DE102012109678A1 - Steering system in vehicle e.g. motor car, has rotor position sensor and electronic processing device in common housing, that are arranged on circuit board, where sensor to detect actual rotational position of rotor of servomotor - Google Patents

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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
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    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics

Abstract

The steering system (1) has an electric servomotor (7) for generating a steering movement of the supporting servo torque, and a control unit for actuating a servomotor. A rotor position sensor of control unit is directly connected to an electronic processing device, to detect the actual rotational position of the rotor of the servomotor. The rotor position sensor and the electronic processing device in a common housing are arranged on the circuit board.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenksystem in einem Fahrzeug mit einem elektrischen Servomotor zur Erzeugung eines die Lenkbewegung unterstützenden Servomoments nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a steering system in a vehicle with an electric servomotor for generating a servomotor supporting the steering movement according to the preamble of claim 1.
  • Bekannt sind Lenksysteme in Fahrzeugen mit einem Lenkrad, einer Lenkwelle, einem Lenkgetriebe sowie einem Lenkgestänge zur Umsetzung des vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkels in einen Radlenkwinkel der lenkbaren Räder. Zur Unterstützung der Lenkbewegung dient ein elektrischer Servomotor, dessen Moment über das Lenkgetriebe in das Lenksystem eingespeist wird. Die Höhe des Servomoments richtet sich unter anderem nach dem vom Fahrer erzeugten Lenkmoment. Steering systems are known in vehicles with a steering wheel, a steering shaft, a steering gear and a steering linkage for the implementation of the driver's predetermined steering angle in a Radlenkwinkel the steerable wheels. To assist the steering movement is an electric servomotor whose moment is fed via the steering gear in the steering system. The height of the servo torque depends inter alia on the steering torque generated by the driver.
  • Zur Ansteuerung des Servomoments ist die Kenntnis der aktuellen Drehlage oder Drehgeschwindigkeit der Motorwelle des elektrischen Servomotors erforderlich, was über einen Rotorlagesensor ermittelt werden kann. Die Drehlage der Motorwelle wird gemeinsam mit weiteren Informationen wie dem aktuellen Lenkmoment in einer Ansteuerungseinheit des Servomotors verarbeitet, wobei über die Ansteuerungseinheit der elektrische Servomotor zur Erzeugung des gewünschten Servomoments angesteuert wird. To control the servo torque, the knowledge of the current rotational position or rotational speed of the motor shaft of the electric servo motor is required, which can be determined by a rotor position sensor. The rotational position of the motor shaft is processed together with other information such as the current steering torque in a drive unit of the servo motor, being controlled via the drive unit, the electric servo motor for generating the desired servo torque.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen die elektrische Lenkunterstützung in einem Lenksystem kompakt auszubilden. The invention is based on the object with simple measures to form the electrical steering assistance in a steering system compact.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
  • Das erfindungsgemäße Lenksystem wird in Fahrzeugen eingesetzt und weist zur Unterstützung der Lenkbewegung einen elektrischen Servomotor auf, der ein Servomoment erzeugt, welches dem vom Fahrer erzeugten Lenkmoment überlagert wird. Der elektrische Servomotor wird über eine Ansteuerungseinheit angesteuert, die mindestens einen Rotorlagesensor zur Erkennung der aktuellen Drehlage des Rotors bzw. der Motorwelle des Servomotors umfasst. Der Rotorlagesensor ist auf einer Leiterplatte angeordnet, welche darüber hinaus weitere elektronische Bauteile aufweist, die zur Ansteuerung des Servomotors dienen. Dem Rotorlagesensor ist ein Signalgeber zugeordnet, welcher mit dem Rotor bzw. der Motorwelle des Servomotors verbunden ist und die gleiche Drehbewegung wie die Motorwelle ausführt. Der Rotorlagesensor auf der Leiterplatte ist dagegen gehäusefest angeordnet. Die Signale, welche im Rotorlagesensor aufgenommen werden und die die aktuelle Drehlage der Motorwelle widerspiegeln, werden weiterverarbeitet und dienen als Grundlage für die Einstellung des vom Servomotor abgegebenen, die Lenkbewegung unterstützenden Servomoments. The steering system according to the invention is used in vehicles and has to assist the steering movement to an electric servomotor, which generates a servo torque, which is superimposed on the steering torque generated by the driver. The electric servomotor is controlled via a drive unit, which comprises at least one rotor position sensor for detecting the current rotational position of the rotor or the motor shaft of the servomotor. The rotor position sensor is arranged on a printed circuit board, which also has further electronic components which serve to drive the servomotor. The rotor position sensor is associated with a signal generator, which is connected to the rotor or the motor shaft of the servo motor and performs the same rotational movement as the motor shaft. The rotor position sensor on the circuit board, however, is arranged fixed to the housing. The signals, which are recorded in the rotor position sensor and reflect the current rotational position of the motor shaft are processed further and serve as the basis for the setting of the output from the servo motor, the steering movement supporting servo torque.
