Sensoreinheiten sind vorzugswei se zusätzlich auch über die Steuereinrichtung mit der Lenkungseinrichtung wirkverbunden .

Insbesondere senden die Sensoreinheiten im Normalbetrieb ihre Signale an die Steuereinrichtung, welche dann die Lenkungseinrichtung entsprechend ansteuert . Insbesondere weist die Sensorikeinrichtung wenigstens zwei , bevorzugt drei , redundante Wirkverbindungen zur Lenkungseinrichtung auf . Insbesondere führt eine Wirkverbindung über die Steuereinrichtung zur Lenkungseinrichtung und wenigstens eine Wirkverbindung unter Umgehung der Steuereinrichtung zur Lenkungseinrichtung . Besonders bevorzugt sind für die Sensoreinheiten j eweil s wenigstens zwei redundante Wirkverbindungen zur Lenkungseinrichtung vorgesehen .

Es ist möglich und vorteilhaft , das s die Störfallbremseinrichtung unabhängig von einer Drehrichtung der Lenkeinheit bremst . Insbesondere bremst die Störfallbremseinrichtung richtungsunabhängig . Insbesondere benötigt die Störfallbremseinrichtung keine Mittel , um ihre Bremswirkung in Abhängigkeit der Drehrichtung anzupas sen . Dadurch werden Steuerungen und Bauteile sowie Bauraum eingespart . Insbesondere ist die Störfallbremseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , die Drehbewegung der Lenkeinheit unabhängig davon zu bremsen, ob die Lenkeinheit im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird .

Insbesondere i st die Störfallbremseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , auch bei einem Aus fall der Energieversorgung für die Störfallsicherung ihre Bremswirkung bereitzustellen und die Bewegbarkeit der Lenkeinheit zu bremsen . Insbesondere stellt die Störfallbremseinrichtung bei einem Aus fall ihrer Energieversorgung die Bremswirkung unabhängig davon bereit , ob andere Komponenten und bei spiel swei se die Steuereinrichtung und/oder die Diagnoseeinrichtung und/oder die Unterbrechungseinrichtung mit Energie versorgt werden oder nicht . Mit anderen Worten, die Störfallbremseinrichtung bremst vorzugswei se immer dann, wenn sie nicht mehr mit Energie versorgt wird . Insbesondere bremst die Störfallbremseinrichtung bei einem Totalausfall der Energieversorgung, auch wenn die Unterbrechungseinrichtung ( noch ) nicht getrennt hat . In einer bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung umfas st die Störfallbremseinrichtung wenigstens eine magnetorheologische Bremseinrichtung . Insbesondere umfasst die magnetorheologi sche Bremseinrichtung wenigstens eine Permanentmagneteinrichtung . Insbesondere stellt die Permanentmagneteinrichtung wenigstens ein definiertes Magnetfeld bereit .

Vorzugswei se umfas st die magnetorheologische Bremseinrichtung wenigstens zwei relativ zueinander drehbare Bremskomponenten . Insbesondere i st wenigstens eine der Bremskomponenten durch die Lenkeinheit drehbar . Insbesondere i st wenigstens eine andere der Bremskomponenten drehfest abgestützt . Insbesondere ist zwi schen den Bremskomponenten wenigstens ein wenigstens zum Teil mit einem magnetorheologi schen Medium gefüllter Spalt ausgebildet . Insbesondere i st das Medium mittel s eines Magnetfelds der Permanentmagneteinrichtung so beeinflus sbar , dass mit dem Störfallbremsmoment gebremst wird .

Insbesondere i st das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung im Normalbetrieb durch wenigstens eine elektri sche Spuleneinrichtung reduzierbar , sodas s die Bremswirkung aufgehoben i st . Insbesondere wird die elektrische Spuleneinrichtung von der Steuereinrichtung und/oder der Störfall sicherung im Normalbetrieb gezielt angesteuert , um das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung zu reduzieren . Insbesondere erzeugt die Spuleneinrichtung im Normalbetrieb ein Magnetfeld, welches dem Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung gezielt entgegengesetzt ist . Dadurch kann im Normalbetrieb ein geringes Grundmoment von vorzugswei se weniger al s 0 , 4 Nm, bevorzugt weniger als 0 , 3 Nm, bereitgestellt werden .

Insbesondere wird die Spuleneinrichtung über eine Versorgungsleitung mit Energie versorgt , welche von der Unterbrechungseinrichtung im Störfall gezielt unterbrochen wird . Insbesondere i st die Unterbrechungseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , die Energieversorgung der Spuleneinrichtung im Störfall gezielt zu unterbrechen . Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einer Unterbrechung der Energieversorgung die Spuleneinrichtung dem Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung nicht mehr entgegenwirken kann und somit das Störfallbremsmoment bereitsteht .

Die Permanentmagneteinrichtung kann durch eine Remanenzeinrichtung bereitgestellt werden oder wenigstens eine solche umfassen. Insbesondere ist die Remanenzeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens ein Bauteil der Bremseinrichtung gezielt zu magnetisieren, sodass dieses Bauteil dann ein Magnetfeld bereitstellt (in der Art eines schaltbaren Permanentmagneten) . Insbesondere kann das Bauteil auch wieder entmagnetisiert werden (insbesondere durch eine elektrische Spuleneinrichtung) .

