DE102022004044A1

DE102022004044A1 - Method for operating a steering system for a motor vehicle and steering

Info

Publication number: DE102022004044A1
Application number: DE102022004044.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Brenndoerfer; Luc Diebold; Ralph Michalski; Magnus Rau; Bjoern Spangemacher; Wolfgang Stoeckle
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2024-05-02
Also published as: WO2024094369A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung (10) für ein Kraftfahrzeug, welche eine um eine Drehachse (12) drehbare Lenkhandhabe (14) und eine elektrische Maschine (24) aufweist, wobei zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs beim Drehen der Lenkhandhabe (14) um die Drehachse (12) ein mittels der elektrischen Maschine (24) bewirktes Verschwenken eines Fahrzeugrads (16) des Kraftfahrzeugs um eine Radschwenkachse (20) des Fahrzeugrads (16) einhergeht und mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (26) eine eine thermische Belastung der Lenkung (10) charakterisierende Größe (36) ermittelt wird, wobei in einem Schutzbetriebszustand (38) der Lenkung (10) in Abhängigkeit von der ermittelten Größe (36) ein von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs zum Drehen der Lenkhandhabe (14) um die Drehachse (12) aufzubringendes Drehmoment (42) eingestellt wird und/oder ein Verhältnis (44) aus einem Drehwinkel der Lenkhandhabe (14) und einem mittels der elektrischen Maschine (24) in Abhängigkeit von dem Drehwinkel bewirkten Schwenkwinkel des Fahrzeugrads (16) eingestellt wird.The invention relates to a method for operating a steering system (10) for a motor vehicle, which has a steering handle (14) that can be rotated about an axis of rotation (12) and an electric machine (24), wherein, in order to effect cornering and/or changes of direction of the motor vehicle, when the steering handle (14) is rotated about the axis of rotation (12), a pivoting of a vehicle wheel (16) of the motor vehicle about a wheel pivot axis (20) of the vehicle wheel (16) is effected by means of the electric machine (24), and a variable (36) characterizing a thermal load on the steering system (10) is determined by means of an electronic computing device (26), wherein in a protective operating state (38) of the steering system (10), a torque (42) to be applied by a driver of the motor vehicle to rotate the steering handle (14) about the axis of rotation (12) is set as a function of the variable (36) determined, and/or a ratio (44) of a rotation angle of the steering handle (14) and a swivel angle of the vehicle wheel (16) caused by the electric machine (24) as a function of the angle of rotation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a steering system for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a steering system for a motor vehicle.

Die DE 10 2020 210 048 A1 offenbart ein Verfahren zum Schutz der Bauteile einer Steer-by-Wire-Lenkung, wobei die Steer-by-Wire-Lenkung einen Spindelantrieb mit Selbsthemmung aufweist, wobei die Spindel mittels eines Drehantriebs einer ortsfest gelagerten Spindelmutter linear verlagert wird. Dabei ist es vorgesehen, dass zur Abschätzung einer thermischen Maximallast in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit die lineare Verlagerung der Spindel gegenüber der Spindelmutter nach der Zeit fortwährend als ein Temperaturintegral aufsummiert wird, bis ein erster Schwellenwert erreicht ist.The EN 10 2020 210 048 A1 discloses a method for protecting the components of a steer-by-wire steering system, wherein the steer-by-wire steering system has a spindle drive with self-locking, wherein the spindle is linearly displaced by means of a rotary drive of a stationary spindle nut. In this case, it is provided that in order to estimate a maximum thermal load as a function of the vehicle speed, the linear displacement of the spindle relative to the spindle nut is continuously added up over time as a temperature integral until a first threshold value is reached.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug sowie eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine Temperatur der Lenkung besonders gering gehalten werden kann.The object of the present invention is to provide a method for operating a steering system for a motor vehicle and a steering system for a motor vehicle, so that a temperature of the steering system can be kept particularly low.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a method for operating a steering system for a motor vehicle with the features of patent claim 1 and by a steering system for a motor vehicle with the features of patent claim 10. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder als Lastkraftwagen, ausgebildet. A first aspect of the invention relates to a method for operating a steering system for a motor vehicle. The motor vehicle is designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car, commercial vehicle or truck.

Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug, insbesondere in seinem vollständig hergestellten Zustand, die Lenkung auf.Preferably, the motor vehicle, particularly in its fully manufactured state, has the steering.

Die Lenkung weist eine um eine Drehachse, insbesondere manuell und/oder automatisch, drehbare Lenkhandhabe auf. Darunter, dass die Lenkhandhabe manuell um die Drehachse drehbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die Lenkhandhabe von einer Person beziehungsweise einem Fahrzeuginsassen, beispielsweise einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, um die Drehachse drehbar ist. Beispielsweise ist von der Person, insbesondere mittels dessen Hand, die Lenkhandhabe mit einem Drehmoment zum Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse beaufschlagbar. Dabei berührt die Person die Lenkhandhabe vorzugsweise direkt. Die Lenkhandhabe ist vorzugsweise als Lenkrad ausgebildet.The steering has a steering handle that can be rotated about an axis of rotation, in particular manually and/or automatically. The fact that the steering handle can be rotated manually about the axis of rotation can be understood in particular to mean that the steering handle can be rotated about the axis of rotation by a person or a vehicle occupant, for example a driver of the motor vehicle. For example, the person, in particular by means of his hand, can apply a torque to the steering handle to rotate the steering handle about the axis of rotation. The person preferably touches the steering handle directly. The steering handle is preferably designed as a steering wheel.

Die Lenkung weist wenigstens eine elektrische Maschine auf, wobei zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs beim, insbesondere manuellen, Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse ein, insbesondere ausschließlich, mittels der elektrischen Maschine bewirktes Verschwenken wenigstens eines Fahrzeugrads des Kraftfahrzeugs um eine Radschwenkachse des Fahrzeugrads einhergeht. Mit anderen Worten ausgedrückt sind die Lenkhandhabe und die elektrische Maschine derart miteinander gekoppelt, dass wenn die Lenkhandhabe, insbesondere manuell, um die Drehachse gedreht wird, mittels der elektrischen Maschine, insbesondere über eine Abtriebswelle der elektrischen Maschine, ein Drehmoment zum Verschwenken des wenigstens einen Fahrzeugrads um die Radschwenkachse bereitgestellt wird. Dies bedeutet, dass beim Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse mittels der elektrischen Maschine das Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs um die Radschwenkachse verschwenkt wird.The steering has at least one electric machine, wherein in order to bring about cornering and/or changes of direction of the motor vehicle, when the steering handle is turned, in particular manually, about the axis of rotation, at least one vehicle wheel of the motor vehicle is pivoted about a wheel pivot axis of the vehicle wheel, in particular exclusively by means of the electric machine. In other words, the steering handle and the electric machine are coupled to one another in such a way that when the steering handle is turned, in particular manually, about the axis of rotation, a torque for pivoting the at least one vehicle wheel about the wheel pivot axis is provided by means of the electric machine, in particular via an output shaft of the electric machine. This means that when the steering handle is turned about the axis of rotation by means of the electric machine, the vehicle wheel of the motor vehicle is pivoted about the wheel pivot axis.

Das Fahrzeugrad ist um eine Raddrehachse des Fahrzeugrads drehbar. Unter dem Fahrzeugrad kann insbesondere ein Bodenkontaktelement des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Beispielsweise rollt das Fahrzeugrad während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs auf einem Untergrund, beispielsweise einer Fahrbahn, ab. Dadurch berührt das Fahrzeugrad den Untergrund vorzugsweise direkt. Das Fahrzeugrad ist beispielsweise Teil der Lenkung. Alternativ ist das Fahrzeugrad separat von der Lenkung ausgebildet.The vehicle wheel can be rotated about a wheel rotation axis of the vehicle wheel. The vehicle wheel can be understood in particular as a ground contact element of the motor vehicle. For example, the vehicle wheel rolls on a surface, such as a roadway, while the motor vehicle is traveling. As a result, the vehicle wheel preferably touches the surface directly. The vehicle wheel is, for example, part of the steering. Alternatively, the vehicle wheel is designed separately from the steering.

Die Radschwenkachse verläuft beispielsweise schräg oder senkrecht zur Raddrehachse. Beispielsweise verläuft die Radschwenkachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung. Die Drehachse der Lenkhandhabe verläuft vorzugsweise schräg oder senkrecht zur Raddrehachse und/oder zur Radschwenkachse.The wheel pivot axis runs, for example, obliquely or perpendicularly to the wheel rotation axis. For example, the wheel pivot axis runs at least substantially in the vertical direction of the vehicle. The rotation axis of the steering handle preferably runs obliquely or perpendicularly to the wheel rotation axis and/or the wheel pivot axis.

Die Lenkung ist vorzugsweise als Steer-by-Wire-Lenkung ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Lenkung vorzugsweise keine mechanische Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und dem Fahrzeugrad, insbesondere zum Verschwenken des Fahrzeugrads, aufweist. Dies bedeutet, dass die Lenkung frei von der, insbesondere direkten, mechanischen Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und dem Fahrzeugrad ist. Das Drehmoment zum Verschwenken des Fahrzeugrads ist somit beispielweise ein ausschließlich durch die elektrische Maschine bereitgestelltes beziehungsweise bewirktes Drehmoment.The steering is preferably designed as a steer-by-wire steering system. This means that the steering preferably has no mechanical connection between the steering handle and the vehicle wheel, in particular for pivoting the vehicle wheel. This means that the steering is free of the, in particular direct, mechanical connection between the steering handle and the vehicle wheel. The torque for pivoting the vehicle wheel is thus, for example, a torque provided or caused exclusively by the electric machine.

Mittels wenigstens einer elektronischen Recheneinrichtung wird wenigstens eine eine thermische Belastung der Lenkung, insbesondere wenigstens einer Einrichtung der Lenkung, charakterisierende Größe ermittelt, insbesondere berechnet. In anderen Worten wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung wenigstens eine Größe ermittelt beziehungsweise bestimmt, welche eine thermische Belastung der Lenkung charakterisiert.At least one variable characterizing a thermal load on the steering, in particular on at least one device of the steering, is determined, in particular calculated, by means of at least one electronic computing device. In other words, at least one variable characterizing a thermal load on the steering is determined or calculated by means of the electronic computing device.

