EP4727823A1 - Lenkaktuator für ein steer-by-wire-lenksystem eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betrieb eines lenkaktuators - Google Patents

Lenkaktuator für ein steer-by-wire-lenksystem eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betrieb eines lenkaktuators

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EP4727823A1
EP4727823A1 EP24716760.4A EP24716760A EP4727823A1 EP 4727823 A1 EP4727823 A1 EP 4727823A1 EP 24716760 A EP24716760 A EP 24716760A EP 4727823 A1 EP4727823 A1 EP 4727823A1
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EP
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actuator
sensor
steering
spindle nut
steering actuator
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EP24716760.4A
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Tamás Fejes
Janos Sneider
Wolfram RAITHER
Lukas Mazza
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ThyssenKrupp AG
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ThyssenKrupp AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D15/0225Determination of steering angle by measuring on a steering gear element, e.g. on a rack bar

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lenkaktuator (4) für ein Steer-by-Wire-Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Aktuatorgehäuse (41), in dem eine Aktuatorstange (5) axial translatorisch verschiebbar gelagert ist, die ein koaxiales Spindelgewinde (51) aufweist, das in eine in dem Aktuatorgehäuse (41) axial abgestützte, motorisch drehend antreibbare Spindelmutter (43) eingreift, wobei eine Sensorvorrichtung vorgesehen ist zur Erfassung der Position der Aktuatorstange (5) in dem Aktuatorgehäuse (41). Um eine kompaktere Bauweise bei geringerem Aufwand zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, dass die Sensorvorrichtung einen mit der Spindelmutter (43) zusammenwirkenden Drehsensor (7) aufweist.