  • Der Rotorlagesensor ist auf der Leiterplatte unmittelbar mit einem elektronischen Verarbeitungsbauteil verbunden, welches Bestandteil der Ansteuerungseinheit ist und in welchem die Signale des Rotorlagesensors weiterverarbeitet werden. The rotor position sensor is connected on the circuit board directly to an electronic processing component which is part of the drive unit and in which the signals of the rotor position sensor are further processed.
  • Der Rotorlagesensor und das elektronische Verarbeitungsbauteil sind jeweils auf der Leiterplatte angeordnet und liegen unmittelbar aneinander und sind von einem gemeinsamen Gehäuse auf der Leiterplatte überdeckt. Das Gehäuse, bei dem es sich um das Gehäuse des elektronischen Verarbeitungsbauteils handeln kann, beherbergt vorteilhafterweise nur den Rotorlagesensor und das elektronische Verarbeitungsbauteil und stützt sich auf der Leiterplatte ab. Der Rotorlagesensor und die Leiterplatte sind insbesondere elektrisch direkt miteinander verbunden, vorteilhafterweise auch mechanisch. Auf diese Weise kann zum einen eine kompakte Ausführung realisiert werden, da der Platzbedarf des Rotorlagesensors und des elektronischen Verarbeitungsbauteils auf der Leiterplatte reduziert ist. Zum andern sind beide elektronische Komponenten, also sowohl der Rotorlagesensor als auch das elektronische Verarbeitungsbauteil im Gehäuse, welches unmittelbar auf der Leiterplatte angeordnet ist, geschützt, so dass ein entsprechend verbesserter Schutz insbesondere vor Verschmutzung gewährleistet ist. The rotor position sensor and the electronic processing component are each arranged on the printed circuit board and lie directly against one another and are covered by a common housing on the printed circuit board. The housing, which may be the housing of the electronic processing component, advantageously houses only the rotor position sensor and the electronic processing component and is supported on the printed circuit board. The rotor position sensor and the printed circuit board are in particular electrically connected directly to one another, advantageously also mechanically. In this way, on the one hand a compact design can be realized, since the space requirement of the rotor position sensor and the electronic processing component is reduced on the circuit board. On the other hand, both electronic components, so both the rotor position sensor and the electronic processing component in the housing, which is arranged directly on the circuit board, protected, so that a correspondingly improved protection is ensured in particular from contamination.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der Rotorlagesensor auf das elektronische Verarbeitungsbauteil aufgesetzt. Dies hat den Vorteil, dass der Platzbedarf in der Ebene der Leiterplatte auf das elektronische Verarbeitungsbauteil beschränkt ist, welches auf seiner Oberseite den Rotorlagesensor trägt. Der Rotorlagesensor weist vorteilhafterweise in der Ebene der Leiterplatte eine geringere Fläche als das elektronische Verarbeitungsbauteil auf, so dass der Rotorlagesensor vollständig innerhalb der seitlichen Umrandung auf der Oberseite des elektronischen Verarbeitungsbauteils platziert werden kann. Das elektronische Verarbeitungsbauteil ist Träger des Rotorlagesensors, so dass insoweit die mechanische Verbindung zwischen diesen Bauteilen gegeben ist. Des Weiteren besteht auch eine elektrische Verbindung, indem Kontaktleitungen unmittelbar vom Rotorlagesensor zum elektronischen Verarbeitungsbauteil geführt sind, insbesondere gebondete Drähte wie zum Beispiel Kupfer. According to a preferred embodiment, the rotor position sensor is mounted on the electronic processing component. This has the advantage that the space requirement in the plane of the circuit board is limited to the electronic processing component, which carries on its upper side the rotor position sensor. The