Unter der die thermische Belastung der Lenkung charakterisierenden Größe kann insbesondere wenigstens eine die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Information verstanden werden. Die thermische Belastung ist beispielweise eine Temperatur. Die elektronische Recheneinrichtung ist vorzugsweise Teil des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Lenkung.The quantity characterizing the thermal load on the steering can be understood in particular as at least one piece of information characterizing the thermal load on the steering. The thermal load is, for example, a temperature. The electronic computing device is preferably part of the motor vehicle, in particular the steering.

Beispielsweise weist die die thermische Belastung charakterisierende Größe einen ersten Wert auf, wenn die Lenkung, insbesondere die Einrichtung, mit einer ersten thermischen Belastung belastet ist beziehungsweise belastet wird und die die thermische Belastung der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, charakterisierende Größe weist beispielsweise einen von dem ersten Wert unterschiedlichen, zweiten Wert auf, wenn die Lenkung, insbesondere die Einrichtung, mit einer von der ersten thermischen Belastung unterschiedlichen, zweiten thermischen Belastung belastet ist beziehungsweise belastet wird.For example, the variable characterizing the thermal load has a first value when the steering, in particular the device, is or will be loaded with a first thermal load and the variable characterizing the thermal load of the steering, in particular the device, has, for example, a second value that is different from the first value when the steering, in particular the device, is or will be loaded with a second thermal load that is different from the first thermal load.

Die Einrichtung ist beispielweise eine Komponente beziehungsweise ein Bauelement der Lenkung. Die Einrichtung ist beispielweise ein insbesondere als Lenkgetriebe bezeichnetes Getriebe und/oder die elektrische Maschine. Dies bedeutet, dass die die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Größe beispielsweise eine die thermische Belastung der elektrischen Maschine charakterisierende Größe ist. Somit wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung beispielsweise wenigstens eine die thermische Belastung der elektrischen Maschine charakterisierende Größe ermittelt.The device is, for example, a component or a structural element of the steering. The device is, for example, a transmission, particularly referred to as a steering gear, and/or the electric machine. This means that the variable characterizing the thermal load on the steering is, for example, a variable characterizing the thermal load on the electric machine. Thus, at least one variable characterizing the thermal load on the electric machine is determined by means of the electronic computing device.

Um eine Temperatur der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders gering halten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem, insbesondere von einem Normalbetriebszustand der Lenkung unterschiedlichen, Schutzbetriebszustand der Lenkung in Abhängigkeit von der, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, ermittelten Größe, beispielsweise mittels wenigstens eines Aktors, ein von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs zum Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse, insbesondere zwischen zwei voneinander unterschiedlichen Drehstellungen, aufzubringendes Drehmoment, insbesondere gezielt, eingestellt wird. In anderen Worten wird in dem Betriebszustand in Abhängigkeit von der ermittelten Größe, beispielsweise mittels des Aktors, eine Schwergängigkeit beziehungsweise eine Leichtgängigkeit, insbesondere zum Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse, der Lenkhandhabe, insbesondere gezielt, eingestellt. Dies bedeutet beispielsweise, dass in dem Schutzbetriebszustand, beispielsweise mittels des Aktors, in Abhängigkeit von der ermittelten Größe ein Widerstandsdrehmoment, insbesondere gezielt, eingestellt wird, welches dem von dem Fahrer zum Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse, insbesondere zwischen den zwei Drehstellungen, aufzubringenden beziehungsweise aufgebrachten Drehmoment entgegenwirkt.In order to be able to keep the temperature of the steering, in particular of the device, particularly low, it is provided according to the invention that in a protective operating state of the steering, which differs in particular from a normal operating state of the steering, a torque to be applied by the driver of the motor vehicle to rotate the steering handle about the axis of rotation, in particular between two different rotational positions, is set, in particular in a targeted manner, depending on the variable determined, in particular by means of the electronic computing device, for example by means of at least one actuator. In other words, in the operating state, a stiffness or a smoothness of movement, in particular for rotating the steering handle about the axis of rotation, of the steering handle is set, in particular in a targeted manner, depending on the variable determined, for example by means of the actuator. This means, for example, that in the protective operating state, for example by means of the actuator, a resistance torque is set, in particular in a targeted manner, depending on the variable determined, which counteracts the torque to be applied or applied by the driver to rotate the steering handle about the axis of rotation, in particular between the two rotational positions.

Um die Temperatur der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders gering halten zu können, ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass ein Verhältnis, insbesondere ein Übersetzungsverhältnis, beispielsweise mittels der elektrischen Maschine beziehungsweise der elektronischen Recheneinrichtung, aus einem Drehwinkel zwischen zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Drehstellungen der Lenkhandhabe und einem mittels der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von dem Drehwinkel bewirkten Schwenkwinkel zwischen zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Schwenkstellungen des Fahrzeugrads, insbesondere gezielt, eingestellt wird. In anderen Worten ist es vorgesehen, dass der Schwenkwinkel des Fahrzeugrads, insbesondere zwischen den zwei Schwenkstellungen, mittels der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Lenkhandhabe, insbesondere zwischen den zwei Drehstellungen, und in Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe, insbesondere gezielt, eingestellt wird. Unter dem Verhältnis beziehungsweise dem Übersetzungsverhältnis kann insbesondere eine Lenkübersetzung, insbesondere zwischen der Lenkhandhabe und dem Fahrzeugrad, verstanden werden. Dies bedeutet, dass die Lenkübersetzung mittels der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe angepasst wird. Die Lenkübersetzung kann insbesondere als Lenkübersetzungsverhältnis bezeichnet werden.In order to be able to keep the temperature of the steering, in particular of the device, particularly low, it is alternatively or additionally provided that a ratio, in particular a transmission ratio, for example by means of the electric machine or the electronic computing device, is set, in particular in a targeted manner, from a rotation angle between two, in particular mutually different, rotation positions of the steering handle and a swivel angle caused by the electric machine as a function of the rotation angle between two, in particular mutually different, swivel positions of the vehicle wheel. In other words, it is provided that the swivel angle of the vehicle wheel, in particular between the two swivel positions, is set, in particular in a targeted manner, by means of the electric machine as a function of the rotation angle of the steering handle, in particular between the two rotation positions, and as a function of the size determined by means of the electronic computing device. The ratio or the transmission ratio can be understood in particular as a steering ratio, in particular between the steering handle and the vehicle wheel. This means that the steering ratio is adjusted by means of the electric machine as a function of the size determined by means of the electronic computing device. The steering ratio can in particular be referred to as a steering transmission ratio.

Beispielsweise ist der Aktor als separat von der elektrischen Maschine ausgebildete, zweite elektrische Maschine ausgebildet. Beispielsweise ist die Lenkhandhabe mittels des Aktors, insbesondere automatisch, um die Drehachse drehbar. Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe das Widerstandsdrehmoment bestimmt, insbesondere berechnet. Beispielsweise wird mittels des Aktors das mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmte Widerstandsdrehmoment, insbesondere gezielt, eingestellt. Somit wird das mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmte Widerstandsdrehmoment zum Einstellen an den Aktor übermittelt.For example, the actuator is designed as a second electrical machine that is separate from the electrical machine. For example, the steering handle can be rotated around the axis of rotation by means of the actuator, in particular automatically. For example, the resistance torque is determined, in particular calculated, by means of the electronic computing device depending on the size determined by means of the electronic computing device. For example, the resistance torque is determined, in particular calculated, by means of the actuator, by means of the electronic computing device. device, in particular in a targeted manner. The resistance torque determined by the electronic computing device is thus transmitted to the actuator for adjustment.

Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Lenkhandhabe und in Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe der Schwenkwinkel bestimmt, insbesondere berechnet. Beispielsweise wird mittels der elektrischen Maschine der mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmte Schwenkwinkel, insbesondere gezielt, eingestellt. Somit wird der mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmte Schwenkwinkel beispielsweise zum Einstellen an die elektronische Recheneinrichtung übermittelt.For example, the swivel angle is determined, in particular calculated, by means of the electronic computing device depending on the angle of rotation of the steering handle and depending on the size determined by means of the electronic computing device. For example, the swivel angle determined by means of the electronic computing device is set, in particular in a targeted manner, by means of the electric machine. The swivel angle determined by means of the electronic computing device is thus transmitted to the electronic computing device, for example for adjustment.

Beispielsweise wird in dem Schutzbetriebszustand der Lenkung, insbesondere in Abhängigkeit von der ermittelten Größe, mittels des Aktors ein erster Drehmomentwert des dem von dem Fahrer zum Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse aufzubringenden Drehmoments beziehungsweise des Widerstandsdrehmoments eingestellt. Beispielsweise wird in dem Normalbetriebszustand, insbesondere unabhängig von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe, mittels des Aktors ein von dem ersten Drehmomentwert unterschiedlicher, zweiter Drehmomentwert des von dem Fahrer zum Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse aufzubringenden Drehmoments beziehungsweise des Widerstandsdrehmoments eingestellt.For example, in the protective operating state of the steering, in particular depending on the determined variable, a first torque value of the torque to be applied by the driver to rotate the steering handle about the axis of rotation or the resistance torque is set by means of the actuator. For example, in the normal operating state, in particular independently of the variable determined by means of the electronic computing device, a second torque value, different from the first torque value, of the torque to be applied by the driver to rotate the steering handle about the axis of rotation or the resistance torque is set by means of the actuator.

Beispielsweise wird in dem Schutzbetriebszustand, insbesondere in Abhängigkeit von der ermittelten Größe, ein erster Wert des Verhältnisses beziehungsweise des Übersetzungsverhältnisses eingestellt. Beispielsweise wird in dem Normalbetriebszustand, insbesondere unabhängig von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe, ein von dem ersten Wert des Verhältnisses unterschiedlicher, zweiter Wert des Verhältnisses beziehungsweise des Übersetzungsverhältnisses eingestellt.For example, in the protective operating state, a first value of the ratio or the transmission ratio is set, in particular depending on the determined variable. For example, in the normal operating state, in particular independently of the variable determined by means of the electronic computing device, a second value of the ratio or the transmission ratio that is different from the first value of the ratio is set.

