DE102021201229A1

DE102021201229A1 - Feedback actuator and steer-by-wire steering system for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102021201229A1
Application number: DE102021201229.9A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Forte; Sedat Sen
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2021-02-10
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2022-08-11
Also published as: WO2022171534A1; CN116829439A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Feedback-Aktuator (5) für ein Kraftfahrzeug-Lenksystem (1), umfassend ein von einem elektrischen Motor (51) um eine Antriebsachse (M) drehend antreibbares Antriebsrad (53), und einem damit über einen umlaufenden Riemen (55) in Getriebeeingriff stehenden Abtriebsrad (54), welches verbunden ist mit einer zur Antriebsachse (M) beabstandeten, um eine Lenkachse (L) drehbar gelagerten Lenkwelle (22), und umfassend eine Drehwinkel-Erfassungseinrichtung (7), die einen dem Antriebsrad (53) zugeordneten ersten elektrischen Positionssensor (72), einen dem Abtriebsrad (54) zugeordneten zweiten Positionssensor (75) und eine die Positionssensoren (72, 75) tragende elektrische Leiterplatte (73, 76) aufweist. Um eine verbesserte, weniger störanfällige Drehwinkel-Erfassungseinrichtung zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, dass die Leiterplatte (73, 76) einen den ersten Positionssensor (72) tragenden ersten Leiterplattenabschnitt (73) aufweist, der über ein flexibles Leiterelement (77) räumlich verlagerbar und elektrisch leitend mit einem den zweiten Positionssensor (75) tragenden zweiten Leiterplattenabschnitt (76) verbunden ist.The present invention relates to a feedback actuator (5) for a motor vehicle steering system (1), comprising a drive wheel (53) which can be driven in rotation about a drive axis (M) by an electric motor (51), and a drive wheel (53) which is connected thereto via a revolving belt ( 55) driven wheel (54) in gear engagement, which is connected to a steering shaft (22) which is spaced apart from the drive axis (M) and is rotatably mounted about a steering axis (L), and comprising a rotational angle detection device (7) which 53) associated first electrical position sensor (72), a second position sensor (75) associated with the driven wheel (54) and an electrical circuit board (73, 76) carrying the position sensors (72, 75). In order to enable an improved rotation angle detection device that is less susceptible to faults, the invention proposes that the printed circuit board (73, 76) have a first printed circuit board section (73) which carries the first position sensor (72) and can be spatially displaced via a flexible conductor element (77). and is electrically conductively connected to a second printed circuit board section (76) carrying the second position sensor (75).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Feedback-Aktuator für ein Kraftfahrzeug-Lenksystem, umfassend ein von einem elektrischen Motor um eine Antriebsachse drehend antreibbares Antriebsrad, und einem damit über einen umlaufenden Riemen in Getriebeeingriff stehenden Abtriebsrad, welches verbunden ist mit einer zur Antriebsachse beabstandeten, um eine Lenkachse drehbar gelagerten Lenkwelle, und umfassend eine Drehwinkel-Erfassungseinrichtung und/oder eine Drehmoment-Erfassungseinrichtung, die einen dem Antriebsrad zugeordneten ersten elektrischen Positionssensor, einen dem Abtriebsrad zugeordneten zweiten Positionssensor und eine die Positionssensoren tragende elektrische Leiterplatte aufweist. Ein Steer-by-wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit einem derartigen Feedback-Aktuator ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.The invention relates to a feedback actuator for a motor vehicle steering system, comprising a drive wheel that can be driven in rotation about a drive axis by an electric motor, and a driven wheel that is in gear engagement with it via a revolving belt and is connected to a drive wheel that is spaced apart from the drive axis and about a steering axis rotatably mounted steering shaft, and comprising a rotational angle detection device and/or a torque detection device which has a first electrical position sensor assigned to the drive wheel, a second position sensor assigned to the driven wheel and an electrical printed circuit board carrying the position sensors. A steer-by-wire steering system of a motor vehicle with such a feedback actuator is also the subject of the invention.

Steer-by-Wire-Lenksysteme für Kraftfahrzeuge können manuelle Lenkbefehle des Fahrers wie konventionelle mechanische Lenkungen durch Drehung eines Lenkrades einer Eingabeeinheit entgegennehmen, welches am fahrerseitigen, hinteren Ende einer in der Lenksäule gelagerten Lenkwelle, der Lenkspindel, angebracht ist. Die Lenkwelle ist jedoch nicht mechanisch über das Lenkgetriebe mit den zu lenkenden Rädern verbunden, sondern wirkt mit Drehwinkel- bzw. Drehmomentsensoren zusammen, die den eingebrachten Lenkbefehl erfassen und daraus ein elektrisches Steuersignal erzeugen und an einen Lenksteller abgeben, der mittels eines elektrischen Stellantriebs einen dem Lenkbefehl entsprechenden Lenkeinschlag der Räder einstellt.Like conventional mechanical steering systems, steer-by-wire steering systems for motor vehicles can accept manual steering commands from the driver by rotating a steering wheel from an input unit, which is attached to the driver's rear end of a steering shaft mounted in the steering column, the steering shaft. However, the steering shaft is not mechanically connected to the wheels to be steered via the steering gear, but interacts with angle of rotation or torque sensors that record the steering command and generate an electrical control signal from it and transmit it to a steering actuator, which uses an electrical actuator to set a steering command adjusts the corresponding steering angle of the wheels.

Durch die fehlende mechanische Kopplung erhält der Fahrer bei Steer-by-Wire-Systemen von den gelenkten Rädern keine unmittelbare physische Rückmeldung über den Lenkstrang, welche bei konventionellen mechanisch gekoppelten Lenkungen als Reaktions- bzw. Rückstellmoment in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem aktuellen Lenkwinkel und weiterer Betriebszustände auf das Lenkrad zurück übertragen wird. Die fehlende haptische Rückmeldung erschwert dem Fahrer, aktuelle Fahrsituationen sicher zu erfassen und angemessene Lenkmanöver durchzuführen, wodurch die Fahrzeuglenkbarkeit und damit die Fahrsicherheit beeinträchtigt werden.Due to the lack of mechanical coupling in steer-by-wire systems, the driver does not receive any direct physical feedback from the steered wheels via the steering train, which in conventional mechanically coupled steering systems is a reaction or return torque depending on the condition of the road, the vehicle speed, the current steering angle and other operating states is transmitted back to the steering wheel. The lack of haptic feedback makes it difficult for the driver to reliably grasp current driving situations and carry out appropriate steering maneuvers, which impairs vehicle steerability and thus driving safety.