rotor position sensor advantageously has a smaller area in the plane of the printed circuit board than the electronic processing component, so that the rotor position sensor can be placed completely within the lateral border on the upper side of the electronic processing component. The electronic processing component is carrier of the rotor position sensor, so that insofar as the mechanical connection between these components is given. Furthermore, there is also an electrical connection in that contact lines are guided directly from the rotor position sensor to the electronic processing component, in particular bonded wires such as copper.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung ist der Rotorlagesensor unmittelbar neben dem elektronischen Verarbeitungsbauteil platziert. Die beiden Bauteile können mechanisch aneinandergekoppelt sein, die elektrische Verbindung erfolgt wie bei einer aufeinandergestapelten Anordnung über Kontaktleiter, welche bevorzugt als gebondete Drähte ausgeführt sind. Bei einer Anordnung unmittelbar nebeneinander sind der Rotorlagesensor und das elektronische Verarbeitungsbauteil zweckmäßigerweise jeweils in einem Metallgitter angeordnet, zwischen denen der elektrische Kontakt besteht. Die Metallgitter sind als separate Bauteile ausgeführt und können gegebenenfalls auch bei einer aufeinandergestapelten Anordnung vorgesehen sein. Auch bei einer nebeneinanderliegenden Anordnung sind der Rotorlagesensor und das elektronische Verarbeitungsbauteil in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. According to a further embodiment, the rotor position sensor is placed directly next to the electronic processing component. The two components can be mechanically coupled to each other, the electrical connection takes place as in a stacked arrangement via contact conductors, which are preferably designed as bonded wires. In an arrangement immediately adjacent to each other, the rotor position sensor and the electronic processing component are expediently arranged in each case in a metal grid, between which the electrical contact is made. The metal grids are designed as separate components and may optionally also be provided in a stacked arrangement. Even with a juxtaposed arrangement of the rotor position sensor and the electronic processing component are arranged in a common housing.
  • Das elektronische Verarbeitungsbauteil ist insbesondere innerhalb der Signalkette vom Signalgeber, welcher auf der Motorwelle angeordnet ist, zum elektrischen Servomotor dem Rotorlagesensor nachgeordnet. Die Signale des Rotorlagesensors werden in dem elektronischen Verarbeitungsbauteil empfangen und weiterverarbeitet. Die Signale des Rotorlagesensors liegen insbesondere in analoger Form vor und werden im elektronischen Verarbeitungsbauteil zum Beispiel in digitale Signale umgewandelt oder im Pegel angepasst; es handelt sich somit bei dem elektronischen Verarbeitungsbauteil um einen Analog-Digital-Wandler oder eine analoge/digitale Signalaufbereitung. Das elektronische Verarbeitungsbauteil kann gegebenenfalls analoge Signale des Rotorlagesensors auch analog weiterverarbeiten. The electronic processing component is in particular arranged downstream of the rotor position sensor within the signal chain from the signal transmitter, which is arranged on the motor shaft, to the electric servomotor. The signals of the rotor position sensor are received in the electronic processing component and further processed. The signals of the rotor position sensor are in particular in an analog form and are converted in the electronic processing component, for example, into digital signals or adjusted in level; Thus, it is in the electronic processing component to an analog-to-digital converter or analog / digital signal conditioning. If necessary, the electronic processing component can also process analog signals of the rotor position sensor analogously.