Beispielsweise wird in dem Schutzbetriebszustand, insbesondere in Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe, beim Verschwenken der Lenkhandhabe um den Drehwinkel mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein erster Winkelwert des Schwenkwinkels des Fahrzeugrads eingestellt. Beispielsweise wird in dem Normalbetriebszustand, insbesondere unabhängig von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe, beim Drehen der Lenkhandhabe um den Drehwinkel mittels der elektrischen Maschine ein von dem ersten Winkelwert unterschiedlicher, zweiter Winkelwert des Schwenkwinkels des Fahrzeugrads eingestellt.For example, in the protective operating state, in particular depending on the value determined by the electronic computing device, when the steering handle is pivoted by the angle of rotation, a first angle value of the pivot angle of the vehicle wheel is set by the electronic computing device. For example, in the normal operating state, in particular independently of the value determined by the electronic computing device, when the steering handle is pivoted by the angle of rotation, a second angle value of the pivot angle of the vehicle wheel, which is different from the first angle value, is set by the electric machine.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Prinzipiell ist es denkbar, die Lenkung, insbesondere die Einrichtung, vor einem Überhitzen zu schützen. Bei einer herkömmlichen mechanischen beziehungsweise elektromechanischen Lenkung (EPS) kann eine Schutzfunktion zum Schutz der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, vor dem Überhitzen automatisch durch einen besonders erhöhten Kraftaufwand beim Lenken mit der Lenkhandhabe erfolgen, wenn die Einrichtung in ein Temperaturderating geht. Bei der Steer-by-Wire-Lenkung kann dies nicht möglich sein, insbesondere aufgrund von voneinander unabhängigen Aktoren in Form eines Feedback-Aktors und dem Lenkgetriebe. Der Feedback-Aktor kann insbesondere als Steering Wheel Unit (SWU) bezeichnet werden. Das Lenkgetriebe kann insbesondere als Steering Rack Unit (SRU) bezeichnet werden. Beispielsweise weist der Feedbackaktor die zweite elektrische Maschine auf. Beispielsweise weist das Lenkgetriebe die elektrische Maschine auf oder die elektrische Maschine ist zum Antreiben des Lenkgetriebes vorgesehen.The invention is based in particular on the following findings and considerations: In principle, it is conceivable to protect the steering, in particular the device, from overheating. In a conventional mechanical or electromechanical steering system (EPS), a protective function to protect the steering, in particular the device, from overheating can be carried out automatically by a particularly increased effort when steering with the steering handle if the device goes into temperature derating. With steer-by-wire steering, this may not be possible, in particular due to independent actuators in the form of a feedback actuator and the steering gear. The feedback actuator can in particular be referred to as a steering wheel unit (SWU). The steering gear can in particular be referred to as a steering rack unit (SRU). For example, the feedback actuator has the second electric machine. For example, the steering gear has the electric machine or the electric machine is provided to drive the steering gear.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann, insbesondere in dem Schutzbetriebszustand, eine, insbesondere vorausschauende, Temperaturschutzfunktion realisiert werden, unter welcher insbesondere eine Bauteilschutzfunktion verstanden werden kann. Mittels der Temperaturschutzfunktion kann, beispielsweise bei übermäßigem Lenken, insbesondere im Stand oder beim Parkieren des Kraftfahrzeugs, die Einrichtung, insbesondere besonders sicher, vor dem Überhitzen geschützt werden. Das Schützen kann dabei insbesondere durch eine Vorausschau beziehungsweise eine Vorsteuerung erfolgen. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein drohendes Überhitzen mittels der elektronischen Recheneinrichtung vorausgesagt werden kann, bevor die Überhitzung tatsächlich auftritt, wodurch beispielsweise Maßnahmen eingeleitet werden können, um das Überhitzen zu verhindern, beispielsweise in Form der Schwergängigkeit der Lenkung und/oder des Übersetzungsverhältnisses der Lenkung. Mit anderen Worten ausgedrückt kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine, insbesondere vorausschauende, Temperaturschutzfunktion das Überhitzen und damit Degradieren der Lenkung, insbesondere eines Steer-by-Wire-Systems, durch übertriebene beziehungsweise besonders ausgeprägte Lenkbewegungen durch den Fahrer, insbesondere im Stand, verhindert werden. Durch die Vorsteuerung und dazugehörende Maßnahmen kann die Einrichtung besonders frühzeitig geschützt werden, wodurch eine Verfügbarkeit der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, beispielsweise nicht eingeschränkt wird. Ohne diese Vorsteuerung beziehungsweise Vorausschau könnte, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, erst nachträglich, und somit insbesondere nach dem Überhitzen beziehungsweise bei dem Überhitzen, beispielsweise über einen gemessenen Temperaturanstieg, Maßnahmen aufgesetzt werden. Dabei könnte beispielsweise ein Deaktivieren oder Degradieren der Lenkung erforderlich werden. Dies kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert werden. Insgesamt ist erkennbar, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Sicherheit gegenüber dem Überhitzen der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders erhöht werden kann. Dadurch kann eine Verfügbarkeit der Lenkung besonders erhöht werden. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann in Abhängigkeit von der die thermische Belastung der Lenkung charakterisierenden Größe eine Erkennung einer, insbesondere aktuellen, Situation, insbesondere thermischen Situation, der Lenkung durchgeführt werden, wobei in Abhängigkeit von der erkannten Situation die Maßnahmen, insbesondere das Einstellen der Schwergängigkeit und/oder das Einstellen des Übersetzungsverhältnisses, umgesetzt werden können, um die Temperatur der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders gering halten zu können.By means of the method according to the invention, in particular in the protective operating state, a particularly predictive temperature protection function can be implemented, which can be understood in particular as a component protection function. By means of the temperature protection function, for example in the case of excessive steering, in particular when the motor vehicle is stationary or parked, the device can be protected, in particular particularly safely, from overheating. The protection can be carried out in particular by means of a forecast or a pre-control. This means that, for example, impending overheating can be predicted by means of the electronic computing device before the overheating actually occurs, whereby measures can be initiated to prevent overheating, for example in the form of stiff steering and/or the steering gear ratio. In other words, by means of the method according to the invention, by means of a particularly predictive temperature protection function, overheating and thus degradation of the steering, in particular of a steer-by-wire system, due to excessive or particularly pronounced steering movements by the driver, in particular when stationary, can be prevented. The pre-control and associated measures can protect the facility particularly early on, which means that the availability of the control, in particular of the facility, is not restricted. Without this pre-control Control or forecasting could only be carried out subsequently, in particular by means of the electronic computing device, and thus in particular after overheating or during overheating, for example via a measured temperature increase, measures. In this case, for example, deactivation or degradation of the steering could be necessary. This can be prevented by means of the method according to the invention. Overall, it can be seen that safety against overheating of the steering, in particular of the device, can be particularly increased by means of the method according to the invention. As a result, availability of the steering can be particularly increased. By means of the electronic computing device, a detection of a, in particular current, situation, in particular thermal situation, of the steering can be carried out depending on the variable characterizing the thermal load on the steering, wherein the measures, in particular adjusting the stiffness and/or adjusting the transmission ratio, can be implemented depending on the detected situation in order to be able to keep the temperature of the steering, in particular of the device, particularly low.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass in dem Schutzbetriebszustand das von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs zum Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse aufzubringende Drehmoment größer ist als in dem Normalbetriebszustand der Lenkung. In anderen Worten wird mittels des Aktors beziehungsweise der elektronischen Recheneinrichtung in dem Schutzbetriebszustand, insbesondere gegenüber dem Normalbetriebszustand, eine Momentenerhöhung durchgeführt, um die Lenkung beziehungsweise die Lenkhandhabe schwergängiger beziehungsweise besonders schwergängig zu machen. Somit ist der erste Drehmomentwert des Drehmoments in dem Schutzbetriebszustand vorzugsweise größer als der zweite Drehmomentwert des Drehmoments in dem Normalbetriebszustand. Durch die schwergängigere Lenkung kann bewirkt werden, dass der Fahrer weniger beziehungsweise besonders wenig lenkt. Somit kann beispielsweise während einer Degradierung der Lenkung die Momentenerhöhung, insbesondere in der Steering Wheel Unit, durchgeführt werden, um Lenken, insbesondere im Stand, für den Fahrer besonders schwergängig zu machen, und insbesondere um eine Lenkgeschwindigkeit besonders zu reduzieren. Dadurch kann die Temperatur der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders gering gehalten werden. Dadurch kann die Lenkung besonders sicher vor dem Überhitzen geschützt werden. Unter der Lenkgeschwindigkeit kann insbesondere eine Drehgeschwindigkeit beim Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse verstanden werden.In a further embodiment, it is provided that in the protective operating state, the torque that the driver of the motor vehicle must apply to rotate the steering handle about the axis of rotation is greater than in the normal operating state of the steering. In other words, a torque increase is carried out by means of the actuator or the electronic computing device in the protective operating state, in particular compared to the normal operating state, in order to make the steering or the steering handle more difficult or particularly difficult to move. Thus, the first torque value of the torque in the protective operating state is preferably greater than the second torque value of the torque in the normal operating state. The more difficult steering can cause the driver to steer less or very little. Thus, for example, during a degradation of the steering, the torque increase, in particular in the steering wheel unit, can be carried out in order to make steering, in particular when stationary, particularly difficult for the driver, and in particular to particularly reduce the steering speed. As a result, the temperature of the steering, in particular of the device, can be kept particularly low. As a result, the steering can be particularly reliably protected against overheating. The steering speed can be understood in particular as a rotational speed when turning the steering handle about the axis of rotation.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass in dem Schutzbetriebszustand beim Drehen der Lenkhandhabe um die Drehachse zwischen den zwei Drehstellungen das mittels der elektrischen Maschine bewirkte Verschwenken des Fahrzeugrads um die Radschwenkachse um einen kleineren Schwenkwinkel einhergeht als in dem Normalbetriebszustand der Lenkung. In anderen Worten wird das Übersetzungsverhältnis in dem Schutzbetriebszustand, insbesondere bezogen auf den Normalbetriebszustand, in Richtung indirekt angepasst. Dies bedeutet, dass in dem Schutzbetriebszustand eine indirektere Übersetzung vorliegt beziehungsweise eingestellt wird als in dem Normalbetriebszustand. Wieder in anderen Worten wird das Verhältnis aus dem Drehwinkel und dem Schwenkwinkel in dem Schutzbetriebszustand größer eingestellt als in dem Normalbetriebszustand. Somit ist der erste Wert des Verhältnisses beispielsweise größer als der zweite Wert des Verhältnisses. Durch die indirektere Übersetzung kann ein geringerer beziehungsweise besonders geringer Schwenkwinkel bewirkt werden, wodurch Bewegungen des Lenkgetriebes beziehungsweise im Lenkgetriebe besonders gering gehalten werden können. Dies bedeutet, dass beispielsweise während der Degradierung die Lenkübersetzung in Richtung indirekt angepasst wird, damit weniger beziehungsweise besonders wenig Schwenkwinkel, welcher insbesondere als Radwinkel bezeichnet werden kann, bei gleichem Drehwinkel der Lenkhandhabe gestellt beziehungsweise eingestellt wird. Dadurch kann die Temperatur der Lenkung besonders gering gehalten werden. Insbesondere kann die Sicherheit gegenüber dem Überhitzen der Lenkung besonders erhöht werden. Der Drehwinkel der Lenkhandhabe kann insbesondere als Lenkradwinkel bezeichnet werden.In a further embodiment, it is provided that in the protective operating state, when the steering handle is rotated about the axis of rotation between the two rotation positions, the pivoting of the vehicle wheel about the wheel pivot axis by means of the electric machine is accompanied by a smaller pivot angle than in the normal operating state of the steering. In other words, the gear ratio in the protective operating state, in particular in relation to the normal operating state, is adjusted in the indirect direction. This means that in the protective operating state a more indirect gear ratio is present or set than in the normal operating state. In other words, the ratio of the angle of rotation and the pivot angle is set larger in the protective operating state than in the normal operating state. Thus, the first value of the ratio is, for example, larger than the second value of the ratio. The more indirect gear ratio can result in a smaller or particularly small pivot angle, whereby movements of the steering gear or in the steering gear can be kept particularly small. This means that, for example, during degradation, the steering ratio is adjusted in the indirect direction so that less or very little swivel angle, which can be referred to in particular as the wheel angle, is set or adjusted with the same angle of rotation of the steering handle. This means that the temperature of the steering can be kept particularly low. In particular, safety against overheating of the steering can be particularly increased. The angle of rotation of the steering handle can be referred to in particular as the steering wheel angle.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Lenkung in dem Schutzbetriebszustand betrieben wird, wenn die mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelte, die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Größe um mehr als ein vorgegebenes Maß von einem, insbesondere vorgegebenen, Schwellenwert abweicht. In anderen Worten wird die Lenkung in dem Schutzbetriebszustand betrieben, wenn die mittels der elektronischen Recheneinrichtung erfasste Größe größer oder kleiner als der Schwellenwert ist, das heißt den Schwellenwert beispielsweise überschreitet oder unterschreitet. Dadurch kann die Temperatur der Lenkung besonders gering gehalten werden. Insbesondere kann frühzeitig ein besonders starker Temperaturanstieg der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders sicher vermieden werden. Unter dem vorgegebenen Maß kann beispielsweise ein beliebiger Wert verstanden werden. Beispielsweise ist das vorgegebene Maß null oder größer als null.In a further embodiment, it is provided that the steering is operated in the protective operating state if the variable characterizing the thermal load on the steering determined by means of the electronic computing device deviates from a, in particular, predetermined, threshold value by more than a predetermined amount. In other words, the steering is operated in the protective operating state if the variable detected by means of the electronic computing device is greater or smaller than the threshold value, i.e., for example, exceeds or falls below the threshold value. This makes it possible to keep the temperature of the steering particularly low. In particular, a particularly strong increase in temperature of the steering, in particular of the device, can be particularly reliably avoided at an early stage. The predetermined amount can, for example, be understood to be any value. For example, the predetermined amount is zero or greater than zero.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Lenkung in dem Normalbetriebszustand betrieben wird, wenn das Abweichen der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelten Größe um mehr als das vorgegebene Maß von dem Schwellenwert unterbleibt.Preferably, it is provided that the steering is operated in the normal operating state if the deviation of the variable determined by means of the electronic computing device from the threshold value by more than the predetermined amount is avoided.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass, wenn die mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelte, die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Größe um mehr als ein vorgegebenes Maß von einem, insbesondere vorgegebenen, von dem Schwellenwert unterschiedlichen, zweiten Schwellenwert abweicht, die Lenkung in einem, insbesondere von dem Schutzbetriebszustand unterschiedlichen, zweiten Schutzbetriebszustand betrieben wird. In anderen Worten ausgedrückt wird die Lenkung in dem zweiten Schutzbetriebszustand betrieben, wenn die mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelte Größe größer oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist, das heißt beispielsweise den zweiten Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet. In dem zweiten Schutzbetriebszustand ist ein maximaler Schwenkwinkel, um welchen das Fahrzeugrad, insbesondere aus seiner Nulllage beziehungsweise seiner Ausgangslage, um die Radschwenkachse verschwenkbar ist, in dem zweiten Schutzbetriebszustand geringer ist als in dem Schutzbetriebszustand, und insbesondere als in dem Normalbetriebszustand. In anderen Worten ist in dem zweiten Schutzbetriebszustand das Fahrzeugrad weniger weit um die Radschwenkachse, insbesondere aus der Nulllage beziehungsweise der Ausgangslage, verschwenkbar als in dem Schutzbetriebszustand und/oder dem Normalbetriebszustand. Dies bedeutet, dass in dem zweiten Schutzbetriebszustand beispielsweise eine Winkellimitierung hinsichtlich des Verschwenkens des Fahrzeugrads eingestellt beziehungsweise bewirkt wird. Dadurch kann die Bewegung des Lenkgetriebes beziehungsweise die Bewegung in dem Lenkgetriebe besonders gering gehalten werden, wodurch beispielsweise besonders wenig Wärmeentwicklung bewirkt werden kann. Dadurch kann die Temperatur der Lenkung besonders gering gehalten werden. Insbesondere kann in dem zweiten Schutzbetriebszustand der maximale Lenkradwinkel und damit der insbesondere als Radwinkel bezeichnete Schwenkwinkel des Fahrzeugrads, insbesondere im Stand, begrenzt werden. Der Schutzbetriebszustand kann, insbesondere zur Unterscheidung von dem zweiten Schutzbetriebszustand, als erster Schutzbetriebszustand bezeichnet werden.In a further embodiment, it is provided that if the variable characterizing the thermal load on the steering determined by means of the electronic computing device deviates by more than a predetermined amount from a second threshold value, in particular a predetermined one, which is different from the threshold value, the steering is operated in a second protective operating state, in particular different from the protective operating state. In other words, the steering is operated in the second protective operating state if the variable determined by means of the electronic computing device is greater or smaller than the second threshold value, that is to say, for example, exceeds or falls below the second threshold value. In the second protective operating state, a maximum swivel angle by which the vehicle wheel can be swiveled about the wheel swivel axis, in particular from its zero position or its starting position, is smaller in the second protective operating state than in the protective operating state, and in particular than in the normal operating state. In other words, in the second protective operating state, the vehicle wheel can be pivoted less about the wheel pivot axis, in particular from the zero position or the starting position, than in the protective operating state and/or the normal operating state. This means that in the second protective operating state, for example, an angle limitation with regard to the pivoting of the vehicle wheel is set or brought about. As a result, the movement of the steering gear or the movement in the steering gear can be kept particularly small, which can, for example, result in particularly little heat being generated. As a result, the temperature of the steering can be kept particularly low. In particular, in the second protective operating state, the maximum steering wheel angle and thus the pivot angle of the vehicle wheel, referred to in particular as the wheel angle, can be limited, in particular when stationary. The protective operating state can be referred to as the first protective operating state, in particular to distinguish it from the second protective operating state.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Größe mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von einer, insbesondere aktuellen, Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt, insbesondere berechnet, wird. In anderen Worten wird die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs als Eingangsgröße zum Ermitteln der die thermische Belastung der Lenkung charakterisierenden Größe mittels der elektronischen Recheneinrichtung verwendet. Dadurch kann die thermische Belastung der Lenkung besonders präzise vorhergesagt werden, insbesondere dadurch, dass die Fahrgeschwindigkeit einen besonders großen Einfluss auf die Temperatur der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, haben kann.In a further embodiment, it is provided that the variable characterizing the thermal load on the steering is determined, in particular calculated, by means of the electronic computing device as a function of a, in particular current, driving speed of the motor vehicle. In other words, the driving speed of the motor vehicle is used as an input variable for determining the variable characterizing the thermal load on the steering by means of the electronic computing device. This allows the thermal load on the steering to be predicted particularly precisely, in particular because the driving speed can have a particularly large influence on the temperature of the steering, in particular the device.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Größe mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem, insbesondere aktuellen, Drehwinkel der Lenkhandhabe und/oder von der, insbesondere aktuellen, Drehgeschwindigkeit der Lenkhandhabe um die Drehachse ermittelt wird. In anderen Worten werden der Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit der Lenkhandhabe als, insbesondere jeweilige, Eingangsgröße zum Ermitteln der die thermische Belastung der Lenkung charakterisierenden Größe mittels der elektronischen Recheneinrichtung verwendet. Dadurch kann die thermische Belastung, insbesondere das Überhitzen, der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders präzise vorhergesagt werden. Dies kann insbesondere dadurch bewirkt werden, dass der Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit einen besonders großen Einfluss auf die Temperatur der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, haben kann.In a further embodiment, it is provided that the variable characterizing the thermal load on the steering is determined by means of the electronic computing device as a function of the, in particular current, angle of rotation of the steering handle and/or the, in particular current, speed of rotation of the steering handle about the axis of rotation. In other words, the angle of rotation and/or the speed of rotation of the steering handle are used as, in particular respective, input variables for determining the variable characterizing the thermal load on the steering by means of the electronic computing device. This makes it possible to predict the thermal load, in particular overheating, of the steering, in particular of the device, particularly precisely. This can be brought about in particular by the fact that the angle of rotation and/or the speed of rotation can have a particularly large influence on the temperature of the steering, in particular of the device.