Zusätzlich oder alternativ kann die Störfallbremseinrichtung wenigstens eine mechanische Reibbremse mit wenigstens einem Kraft Speicher umfassen oder als solche ausgebildet sein. Die Störfallbremseinrichtung kann grundsätzlich als eine mechanische, hydraulische, pneumatische, elektrische, magnetische und/oder elektromagnetische Bremse ausgebildet sein.

Insbesondere muss die Störfallbremseinrichtung aktiv unter Einsatz von zugeführter Energie im ungebremsten Zustand gehalten werden. Insbesondere geht die Bremseinrichtung ohne Einsatz von zugeführter Energie (selbstständig) in den gebremsten Zustand über. Dadurch kann das Störfallbremsmoment auch dann aufgebracht werden, wenn beispielsweise ein totaler Stromausfall vorliegt.

Die Störfallbremseinrichtung kann wenigstens einen Energiespeicher umfassen, welche die zum Aufbringen des Störfallbremsmoments notwendige Energie bereit stellt . Die Störfallbremseinrichtung kann einen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, elektrischen, magnetischen und/oder elektromagnetischen Energiespeicher umfassen. Beispielsweise kann eine (mechanische) Feder, ein Druckspeicher, ein Akku, eine Batterie und/oder ein Kondensator oder dergleichen vorgesehen sein. Es ist möglich, dass durch die Auswahl des Energiespeichers das Störfallbremsmoment einstellbar ist.

Die Aktoreinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens eine (elektrische) Motoreinrichtung und/oder wenigstens eine Betriebsbremseinrichtung zur Erzeugung eines auf die Lenkeinheit wirkenden Drehmoments.

Mittels der Motoreinrichtung kann vorzugsweise eine Rückstellung der Lenkeinheit in eine Neutralstellung erfolgen. Bevorzugt kann mittels der Motoreinrichtung der Widerstand gegen eine Auslenkung der Lenkeinheit aus der Neutralstellung, insbesondere stufenlos, eingestellt werden. Die Aktoreinrichtung kann wenigstens eine (selbsthemmende) Getriebeeinrichtung umfassen, welche mit der Motoreinrichtung gekoppelt ist.

Die Betriebsbremseinrichtung dient vorzugsweise zum Bremsen einer Bewegung der Lenkeinheit mit einem (einstellbaren und/oder fest vorgegebenen) Bremsmoment. Die Betriebsbremseinrichtung ermöglicht vorzugsweise die Erzeugung von, insbesondere stufenlos einstellbaren, Bremsmomenten, die einer Auslenkung der Lenkeinheit, insbesondere aus der Neutralstellung der Lenkeinheit heraus, entgegenwirken. Insbesondere können mittels der Betriebsbremseinrichtung Endanschläge mit hohem Bremsmoment, z.B. mehr als 15Nm, bevorzugt mehr als 20Nm, dargestellt werden.

Bevorzugt umfasst die Aktoreinrichtung sowohl eine Motoreinrichtung als auch eine Betriebsbremseinrichtung. Dadurch kann eine relativ kleine Motoreinrichtung gewählt werden, die z.B. nur zur Rückstellung der Lenkeinheit in die Neutrallage eingesetzt wird. Beispielsweise kann die Motoreinrichtung ein Nennmoment von weniger als lONm, bevorzugt von weniger als 7Nm, z.B. 5Nm, aufweisen. Die Betriebsbremseinrichtung kann z.B. für ein maximales Betriebsbremsmoment von 25Nm ausgelegt sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Betriebsbremseinrichtung als Kupplungseinrichtung ausgebildet sein oder wenigstens eine solche umfassen. Beispielsweise ist eine solche Aus führung vorgesehen, wenn die Motoreinrichtung über eine , insbesondere selbsthemmende , Getriebeeinrichtung mit der Lenkeinrichtung wirkverbunden i st . Insbesondere sind die Kupplungseinrichtung und die Motoreinrichtung seriell ( in Reihe ) miteinander verschaltet und/oder seriell zur Lenkeinheit geschaltet . Insbesondere i st wenigstens eine steuerbare magnetorheologi sche Kupplungseinrichtung vorgesehen . Insbesondere ist mittel s der Kupplungseinrichtung ein zwischen der Motoreinrichtung und der Lenkeinheit übertragbares Drehmoment gezielt veränderbar . Es i st möglich, dass die Störfallbremseinrichtung baulich in die Kupplungseinrichtung integriert ist . Insbesondere wird die Störfallbremseinrichtung wenigstens teilwei se von der Kupplungseinrichtung bereitgestellt .