  • Die Ansteuerungseinheit umfasst, gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung, zusätzlich zum Rotorlagesensor sowie dem Verarbeitungsbauteil auf der Leiterplatte auch einen Mikrocontroller, der die Signale des elektronischen Verarbeitungsbauteils empfängt. Der Mikrocontroller berechnet beispielsweise die Höhe des vom Servomotor bereitzustellenden, unterstützenden Servomomentes. Dem Mikrocontroller kann in der Ansteuerungseinheit eine Leistungsendstufe nachgeschaltet sein, wobei gegebenenfalls zwischen Mikrocontroller und Leistungsendstufe eine weitere Verarbeitungseinheit, beispielsweise ein Wandler zwischengeschaltet sein kann, über den die digitalen Signale des Mikrocontrollers in analoge Signale umgewandelt werden, welche eingangsseitig der Leistungsendstufe zugeführt werden. Die Leistungsendstufe steuert unmittelbar den Servomotor an und versorgt diesen mit der erforderlichen Spannung. Die Ansteuereinheit für die Leistungsendstufe kann auch Teil des elektronischen Verarbeitungsbauteils sein. The drive unit comprises, according to further expedient embodiment, in addition to the rotor position sensor and the processing component on the circuit board and a microcontroller which receives the signals of the electronic processing component. The microcontroller calculates, for example, the height of the servomotor to be provided by the supporting servo torque. The microcontroller may be followed by a power output stage in the control unit, optionally between microcontroller and power output stage, a further processing unit, such as a converter may be interposed, via which the digital signals of the microcontroller are converted into analog signals, which are supplied to the power output stage on the input side. The power output stage directly controls the servomotor and supplies it with the required voltage. The drive unit for the power output stage can also be part of the electronic processing component.
  • Dem Rotorlagesensor ist als Signalgeber vorteilhafterweise ein Magnet zugeordnet, welcher auf der Motorwelle des Servomotors angeordnet ist. Bei einer Drehung der Motorwelle und des darauf positionierten Magneten ändert sich das vom Magnet abgestrahlte Magnetfeld, was über den Rotorlagesensor detektiert werden kann. Der Rotorlagesensor ist beispielsweise als magnetoresistiver Sensor oder als Hallsensor ausgebildet. The rotor position sensor is advantageously assigned as a signal generator, a magnet which is arranged on the motor shaft of the servo motor. Upon rotation of the motor shaft and the magnet positioned thereon, the magnetic field radiated from the magnet changes, which can be detected via the rotor position sensor. The rotor position sensor is designed, for example, as a magnetoresistive sensor or as a Hall sensor.
  • Für eine möglichst kompakte Ausführung ist es zweckmäßig, dass der Rotorlagesensor und das elektronische Verarbeitungsbauteil, die in dem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind, zentral bzw. mittig auf der Leiterplatte angeordnet sind, dergestalt, dass zumindest eines dieser Bauteile, vorzugsweise aber beide Bauteile von der Motorwellenlängsachse geschnitten werden. Auf diese Weise kann der Flächenbedarf der Leiterplatte reduziert werden. For as compact a design as possible, it is expedient that the rotor position sensor and the electronic processing component, which are accommodated in the common housing, are arranged centrally or centrally on the printed circuit board, such that at least one of these components, but preferably both components of the motor shaft longitudinal axis get cut. In this way, the area requirement of the circuit board can be reduced.
  • Die elektrische Verbindung zwischen dem Rotorlagesensor und dem elektronischen Verarbeitungsbauteil erfolgt bevorzugt über gebondete Drähte. Möglich sind aber auch sonstige Verbindungsarten. The electrical connection between the rotor position sensor and the electronic processing component is preferably via bonded wires. But also possible other types of connection.
  • Es kommen sowohl Ausführungen mit genau einem Rotorlagesensor als auch Ausführungen mit zwei oder gegebenenfalls mehr als zwei Rotorlagesensoren in Betracht. Bei zwei oder mehreren Rotorlagesensoren befinden sich diese vorteilhafterweise auf der gleichen Seite der Leiterplatte und sind vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet. Die erfindungsgemäße Ausführung ermöglicht es, die Rotorlagesensoren näher an der Wellenmitte zu platzieren, wobei entweder ein Rotorlagesensor zentrisch zur Welle und der oder die weiteren Rotorlagesensoren in geringem Abstand zum zentrischen Rotorlagesensor angeordnet sind oder alle Rotorlagesensoren im gleichen, verhältnismäßig geringen Abstand zur Wellenmitte platziert sind. Die Signale aller Rotorlagesensoren weisen somit eine ausreichende Signalgüte auf. Both versions with exactly one rotor position sensor as well as versions with two or possibly more than two rotor position sensors come into consideration. In two or more rotor position sensors, these are advantageously on the same side of the circuit board and are preferably arranged in close proximity to each other. The inventive design makes it possible to place the rotor position sensors closer to the shaft center, either a rotor position sensor centric to the shaft and the one or more rotor position sensors are arranged at a small distance from the centric rotor position sensor or all rotor position sensors are placed in the same, relatively short distance from the shaft center. The signals of all rotor position sensors thus have a sufficient signal quality.