Insbesondere ist erkennbar, dass in dem Schutzbetriebszustand eine Vorsteuerung in Abhängigkeit von dem insbesondere als Lenkradwinkel bezeichneten Drehwinkel und/oder von der insbesondere als Lenkradwinkelgeschwindigkeit bezeichneten Drehgeschwindigkeit und/oder der Fahrgeschwindigkeit bewirkt werden kann, damit, insbesondere besonders frühzeitig, ein besonders starker Temperaturanstieg der Lenkung, insbesondere der Einrichtung, besonders sicher vermieden werden kann.In particular, it can be seen that in the protective operating state, a pre-control can be effected depending on the angle of rotation, referred to in particular as the steering wheel angle, and/or on the speed of rotation, referred to in particular as the steering wheel angular velocity, and/or on the driving speed, so that a particularly strong increase in temperature of the steering, in particular of the device, can be particularly reliably avoided, in particular at a particularly early stage.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Fahrzeugrad über das wenigstens eine Lenkgetriebe, welches wenigstens ein Rad und wenigstens eine translatorisch relativ zu dem Rad bewegbar mit dem Rad, insbesondere direkt, gekoppelte Zahnstange aufweist, mittels der elektrischen Maschine um die Radschwenkachse verschwenkbar ist. In anderen Worten ist mittels der elektrischen Maschine das Lenkgetriebe antreibbar, um über das Lenkgetriebe das Fahrzeugrad um die Radschwenkachse zu verschwenken. Dabei kann mittels der elektrischen Maschine, insbesondere mittels der Abtriebswelle der elektrischen Maschine, das Rad des Lenkgetriebes angetrieben werden, wobei von dem Rad die Zahnstange angetrieben werden kann, wodurch die Zahnstange translatorisch, beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung, relativ zu dem Rad bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird, insbesondere um das Fahrzeugrad um die Schwenkachse zu verschwenken. Das Rad ist beispielsweise als Zahnrad beziehungsweise als Stirnrad ausgebildet. Das Rad ist um eine Raddrehachse des Rads relativ zu der Zahnstange drehbar.In a further embodiment, it is provided that the vehicle wheel can be pivoted about the wheel pivot axis by means of the electric machine via the at least one steering gear, which has at least one wheel and at least one rack that is coupled to the wheel in a translational manner relative to the wheel, in particular directly. In other words, the steering gear can be driven by means of the electric machine in order to pivot the vehicle wheel about the wheel pivot axis via the steering gear. The wheel of the steering gear can be driven by means of the electric machine, in particular by means of the output shaft of the electric machine, and the rack can be driven by the wheel. whereby the rack is movable or moved in a translational manner, for example in the transverse direction of the vehicle, relative to the wheel, in particular in order to pivot the vehicle wheel about the pivot axis. The wheel is designed, for example, as a gear or as a spur gear. The wheel is rotatable about a wheel rotation axis of the wheel relative to the rack.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Größe mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von einer, insbesondere aktuellen, axialen Position der Zahnstange, insbesondere in dem Kraftfahrzeug beziehungsweise relativ zu dem Rad, ermittelt, insbesondere berechnet, wird. In anderen Worten wird die axiale Position der Zahnstange, welche insbesondere als Zahnstangenposition bezeichnet werden kann, als Eingangsgröße zum Berechnen der die thermische Belastung der Lenkung charakterisierenden Größe mittels der elektronischen Recheneinrichtung verwendet. Dadurch kann die thermische Belastung der Lenkung besonders präzise vorhergesagt werden. Dies kann insbesondere dadurch bewirkt werden, dass die Zahnstangenposition ein Ausmaß an mittels des Lenkgetriebes bewirkten Lenkbewegungen beziehungsweise ein Ausmaß hinsichtlich des Verschwenkens des Fahrzeugrads charakterisiert.Preferably, it is provided that the variable characterizing the thermal load on the steering is determined, in particular calculated, by means of the electronic computing device as a function of a, in particular current, axial position of the rack, in particular in the motor vehicle or relative to the wheel. In other words, the axial position of the rack, which can in particular be referred to as the rack position, is used as an input variable for calculating the variable characterizing the thermal load on the steering by means of the electronic computing device. This allows the thermal load on the steering to be predicted particularly precisely. This can be achieved in particular by the rack position characterizing an extent of steering movements caused by the steering gear or an extent with regard to the pivoting of the vehicle wheel.