Zur Erzeugung eines realistischen Fahrgefühls ist es im Stand der Technik bekannt, aus einer tatsächlichen momentanen Fahrsituation Parameter wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel, Lenkungs-Reaktionsmoment und dergleichen zu erfassen oder in einer Simulation zu berechnen, und aus diesen ein Rückkopplungs-Signal zu bilden, welches in einen Feedback-Aktuator eingespeist wird. Der Feedback-Aktuator ist bevorzugt in die Lenksäule des Fahrzeugs integriert und weist einen Handmoment- oder Lenkradsteller mit einer elektromotorischen Antriebseinheit auf, die abhängig vom Rückkopplungs-Signal ein dem realen Reaktionsmoment entsprechendes Rückstellmoment oder Feedbackmoment über die Lenkwelle in das Lenkrad einkoppelt. Derartige „Force-feedback“-Systeme geben dem Fahrer den Eindruck einer realen Fahrsituation wie bei einer konventionellen Lenkung, was eine intuitive Reaktion erleichtert.In order to generate a realistic driving experience, it is known in the prior art to detect parameters such as vehicle speed, steering angle, steering reaction torque and the like from an actual current driving situation or to calculate them in a simulation and to form a feedback signal from them, which in a feedback actuator is fed. The feedback actuator is preferably integrated into the steering column of the vehicle and has a manual torque or steering wheel actuator with an electromotive drive unit which, depending on the feedback signal, couples a restoring torque or feedback torque corresponding to the real reaction torque via the steering shaft into the steering wheel. Such "force feedback" systems give the driver the impression of a real driving situation as with conventional steering, which facilitates an intuitive reaction.

Aus der EP 3 521 136 A1 ist ein gattungsgemäßer Feedback-Aktuator bekannt, bei dem der Elektromotor über einen Riementrieb, konkret einen Zahnriementrieb mit der Lenkwelle gekoppelt ist. Das Motormoment wird mittels eines umlaufenden Riemens bzw. Zahnriemens von einem als antriebsseitige Riemenscheibe auf der Motorwelle angebrachten Antriebsrad auf ein auf der Lenkwelle angebrachtes, als abtriebsseitige Riemenscheibe ausgebildeten Abtriebsrad übertragen. Mittels einer Drehwinkel-Erfassungseinrichtung kann das eingekoppelte Feedback gemessen und geregelt werden. Dabei ist dem Antriebs- und Abtriebsrad jeweils ein als Winkel oder Rotorpositionssensor ausgebildeter Sensor zugeordnet, so dass die Winkelstellung bzw. die Drehung von Antriebs- und Abtriebsrad unabhängig voneinander erfasst werden. Dis hat den Vorteil, dass eine redundante Messung erfolgen kann, um Störungen in der Drehmomentübertragung, beispielsweise durch Schlupf oder einen gerissenen Riemen, sicher detektiert werden können.From the EP 3 521 136 A1 a generic feedback actuator is known in which the electric motor is coupled to the steering shaft via a belt drive, specifically a toothed belt drive. The engine torque is transmitted by means of a revolving belt or toothed belt from a drive wheel mounted on the engine shaft as a drive-side belt pulley to a driven wheel mounted on the steering shaft and designed as a driven-side belt pulley. The coupled-in feedback can be measured and regulated by means of a rotation angle detection device. In this case, a sensor designed as an angle or rotor position sensor is assigned to the drive and driven wheel, so that the angular position or the rotation of the drive and driven wheel are detected independently of one another. This has the advantage that a redundant measurement can be carried out in order to be able to reliably detect faults in the torque transmission, for example due to slippage or a torn belt.

Die beiden Sensoren sind als kontaktlose Sensoren ausgebildet, beispielsweise als Hall-Sensoren, die auf einer Leiterplatte angeordnet sind, welche gleichzeitig als mechanischer Träger dient und elektrische Leiterbahnen zur Stromversorgung und Signalübertragung der Sensoren aufweist. Auf einer oder beiden Seiten dieser mechanisch starren Leiterplatte sind die Sensoren so positioniert, dass sie jeweils einen definierten, geringen Messabstand zu einem Abtriebs- und Antriebrad angebrachten Signalgeber haben, beispielsweise einem Gebermagneten oder einem anderen bevorzugt berührungslosen Geberelement. Der Vorteil ist, dass die Sensoren auf der Leiterplatte definiert relativ zum Riementrieb fixiert sind. Wenn sich jedoch die Position von Antriebs- oder Abtriebsrad relativ zueinander oder zur Leiterplatte verändert, beispielsweise durch relative Verlagerung von Antriebs- und Abtriebsrad zur Einstellung einer definierten Riemenspannung, entweder bei der Montage oder auch im Betrieb, oder durch Lastwechselreaktionen, kann sich der Messabstand zwischen einem Sensor und einem zugeordneten Signalgeber an Antriebs- oder Abtriebsrad verändern, wodurch das Messsignal gestört werden kann.The two sensors are designed as contactless sensors, for example as Hall sensors, which are arranged on a printed circuit board, which also serves as a mechanical carrier and has electrical conductor tracks for the power supply and signal transmission of the sensors. The sensors are positioned on one or both sides of this mechanically rigid printed circuit board in such a way that they each have a defined, small measuring distance from a signal transmitter attached to the output and drive wheel, for example a transmitter magnet or another preferably non-contact transmitter element. The advantage is that the sensors on the printed circuit board are fixed in a defined manner relative to the belt drive. However, if the position of the drive or driven wheel changes relative to each other or to the printed circuit board, for example due to the relative displacement of the drive and driven wheel to set a defined belt tension, either during assembly or during operation, or due to load change reactions, the measuring distance between change a sensor and an associated signal generator on the drive or driven wheel, which can disrupt the measurement signal.

Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Feedback-Aktuator mit einer verbesserten, weniger störanfälligen Drehwinkel-Erfassungseinrichtung anzugeben.In view of the problems explained above, it is an object of the present invention to specify a feedback actuator with an improved rotation angle detection device that is less susceptible to faults.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by the steering column having the features of claim 1. Advantageous developments result from the dependent claims.