  • Zwei oder mehrere Rotorlagesensoren vorzusehen hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall eines Rotorlagesensors ein Notbetrieb ohne funktionale Einschränkungen bezüglich Leistung, Akustik und Sicherheit über den bzw. die verbleibenden Rotorlagesensoren möglich ist. To provide two or more rotor position sensors has the advantage that in case of failure of a rotor position sensor emergency operation without functional limitations in terms of performance, acoustics and safety on the or the remaining rotor position sensors is possible.
  • Der bzw. die Rotorlagesensoren befinden sich auf der Oberseite oder der Unterseite der Leiterplatte. Grundsätzlich ist es auch möglich, einen oder mehrere Rotorlagesensoren auf der Oberseite und einen oder mehrere Rotorlagesensoren auf der Unterseite der Leiterplatte anzuordnen. The rotor position sensor or sensors are located on the top or the bottom of the circuit board. In principle, it is also possible to arrange one or more rotor position sensors on the upper side and one or more rotor position sensors on the underside of the printed circuit board.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems in einem Fahrzeug, mit einem elektrischen Servomotor zur Lenkunterstützung, 1 a schematic representation of a steering system in a vehicle, with an electric servo motor for steering assistance,
  • 2 in Seitenansicht eine Ansteuerungseinheit zur Ansteuerung des Servomotors, mit einem auf der Motorwelle angeordneten Magneten als Signalgeber für einen Rotorlagesensor, 2 in side view, a drive unit for controlling the servomotor, with a magnet arranged on the motor shaft as a signal generator for a rotor position sensor,
  • 3 in Draufsicht einen Ausschnitt aus der Ansteuerungseinheit mit dem Rotorlagesensor auf der Oberseite eines elektronischen Verarbeitungsbauteils auf der Leiterplatte, 3 in plan view a section of the drive unit with the rotor position sensor on top of an electronic processing component on the circuit board,
  • 4 in einer Ausführungsvariante die Ansteuerungseinheit mit dem Rotorlagesensor und dem elektronischen Verarbeitungsbauteil in nebeneinanderliegender Position. 4 in an embodiment, the drive unit with the rotor position sensor and the electronic processing component in juxtaposed position.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das in 1 dargestellte Lenksystem 1 wird in Kraftfahrzeugen eingesetzt und weist ein Lenkrad 2, eine Lenkwelle 3, ein Lenkgetriebe 4, ein Lenkgestänge 5 sowie einen elektrischen Servomotor 7 auf. Über das Lenkrad 2 gibt der Fahrer einen Lenkradwinkel δL vor, der über das Lenkgetriebe 4 und das Lenkgestänge 5 in einen Radlenkwinkel δR an den lenkbaren Rädern 6 des Fahrzeugs umgesetzt wird. Über den elektrischen Servomotor 7, dessen Motorwelle 8 mit dem Lenkgetriebe 4 gekoppelt ist, kann ein unterstützendes, dem Lenkmoment des Fahrers überlagertes Servomoment in das Lenksystem eingespeist werden. In the figures, the same components are provided with the same reference numerals. This in 1 illustrated steering system 1 is used in motor vehicles and has a steering wheel 2 , a steering shaft 3 , a steering gear 4 , a steering linkage 5 and an electric servomotor 7 on. About the steering wheel 2 the driver specifies a steering wheel angle δ L , which is via the steering gear 4 and the steering linkage 5 in a wheel steering angle δ R at the steerable wheels 6 of the vehicle is implemented. About the electric servomotor 7 whose motor shaft 8th with the steering gear 4 is coupled, a supporting, the steering torque of the driver superimposed servo torque can be fed into the steering system.