Unter der axialen Position der Zahnstange kann insbesondere eine Position beziehungsweise eine Auslenkung der Zahnstange beim translatorischen Bewegen der Zahnstange relativ zu dem Rad, insbesondere bezogen auf eine Nulllage beziehungsweise eine Ausgangslage der Zahnstange, verstanden werden.The axial position of the rack can be understood in particular as a position or a deflection of the rack during the translational movement of the rack relative to the wheel, in particular with respect to a zero position or an initial position of the rack.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Lenkung aus dem Normalbetriebszustand in Abhängigkeit von einem insbesondere aktuellen, Betriebsparameter der elektrischen Maschine in den ersten Schutzbetriebszustand und/oder in den zweiten Schutzbetriebszustand übergeht. In anderen Worten ausgedrückt wird die die thermische Belastung der Lenkung charakterisierende Größe mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem, insbesondere aktuellen, Betriebsparameter der elektrischen Maschine ermittelt, insbesondere berechnet. Dadurch kann der Schutzbetriebszustand und somit die Bauteilschutzfunktion in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der elektrischen Maschine gestartet werden. Dadurch kann die Temperatur der Lenkung besonders gering gehalten werden.In a further embodiment, it is provided that the steering system changes from the normal operating state to the first protective operating state and/or the second protective operating state depending on a current operating parameter of the electrical machine. In other words, the quantity characterizing the thermal load on the steering system is determined, in particular calculated, by means of the electronic computing device depending on the current operating parameter of the electrical machine. This allows the protective operating state and thus the component protection function to be started depending on a current state of the electrical machine. This allows the temperature of the steering system to be kept particularly low.

Unter dem Betriebsparameter der elektrischen Maschine kann insbesondere eine einen aktuellen Zustand der elektrischen Maschine charakterisierende Information verstanden werden. Beispielsweise ist der Betriebsparameter eine, insbesondere als Motortemperatur bezeichnete, Temperatur der elektrischen Maschine. Beispielsweise ist der Betriebsparameter ein, insbesondere als Motordrehmoment bezeichnetes, Drehmoment der elektrischen Maschine. Unter dem Drehmoment kann insbesondere das von der elektrischen Maschine, insbesondere aktuell, beispielsweise über deren Abtriebswelle, zum Verschwenken des Fahrzeugrads bereitgestelltes Drehmoment verstanden werden. Beispielsweise ist der Betriebsparameter der elektrischen Maschine ein Zustand einer Schutzfunktion der elektrischen Maschine. Dies kann insbesondere als Status Derating bezeichnet werden. Somit kann beispielsweise ermöglicht werden, über einen internen Degradierungszustand der elektrischen Maschine den Schutzbetriebszustand der Lenkung zu starten.The operating parameter of the electrical machine can be understood in particular as information characterizing a current state of the electrical machine. For example, the operating parameter is a temperature of the electrical machine, in particular referred to as motor temperature. For example, the operating parameter is a torque of the electrical machine, in particular referred to as motor torque. The torque can be understood in particular as the torque provided by the electrical machine, in particular currently, for example via its output shaft, for pivoting the vehicle wheel. For example, the operating parameter of the electrical machine is a state of a protective function of the electrical machine. This can be referred to in particular as status derating. This can thus make it possible, for example, to start the protective operating state of the steering via an internal degradation state of the electrical machine.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug, welche zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a steering system for a motor vehicle, which is designed to carry out a method according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.

Ebenfalls offenbart ist ein Kraftfahrzeug, welches eine Lenkung aufweist, welche zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug die Lenkung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweisen kann.Also disclosed is a motor vehicle having a steering system designed to carry out a method according to the first aspect of the invention. This means that the motor vehicle can have the steering system according to the second aspect of the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Dabei zeigen:

1 eine schematische Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Lenkung, mittels welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist; und
2 ein schematisches Verfahrensdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Showing:

1 a schematic partial sectional view of a steering system according to the invention, by means of which a method according to the invention can be carried out; and
2 a schematic process diagram of a process according to the invention; and
3 a schematic representation of a method according to the invention according to a further embodiment.

1 zeigt in einer schematischen Teilschnittansicht eine Lenkung 10 für ein Kraftfahrzeug. Die Lenkung 10 ist zum Durchführen eines Verfahrens ausgebildet, welches in 2 in einem schematischen Verfahrensdiagramm exemplarisch veranschaulicht ist. 1 shows a schematic partial sectional view of a steering system 10 for a motor vehicle. The steering system 10 is designed to carry out a method which is described in 2 is illustrated in a schematic process diagram.

Die Lenkung 10 weist eine um eine Drehachse 12, insbesondere relativ zu einem Aufbau des Kraftfahrzeugs, drehbare Lenkhandhabe 14 auf. Die Lenkung 10 ist zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Dabei ist wenigstens ein Fahrzeugrad 16, 18 um eine Radschwenkachse 20, 22 des Fahrzeugrads 16, 18 zum Bewirken der Kurvenfahrten und/oder der Richtungswechsel des Kraftfahrzeugs, insbesondere relativ zu dem Aufbau des Kraftfahrzeugs, verschwenkbar. In 1 sind zwei um eine jeweilige Radschwenkachse 20, 22 verschwenkbare Fahrzeugräder 16, 18 gezeigt. Das Fahrzeugrad 16 kann insbesondere als erstes Fahrzeugrad 16 bezeichnet werden und ist um die Radschwenkachse 20, die insbesondere als erste Radschwenkachse 20 bezeichnet werden kann, beispielsweise relativ zu dem Aufbau des Kraftfahrzeugs, verschwenkbar. Das Fahrzeugrad 18 kann insbesondere als zweites Fahrzeugrad 18 bezeichnet werden und ist um die Radschwenkachse 22, welche insbesondere als zweite Radschwenkachse 22 bezeichnet werden kann, beispielsweise relativ zu dem Aufbau des Kraftfahrzeugs, verschwenkbar.The steering 10 has a steering handle 14 that can be rotated about a rotation axis 12, in particular relative to a body of the motor vehicle. The steering 10 is provided for causing the motor vehicle to turn and/or change direction. At least one vehicle wheel 16, 18 can be pivoted about a wheel pivot axis 20, 22 of the vehicle wheel 16, 18 for causing the motor vehicle to turn and/or change direction, in particular relative to the body of the motor vehicle. 1 two vehicle wheels 16, 18 are shown that can be pivoted about a respective wheel pivot axis 20, 22. The vehicle wheel 16 can be referred to in particular as the first vehicle wheel 16 and can be pivoted about the wheel pivot axis 20, which can be referred to in particular as the first wheel pivot axis 20, for example relative to the body of the motor vehicle. The vehicle wheel 18 can be referred to in particular as the second vehicle wheel 18 and can be pivoted about the wheel pivot axis 22, which can be referred to in particular as the second wheel pivot axis 22, for example relative to the body of the motor vehicle.