Bei einem gattungsgemäßen Feedback-Aktuator für ein Kraftfahrzeug-Lenksystem, umfassend ein von einem elektrischen Motor um eine Antriebsachse drehend antreibbares Antriebsrad, und einem damit über einen umlaufenden Riemen in Getriebeeingriff stehenden Abtriebsrad, welches verbunden ist mit einer zur Antriebsachse beabstandeten, um eine Lenkachse drehbar gelagerten Lenkwelle, und umfassend eine Drehwinkel-Erfassungseinrichtung und/oder eine Drehmoment-Erfassungseinrichtung, die einen dem Antriebsrad zugeordneten ersten elektrischen Positionssensor, einen dem Abtriebsrad zugeordneten zweiten Positionssensor und eine die Positionssensoren tragende elektrische Leiterplatte aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leiterplatte einen den ersten Positionssensor tragenden ersten Leiterplattenabschnitt aufweist, der über ein flexibles Leiterelement räumlich verlagerbar und elektrisch leitend mit einem den zweiten Positionssensor tragenden zweiten Leiterplattenabschnitt verbunden ist.In a generic feedback actuator for a motor vehicle steering system, comprising a drive wheel that can be driven in rotation about a drive axis by an electric motor, and a driven wheel that is in gear engagement with it via a revolving belt, which is connected to a drive wheel that is spaced apart from the drive axis and can be rotated about a steering axis mounted steering shaft, and comprising a rotational angle detection device and/or a torque detection device, which has a first electrical position sensor assigned to the drive wheel, a second position sensor assigned to the driven wheel and an electrical printed circuit board carrying the position sensors, it is provided according to the invention that the printed circuit board has a den having the first printed circuit board section carrying the first position sensor, which is connected in a spatially displaceable and electrically conductive manner to a second printed circuit board section carrying the second position sensor via a flexible conductor element.

Der Riementrieb kann bevorzugt als Zahnriementrieb ausgebildet sein, wobei Antriebs- und Abtriebsrad als Zahnriemenräder oder -scheiben ausgebildet sind, um die ein Zahnriemen umläuft. Die Zahnriemenräder fluchten miteinander, was einer im Wesentlichen parallelen Anordnung der antriebsseitig in Richtung der Antriebsachse erstreckten Motorwelle und der abtriebsseitig in Richtung der Abtriebs- oder Lenkachse erstreckten Lenkwelle entspricht, welche die Abtriebswelle bildet. Dabei können Antriebs- und Abtriebsrad jeweils im Bereich eines freien Endes von Motor- und Lenkwelle drehfest angebracht sein, so dass sie eine gemeinsame freie axiale Stirnseite haben, vor der sich die Leiterplatte senkrecht zu deren Achsrichtung erstreckt. Die Positionssensoren, gleichbedeutend auch kurz als Sensoren bezeichnet, können so auf derselben, axial den beiden Zahnriemenrädern gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte angebracht sein, so dass sie sich in einem definierten axialen Messabstand relativ zu an den Riemenrädern angeordneten Geberelementen befinden, die beispielsweise mitrotierende Gebermagnete aufweisen. Die elektronischen Positionssensoren und die zugehörigen Geber können im Prinzip nach unterschiedlichen im Stand der Technik bekannten, bevorzugt berührungslosen physikalischen Messprinzipien arbeiten, beispielsweise magnetisch, kapazitiv, optisch, akustisch oder dergleichen, soweit damit eine Erfassung der Winkel- bzw. Rotorposition von Antriebs- und Abtriebsrad ermöglicht wird. Vorteilhaft ist eine Kombination von Magnetsensoren, beispielsweise Hall-Sensoren, mit rotierenden Gebermagneten.The belt drive can preferably be designed as a toothed belt drive, with the drive and driven wheels being designed as toothed belt wheels or pulleys around which a toothed belt runs. The toothed belt wheels are aligned with one another, which corresponds to a substantially parallel arrangement of the motor shaft, which extends on the drive side in the direction of the drive axis, and the steering shaft, which forms the output shaft, and extends on the output side in the direction of the output or steering axis. In this case, the driving and driven gears can each be attached in a rotationally fixed manner in the area of a free end of the motor shaft and steering shaft, so that they have a common free axial end face in front of which the printed circuit board extends perpendicularly to its axis direction. The position sensors, also referred to as sensors for short, can be mounted on the same side of the printed circuit board that is axially opposite to the two toothed belt wheels, so that they are located at a defined axial measuring distance relative to the sensor elements arranged on the belt wheels, which, for example, have co-rotating sensor magnets. The electronic position sensors and the associated encoders can in principle work according to different, preferably non-contact, physical measuring principles known in the prior art, for example magnetic, capacitive, optical, acoustic or the like, insofar as the angular or rotor position of the drive and driven wheel is detected is made possible. A combination of magnetic sensors, for example Hall sensors, with rotating sensor magnets is advantageous.

Alternativ oder zusätzlich zur Drehwinkel-Erfassungseinrichtung kann eine Drehmoment-Erfassungseinrichtung vorgesehen sein. Diese dient zur Bestimmung eines übertragenen Drehmoments. Dieses kann aus den von den Positionssensoren bereitgestellten elektrischen Signalen ermittelt werden.As an alternative or in addition to the rotation angle detection device, a torque detection device can be provided. This is used to determine a transmitted torque. This can be determined from the electrical signals provided by the position sensors.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die freien Stirnseiten von Antriebs- und Abtriebsrad einander axial gegenüberliegen, und die diesen zugeordneten Sensoren auf den einander abgewandten Seiten der Leiterplatte angeordnet sind.It can also be provided that the free end faces of the input and output gears are axially opposite one another, and the sensors assigned to them are arranged on the opposite sides of the circuit board.