Vorzugswei se i st die Betriebsbremseinrichtung magnetorheologi sch ausgebildet oder umfas st wenigstens eine magnetorheologische (Betriebs- ) Bremseinrichtung . Besonders bevorzugt i st die Störfallbremseinrichtung baulich in die Betriebsbremseinrichtung der Aktoreinrichtung integriert . Insbesondere wird die Störfallbremseinrichtung wenigstens teilwei se von der Betriebsbremseinrichtung bereitgestellt . Insbesondere wei sen die Störfallbremseinrichtung und die Betriebsbremseinrichtung wenigstens zwei gemeinsame , relativ zueinander drehbare Bremskomponenten und/oder wenigstens einen gemeinsamen Spalt auf , welcher wenigstens zum Teil mit einem magnetorheologi schen Medium gefüllt i st .

Insbesondere weist die Betriebsbremseinrichtung wenigstens eine Spuleneinrichtung auf , mittel s welcher im Normalbetrieb das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung der Störfallbremseinrichtung reduziert oder aufgehoben wird . Insbesondere kann eine Energieversorgung der Spuleneinrichtung der Betriebsbremseinrichtung im Störfall mittel s der Unterbrechungseinrichtung unterbrochen werden . Es i st möglich, das s die Störfallbremseinrichtung dadurch bereitgestellt wird, das s in die Betriebsbremseinrichtung eine Permanentmagneteinrichtung integriert i st . Insbesondere i st die Betriebsbremseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , ein höheres Bremsmoment al s die Störfallbremseinrichtung zu erzeugen . Es ist möglich und vorteilhaft , das s die Störfallbremseinrichtung (nur ) ein ( fest eingestelltes ) geringeres Bremsmoment als die Betriebsbremseinrichtung bereit stellen kann .

Die Fahrzeugkomponente kann wenigstens eine Lenkungseinrichtung zur Umsetzung eines mit der Lenkvorgabeeinrichtung vorgegebenen Lenkbefehl s in eine Fahrwerkbewegung umfas sen . Insbesondere sind die Lenkvorgabeeinrichtung ( insbesondere deren Lenkeinheit ) und die Lenkungseinrichtung im Normalbetrieb nur nach dem Steer-by- Wire-Konzept wirkverbunden . Insbesondere weist die Lenkungseinrichtung eine eigene Energieversorgung auf , welche wenigstens teilwei se unabhängig von der Energieversorgung der Lenkvorgabeeinrichtung ist . Insbesondere i st die Energieversorgung der Lenkungseinrichtung unabhängig von der Steuereinrichtung und/oder der Diagnoseeinrichtung und/oder der Störfallsicherung und/oder der Aktoreinrichtung . Insbesondere wei sen die Lenkvorgabeeinrichtung und die Lenkungseinrichtung j eweil s wenigstens einen eigenen Energiespeicher auf .

Bei spielsweise sind dazu zwei separate Fahrzeugbatterien und/oder wenigstens zwei andere geeignete separate Energiespeicher vorgesehen .

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben der erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponente oder einer ihrer Ausgestaltungen . Insbesondere i st das Verfahren so ausgestaltet , das s die hier beschriebene Lenkvorgabeeinrichtung danach betrieben werden kann .

Die Diagnosedaten umfas sen insbesondere wenigstens eine Kenngröße , welche auch von der Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Aktoreinrichtung herangezogen wird . Die Diagnosedaten umfas sen insbesondere wenigstens eine Kenngröße , welche von der Sensorikeinrichtung bereitgestellt wird . Insbesondere umfas sen die Diagnosedaten eine Viel zahl solcher Kenngrößen . Solche Kenngrößen sind z . B . Mes swerte , Sollwerte und/oder von Sensoren und/oder Aktoren übermittelte Signalwerte .

Die Diagnoseeinrichtung i st insbesondere dazu geeignet und ausgebildet , einen Störfall zu erkennen, bei dem die Aktoreinrichtung das auf die Lenkeinheit wirkende Drehmoment nicht mehr bereit stellen kann ( sodass die Lenkeinheit somit widerstandslos bewegt werden könnte , wenn keine weiteren Maßnahmen erfolgen ) und/oder bei dem die Aktoreinrichtung ein zu hohes auf die Lenkeinheit wirkendes Drehmoment erzeugt . Insbesondere überwacht die Diagnoseeinrichtung wenigstens eine Kenngröße und/oder andere Eingangsdaten und ermittelt daraus Diagnosedaten und erkennt in Abhängigkeit der Diagnosedaten einen Störfall .

Al s Energiespeicher stehen insbesondere wenigstens eine oder mehrere ( Fahrzeug- ) Batterien und/oder Zusatzbatterien oder dergleichen bereit . Unter einer Batterie wird auch ein Akku verstanden .

Die Sensorikeinrichtung (vorzugswei se deren Sensoreinheiten ) und/oder die Steuereinrichtung und/oder die Diagnoseeinrichtung und/oder die Lenkungseinrichtung werden insbesondere wenigstens teilwei se unabhängig von der Schaltstellung der Unterbrechungseinrichtung mit Energie versorgt . Insbesondere können diese Komponenten wenigstens teilwei se mit j eweils wenigstens einem Energiespeicher und/oder einer separaten Versorgungsleitung ausgestattet sein .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Störfall der Antriebseinrichtung insbesondere verstanden, dass die Aktoreinrichtung kein Drehmoment mehr erzeugen kann oder die Aktoreinrichtung einen unerwünschten Zustand einnimmt in dem ein zu hohes Drehmoment ( im Extremfall bi s zu einer Blockade der Aktoreinrichtung) erzeugt wird oder ein unzuläs siger Zustand ( z . B . eine Überhitzung der Aktoreinrichtung ) auftritt . Insbesondere wäre die Lenkeinheit bei einem Störfall widerstandslos bewegbar, wenn keine Störfallsicherung vorgesehen wäre. Das auf die Lenkeinheit wirkende Drehmoment kann als Antriebsmoment oder auch als Bremsmoment ausgebildet sein. Das Bremsmoment kann durch Bremsen oder durch ein gegenläufiges Antreiben erzeugt werden.