Die Lenkung 10 ist vorzugsweise als Steer-by-Wire-Lenkung ausgebildet. Die Lenkung 10 weist wenigstens eine elektrische Maschine 24 auf, wobei zum Bewirken von Kurvenfahrten und/oder Richtungswechseln des Kraftfahrzeugs beim, insbesondere manuellen, Drehen der Lenkhandhabe 14 um die Drehachse 12 ein, insbesondere ausschließlich, mittels der elektrischen Maschine 24 bewirktes Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 16, 18 um die jeweilige Radschwenkachse 20, 22 einhergeht. Somit ist die Lenkhandhabe 14 beispielsweise über die elektrische Maschine 24 mit dem jeweiligen Fahrzeugrad 16, 18, insbesondere zum Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 16, 18, gekoppelt beziehungsweise koppelbar. Beispielsweise weist die Lenkung 10 wenigstens ein Sensorelement 28 auf, mittels welchem das Drehen der Lenkhandhabe 14 um die Drehachse 12, insbesondere eine Drehstellung der Lenkhandhabe 14, erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Beispielsweise ist das Sensorelement 28 über eine elektronische Recheneinrichtung 26 der Lenkung 10 mit der elektrischen Maschine 24 gekoppelt beziehungsweise koppelbar. Dadurch kann mittels der elektrischen Maschine 24 in Abhängigkeit von dem mittels des Sensorelements 28 erfassten Drehen, insbesondere in Abhängigkeit von der erfassten Drehstellung, der Lenkhandhabe 14 das jeweilige Fahrzeugrad 16, 18 um die jeweilige Radschwenkachse 20, 22 verschwenkt werden.The steering system 10 is preferably designed as a steer-by-wire steering system. The steering system 10 has at least one electric machine 24, wherein in order to bring about cornering and/or changes of direction of the motor vehicle when the steering handle 14 is turned, in particular manually, about the axis of rotation 12, the respective vehicle wheel 16, 18 is pivoted about the respective wheel pivot axis 20, 22, in particular exclusively by means of the electric machine 24. The steering handle 14 is thus coupled or can be coupled, for example via the electric machine 24, to the respective vehicle wheel 16, 18, in particular for pivoting the respective vehicle wheel 16, 18. For example, the steering system 10 has at least one sensor element 28, by means of which the rotation of the steering handle 14 about the axis of rotation 12, in particular a rotational position of the steering handle 14, can be detected or is detected. For example, the sensor element 28 is or can be coupled to the electric machine 24 via an electronic computing device 26 of the steering system 10. As a result, the respective vehicle wheel 16, 18 can be pivoted about the respective wheel pivot axis 20, 22 by means of the electric machine 24 depending on the rotation of the steering handle 14 detected by means of the sensor element 28, in particular depending on the detected rotational position.

Beispielsweise weist die Lenkung 10 eine Antriebseinheit 30 auf. Vorzugsweise weist die Antriebseinheit 30 die elektrische Maschine 24 auf. Beispielsweise weist die Antriebseinheit 30 wenigstens ein Lenkgetriebe 32 auf, über welches das jeweilige Fahrzeugrad 16, 18 mittels der elektrischen Maschine 24 um die jeweilige Raddrehachse 16, 18 verschwenkbar ist beziehungsweise verschwenkt wird. Die Antriebseinheit 30 kann insbesondere als Steering Rack Unit (SRU) bezeichnet werden.For example, the steering system 10 has a drive unit 30. The drive unit 30 preferably has the electric machine 24. For example, the drive unit 30 has at least one steering gear 32, via which the respective vehicle wheel 16, 18 can be or is pivoted about the respective wheel rotation axis 16, 18 by means of the electric machine 24. The drive unit 30 can in particular be referred to as a steering rack unit (SRU).

Beispielsweise weist die Lenkung 10 eine Steuereinheit 34 auf, welche vorzugsweise separat von der Antriebseinheit 30 ausgebildet ist. Die Steuereinheit 34 kann insbesondere als Feedback-Aktor beziehungsweise Feedback-Aktor-System oder Steering Wheel Unit (SWU) bezeichnet werden. Beispielsweise ist das Sensorelement 28 Teil der Steuereinheit 34. Beispielsweise sind die Antriebseinheit 30 und die Steuereinheit 34 über die elektronische Recheneinrichtung 26 miteinander gekoppelt oder koppelbar. Beispielsweise ist die elektronische Recheneinrichtung 26 Teil der Steuereinheit 34.For example, the steering 10 has a control unit 34, which is preferably designed separately from the drive unit 30. The control unit 34 can in particular be referred to as a feedback actuator or feedback actuator system or steering wheel unit (SWU). For example, the sensor element 28 is part of the control unit 34. For example, the drive unit 30 and the control unit 34 are or can be coupled to one another via the electronic computing device 26. For example, the electronic computing device 26 is part of the control unit 34.

Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 wenigstens eine eine thermische Belastung der Lenkung 10, insbesondere der Antriebseinheit 30, charakterisierende Größe 36 ermittelt, insbesondere berechnet, wird. Die Größe 36 ist beispielsweise eine Temperatur der Lenkung 10, insbesondere der Antriebseinheit 30, beispielsweise der elektrischen Maschine 24.In the method, it is provided that at least one variable 36 characterizing a thermal load on the steering system 10, in particular on the drive unit 30, is determined, in particular calculated, by means of the electronic computing device 26. The variable 36 is, for example, a temperature of the steering system 10, in particular on the drive unit 30, for example on the electric machine 24.

Um eine Temperatur der Lenkung 10, insbesondere der Antriebseinheit 30, besonders gering halten zu können, ist es vorgesehen, dass in einem, insbesondere von einem Normalbetriebszustand unterschiedlichen, Schutzbetriebszustand 38 der Lenkung 10 in Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 ermittelten Größe 36, insbesondere mittels einer zweiten elektrischen Maschine 40, ein von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs zum Drehen der Lenkhandhabe 14 um die Drehachse 12 aufzubringendes Drehmoment 42, insbesondere gezielt, eingestellt wird. In anderen Worten wird in dem Schutzbetriebszustand, insbesondere mittels der zweiten elektrischen Maschine 40, eine Momentenerhöhung 50 in Abhängigkeit von der ermittelten Größe 36 bewirkt, um die Lenkhandhabe 14 schwergängig, insbesondere schwergängiger als in dem Normalbetriebszustand, zu machen, wodurch der Fahrer beispielsweise weniger beziehungsweise besonders wenig lenkt. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass in dem Schutzbetriebszustand 38 in Abhängigkeit von der ermittelten Größe 36, ein, insbesondere als Lenkübersetzung bezeichnetes, Verhältnis 44 aus einem Drehwinkel 72 zwischen zwei Drehstellungen der Lenkhandhabe 14 und einem mittels der elektrischen Maschine 24 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel 72 bewirkten Schwenkwinkel zwischen zwei Schwenkstellungen des jeweiligen Fahrzeugrads 16, 18, insbesondere gezielt, beispielsweise mittels der elektrischen Maschine 24 beziehungsweise der elektronischen Recheneinrichtung 26, eingestellt wird. In anderen Worten wird in dem Schutzbetriebszustand 38 die Lenkübersetzung besonders indirekt, insbesondere indirekter als in dem Normalbetriebszustand, eingestellt, damit beispielsweise weniger beziehungsweise besonders wenig Sollwinkel an der Antriebseinheit 30 ankommt. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass ein von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs durch das manuelle Drehen der Lenkhandhabe 14 um die Drehachse 12 vorgegebener Sollwinkel in dem Schutzbetriebszustand 38 zu einem geringeren Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 16, 18 führt als in dem Normalbetriebszustand.In order to be able to keep a temperature of the steering 10, in particular of the drive unit 30, particularly low, it is provided that in a protective operating state 38 of the steering 10, which is different in particular from a normal operating state, a torque 42 to be applied by a driver of the motor vehicle to rotate the steering handle 14 about the axis of rotation 12 is set, in particular in a targeted manner, depending on the variable 36 determined by means of the electronic computing device 26, in particular by means of a second electric machine 40. In other words, in the protective operating state, in particular by means of the second electric machine 40, a torque increase 50 is brought about depending on the variable 36 determined in order to make the steering handle 14 stiff, in particular stiffer than in the normal operating state, as a result of which the driver steers less or particularly little, for example. Alternatively or additionally, it is provided that in the protective operating state 38, in dependence on the variable 36 determined, a torque 42, in particular as a steering a ratio 44, referred to as the ratio 72, of an angle of rotation 72 between two rotational positions of the steering handle 14 and a swivel angle brought about by the electric machine 24 as a function of the angle of rotation 72 between two swivel positions of the respective vehicle wheel 16, 18, is set, in particular in a targeted manner, for example by means of the electric machine 24 or the electronic computing device 26. In other words, in the protective operating state 38, the steering ratio is set particularly indirectly, in particular more indirectly than in the normal operating state, so that, for example, less or particularly little target angle arrives at the drive unit 30. This can be understood in particular to mean that a target angle specified by the driver of the motor vehicle by manually turning the steering handle 14 about the axis of rotation 12 leads to less swiveling of the respective vehicle wheel 16, 18 in the protective operating state 38 than in the normal operating state.