Erfindungsgemäß ist die Leiterplatte nicht wie im Stand der Technik einteilig starr durchgehend ausgebildet, sondern in mindestens zwei flexibel miteinander verbundene Leiterplattenabschnitte geteilt, die im Folgenden gleichbedeutend als Leiterplattenteile oder Teilplatten oder -elemente bezeichnet werden. Die flexible Verbindung ermöglicht eine relative Bewegung der beiden Leiterplattenabschnitte, bevorzugt in Richtung parallel zu einer gemeinsamen Leiterplattenebene, die senkrecht zur Achsrichtung von Antriebs- und Abtriebsachse steht, und zu der die Leiterplattenabschnitte parallel, bevorzugt mit demselben Abstand angeordnet sind. Die relative Beweglichkeit bringt den Vorteil, dass die Positionssensoren einer relativen Bewegung zwischen Antriebs- und Abtriebsrads, beispielsweise beim Spannen des Riemens durch Vergrößerung des Achsabstands zwischen Antriebs- und Abtriebsachse folgen können. Dabei kann der eine Leiterplattenabschnitt mit dem einen Sensor relativ zum Antriebsrad fixiert sein, und der andere relativ zum Abtriebsrad. Ein Vorteil dabei ist, dass der Messabstand zwischen dem jeweiligen Sensor und dem zugeordneten Geberelement unabhängig von der Relativposition der Riemenräder unverändert bleibt, und die Zuverlässigkeit der Drehwinkelerfassung erhöht wird. Außerdem kann in vorteilhafter Weise der Justieraufwand bei der Montage verringert werden, und der Riemen kann durch Veränderung des Achsabstands einfach nachgespannt werden, ohne dass die Drehwinkelmessung davon beeinträchtigt wird.According to the invention, the printed circuit board is not designed in one piece as in the prior art, but is divided into at least two flexibly connected printed circuit board sections, which are hereinafter referred to as printed circuit board parts or partial boards or elements. The flexible connection allows relative movement of the two printed circuit board sections, preferably in a direction parallel to a common printed circuit board plane which is perpendicular to the axial direction of the input and output axes and to which the printed circuit board sections are arranged parallel, preferably at the same distance. The relative mobility has the advantage that the position sensors can follow a relative movement between the drive and driven wheel, for example when tensioning the belt by increasing the center distance between the drive and driven axle. In this case, one printed circuit board section with one sensor can be fixed relative to the drive wheel, and the other one relative to the driven wheel. One advantage of this is that the measuring distance between the respective sensor and the associated encoder element remains unchanged, regardless of the relative position of the pulleys, and the reliability of the rotational angle detection is increased. In addition, the adjustment effort during assembly can advantageously be reduced, and the belt can be retensioned simply by changing the center distance, without the angle of rotation measurement being adversely affected.

Es ist vorteilhaft, dass der erste Leiterplattenabschnitt relativ zum Antriebsrad fixiert ist, und der zweite Leiterplattenabschnitt relativ zum Abtriebsrad. Die mindestens zwei ersten und zweiten Leiterbahnabschnitte können im Prinzip gleichartig aufgebaut sein. Durch eine räumlich eindeutig definierte Fixierung relativ zum Antriebs- oder Abtriebsrad kann der jeweilige Abstand des zugeordneten Positionssensors zum Antriebs- und Abtriebsrad definiert fest vorgegeben werden, wodurch der Messabstand fixiert ist. Bei einer relativen Verlagerung von Antriebs- und Abtriebsrad werden die Leiterbahnabschnitte mitbewegt, wobei die Relativbewegung durch das erfindungsgemäß flexible Verbindungselement kompensiert werden kann. Das flexible Verbindungselement bildet eine mechanisch und elektrisch leitende Verbindung, die Stromversorgungs- und Signalleitungen umfassen kann. Durch den in jedem Montage- und Betriebszustand gleichbleibenden Messabstand werden Störungen weitgehend vermieden. Der erste Leiterplattenabschnitt kann auch relativ zum Abtriebsrad fixiert sein, und der zweite Leiterplattenabschnitt relativ zum Antriebsrad.It is advantageous that the first printed circuit board section is fixed relative to the drive wheel and the second printed circuit board section is fixed relative to the driven wheel. In principle, the at least two first and second conductor track sections can be constructed in the same way. By a spatially clearly defined fixation relative to the drive or driven wheel, the respective distance of the associated position sensor from the drive and driven wheel can be specified in a defined and fixed manner, as a result of which the measuring distance is fixed. In the case of a relative displacement of the drive and driven wheels, the conductor track sections are also moved, it being possible for the relative movement to be compensated for by the flexible connecting element according to the invention. The flexible connecting element forms a mechanically and electrically conductive connection that can include power supply and signal lines. Disturbances are largely avoided due to the measuring distance remaining the same in every installation and operating state. The first circuit board section can also be fixed relative to the driven wheel, and the second circuit board section relative to the drive wheel.

Jeweils ein Leiterplattenabschnitt kann beispielsweise an einem Lagerelement festgelegt sein, in dem die Antriebs- bzw. Abtriebswelle drehbar gelagert ist. Bei einer relative Bewegung der Achsen führen diese Lagerelemente zusammen mit den Leiterplattenabschnitten Relativbewegungen aus, die durch deren flexible Verbindung kompensiert werden können.Each circuit board section can be fixed, for example, to a bearing element in which the input or output shaft is rotatably mounted. When the axes move relative to each other, these bearing elements perform relative movements together with the printed circuit board sections, which can be compensated for by their flexible connection.

Es kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die ersten und zweiten Leiterplattenabschnitte starr ausgebildet sind. Die Leiterplattenabschnitte können jeweils ähnlich wie die im Stand der Technik einteilig durchgehende Leiterplatte eine starre Trägerplatte aus einem Isoliermaterial aufweisen, beispielsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, auf der in einer, zwei oder mehr Schichten elektrische Leiterbahnen aufgebracht sind. Der Einsatz derartiger mehrlagiger Platinen ist für gedruckte Schaltungen (PCB = printed circuit board) bekannt. Erfindungsgemäß sind die Leiterplattenabschnitte weniger flexibel als das diese verbindende flexible Leiterelement. Die starre, formstabile Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sie eine räumlich dauerhaft präzise Positionierung und Fixierung der Sensoren ermöglicht.It can advantageously be provided that the first and second printed circuit board sections are rigid. Similar to the one-piece continuous circuit board in the prior art, the circuit board sections can each have a rigid carrier board made of an insulating material, for example a fiber-reinforced plastic, on which electrical conductor tracks are applied in one, two or more layers. The use of such multi-layer circuit boards is known for printed circuits (PCB=printed circuit board). According to the invention, the printed circuit board sections are less flexible than the flexible conductor element connecting them. The rigid, dimensionally stable design has the advantage that it enables the sensors to be positioned and fixed spatially with long-term precision.