  • Der elektrische Servomotor 7 wird über die in 2 dargestellte Ansteuerungseinheit 9 angesteuert, die auf einer Leiterplatte 10, welche fest im Gehäuse des Servomotors angeordnet ist, verschiedene elektronische Bauteile aufweist. Die Ansteuereinheit 9 umfasst auf der Leiterplatte 10 einen Rotorlagesensor 11, ein dem Rotorlagesensor zugeordnetes elektronisches Verarbeitungsbauteil 12, einen Mikrocontroller 13 sowie ein weiteres Elektronikbauteil 14, bei dem es sich um einen Wandler zur Ansteuerung einer Leistungsendstufe des Servomotors handelt. Der Rotorlagesensor 11 detektiert Signale eines als Magnet 15 ausgeführten Signalgebers, der fest an der Stirnseite der Motorwelle 8 angeordnet ist und die Drehung der Motorwelle 8 mit ausführt. Der Rotorlagesensor 11 ist beispielsweise als magnetoresistiver Sensor oder als Hallsensor ausgebildet und in der Lage, bei einer Drehung der Motorwelle Änderungen des vom Magneten 15 ausgehenden, rotierenden Magnetfeldes zu sensieren. Damit ist es möglich, die aktuelle Drehlage der Motorwelle zu bestimmen, was für die Ermittlung und Einstellung des geforderten Servomomentes über den elektrischen Servomotor benötigt wird. The electric servomotor 7 will about the in 2 shown drive unit 9 driven on a circuit board 10 which is fixedly arranged in the housing of the servomotor, having various electronic components. The drive unit 9 covers on the circuit board 10 a rotor position sensor 11 , an electronic processing component associated with the rotor position sensor 12 , a microcontroller 13 as well as another electronic component 14 in which it is a converter for controlling a power output stage of the servomotor. The rotor position sensor 11 detects signals as a magnet 15 executed signal generator, the fixed on the front side of the motor shaft 8th is arranged and the rotation of the motor shaft 8th with carries out. The rotor position sensor 11 is designed, for example, as a magnetoresistive sensor or as a Hall sensor and is able to change the magnet shaft when the motor shaft rotates 15 outgoing, rotating magnetic field to sense. This makes it possible to determine the current rotational position of the motor shaft, which is required for the determination and adjustment of the required servo torque via the electric servomotor.
  • Wie 2 in Verbindung mit der Draufsicht auf den Rotorlagesensor 11 und das elektronische Verarbeitungsbauteil 12 gemäß 3 zu entnehmen, ist der Rotorlagesensor 11 unmittelbar auf der Oberseite des elektronischen Verarbeitungsbauteils 12 positioniert. Der Rotorlagesensor 11 ist kleiner als das Verarbeitungsbauteil 12 ausgeführt und liegt mit Abstand zu den Seitenkanten des Verarbeitungsbauteils 12. Der Rotorlagesensor 11 kommuniziert mit dem Rotorlagesensor 12; die analog vorliegenden Sensordaten des Rotorlagesensors 11 werden beispielsweise über Kupferdrähte 17 als Kontaktleiter vom Rotorlagesensor 11 auf das Verarbeitungsbauteil 12 übertragen, das zum Beispiel als Analog-Digital-Wandler ausgeführt ist und die analogen Signale des Rotorlagesensors in digitale Signale umwandelt. Das Verarbeitungsbauteil 12 weist ein Metallgitter 18 auf, welches unmittelbar auf der Leiterplatte 10 aufsitzt und über das das Verarbeitungsbauteil 12 über weitere Kontaktleiter 19 mit dem Mikrocontroller 13 kommuniziert. As 2 in conjunction with the plan view of the rotor position sensor 11 and the electronic processing component 12 according to 3 can be seen, is the rotor position sensor 11 directly on top of the electronic processing component 12 positioned. The rotor position sensor 11 is smaller than the processing component 12 executed and is located at a distance from the side edges of the processing component 12 , The rotor position sensor 11 communicates with the rotor position sensor 12 ; the analog sensor data of the rotor position sensor 11 for example, over copper wires 17 as a contact conductor of the rotor position sensor 11 on the processing component 12 which is implemented, for example, as an analog-to-digital converter and converts the analog signals of the rotor position sensor into digital signals. The processing component 12 has a metal grid 18 which is directly on the circuit board 10 sits and about the processing component 12 via further contact conductors 19 with the microcontroller 13 communicated.