Dies ist in 3 in einer schematischen Darstellung des Verfahrens exemplarisch veranschaulicht. Durch den Schutzbetriebszustand 38 kann eine Temperaturschutzfunktion 46 zum Schutz der Lenkung 10, insbesondere zum Schutz der Antriebseinheit 30, bewirkt werden. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 kann, insbesondere durch das Ermitteln der Größe 36, eine Situationserkennung 48, insbesondere hinsichtlich der thermischen Belastung der Lenkung 10, durchgeführt werden. In Abhängigkeit von der erkannten Situation kann in dem Schutzbetriebszustand 38 die Momentenerhöhung 50 durchgeführt werden. Dabei kann beispielsweise ein Lenkmomentregler 52 angesteuert beziehungsweise angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann in Abhängigkeit von der erkannten Situation das insbesondere als Lenkübersetzung bezeichnete Verhältnis 44 angepasst werden, insbesondere indirekter gemacht werden. Insbesondere kann ein Sollwert 54 des jeweiligen Schwenkwinkels in Abhängigkeit von der ermittelten Größe 36 und in Abhängigkeit von dem Drehwinkel 72 beziehungsweise der Drehstellung der Lenkhandhabe 14 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 eingestellt beziehungsweise vorgegeben werden, wobei der eingestellte beziehungsweise vorgegebene Sollwert 54 mittels der elektrischen Maschine 24 zum Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 16, 18 als der Schwenkwinkel, insbesondere tatsächlich, eingestellt werden kann. Der Sollwert 54 kann insbesondere als Radwinkelsollwert bezeichnet werden.This is in 3 illustrated by way of example in a schematic representation of the method. The protective operating state 38 can be used to initiate a temperature protection function 46 to protect the steering 10, in particular to protect the drive unit 30. The electronic computing device 26 can be used, in particular by determining the variable 36, to detect a situation 48, in particular with regard to the thermal load on the steering 10. Depending on the detected situation, the torque increase 50 can be carried out in the protective operating state 38. In this case, for example, a steering torque controller 52 can be controlled or adjusted. Alternatively or additionally, the ratio 44, referred to in particular as the steering ratio, can be adjusted, in particular made more indirect, depending on the detected situation. In particular, a target value 54 of the respective swivel angle can be set or specified by means of the electronic computing device 26 as a function of the determined variable 36 and as a function of the angle of rotation 72 or the rotational position of the steering handle 14, wherein the set or specified target value 54 can be set as the swivel angle, in particular actually, by means of the electric machine 24 for swiveling the respective vehicle wheel 16, 18. The target value 54 can in particular be referred to as a wheel angle target value.

Die zweite elektrische Maschine 40 ist vorzugsweise separat von der elektrischen Maschine 24 ausgebildet, welche insbesondere als erste elektrische Maschine bezeichnet werden kann. Die zweite elektrische Maschine 40 ist vorzugsweise Teil der Steuereinheit 34. Die Temperaturschutzfunktion 46 ist beispielsweise in der Steuereinheit 34 umgesetzt.The second electrical machine 40 is preferably designed separately from the electrical machine 24, which can in particular be referred to as the first electrical machine. The second electrical machine 40 is preferably part of the control unit 34. The temperature protection function 46 is implemented, for example, in the control unit 34.

Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Lenkung 10 aus dem Normalbetriebszustand in Abhängigkeit von einer, insbesondere aktuellen, Fahrgeschwindigkeit 56 des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Stand oder bei besonders niedriger Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise kleiner als zwei Kilometer pro Stunde, in den Schutzbetriebszustand 38 übergeht. Somit ist der Schutzbetriebszustand 38 beziehungsweise die Temperaturschutzfunktion 46 beispielsweise, insbesondere ausschließlich, im Stand des Kraftfahrzeugs oder bei besonders geringen Fahrgeschwindigkeiten 56, aktiv. Unter dem Stand des Kraftfahrzeugs kann insbesondere verstanden werden, dass das Kraftfahrzeug stillsteht, das heißt nicht fährt. Beispielsweise befindet sich die Lenkung 10 in dem Schutzbetriebszustand, wenn die, insbesondere aktuelle, Fahrgeschwindigkeit 56 des Kraftfahrzeugs größer als ein, insbesondere vorgegebener, Referenzwert ist. Beispielsweise befindet sich die Lenkung 10 in dem Normalbetriebszustand, wenn die, insbesondere aktuelle Fahrgeschwindigkeit 56 des Kraftfahrzeugs kleiner als der Referenzwert ist. Beispielsweise wird die, insbesondere aktuelle, Fahrgeschwindigkeit 56 des Kraftfahrzeugs mittels eines Sensorelements erfasst, wodurch unter der Fahrgeschwindigkeit 56 insbesondere eine, beispielsweise mittels des Sensorelements, erfasste Fahrgeschwindigkeit 56 verstanden werden kann.For example, it is provided that the steering system 10 changes from the normal operating state to the protective operating state 38 depending on a, in particular current, driving speed 56 of the motor vehicle, in particular when stationary or at a particularly low driving speed, for example less than two kilometers per hour. The protective operating state 38 or the temperature protection function 46 is thus active, for example, in particular exclusively, when the motor vehicle is stationary or at particularly low driving speeds 56. The state of the motor vehicle can be understood in particular to mean that the motor vehicle is stationary, i.e. not moving. For example, the steering system 10 is in the protective operating state when the, in particular current, driving speed 56 of the motor vehicle is greater than a, in particular predetermined, reference value. For example, the steering system 10 is in the normal operating state when the, in particular current, driving speed 56 of the motor vehicle is less than the reference value. For example, the, in particular current, driving speed 56 of the motor vehicle is detected by means of a sensor element, whereby the driving speed 56 can be understood in particular as a driving speed 56 detected, for example by means of the sensor element.

Insgesamt ist erkennbar, dass es sich bei der Situationserkennung 48 somit um eine Situationserkennung 48 hinsichtlich eines übermäßigen Lenkens im Stand oder bei besonders geringer Fahrgeschwindigkeit 56 handeln kann.Overall, it can be seen that the situation detection 48 can therefore be a situation detection 48 with regard to excessive steering when stationary or at a particularly low driving speed 56.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass in dem Schutzbetriebszustand 38 das von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs zum Drehen der Lenkhandhabe 14 um die Drehachse 12 aufzubringende Drehmoment 42 größer ist als in dem Normalbetriebszustand der Lenkung 10. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in dem Schutzbetriebszustand 38 beim Drehen der Lenkhandhabe 14 um die Drehachse 12 zwischen zwei Drehstellungen das mittels der elektrischen Maschine 24 bewirkte Verschwenken des jeweiligen Fahrzeugrads 16, 18 um die jeweilige Radschwenkachse 20, 22 um einen kleineren Schwenkwinkel einhergeht als in dem Normalbetriebszustand der Lenkung 10.In a further embodiment, it is provided that in the protective operating state 38 the torque 42 to be applied by the driver of the motor vehicle to rotate the steering handle 14 about the axis of rotation 12 is greater than in the normal operating state of the steering 10. It is preferably provided that in the protective operating state 38 when the steering handle 14 is rotated about the axis of rotation 12 between two rotation positions, the pivoting of the respective vehicle wheel 16, 18 about the respective wheel pivot axis 20, 22 caused by the electric machine 24 is accompanied by a smaller pivot angle than in the normal operating state of the steering 10.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Lenkung 10 in dem Schutzbetriebszustand 38 betrieben wird, wenn die ermittelte, die thermische Belastung der Lenkung 10 charakterisierende Größe 36 um mehr als ein vorgegebenes Maß 58 von einem Schwellenwert 60 abweicht. Das vorgegebene Maß 58 kann ein beliebiger Wert sein, welcher beispielsweise null oder größer als null sein kann. Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 ein Vergleich 62 zwischen der ermittelten Größe 36 und dem Schwellenwert 60 durchgeführt. Beispielsweise wird die Lenkung 10 in dem Schutzbetriebszustand 38 betrieben, wenn die ermittelte Größe 36 größer als der Schwellenwert 60 ist. Beispielsweise wird die Lenkung 10 in dem Normalbetriebszustand betrieben, wenn die ermittelte Größe 36 kleiner als der Schwellenwert 60 ist.In a further embodiment, it is provided that the steering 10 is operated in the protective operating state 38 if the determined variable 36 characterizing the thermal load on the steering 10 deviates from a threshold value 60 by more than a predetermined amount 58. The predetermined The measured value 58 can be any value, which can be zero or greater than zero, for example. For example, a comparison 62 is carried out between the determined value 36 and the threshold value 60 by means of the electronic computing device 26. For example, the steering system 10 is operated in the protective operating state 38 if the determined value 36 is greater than the threshold value 60. For example, the steering system 10 is operated in the normal operating state if the determined value 36 is smaller than the threshold value 60.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass, wenn die ermittelte, die thermische Belastung der Lenkung 10 charakterisierende Größe 36 um mehr als ein vorgegebenes Maß 64 von einem von dem Schwellenwert 60 unterschiedlichen, zweiten Schwellenwert 66 abweicht, die Lenkung 10 in einem, insbesondere von dem Schutzbetriebszustand 38 unterschiedlichen, zweiten Schutzbetriebszustand 68 betrieben wird, in welchem ein maximaler Schwenkwinkel 70, um welchen das jeweilige Fahrzeugrad 16, 18 um die jeweilige Radschwenkachse 20, 22 verschwenkbar ist, geringer ist als in dem Schutzbetriebszustand 38. In anderen Worten wird in dem zweiten Schutzbetriebszustand 68 eine insbesondere als Winkellimitierung bezeichnete Limitierung des maximalen Schwenkwinkels 70, insbesondere im Stand, bewirkt.In a further embodiment, it is provided that if the determined variable 36 characterizing the thermal load on the steering 10 deviates by more than a predetermined amount 64 from a second threshold value 66 different from the threshold value 60, the steering 10 is operated in a second protective operating state 68, which is different from the protective operating state 38 in particular, in which a maximum swivel angle 70 by which the respective vehicle wheel 16, 18 can be swiveled about the respective wheel swivel axis 20, 22 is smaller than in the protective operating state 38. In other words, in the second protective operating state 68, a limitation of the maximum swivel angle 70, in particular when stationary, is effected, in particular referred to as angle limitation.