Eine bevorzugte Ausführung ist, dass das flexible Leiterelement eine biegbare Platine aufweist. Eine derartige biegbare Platine stellt im Prinzip eine folienartige, quer zu ihrer Flächenerstreckung biegbare dünne Leiterplattenfolie dar, die auch als Flex-Platine oder Flex-Leiterplatte bezeichnet wird, und die dünner ist als die starren Leiterplattenabschnitte. Eine Flex-Platine kann als Träger eine isolierende Kunststofffolie, beispielsweise eine PolyimidFolie mit einer Dicke von circa 0,02 mm bis 0,2 mm aufweisen, mit ein- oder beidseitig aufgedruckten elektrischen Leiterbahnen. Diese kann elektrisch leitend zwischen den Leiterbahnen der starren Leiterplattenabschnitte eingesetzt sein, und ermöglicht durch ihre veränderliche Durchbiegbarkeit senkrecht zur Leiterplattenebene einen variablen räumlichen Abstandsausgleich.A preferred embodiment is that the flexible conductor element has a flexible circuit board. In principle, such a flexible circuit board is a film-like, thin circuit board film that can be bent transversely to its surface extension, which is also referred to as a flex circuit board or flex circuit board, and which is thinner than the rigid circuit board sections. A flex circuit board can have an insulating plastic film as a carrier, for example a polyimide film with a thickness of approximately 0.02 mm to 0.2 mm, with electrical conductor tracks printed on one or both sides. This can be used in an electrically conductive manner between the conductor tracks of the rigid printed circuit board sections and, thanks to its variable deflection perpendicular to the printed circuit board level, enables a variable spatial distance compensation.

Durch Kombination von starren Leiterbahnabschnitten mit einer Flex-Platine kann mit Vorteil erstmals der Zielkonflikt zwischen einer dauerhaft präzisen Positionierung der Sensoren relativ zu den Riemenrädern und einer variablen Positionierung der Riemenräder zueinander gelöst werden.By combining rigid conductor track sections with a flex circuit board, the conflict of objectives between a permanently precise positioning of the sensors relative to the pulleys and a variable positioning of the pulleys relative to one another can advantageously be resolved for the first time.

Die Ausgestaltung der beiden starren Leiterbahnabschnitte und auch des flexiblen Leiterelements erleichtert eine rationelle automatisierte Fertigung der elektronischen Schaltung der Drehwinkel-Erfassungseinrichtung.The design of the two rigid conductor track sections and also of the flexible conductor element facilitates efficient, automated production of the electronic circuit of the rotation angle detection device.

Es kann vorgesehen sein, dass die Leiterplattenabschnitte in einer Ebene angeordnet sind und relativ zueinander einen Abstand aufweisen, über den sich das flexible Leiterelement erstreckt und quer zu der Ebene biegbar ist. Die Ebene bildet die Leiterplattenebene, in der die Leiterplattenabschnitte gegeneinander verlagerbar sind. Das flexible Leiterelement kann bevorzugt mindestens einen bogen- oder wellenförmig senkrecht zur Leiterplattenebene gewölbten, den Abstand überspannenden Verbindungsabschnitt haben, der stärker oder schwächer durchgebogen wird, wenn sich die Leiterplattenabschnitte gegeneinander oder voneinander wegbewegen. Dadurch kann die mechanische Beanspruchung der flexiblen Verbindung minimiert werden, was einem störungsfreien Betrieb und einer langen Lebensdauer zugutekommt.Provision can be made for the printed circuit board sections to be arranged in one plane and to have a spacing relative to one another over which the flexible conductor element extends and can be bent transversely to the plane. The level forms the printed circuit board level in which the printed circuit board sections can be displaced relative to one another. The flexible conductor element can preferably have at least one connecting section which is arched or wavy perpendicularly to the plane of the printed circuit board and spans the distance, which is bent more or less strongly when the printed circuit board sections move towards or away from one another. As a result, the mechanical stress on the flexible connection can be minimized, which benefits trouble-free operation and a long service life.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass zwischen der Antriebsachse und der Lenkachse wirkungsmäßig eine Riemenspanneinrichtung angeordnet ist. Die Riemenspanneinrichtung dient dazu, den Abstand zwischen Antriebs- und Abtriebsachse derart einzustellen, dass der zwischen den Riemenrädern verlaufende Riemen definiert gespannt wird, beispielsweise durch Ausübung einer das Antriebsrad und das Abtriebsrad voneinander weg belastenden Spannkraft. Dies kann zu einer relativen Verlagerung von Antriebs- und Abtriebsrad führen, wodurch im Stand der Technik der Abstand zu den Sensoren verändert wird. Der Vorteil der Erfindung ist, dass der Messabstand unabhängig von der Einstellung der Riemenspanneinrichtung ist, auch wenn die Riemenräder dabei relativ zueinander bewegt werden.An advantageous embodiment of the invention can provide that a belt tensioning device is functionally arranged between the drive axle and the steering axle. The belt tensioning device is used to set the distance between the drive and driven axles in such a way that the belt running between the belt wheels is tensioned in a defined manner, for example by exerting a tensioning force that loads the drive wheel and the driven wheel away from one another. This can lead to a relative displacement of the driving wheel and the driven wheel, as a result of which the distance to the sensors is changed in the prior art. The advantage of the invention is that the measurement distance is independent of the setting of the belt tensioning device, even if the belt wheels are moved relative to one another.

Die Riemenspanneinrichtung kann eine Einstelleinrichtung aufweisen, um den Abstand der Achsen bei der Fertigung des Aktuators zur Kalibrierung der Riemenspannung einzustellen. Es können auch dauerhaft wirkende Krafterzeugungsmittel eingesetzt sein, welche die Riemenspannung auch bei Änderungen im Betrieb selbsttätig im optimalen Arbeitsbereich halten, beispielsweise bei einer Längung des Riemens oder durch Lastwechsel oder durch Materialausdehnungen aufgrund von Temperaturschwankungen. Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Fertigung vereinfacht wird, und die Funktion der Drehwinkel-Erfassungseinrichtung über die gesamte Lebensdauer störungsfrei bleibt.The belt tensioning device can have an adjustment device in order to adjust the distance between the axes during manufacture of the actuator for calibrating the belt tension. Permanently acting force-generating means can also be used, which also support the belt tension Automatically keep changes in operation in the optimal working range, for example when the belt lengthens or due to load changes or material expansion due to temperature fluctuations. An advantage of the invention is that production is simplified and the function of the rotation angle detection device remains trouble-free throughout its service life.