Die Lenkeinheit kann wenigstens einen Joystick umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein. Der Joystick weist wenigstens einen oder nur einen (Rotations-) Freiheitsgrad auf. Der Joystick mit nur einem (Rotations-) Freiheitsgrad kann auch als Bedienhebel bezeichnet werden. Der Joystick kann mit (wenigstens) zwei oder mehr Freiheitsgraden ausgestattet sein. Insbesondere ist der Joystick um wenigstens eine Achse schwenkbar. Der Schwenkwinkel beträgt z. B. (höchstens) +/- 45° oder weniger ausgehend von einer Neutralstellung. Möglich sind aber auch größere Schwenkwinkel. Insbesondere ist die Störfallsicherung dazu geeignet und ausgebildet, auf die Freiheitsgrade des Joysticks separat und/oder gemeinsam (bzw. gleichzeitig) einzuwirken.

Der Einsatz der hier vorgestellten Fahrzeugkomponente ist bei Kraftfahrzeugen (z. B. Pkws; Lkws, ON-Highway Fahrzeuge) , Luftfahrzeugen, Flugzeugen (auch Drohnen) , Schiffen, Booten, in der Land- und Forsttechnik bei zum Beispiel Traktoren oder Mähdreschern, Erntemaschinen und sonstigen Feldmaschinen möglich (OFF-Highway Fahrzeuge) . Der Einsatz ist auch bei Bau- oder fahrenden Arbeitsmaschinen und zum Beispiel Gabelstaplern oder ähnlichen Maschinen oder auch bei Simulatoren zur Simulation einer Fahrzeugsteuerung (Gaming; Sim Race; Computerpheri- pherie... ) möglich. Die Fahrzeugkomponente ist insbesondere auch für wenigstens teilweise oder auch vollständig autonom fahrende Fahrzeuge einsetzbar. Beispielsweise kann die Fahrzeugkomponente bei einem sog. People Mover eingesetzt werden. Solche Fahrzeuge sind in der Regel automatisch bzw. autonom verkehrende (öffentliche) Verkehrsmittel und werden auch „Shuttle-Vehicle" oder „Shuttle-Bus" genannt. Für den manuellen (Lenk-) Betrieb kann eine Lenkeinheit (z. B. ein Joystick oder ein Lenkrad) vorgesehen sein, das durch einen Fahrer bzw. Mitfahrenden bedient wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.

Darin zeigen:

Figur 1 eine rein schematische Darstellung einer

Verschaltungsskizze einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponente ;

Figur 2 eine rein schematische Detaildarstellung der

Fahrzeugkomponente mit einer alternativen Lenkvorgabeeinrichtung ;

Figur 3 eine rein schematische Detaildarstellung der

Fahrzeugkomponente mit einer anderen Lenkvorgabeeinrichtung; und

Figur 4 eine rein schematische Detaildarstellung der

Fahrzeugkomponente mit einer anderen Lenkvorgabeeinrichtung .

Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeugkomponente 500 mit einer Lenkvorgabeeinrichtung 510 zum Steuern eines Fahrzeugs nach dem Steer-by-Wire-Konzept . Dazu ist eine hier als Lenkrad

511 ausgebildete Lenkeinheit 501 elektrisch bzw. elektronisch mit einer Lenkungseinrichtung 520 verbunden. Die Lenkungseinrichtung

512 kann beispielsweise die Räder des Fahrzeugs verstellen. Die Fahrzeugkomponente 500 wird hier nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben.

Die Bewegung bzw. Stellung der Lenkeinheit 501 wird hier mit einer Sensorikeinrichtung 508 mit beispielsweise zwei Sensoreinheiten 518, 528 erfasst. Die Sensoreinheiten 518, 528 sind hier als Drehwinkelsensoren ausgebildet. Die Sensoreinheiten 518, 528 sind hier (doppelt) redundant ausgeführt und weisen jeweils einen eigenen Energiespeicher 538 auf. Die Energiespeicher 538 können beispielsweise durch separate bzw. lokale Batterien oder auch durch eine (zweite) Fahrzeugbatterie bereitgestellt werden.

Eine Steuereinrichtung 503 (ECU) steuert in Abhängigkeit der empfangenen Sensorsignale die Lenkungseinrichtung 520 an. Die hier gezeigten Komponenten kommunizieren beispielsweise über ein CAN-Bussystem des Fahrzeugs und/oder über separate Leitungen miteinander .