  • Der Rotorlagesensor 11 und das Verarbeitungsbauteil 12 sind von einem Gehäuse 16 übergriffen, das auf der Leiterplatte 10 angeordnet ist. Bei dem Gehäuse 16 kann es sich um das Gehäuse des Verarbeitungsbauteils 12 handeln, in das der Rotorlagesensor 11 integriert wird. In dem Gehäuse 16 sind nur der Rotorlagesensor 11 und das Verarbeitungsbauteil 12 angeordnet. Der Rotorlagesensor 11 ist zentrisch auf der Leiterplatte 10 angeordnet, so dass die Motorwellenlängsachse 20 den Rotorlagesensor 11 schneidet. Gegebenenfalls ist auch das Verarbeitungsbauteil 12 zentrisch auf der Leiterplatte 10 angeordnet. The rotor position sensor 11 and the processing component 12 are from a housing 16 overrun on the circuit board 10 is arranged. In the case 16 it may be the case of the processing component 12 act, in which the rotor position sensor 11 is integrated. In the case 16 are only the rotor position sensor 11 and the processing component 12 arranged. The rotor position sensor 11 is centric on the circuit board 10 arranged so that the motor shaft longitudinal axis 20 the rotor position sensor 11 cuts. Optionally, the processing component is also 12 centric on the circuit board 10 arranged.
  • In 4 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der der Rotorlagesensor 11 unmittelbar neben dem Verarbeitungsbauteil 12 angeordnet ist und über die gebondeten Kupferdrähte 17 mit dem Verarbeitungsbauteil 12 kommuniziert, welches über weitere Kontaktleiter 19 mit weiteren elektronischen Bauteilen auf der Leiterplatte 10 verbunden ist. Der Rotorlagesensor 11 und das Verarbeitungsbauteil 12 sitzen jeweils auf einem Metallgitter 18. Die nebeneinander angeordneten Bauelemente 11 und 12 sind beide von dem Gehäuse 16 übergriffen. Zweckmäßigerweise ist der Rotorlagesensor 11 zentrisch angeordnet, so dass die Motorwellenlängsachse 20 den Rotorlagesensor 11 schneidet. Möglich ist aber auch eine Anordnung, bei der die Motorwellenlängsachse 20 das Verarbeitungsbauteil 12 schneidet. In 4 a variant is shown, in which the rotor position sensor 11 immediately next to the processing component 12 is arranged and over the bonded copper wires 17 with the processing component 12 communicates via another contact manager 19 with other electronic components on the circuit board 10 connected is. The rotor position sensor 11 and the processing component 12 each sitting on a metal grid 18 , The juxtaposed components 11 and 12 Both are from the case 16 overlapped. Conveniently, the rotor position sensor 11 arranged centrally, so that the motor shaft longitudinal axis 20 the rotor position sensor 11 cuts. But also possible is an arrangement in which the motor shaft longitudinal axis 20 the processing component 12 cuts.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    Lenksystem steering system
    2 2
    Lenkrad steering wheel
    3 3
    Lenkwelle steering shaft
    4 4
    Lenkgetriebe steering gear
    5 5
    Lenkgestänge steering linkage
    6 6
    Rad wheel
    7 7
    Servomotor servomotor
    8 8th
    Motorwelle motor shaft
    9 9
    Ansteuerungseinheit control unit
    10 10
    Leiterplatte circuit board
    11 11
    Rotorlagesensor Rotor position sensor
    12 12
    Verarbeitungsbauteil (SysASIC) Processing component (SysASIC)
    13 13
    Mikrocontroller microcontroller
    14 14
    Elektronikbauteil (B6 ASIC) Electronic component (B6 ASIC)
    15 15
    Magnet magnet
    16 16
    Gehäuse casing
    17 17
    Kupferdraht copper wire
    18 18
    Metallgitter metal grid
    19 19
    Kontaktleiter Contact manager
    20 20
    Motorwellenlängsachse Motor shaft longitudinal axis

Claims (13)

  1. Lenksystem in einem Fahrzeug mit einem elektrischen Servomotor (7) zur Erzeugung eines die Lenkbewegung unterstützenden Servomoments, mit einer Ansteuerungseinheit (9) zur Ansteuerung des Servomotors (7), wobei die Ansteuerungseinheit (9) mindestens einen Rotorlagesensor (11) zur Erkennung der aktuellen Drehlage des Rotors des Servomotors (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagesensor (11) auf einer Leiterplatte (10) unmittelbar mit einem elektronischen Verarbeitungsbauteil (12), das ebenfalls auf der Leiterplatte (10) angeordnet ist, verbunden ist und der Rotorlagesensor (11) und das elektronische Verarbeitungsbauteil (12) in einem gemeinsamen Gehäuse (16) auf der Leiterplatte (10) angeordnet sind. Steering system in a vehicle with an electric servomotor ( 7 ) for generating a servo-assisting the steering movement, with a drive unit ( 9 ) for controlling the servomotor ( 7 ), wherein the drive unit ( 9 ) at least one rotor position sensor ( 11 ) for detecting the current rotational position of the rotor of the servomotor ( 7 ), characterized in that the rotor position sensor ( 11 ) on a printed circuit board ( 10 ) directly with an electronic processing component ( 12 ), which is also on the circuit board ( 10 ) is arranged, is connected and the rotor position sensor ( 11 ) and the electronic processing component ( 12 ) in a common housing ( 16 ) on the printed circuit board ( 10 ) are arranged.