Zur Realisierung einer dauerhaft selbsttätig wirkenden Riemenspanneinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Riemenspannvorrichtung ein elastisches Vorspannmittel aufweist. Das Vorspannmittel kann beispielsweise ein vorgespanntes Federelement aufweisen, welches An- und Abtriebsrad mit der elastischen Federkraft auseinander belastet. Alternativ oder zusätzlich können andere Arten von Krafterzeugungs- oder Vorspannmitteln eingesetzt sein, beispielsweise elektrisch, hydraulisch oder dergleichen.In order to implement a permanently automatic belt tensioning device, it can be provided that the belt tensioning device has an elastic pretensioning means. The prestressing means can have, for example, a prestressed spring element, which loads the drive wheel and driven wheel apart with the elastic spring force. Alternatively or additionally, other types of force generating or biasing means may be employed, such as electrical, hydraulic, or the like.

Es ist bevorzugt möglich, dass die Antriebsachse und die Lenkachse in einem Gehäuse gelagert sind, bevorzugt in einem gemeinsamen Gehäuse. Dadurch kann ein abgeschlossener, kompakter Feedback-Antrieb realisiert werden, bei dem der Riementrieb zusammen mit der Drehwinkel-Erfassungseinrichtung und/oder Drehmomenterfassungseinrichtung in dem bevorzugt geschlossenen Gehäuse gegen äußere Einflüsse geschützt untergebracht sein kann. Der Motor kann an dem Gehäuse angebracht oder auch darin integriert sein. Die An- und Abtriebsachsen können in Lagern in dem Gehäuse bevorzugt parallel zueinander, und dabei bevorzugt relativ zueinander mit veränderbarem Achsabstand verstellbar gelagert sein.It is preferably possible for the drive axle and the steering axle to be mounted in a housing, preferably in a common housing. As a result, a closed, compact feedback drive can be implemented, in which the belt drive can be housed together with the rotational angle detection device and/or torque detection device in the preferably closed housing so that it is protected against external influences. The motor can be attached to the housing or integrated into it. The input and output shafts can be mounted in bearings in the housing, preferably parallel to one another and preferably adjustable relative to one another with a variable center distance.

Das Gehäuse kann aus einem metallischen Werkstoff und alternativ oder zusätzlich einen Kunststoff umfassen, und einem nach außen abgedichteten Innenraum haben, in dem der Riementrieb geschützt untergebracht ist. Durch eine metallische Abschirmung kann ein Schutz gegen elektrische Störeinflüsse erfolgen.The housing can be made of a metallic material and alternatively or additionally include a plastic, and have an interior space that is sealed off from the outside and in which the belt drive is accommodated in a protected manner. A metallic shield can provide protection against electrical interference.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Leiterplattenabschnitt axial vor dem Antriebsrad und/oder dem Abtriebsrad angeordnet ist, wobei ein Positionssensor koaxial zur Antriebsachse und/oder zur Abtriebs- bzw. Lenkachse angeordnet ist. Die beiden Leiterplattenabschnitte können dabei stirnseitig vor den freien Enden von Antriebs- und Abtriebswelle senkrecht zur Achsrichtung angeordnet sein, auf denen An- und Abtriebsrad drehfest angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine kompakte und montagefreundliche Anordnung, die mit geringem Aufwand in einem Gehäuse untergebracht werden kann. Die Leiterbahnabschnitte können jeweils mit den die Achsen in dem Gehäuse lagernden Wellen verbunden sein, um sich mit diesen bei einer relativen Verlagerung translatorisch mitzubewegen.Provision can be made for a printed circuit board section to be arranged axially in front of the drive wheel and/or the driven wheel, with a position sensor being arranged coaxially with the drive axle and/or with the driven or steering axle. The two printed circuit board sections can be arranged on the face side in front of the free ends of the input and output shafts, perpendicular to the axial direction, on which the input and output gears are arranged in a rotationally fixed manner. This results in a compact and assembly-friendly arrangement that can be accommodated in a housing with little effort. The conductor track sections can each be connected to the shafts supporting the axles in the housing in order to move with them in a translatory manner in the event of a relative displacement.

Auf einer oder beiden Leiterplattenabschnitten kann bevorzugt eine elektrische Steuerschaltung (ECU = electronic control unit) aufgebaut sein, welche zumindest teilweise die elektrische Signalaufbereitung und -verarbeitung der elektrischen Signale der Positionssensoren ermöglicht. Dadurch wird eine vorteilhaft kompakte Bauform ermöglicht, sowie bei Unterbringung in einem Gehäuse eine Abschirmung der Steuerung gegen Störungen.An electrical control circuit (ECU=electronic control unit) can preferably be constructed on one or both printed circuit board sections, which at least partially enables the electrical signal preparation and processing of the electrical signals of the position sensors. This enables an advantageously compact design and, when accommodated in a housing, shielding of the controller against interference.

Die Erfindung umfasst weiterhin eine Lenksäule für ein Steer-by-wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine drehbar gelagerte Lenkwelle, die einen Befestigungsabschnitt zur Anbringung eines Lenkrads aufweist und mit einem Feedback-Aktuator zur Einleitung eines Feedback-Moments gekoppelt ist, bei der erfindungsgemäß der Feedback-Aktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist. Die Lenksäule umfasst wie oben erläutert eine elektronische Sensorik zur Erfassung einer Lenkeingabe durch manuelle Drehung des Lenkrads, und eine Feedback-Einrichtung. Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit kann durch erfindungsgemäßen Ausgestaltungen des Feedback-Aktuators verbessert werden. Die vorangehend erläuterten Merkmale können dabei einzeln oder in Kombinationen realisiert werden.The invention also includes a steering column for a steer-by-wire steering system of a motor vehicle, comprising a rotatably mounted steering shaft which has a fastening section for attaching a steering wheel and is coupled to a feedback actuator for introducing a feedback moment, in which according to the invention the feedback actuator is designed according to one of the preceding claims. As explained above, the steering column includes an electronic sensor system for detecting a steering input by manual rotation of the steering wheel, and a feedback device. The reliability and accuracy can be improved by configurations of the feedback actuator according to the invention. The features explained above can be implemented individually or in combination.

Figurenlistecharacter list

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steer-by-wire-Lenksystems,
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Feedback-Aktuators.

Advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show in detail:

1 a schematic representation of a steer-by-wire steering system according to the invention,
2 a schematic representation of a feedback actuator according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually named or mentioned only once.

1 zeigt schematisch ein Steer-by-wire-Lenksystem 1, welches eine Lenksäule 2 umfasst. Diese weist eine an einer nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie montierbare Trageinheit 21 auf, von der eine Lenkwelle 22, gleichbedeutend auch als Lenkspindel 22 bezeichnet, um ihre Lenkachse L auch als Längsachse oder Abtriebsachse bezeichnet, drehbar gelagert ist. An ihrem bezüglich der Fahrtrichtung hinteren, fahrerseitigen Ende weist die Lenkwelle 22 einen hier nicht sichtbaren Befestigungsabschnitt auf, an dem ein Lenkrad 23 drehfest montier ist. 1 shows schematically a steer-by-wire steering system 1, which includes a steering column 2. This has a mountable on a vehicle body, not shown, support unit 21, of which a steering shaft 22, also referred to as steering spindle 22, is rotatably mounted about its steering axis L, also referred to as longitudinal axis or output axis. The steering shaft has the rear, driver-side end with respect to the direction of travel 22 has a fastening section, not visible here, on which a steering wheel 23 is mounted in a rotationally fixed manner.

In der Lenksäule 2 ist eine im Einzelnen nicht dargestellte Drehwinkel- und Drehmomenterfassungssensorik untergebracht, welche eine als Drehung des Lenkrads 23 in die Lenkwelle 22 eingebrachten Lenkbefehl in ein elektrisches Lenksignal umsetzt. Dieses Lenksignal wird über eine elektrische Steuerleitung 3 an einen elektrischen Lenkungsantrieb 4 geleitet.The steering column 2 accommodates a sensor system for detecting the angle of rotation and torque (not shown in detail), which converts a steering command introduced into the steering shaft 22 as a result of the steering wheel 23 rotating into an electrical steering signal. This steering signal is routed to an electric steering drive 4 via an electric control line 3 .

Der Lenkungsantrieb 4 umfasst einen Stellmotor 41, der ein Lenkungs-Stellmoment in ein Lenkgetriebe 42 einleitet. Dort wird das Lenkungs-Stellmoment über ein Ritzel 43 und eine Zahnstange 44 in eine Translationsbewegung von Spurstangen 45 umgesetzt, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet, wodurch ein Lenkeinschlag der gelenkten Räder 46 relativ zur Fahrbahn 47 bewirkt wird.The steering drive 4 includes a servomotor 41 which introduces a steering actuating torque into a steering gear 42 . There, the steering actuating torque is converted into a translational movement of track rods 45 via a pinion 43 and a toothed rack 44, as indicated by the double arrow, as a result of which a steering angle of the steered wheels 46 relative to the roadway 47 is effected.

Am in Fahrtrichtung vorderen Endbereich weist die Lenksäule einen erfindungsgemäßen Feedback-Aktuator 5 auf, der schematisch in 2 dargestellt ist.At the front end area in the direction of travel, the steering column has a feedback actuator 5 according to the invention, which is shown schematically in 2 is shown.

Der Feedback-Aktuator 5 weist einen elektrischen Motor 51 auf, dessen Motorwelle 52 sich entlang einer Antriebsachse M erstreckt, die in einem Achsabstand x parallel zur Lenkachse L liegt.The feedback actuator 5 has an electric motor 51, the motor shaft 52 of which extends along a drive axis M, which is parallel to the steering axis L at a center distance x.

Ein Zahnriementrieb umfasst ein als Zahnriemenrad ausgebildetes, auf der Motorwelle 52 drehfest angebrachtes Antriebsrad 53, ein ebenfalls als Zahnriemenrad ausgebildetes, auf der Lenkwelle 22 drehfest angebrachtes Abtriebsrad 54 und einen über die Zahnriemenräder 53, 54 umlaufenden Zahnriemen 55.A toothed belt drive comprises a drive wheel 53 designed as a toothed belt wheel and fixed in rotation on the motor shaft 52, a driven wheel 54 also designed as a toothed belt wheel and fixed in rotation on the steering shaft 22, and a toothed belt 55 running around the toothed belt wheels 53, 54.

In einem Gehäuse 56 ist die Lenkwelle 22 drehbar gelagert, und der Motor 51 ist an einer Riemenspanneinrichtung 6 relativ zur Lenkachse L verstellbar angebracht, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet. Die Riemenspanneinrichtung 6 kann ein Krafterzeugungsmittel 61 aufweisen, beispielsweise mit einem vorgespannten Federelement, wodurch eine Spannkraft ausgeübt wird, die den Motor 51 relativ zum Gehäuse 56 von der Lenkachse L weg gerichtet belastet, so dass der Zahnriemen 55 gespannt wird oder die Spannkraft gehalten wird. The steering shaft 22 is rotatably mounted in a housing 56, and the motor 51 is attached to a belt tensioning device 6 so that it can be adjusted relative to the steering axis L, as indicated by the double arrow. The belt tensioning device 6 can have a force-generating means 61, for example with a prestressed spring element, whereby a tensioning force is exerted that loads the motor 51 relative to the housing 56 away from the steering axis L, so that the toothed belt 55 is tensioned or the tensioning force is maintained.

Durch relative Bewegung beim Spannen des Zahnriemens bei der Montage oder durch Nachspannen im Betrieb, beispielsweise durch die selbsttätig durch Federkraft wirkende Riemenspanneinrichtung 6, kann sich der Achsabstand verändern.The center distance can change as a result of relative movement when the toothed belt is tensioned during assembly or by re-tensioning during operation, for example by the belt tensioning device 6 acting automatically by spring force.