Die Lenkvorgabeeinrichtung 510 umfasst eine Aktoreinrichtung 502 mit einer elektrischen Motoreinrichtung 512, welche über eine Lenkwelle 522 mit der Lenkeinheit 501 verbunden ist. Damit wird ein auf die Lenkeinheit 501 wirkendes Drehmoment erzeugt, sodass die Lenkeinheit 501 beispielsweise aktiv nach rechts oder links gedreht werden kann.

Die Aktoreinrichtung 502 umfasst hier eine magnetorheologisch ausgebildete Betriebsbremseinrichtung 542, um die Bewegbarkeit der Lenkeinheit 501 ergänzend zu der Motoreinrichtung 512 abzubremsen. Eine solche Betriebsbremseinrichtung 542 ermöglicht beispielsweise den Einsatz einer besonders kompakten bzw. kleineren Motoreinrichtung 512.

Mit der Aktoreinrichtung 502 können Kräfte simuliert werden, wie sie beispielsweise mit einer mechanischen Lenkung an der Lenkeinheit 501 spürbar wären. Dazu wird zum Beispiel ein auf die Lenkeinheit 501 wirkendes Drehmoment (sogenanntes passives Drehmoment) erzeugt, welches der manuellen Bewegung entgegenwirkt. Dieses Drehmoment kann hier mit der Motoreinrichtung 512 oder der Betriebsbremseinrichtung 542 erzeugt werden.

Die Aktoreinrichtung 502 wird hier über eine Leistungselektronikeinrichtung 507 angesteuert und mit Energie versorgt. Die Leistungselektronikeinrichtung 507 wird wiederum von der Steuereinrichtung 503 angesteuert. Die Energie wird von einem Energiespeicher 552 und beispielsweise einer oder mehrerer Fahrzeugbatterien zur Verfügung gestellt. Beispielsweise wird die Leistungselektronikeinrichtung 507 direkt von einer Fahrzeugbatterie gespeist.

Die Leistungselektronikeinrichtung 507 und die Motoreinrichtung 512 sind hier über zwei Zuleitungen 532 verbunden. Beispielsweise versorgt jede Zuleitung 532 eine eigene Wicklung oder einen eigenen Motor, sodass auch die Motoreinrichtung 512 redundant ausgeführt ist.

Zur Überwachung des ordnungsgemäßen Betriebs der Fahrzeugkomponente 500 ist hier eine Diagnoseeinrichtung 504 mit zwei redundant ausgebildeten Diagnoseeinheiten 514, 524 vorgesehen. In der hier gezeigten Ausführung sind die Steuereinrichtung 503 und die Diagnoseeinrichtung 504 in einem gemeinsamen Steuergerät integriert.

Die Diagnoseeinrichtung 504 erhält beispielsweise Eingangsdaten von der Steuereinrichtung 503 und der Sensorikeinrichtung 508. Aus diesen und gegebenenfalls weiteren Eingangsdaten ermittelt die Diagnoseeinrichtung 504 Diagnosedaten, welche den Betriebszustand beschreiben. So kann die Diagnoseeinrichtung 504 feststellen, ob ein Störfall vorliegt, bei dem die Aktoreinrichtung 502 das auf die Lenkeinheit 501 wirkende Drehmoment nicht mehr mit dem gewünschten Wert bereit stellen kann (Drehmoment zu hoch oder zu niedrig) .

In einer hier nicht dargestellten Ausführung können auch wenigstens drei Sensoreinheiten 518, 528 vorgesehen sein. Das ermöglicht eine 2-aus-3-Logik . Falls zwei Sensoreinheiten 518, 528 denselben Messwert ermitteln, kann der Fehler der dritten Sensoreinheit 518, 528 zugeordnet werden und eine Weiterfahrt ist möglich .

Damit die Lenkeinheit 501 in einem Störfall nicht widerstandslos gedreht werden kann, ist eine von der Diagnoseeinrichtung 504 ansteuerbare Störfallsicherung 505 vorgesehen. Die Störfallsicherung 505 umfas st eine Störfallbremseinrichtung 515 mit einer magnetorheologi sch ausgebildeten Bremseinrichtung 525 . In einer hier nicht näher dargestellten Variante kann die Störfallbremseinrichtung 515 auch eine mechani sche Reibbremse 545 umfas sen .

Wenn die Störfallbremseinrichtung 515 ausreichend mit Energie versorgt wird, ist ihre Bremswirkung aufgehoben sie kann die Bewegung der Lenkeinheit 501 nicht bremsen . Bei einem Wegfall der Energieversorgung stellt die Störfallbremseinrichtung 515 ihre Bremswirkung bereit und bremst die Lenkeinheit 501 mit einem gezielten Störfallbremsmoment ab . Die Störfallbremseinrichtung 515 benötigt kein Signal der Sensorikeinrichtung 508 oder der Steuereinrichtung 503 , wodurch die Störfall sicherung 505 besonders zuverläs sig und sicher i st .