  2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagesensor (11) auf das elektronische Verarbeitungsbauteil (12) aufgesetzt ist. Steering system according to claim 1, characterized in that the rotor position sensor ( 11 ) to the electronic processing component ( 12 ) is attached.
  3. Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagesensor (11) unmittelbar neben dem elektronischen Verarbeitungsbauteil (12) angeordnet ist. Steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor position sensor ( 11 ) immediately next to the electronic processing component ( 12 ) is arranged.
  4. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagesensor (11) und das elektronische Verarbeitungsbauteil (12) jeweils in einem Metallgitter (18) angeordnet und über Kontaktleiter (19) elektrisch miteinander verbunden sind. Steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rotor position sensor ( 11 ) and the electronic processing component ( 12 ) each in a metal grid ( 18 ) and via contact conductors ( 19 ) are electrically connected together.
  5. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Verarbeitungsbauteil (12) Signale des Rotorlagesensors (11) empfängt und weiterverarbeitet. Steering system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electronic processing component ( 12 ) Signals of the rotor position sensor ( 11 ) receives and processes.
  6. Lenksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Verarbeitungsbauteil (12) analoge Signale des Rotorlagesensors (11) in digitale Signale umwandelt. Steering system according to claim 5, characterized in that the electronic processing component ( 12 ) analog signals of the rotor position sensor ( 11 ) converts to digital signals.
  7. Lenksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Verarbeitungsbauteil (12) analoge Signale des Rotorlagesensors (11) analog weiterverarbeitet. Steering system according to claim 5, characterized in that the electronic processing component ( 12 ) analog signals of the rotor position sensor ( 11 ) processed analogously.
  8. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinheit (9) einen Mikrocontroller (13) umfasst, der Signale des elektronischen Verarbeitungsbauteils (12) empfängt. Steering system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the driving unit ( 9 ) a microcontroller ( 13 ), the signals of the electronic processing component ( 12 ) receives.
  9. Lenksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mikrocontroller (13) in der Ansteuerungseinheit (9) eine Leistungsendstufe nachgeschaltet ist. Steering system according to claim 8, characterized in that the microcontroller ( 13 ) in the drive unit ( 9 ) a power output stage is connected downstream.
  10. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rotorlagesensor (11) ein Magnet (15) auf der Motorwelle (8) des Servomotors (7) zugeordnet ist. Steering system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor position sensor ( 11 ) a magnet ( 15 ) on the motor shaft ( 8th ) of the servomotor ( 7 ) assigned.
  11. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Rotorlagesensor (11) und dem elektronischen Verarbeitungsbauteil (12) über gebondete Kupferdrähte (17) erfolgt. Steering system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the electrical connection between the rotor position sensor ( 11 ) and the electronic processing component ( 12 ) via bonded copper wires ( 17 ) he follows.
  12. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagesensor (11) und das elektronische Verarbeitungsbauteil (12) zentral auf der Leiterplatte (10) angeordnet sind und von der Motorwellenlängsachse (20) geschnitten werden. Steering system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the rotor position sensor ( 11 ) and the electronic processing component ( 12 ) centrally on the circuit board ( 10 ) are arranged and from the motor shaft longitudinal axis ( 20 ) get cut.
  13. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Rotorlagesensoren (11) auf der Leiterplatte (10) angeordnet sind. Steering system according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least two rotor position sensors ( 11 ) on the printed circuit board ( 10 ) are arranged.
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