Eine erfindungsgemäße Drehwinkel-Erfassungseinrichtung und/oder Drehmoment-Erfassungseinrichtung 7 umfasst einen am vorderen Ende der Lenkwelle 22 stirnseitig angebrachten ersten Gebermagneten 71, vor dem axial im Messabstand ein erster Positionssensor 72 auf einem ersten Leiterplattenabschnitt 73 angebracht ist, und einen am vorderen Ende der Motorwelle 52 stirnseitig angebrachten zweiten Gebermagneten 74, vor dem axial im Messabstand ein zweiter Positionssensor 75 auf einem zweiten Leiterplattenabschnitt 76 angebracht ist. Die Leiterplattenabschnitte 73 und 76 können als gedruckte Schaltungen mit einer starren Platine ausgeführt sein, auf der elektronische Bauelemente verschaltet angebracht sind.A rotational angle detection device and/or torque detection device 7 according to the invention comprises a first encoder magnet 71 attached to the face of the front end of the steering shaft 22, in front of which a first position sensor 72 is attached axially at the measuring distance on a first printed circuit board section 73, and one on the front end of the motor shaft 52 on the front side attached second encoder magnet 74, in front of which a second position sensor 75 is attached axially at the measuring distance on a second printed circuit board section 76. The circuit board sections 73 and 76 can be embodied as printed circuits with a rigid circuit board on which electronic components are mounted in an interconnected manner.

Zwischen den Leiterplattenabschnitten 73 und 76 ist ein flexibles Leiterelement 77 angebracht, bevorzugt eine folienartige, biegbare Flex-Platine, welche die Leiterplattenabschnitten 73 und 76 elektrisch leitend verbindende Leiterbahnen hat.A flexible conductor element 77 is attached between the printed circuit board sections 73 and 76, preferably a film-like, bendable flexible printed circuit board, which has conductor tracks which connect the printed circuit board sections 73 and 76 in an electrically conductive manner.

Der Leiterplattenabschnitt 73 ist relativ zur Lenkachse L fixiert, und der Leiterplattenabschnitt 76 relativ zur Antriebsachse M. Bei einer relativen Verlagerung der Motorwelle 52 zur Lenkwelle 22 durch eine relative Bewegung der Spanneinrichtung 6 in dem Gehäuse 56 wird der Achsabstand x verändert, und entsprechend die Leiterplattenabschnitte 73 und 76 relativ zueinander verlagert. Diese Relativbewegung kann durch eine variable Durchbiegung des flexiblen Leiterelements 77 aufgenommen werden. Dadurch bleibt der Messabstand zwischen den Positionssensoren 72, 75 und den zugeordneten Gebern 71, 74 in jedem Einstell- und Betriebszustand gleich, wodurch Störungen vermieden werden.The printed circuit board section 73 is fixed relative to the steering axis L, and the printed circuit board section 76 relative to the drive axis M. When the motor shaft 52 is displaced relative to the steering shaft 22 by a relative movement of the clamping device 6 in the housing 56, the center distance x is changed, and the printed circuit board sections accordingly 73 and 76 displaced relative to each other. This relative movement can be absorbed by variable deflection of the flexible conductor element 77 . As a result, the measuring distance between the position sensors 72, 75 and the associated transmitters 71, 74 remains the same in every setting and operating state, which means that faults are avoided.

BezugszeichenlisteReference List

11: Steer-by-wire-LenksystemSteer-by-wire steering system
22: Lenksäulesteering column
2121: Trageinheitcarrying unit
2222: Lenkwellesteering shaft
2323: Lenkradsteering wheel
33: Steuerleitungcontrol line
44: Lenkungsantriebsteering drive
4141: Stellmotoractuator
4242: Lenkgetriebesteering gear
4343: Ritzelpinion
4444: Zahnstangerack
4545: Spurstangentie rods
4646: RäderWheels
4747: Fahrbahnroadway
55: Feedback-Aktuatorfeedback actuator
5151: Motorengine
5252: Motorwellemotor shaft
5353: Antriebsraddrive wheel
5454: Abtriebsradoutput gear
5555: Zahnriementiming belt
5656: GehäuseHousing
66: Riemenspanneinrichtungbelt tensioning device
6161: Krafterzeugungsmittelpower generating means
77: Drehwinkel-Erfassungseinrichtungrotation angle detection device
71, 7471, 74: Gebermagnetencoder magnet
72, 7572, 75: Positionssensorenposition sensors
73,7673.76: Leiterplattenabschnittecircuit board sections
7777: flexibles Leiterelementflexible conductor element
LL: Lenkachsesteering axle
MM: Antriebsachsedrive axle
xx: Achsabstandcenter distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 3521136 A1 [0005]

Claims

Feedback actuator (5) for a motor vehicle steering system (1), comprising a drive wheel (53) which can be driven in rotation about a drive axis (M) by an electric motor (51) and a drive wheel (53) which is in gear engagement therewith via a revolving belt (55). Output wheel (54), which is connected to a steering shaft (22) which is spaced apart from the drive axis (M) and is rotatably mounted about a steering axis (L), and comprising a rotational angle detection device (7) and/or a torque detection device, which first electrical position sensor (72) associated with the drive wheel (53), a second position sensor (75) associated with the driven wheel (54) and an electrical printed circuit board (73, 76) carrying the position sensors (72, 75), characterized in that the printed circuit board ( 73, 76) has a first position sensor (72) carrying the first printed circuit board section (73) which can be spatially displaced via a flexible conductor element (77) and is electrically conductive with a z wide position sensor (75) carrying the second printed circuit board section (76) is connected.

feedback actuator claim 1 , characterized in that the first printed circuit board section (73) is fixed relative to the drive wheel (53), and the second printed circuit board section (76) relative to the driven wheel (54).

Feedback actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second printed circuit board sections (73, 76) are rigid.

Feedback actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible conductor element (77) has a flexible circuit board.

Feedback actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit board sections (73, 76) are arranged in one plane and have a spacing relative to one another over which the flexible conductor element (77) extends flexibly transversely to the plane.

Feedback actuator according to one of the preceding claims, characterized in that a belt tensioning device (6) is functionally arranged between the drive axle (M) and the steering axle (L).

Feedback actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the belt tensioning device (6) has an elastic pretensioning means (61).

Feedback actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the drive axle (M) and the steering axle (L) are mounted in a housing (56).

Feedback actuator according to one of the preceding claims, characterized in that a printed circuit board section (76, 73) is arranged axially in front of the drive wheel (53) and/or the driven wheel (54), a position sensor (72, 75) being coaxial with the drive axis ( M) and/or the steering axis (L) is arranged.

Steering column (2) for a steer-by-wire steering system (1) of a motor vehicle, comprising a rotatably mounted steering shaft (22) which has a fastening section for attaching a steering wheel (23) and with a feedback actuator (5) for initiation a feedback moment is coupled, characterized in that the feedback actuator (5) according to one of the preceding Claims 1 until 9 is trained.