Das vorgegebene Maß 64 kann ein beliebiger Wert sein, welcher beispielsweise null oder größer als null sein kann. Das vorgegebene Maß 64 kann gleich oder unterschiedlich von dem vorgegebenen Maß 58 sein. Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 ein Vergleich 71 zwischen der ermittelten Größe 36 und dem zweiten Schwellenwert 66 durchgeführt. Der zweite Schwellenwert 66 ist beispielsweise größer als der erste Schwellenwert 60. Beispielsweise wird die Lenkung 10 in dem zweiten Schutzbetriebszustand 68 betrieben, wenn die ermittelte Größe 36 größer als der zweite Schwellenwert 66 ist. Beispielsweise wird die Lenkung 10 in dem Schutzbetriebszustand 38 betrieben, wenn die ermittelte Größe 36 größer als der erste Schwellenwert 60 und kleiner als der zweite Schwellenwert 66 ist.The predetermined measure 64 can be any value, which can be zero or greater than zero, for example. The predetermined measure 64 can be the same as or different from the predetermined measure 58. For example, a comparison 71 is carried out between the determined value 36 and the second threshold value 66 by means of the electronic computing device 26. The second threshold value 66 is, for example, greater than the first threshold value 60. For example, the steering system 10 is operated in the second protective operating state 68 if the determined value 36 is greater than the second threshold value 66. For example, the steering system 10 is operated in the protective operating state 38 if the determined value 36 is greater than the first threshold value 60 and less than the second threshold value 66.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die die thermische Belastung der Lenkung 10 charakterisierende Größe 36 mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit 56 des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.In a further embodiment, it is provided that the variable 36 characterizing the thermal load of the steering 10 is determined by means of the electronic computing device as a function of the driving speed 56 of the motor vehicle.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die die thermische Belastung der Lenkung 10 charakterisierende Größe 36 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel 72 der Lenkhandhabe 14 und/oder von einer Drehgeschwindigkeit 74 der Lenkhandhabe 14 um die Drehachse 12 ermittelt wird.In a further embodiment, it is provided that the variable 36 characterizing the thermal load of the steering 10 is determined by means of the electronic computing device 26 as a function of the angle of rotation 72 of the steering handle 14 and/or of a rotational speed 74 of the steering handle 14 about the axis of rotation 12.

Beispielsweise weist das Lenkgetriebe 32 wenigstens ein Rad 76 und wenigstens eine translatorisch relativ zu dem Rad 76 bewegbar mit dem Rad gekoppelte Zahnstange 78 auf. Das jeweilige Fahrzeugrad 16, 18 ist über das Lenkgetriebe 32 mittels der elektrischen Maschine 24 um die jeweilige Radschwenkachse 20, 22 verschwenkbar.For example, the steering gear 32 has at least one wheel 76 and at least one rack 78 coupled to the wheel so as to be movable in translation relative to the wheel 76. The respective vehicle wheel 16, 18 can be pivoted about the respective wheel pivot axis 20, 22 via the steering gear 32 by means of the electric machine 24.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die die thermische Belastung der Lenkung 10 charakterisierende Größe 36 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 in Abhängigkeit von einer axialen Position 80 der Zahnstange 78 ermittelt wird. Eine Axialrichtung der Zahnstange 78 verläuft beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs.Preferably, it is provided that the variable 36 characterizing the thermal load on the steering 10 is determined by means of the electronic computing device 26 as a function of an axial position 80 of the rack 78. An axial direction of the rack 78 runs, for example, at least substantially in the transverse direction of the motor vehicle.

Beispielsweise wird die Größe 36 mittels eines Integrals, insbesondere eines eine Lenkbewegung der Lenkung 10 charakterisierenden Integrals, ermittelt, insbesondere berechnet. Somit kann die Situationserkennung 48 beziehungsweise ein Erkennen einer Degradierung der Lenkung 10 über ein Integral einer Lenkradbewegung, beispielsweise mit Gewichtung über der Fahrgeschwindigkeit 56, erfolgen. Dieses Integral umfasst beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit 56 und/oder der Drehwinkel 72 und/oder die Drehgeschwindigkeit 74 und/oder die axiale Position 80 der Zahnstange 78. Beispielsweise kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein Abklingverhalten berücksichtigt werden, welches beispielsweise ein Abkühlen der Lenkung 10, insbesondere der Antriebseinheit 30, charakterisiert. Beispielsweise erfolgt beim besonders schnellen Lenken im Stand mit besonders großer Amplitude die Degradierung beziehungsweise das Übergehen in den Schutzbetriebszustand 38 nach mehreren, beispielsweise nach zehn, vollständigen Lenkeinschlägen. Dies kann insbesondere als 10 x Lock2Lock bezeichnet werden. Die Gewichtung der Größe 36, insbesondere des Integrals, über der Fahrgeschwindigkeit 56 kann beispielsweise in Stufen erfolgen. Bei diesen Stufen kann es sich beispielsweise um null Kilometer pro Stunde, 0,5 Kilometer pro Stunde und/oder zwei Kilometer pro Stunde handeln. Beispielsweise kann die Größe 36 in Abhängigkeit von einem Temperaturmodell mittels der elektronischen Recheneinrichtung 26 ermittelt, insbesondere berechnet, werden.For example, the quantity 36 is determined, in particular calculated, by means of an integral, in particular an integral characterizing a steering movement of the steering 10. Thus, the situation detection 48 or detection of a degradation of the steering 10 can take place via an integral of a steering wheel movement, for example with weighting over the driving speed 56. This integral includes, for example, the driving speed 56 and/or the angle of rotation 72 and/or the speed of rotation 74 and/or the axial position 80 of the rack 78. For example, a decay behavior can be taken into account by means of the electronic computing device, which characterizes, for example, a cooling of the steering 10, in particular the drive unit 30. For example, when steering particularly quickly when stationary with a particularly large amplitude, the degradation or transition to the protective operating state 38 takes place after several, for example after ten, complete steering turns. This can be referred to in particular as 10 x Lock2Lock. The weighting of the quantity 36, in particular the integral, over the driving speed 56 can, for example, be carried out in stages. These stages can, for example, be zero kilometers per hour, 0.5 kilometers per hour and/or two kilometers per hour. For example, the quantity 36 can be determined, in particular calculated, by means of the electronic computing device 26 as a function of a temperature model.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lenkung 10 aus dem Normalbetriebszustand in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter 82 der elektrischen Maschine 24 in den Schutzbetriebszustand 38 und/oder in den zweiten Schutzbetriebszustand 68 übergeht. Bei dem Betriebsparameter 82 handelt es sich beispielsweise um eine Temperatur 82a der elektrischen Maschine 24 und/oder um ein Drehmoment 82b der elektrischen Maschine 24 und/oder um einen Schutzustand 82c der elektrischen Maschine 24. Der Schutzzustand 82c kann insbesondere als Schutzstatus beziehungsweise als Status Derating bezeichnet werden. Dadurch kann die Temperaturschutzfunktion 46 durch eine, insbesondere allgemeine, Schutzfunktion 84 der elektrischen Maschine 24 beziehungsweise der Antriebseinheit 30 aktiviert werden. Unter der Schutzfunktion kann insbesondere ein Derating der elektrischen Maschine 24 beziehungsweise der Antriebseinheit 30 verstanden werden.In a further embodiment, it is provided that the steering 10 changes from the normal operating state to the protective operating state 38 and/or to the second protective operating state 68 depending on at least one operating parameter 82 of the electric machine 24. The operating parameter 82 is, for example, a temperature 82a of the electric machine 24 and/or a torque 82b of the electric machine 24 and/or a protection state 82c of the electric machine 24. The protection state 82c can be referred to in particular as a protection status or as a derating status. As a result, the temperature protection function 46 can be activated by a, in particular general, protection function 84 of the electric machine 24 or the drive unit 30. The protection function can be understood in particular as a derating of the electric machine 24 or the drive unit 30.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102020210048 A1 [0002]

Claims

Method for operating a steering system (10) for a motor vehicle, which has a steering handle (14) that can be rotated about an axis of rotation (12) and at least one electric machine (24), wherein, in order to effect cornering and/or changes of direction of the motor vehicle when the steering handle (14) is rotated about the axis of rotation (12), at least one vehicle wheel (16) of the motor vehicle is pivoted about a wheel pivot axis (20) of the vehicle wheel (16) by means of the electric machine (24), and at least one variable (36) characterizing a thermal load on the steering system (10) is determined by means of an electronic computing device (26), characterized in that in a protective operating state (38) of the steering system (10), depending on the determined variable (36), • a torque (42) to be applied by a driver of the motor vehicle to rotate the steering handle (14) about the axis of rotation (12) is set and/or • a ratio (44) of a rotation angle (72) between two rotational positions of the steering handle (14) and a swivel angle between two swivel positions of the vehicle wheel (16) caused by means of the electric machine (24) as a function of the angle of rotation (72).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that in the protective operating state (38) the torque (42) to be applied by the driver of the motor vehicle to rotate the steering handle (14) about the axis of rotation (12) is greater than in a normal operating state of the steering (10).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that in the protective operating state (38), when the steering handle (14) is rotated about the axis of rotation (12) between two rotational positions, the vehicle wheel (16) is pivoted about the wheel pivot axis (20) by a smaller pivot angle (70) by means of the electric machine (24) than in a normal operating state of the steering (10).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steering (10) is operated in the protective operating state (38) if the determined variable (36) characterizing the thermal load on the steering (10) deviates from a threshold value (60) by more than a predetermined amount (58).

Procedure according to Claim 4 , characterized in that if the determined variable (36) characterizing the thermal load on the steering (10) deviates by more than a predetermined amount (64) from a second threshold value (66) different from the threshold value (60), the steering (10) is operated in a second protective operating state (68) in which a maximum swivel angle (70) by which the vehicle wheel (16) can be swiveled about the wheel swivel axis (20) is smaller than in the protective operating state (38).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the variable (36) characterizing the thermal load of the steering (10) is determined by means of the electronic computing device (26) as a function of a driving speed (56) of the motor vehicle.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the variable (36) characterizing the thermal load of the steering (10) is determined by means of the electronic computing device (26) as a function of the angle of rotation (72) of the steering handle (14) and/or of a rotational speed (74) of the steering handle (14) about the axis of rotation (12).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle wheel (16) can be pivoted about the wheel pivot axis (20) by means of the electric machine (24) via at least one steering gear (32) which has at least one wheel (76) and at least one rack (78) coupled to the wheel so as to be movable in translation relative to the wheel (76), wherein the variable (36) characterizing the thermal load on the steering (10) is determined by means of the electronic computing device (26) as a function of an axial position (80) of the rack (78).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steering (10) changes from a normal operating state into the protective operating state (38) depending on an operating parameter (82) of the electric machine (24).

Steering system (10) for a motor vehicle, which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.