Um die Energieversorgung der Störfallbremseinrichtung 515 bei einem Störfall gezielt unterbrechen zu können, ist hier eine von der Diagnoseeinrichtung 504 ansteuerbare Unterbrechungseinrichtung 506 vorgesehen . Wenn die Diagnoseeinrichtung 504 einen Störfall erkennt , schaltet sie die Unterbrechungseinrichtung 506 in einen Störf allmodus , wodurch die Energieversorgung der Störfallbremseinrichtung 515 und auch der gesamten Aktoreinrichtung 502 unterbrochen wird .

Die Unterbrechungseinrichtung 506 unterbricht hier eine Versorgungsleitung 517 , welche von dem Energiespeicher 552 zu der Lei stungselektronikeinrichtung 507 führt . Eine separate Versorgungsleitung 513 , welche von dem Energiespeicher 552 kommt und die Steuereinrichtung 503 sowie die Diagnoseeinrichtung 504 versorgt , wird nicht unterbrochen . Die Versorgungsleitung 513 kann auch redundant ausgebildet sein .

Durch die Unterbrechung der Energieversorgung für die Lei stungselektronikeinrichtung 507 ist die Aktoreinrichtung 502 nicht mehr aktiv . Zudem wird dadurch die Energieversorgung einer elektri schen Spuleneinrichtung 565 der magnetorheologi schen Bremseinrichtung 525 unterbrochen . Über eine Zuleitung 555 sind die Betriebsbremseinrichtung 542 und auch die Störfallbremseinrichtung 515 (bzw . ihre Spuleneinrichtung 565 ) mit der Lei stungselektronikeinrichtung 507 verbunden .

Die Spuleneinrichtung 560 dient im Normalbetrieb dazu, einem Magnetfeld einer Permanentmagneteinrichtung 535 entgegenzuwirken . Wenn die Spuleneinrichtung 565 im Normalbetrieb aktiv i st , hat die Bremseinrichtung 525 keine Bremswirkung und beeinflus st nicht die Bewegbarkeit der Lenkeinheit 501 .

Ohne das Magnetfeld der Spuleneinrichtung 565 bewirkt das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 535 , das s die Bewegbarkeit der Lenkeinheit 501 mit dem Störfallbremsmoment gebremst wird . Die Permanentmagneteinrichtung 535 hat den Vorteil , dass die Bremseinrichtung 525 ohne j egliche Energieversorgung von außen zuverlässig und auch über einen längeren Zeitraum das gewünschte Störfallbremsmoment bereit stellen kann .

Um die Lenkungseinrichtung 520 auch bei einem Störfall noch mit dem gewünschten Lenkbefehl ansteuern zu können, sind die Sensoreinheiten 518 , 528 hier mit j eweils einer eigenen Wirkverbindung 548 direkt mit der Lenkungseinrichtung 520 verbunden . So kann auch bei einem Aus fall der Steuereinrichtung 503 eine direkte Weitergabe der Sensorsignale erfolgen und das Fahrzeug weiterhin sicher gelenkt werden . Im Normalbetrieb senden die Sensoreinheiten 518 , 528 ihre Signale an die Steuereinrichtung 503 , welche die Signale verarbeitet und dann über eine eigene Wirkverbindung 530 an die Lenkungseinrichtung 520 weitergibt . Zur Verbes serung der Sicherheit sind hier zwei redundante Wirkverbindungen 530 vorgesehen .

Die Unterbrechungseinrichtung 506 umfas st hier zwei redundant ausgebildete Unterbrechungseinheiten 516 , 526 . Beide Unterbrechungseinheiten 516 , 526 sind j eweils dazu in der Lage , die Versorgungsleitung 517 zu trennen und dadurch das Abbremsen mit der Störfallbremseinrichtung 515 auszulösen.

Die Unterbrechungseinheiten 516, 526 sind hier jeweils einer Diagnoseeinheit 514, 524 zugeordnet. Die Diagnoseeinheiten 514, 524 sind hier redundant ausgebildet und überwachen sich gegenseitig. Dazu werten sie beispielsweise die Signale der Sensoreinheiten 514, 524 aus. Stellen die Diagnoseeinheiten 514, 524 Abweichungen ihre eigenen Diagnosedaten oder der Diagnosedaten der jeweils anderen Diagnoseeinheit 514, 524 fest, schalten Sie Ihre Unterbrechungseinheit 516, 526 in den Störfallmodus. Die Unterbrechungseinheiten 516, 526 sind hier jeweils als ein Schütz und beispielsweise als MOSFET- Halbleiterschüt z ausgeführt.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass auf eine doppelte Ausführung der Steuereinrichtung 503 bzw. anderer zentraler Steuerkomponenten der Lenkvorgabeeinrichtung 510 verzichtet werden kann. Zudem bietet die Erfindung eine besonders unaufwendige und zugleich zuverlässige Fehlerauswertung und Abhilfe im Störfall.

Die Figur 2 zeigt eine Lenkvorgabeeinrichtung 510, welche alternativ zu der zuvor beschriebenen Lenkvorgabeeinrichtung 510 in der Fahrzeugkomponente 500 eingesetzt werden kann. Bei der hier gezeigten Lenkvorgabeeinrichtung 510 ist die Störfallbremseinrichtung 515 in die Betriebsbremseinrichtung 542 baulich integriert und wird teilweise von dieser bereitgestellt.

Die Betriebsbremseinrichtung 542 ist hier magnetorheologisch ausgebildet und umfasst zwei relativ zueinander drehbare Bremskomponenten 575, 585, zwischen denen ein Spalt 595 ausgebildet ist. Der Spalt 595 ist mit einem hier nicht dargestellten magnetorheologischen Medium gefüllt. Die Betriebsbremseinrichtung 542 weist eine elektrische Spuleneinrichtung 565 zur Erzeugung eines Magnetfeldes auf.

Durch das Magnetfeld wird das im Spalt 595 befindliche Medium so beeinflusst, dass die relative Drehbarkeit der Bremskomponenten 575, 585 mit einem definierten Bremsmoment beaufschlagt wird. Die Betriebsbremseinrichtung 542 ist hier beispielsweise für ein maximales Bremsmoment von 25 Nm ausgelegt.

Durch die Kombination mit der Betriebsbremseinrichtung 542 kann die Motoreinrichtung 512 hier erheblich leichter und kompakter ausfallen und muss beispielsweise nur die aktive Rückstellung der Lenkeinheit 501 in die Neutrallage umsetzen. Bei Bedarf von höheren Bremsmomenten, beispielsweise zur Fixierung der Lenkeinheit 501 als Ausstiegshilfe, wird die Betriebsbremseinrichtung 542 eingesetzt. Zudem hat die magnetorheologisch ausgebildete Betriebsbremseinrichtung 542 den Vorteil, dass besonders präzise und zügig umsetzbare Lenkrückmeldungen eingestellt werden können.

Die Störfallbremseinrichtung 515 ist hier als magnetorheologische Bremseinrichtung 525 ausgebildet. Abgesehen von ihrer Permanentmagneteinrichtung 535 teilt sich die Bremseinrichtung 525 ihre wesentlichen funktionellen Komponenten mit der Betriebsbremseinrichtung 542 (zum Beispiel die Bremskomponenten 575, 585 und den Spalt 595 sowie die Spuleneinrichtung 565) . Dadurch können Gewicht, Bauraum und Bauteile eingespart werden.

Im Normalbetrieb wirkt die Spuleneinrichtung 565 dem Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 535 gezielt entgegen. Beispielsweise wird das Magnetfeld eliminiert oder gezielt so weit reduziert, dass die Permanentmagneteinrichtung 535 bei Bedarf das Magnetfeld der Spuleneinrichtung 565 unterstützen kann. Wenn das Betriebsbremsmoment verändert werden soll, wird die Spuleneinrichtung 565 entsprechend angesteuert.

Bei einem Störfall erfolgen dann die mit Bezug zu der Figur 1 beschriebenen Abläufe, wodurch unter anderem die Energieversorgung der Aktoreinrichtung 502 und somit der Betriebsbremseinrichtung 542 sowie der Motoreinrichtung 512 unterbrochen werden. Dadurch erhält auch die Spuleneinrichtung 565 keine elektrische Energie, sodass ihr Magnetfeld nicht mehr das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 535 beeinflus sen kann .

Dadurch wird das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 535 automatisch das Medium im Spalt 595 so beeinflussen, dass die relative Drehbarkeit der Bremskomponenten 575 , 585 mit dem gewünschten Störfallbremsmoment abgebremst wird . So wird verhindert , das s die Lenkeinheit 501 widerstandslos bewegt werden kann . Bei spiel swei se beträgt das Störfallbremsmoment hier 2 Nm . Zugleich wird mit der Unterbrechung der Energieversorgung auch dafür gesorgt , das s die Motoreinrichtung 512 bei einem Störfall ein unerwünscht hohes Drehmoment erzeugt .

Die in der Figur 3 gezeigte Lenkvorgabeeinrichtung 510 kann alternativ zu den zuvor beschriebenen Lenkvorgabeeinrichtungen 510 in der Fahrzeugkomponente 500 eingesetzt werden . Hier i st die Aktoreinrichtung 502 mit einer magnetorheologi sch ausgebildeten Kupplungseinrichtung 562 ausgestattet . Die Kupplungseinrichtung 562 und die Motoreinrichtung 512 sind seriell ( in Reihe ) miteinander verschaltet . Rein schemati sch sind hier auch zwei Sensoreinheiten 518 , 528 der Sensorikeinrichtung 508 eingezeichnet .

Mittel s der Kupplungseinrichtung 562 kann das zwi schen der Motoreinrichtung 512 und der Lenkeinheit 501 übertragbare Drehmoment gezielt verändert werden . Das von der Kupplungseinrichtung 562 übertragbare Drehmoment wird hier durch Ansteuern einer elektri schen Spuleneinrichtung 562a eingestellt . Das Magnetfeld der Spuleneinrichtung 562a wirkt dabei auf ein hier nicht näher dargestelltes magnetorheologi sche Medium ein, wodurch die relative Drehbarkeit von Kupplungskomponenten gezielt abgebremst wird . Je stärker die Bewegbarkeit der Kupplungskomponenten abgebremst wird, desto höher i st das übertragbare Drehmoment .

Die Aktoreinrichtung 502 i st hier mit einer selbsthemmenden Getriebeeinrichtung 572 und bei spielsweise einem Schneckengetriebe ausgestattet . Durch die Selbsthemmung kann die Drehbarkeit der Lenkeinheit 501 unabhängig von der Motoreinrichtung 512 blockiert werden . Das an der Lenkeinheit 501 anliegende Bremsmoment bzw . das zum Bewegen der Lenkeinheit 501 notwendige Drehmoment sind davon abhängig, wie hoch das mit der Kupplungseinrichtung 562 übertragbare Drehmoment i st .

Die Störfallbremseinrichtung 515 i st hier als eine magnetorheologi sche Bremseinrichtung 525 ausgebildet , welche teilwei se durch die Kupplungseinrichtung 562 bereitgestellt wird . Dazu i st die Permanentmagneteinrichtung 535 hier innerhalb der Kupplungseinrichtung 562 untergebracht . Im Normalbetrieb wirkt das Magnetfeld der Spuleneinrichtung 562a dem Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 535 entgegen . Dadurch kann das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 535 eliminiert oder gezielt reduziert werden .

Bei einem Störfall erfolgen dann die mit Bezug zu der Figur 1 beschriebenen Abläufe . Dabei wird auch die Energieversorgung der Kupplungseinrichtung 562 und der elektrischen Spuleneinrichtung 562a ( und somit der Störfallbremseinrichtung 515 ) unterbrochen . Dadurch steht das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 535 zur Erzeugung des Störfallbremsmoments bereit . Nun kann mit der Kupplungseinrichtung 562 ein Drehmoment in Höhe des Störfallbremsmoments übertragen werden .

Durch die Abstützung an der selbsthemmenden Getriebeeinrichtung 572 steht das Störfallbremsmoment auch dann bereit , wenn die Motoreinrichtung 512 ausgefallen i st bzw . nicht mehr mit Energie versorgt wird . Mit anderen Worten, die Kupplungseinrichtung 562 kann sich an der selbsthemmenden Getriebeeinrichtung 572 abstützen, sodass sie die Bewegbarkeit der Lenkeinheit 501 mit dem Störfallbremsmoment abbremsen kann .

Die in der Figur 4 gezeigte Lenkvorgabeeinrichtung 510 kann alternativ zu den zuvor beschriebenen Lenkvorgabeeinrichtungen 510 in der Fahrzeugkomponente 500 eingesetzt werden . Die Lenkvorgabeeinrichtung 510 ist hier mit einer als Joystick 521 ausgebildeten Lenkeinheit 501 ausgestattet. Im Übrigen basiert die hier gezeigte Variante im Wesentlichen auf der mit Bezug zur Figur 2 vorgestellten Lenkvorgabeeinrichtung 510.

Der Joystick 521 weist hier nur einen (Rotations-) Freiheitsgrad auf und kann auch als Bedienhebel bezeichnet werden kann. Damit kann konstruktiv unaufwendig und zugleich zuverlässig eine Fahrzeuglenkung realisiert werden. Der Schwenkwinkel des Joysticks 521 beträgt hier z. B. (höchstens) +/- 45° ausgehend von einer Neutralstellung. Alternativ kann der Joystick 521 auch mit zwei oder mehr Freiheitsgraden ausgestattet sein.

Bei einem Störfall reagiert die hier gezeigte Variante im Wesentlichen so, wie es zuvor beschrieben wurde. Dabei kann die Störfallsicherung 505 bei einem Störfall auf die beiden (alle) Freiheitsgrade des Joysticks 521 separat einwirken. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Störfallsicherung 505 auf beide (alle) Freiheitsgrade gemeinsam bzw. gleichzeitig einwirkt. Dann wirkt sich ein Störfall z. B. auch auf das Verhalten des anderen Freiheitsgrades aus, da für beide Freiheitsgrade dann die Energieversorgung unterbrochen wird.

Bezugszeichenliste :

500 Fahrzeugkomponente 524 Diagnoseeinheit

501 Lenkeinheit 525 Bremseinrichtung

502 Aktoreinrichtung 526 Unterbrechungseinheit

503 Steuereinrichtung 528 Sensoreinheit

504 Diagnoseeinrichtung 530 Wirkverbindung

505 Störfall sicherung 532 Zuleitung

506 Unterbrechungseinrichtung 535 Permanentmagnet¬

507 Leistungselektronikeinrichtung einrichtung 538 Energiespeicher

508 Sensorikeinrichtung 542 Betriebsbremseinrichtung

510 Lenkvorgabeeinrichtung 545 Reibbremse

511 Lenkrad 548 Wirkverbindung

512 Motoreinrichtung 552 Energiespeicher

513 Versorgungsleitung 555 Zuleitung

514 Diagnoseeinheit 562 Kupplungseinrichtung

515 Störfallbremseinrichtung 562a Spuleneinrichtung

516 Unterbrechungseinheit 565 Spuleneinrichtung

517 Versorgungsleitung 572 Getriebeeinrichtung

518 Sensoreinheit 575 Bremskomponente

520 Lenkungseinrichtung 585 Bremskomponente

521 Joystick 595 Spalt

522 Lenkwelle

523 Steuergerät