Description

Lenkaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betrieb eines Lenkaktuators
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Lenkaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Aktuatorgehäuse, in dem eine Aktuatorstange axial translatorisch verschiebbar gelagert ist, die ein koaxiales Spindelgewinde aufweist, das in eine in dem Aktuatorgehäuse axial abgestützte, motorisch drehend antreibbare Spindelmutter eingreift, wobei eine Sensorvorrichtung vorgesehen ist zur Erfassung der Position der Aktuatorstange in dem Aktuatorgehäuse. Ein Verfahren zum Betrieb eines Lenkaktuators ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
Ein Lenkaktuator dient in einem Kraftfahrzeug-Lenksystem zur Erzeugung des mechanischen Lenkeinschlags eines oder mehrerer lenkbarer Räder. Bei einem Steer-by-Wire-Lenk- system werden Lenkbefehle manuell in eine Lenkhandhabe eingegeben, oder im autonomen Fährbetrieb automatisiert erzeugt und in elektrische Steuersignale umgesetzt, die einen elektro-motorischen Lenkaktuator zur Erzeugung eines Lenkeinschlags der Räder ansteuern.
Ein gattungsgemäßer motorischer Lenkaktuator weist eine Aktuatorstange auf, die in ihrer Längsrichtung, üblicherweise quer zur Fahrtrichtung relativ zur Fahrzeugkarosserie, in einem relativ zur Fahrzeugkarosserie fixierten Aktuatorgehäuse verstellbar ist. Die Aktuatorstange ist am Achsschenkel eines oder mehrerer lenkbarer Räder des Fahrzeugs angelenkt. Die axiale translatorische Verschiebung der Aktuatorstange im Aktuatorgehäuse bewirkt einen mechanischen Lenkeinschlag der lenkbaren Räder.
Die lineare Verlagerung erfolgt bei einem gattungsgemäßen Lenkaktuator durch einen elektro-motorisch antreibbaren Spindeltrieb. Dieser umfasst eine in dem Aktuatorgehäuse drehbar gelagerte, axial abgestützte Spindelmutter, in die ein Spindelgewinde der Aktuatorstange eingreift. Die Spindelmutter kann von einem durch elektrische Steuerbefehle angesteuerten elektrischen Motor rotierend angetrieben werden, wodurch die Aktuatorstange entsprechend der Verdrehung der Spindelmutter linear verlagert wird und über mit den Achsschenkeln verbundene Spurstangen einen mechanischen Lenkeinschlag erzeugt. Der Lenkeinschlag ist mit der axialen Position der Aktuatorstange in dem Aktuatorgehäuse korreliert. Zur Realisierung eines sicheren Betriebs wird diese lineare Position mittels einer elektrischen Sensorvorrichtung erfasst, wobei die elektrischen Positions-Messwerte als Ist- Werte in einen elektrischen Regelkreis des Lenksystems eingespeist werden.
Im Stand der Technik ist es beispielsweise aus der DE 10 2021 205 316 A1 bekannt, dass die Aktuatorstange einen Zahnstangenabschnitt aufweist, mit dem ein Messrad eines Messaufnehmers gekoppelt ist, der die axiale Position der Aktuatorstange misst. Es ist weiter bekannt, dass die Sensorvorrichtung in die Aktuatorstange eingebrachte, axial aufeinander folgende Markierungen aufweisen kann, die mittels eines elektrischen Messaufnehmers zur Positionserfassung abgetastet werden, wie beispielsweise in der WO 2018/233849 A1 vorgeschlagen wird.
Die bekannten Sensorvorrichtungen ermöglichen eine zuverlässige elektrische Messung der axialen Position der Aktuatorstange. Der dabei in jedem Fall erforderliche Messabschnitt erfordert jedoch zusätzlichen Aufwand zur Bearbeitung der Aktuatorstange, und die mindestens dem maximalen axialen Verstellweg entsprechende Länge des Messabschnitts führt zu einer relativ großen Baulänge. Darüber hinaus erfordert der an dem Aktuatorgehäuse angebrachte Messaufnehmer zusätzlichen Bauraum, was einer kompakten Bauform entgegensteht.
Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompaktere Bauweise bei geringerem Aufwand zu ermöglichen.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Lenkaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 11 . Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einem Lenkaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Aktuatorgehäuse, in dem eine Aktuatorstange axial translatorisch verschiebbar gelagert ist, die ein koaxiales Spindelgewinde aufweist, das in eine in dem Aktuatorgehäuse axial abgestützte, motorisch drehend antreibbare Spindelmutter eingreift, wobei eine Sensorvorrichtung vorgesehen ist zur Erfassung der Position der Aktuatorstange in dem Aktuatorgehäuse, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung einen mit der Spindelmutter zusammenwirkenden Drehsensor aufweist. Gemäß der Erfindung wird die Winkelstellung der Spindelmutter bezüglich Rotation um die Achse der Aktuatorstange erfasst, die der Gewinde- bzw. Spindelachse des Spindelgewindes entspricht, welches bezüglich Rotation um die Achse relativ zum Aktuatorgehäuse feststeht. Dadurch, dass die Winkelstellung über die Steigung des Spindelgewindes eindeutig mit der axialen Position der des Spindelgewindes korreliert ist, kann daraus entsprechend die axiale Position der Aktuatorstange relativ zum Aktuatorgehäuse bestimmt werden.
Dadurch, dass an der erfindungsgemäßen Aktuatorstange keine axial abtastbaren Markierungen oder dergleichen ausgebildet sein müssen, kann die Baulänge verkürzt werden, wodurch kompaktere Abmessungen des Lenkaktuators realisierbar sind. Diesbezüglich ist es ebenfalls vorteilhaft, dass bei der Erfindung der Messaufnehmer im Bereich der Lagerung der Spindelmutter in das Aktuatorgehäuse integriert werden kann, wodurch gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein Messaufnehmer im Bereich der Markierungen von der Spindelmutter axial beabstandet angeordnet werden muss, zusätzlich Bauraum eingespart werden kann.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass der lineare Vorschub der Aktuatorstange entsprechend der Gewindesteigung kleiner ist als der damit korrelierte Betrag der Umfangsbewegung in Umfangsrichtung bei der Drehung der Spindelmutter, gemessen an der Spindelmutter in einem Radius außerhalb der des Gewindedurchmessers. Dadurch kann bereits durch eine relativ geringe Auflösung bei der Messung der Drehung der Spindelmutter eine relativ hohe lineare Messgenauigkeit bezüglich der Messung der linearen Position der Aktuatorstange realisiert werden, etwa vergleichbar mit der Umkehrung des Messprinzips einer analogen Mikrometerschraube.
Außerdem kann dadurch, dass die im Stand der Technik erforderliche Bearbeitung zur Erzeugung der Markierungen wegfällt, der Herstellungsaufwand reduziert werden.
Es ist vorteilhaft, dass der Drehsensor als Absolut-Winkelsensor ausgebildet ist. Dadurch wird eine Messung der absoluten Drehposition der Spindelmutter ermöglicht, also der absoluten Winkelposition relativ zum Spindelgewinde. Entsprechend ist ein absoluter Winkel- Messwert eindeutig korreliert mit der absoluten axialen Position der Aktuatorstange, bzw. ihrer Position relativ zum Aktuatorgehäuse. Auf diese Weise kann der zur Positionsmessung erforderliche Aufwand in vorteilhafter Weise gering gehalten werden. Zur praktischen Realisierung ist es möglich, dass jeder Winkelposition der Spindelmutter ein eindeutiger, absoluter Messwert zugeordnet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein dem momentanen Verstellzustand entsprechender Absolut-Messwert der Position der Aktuatorstange von der Sensorvorrichtung elektronisch gespeichert wird, und eine nachfolgende Drehung der Spindelmutter relativ gemessen und zum gespeicherten Messwert addiert wird, um so den absoluten Positions-Messwert aktuell zu halten. Ein derartiger Betrieb wird auch als „sleep mode“-fähig bezeichnet. Dadurch kann ein mit geringem Aufwand realisierbarer Inkrementalgeber eingesetzt werden, der die Drehung der Spindelmutter in eine winkelaufgelöste Impulsfolge umsetzt.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Drehsensor als Multi-Turn-Sensor ausgebildet ist. Zur vollständigen Verstellung der Aktuatorstange in eine Mehrzahl von Umdrehungen der Spindelmutter erforderlich, die der Anzahl der Gewindegänge des Spindelgewindes entspricht, oder anders ausgedrückt entspricht die Anzahl der Umdrehungen dem Verhältnis des möglichen axialen Verstellwegs relativ zur Steigung des Gewindes. Ein Multi-Turn-Sen- sor kann zusätzlich zur Winkelstellung innerhalb einer Umdrehung die Anzahl der Umdrehungen der Spindelmutter erfassen, bevorzugt als Absolut-Messwerte, so dass in jedem Verstellzustand die axiale Position der Aktuatorstange eindeutig messbar ist.
Es ist möglich, dass der Drehsensor magnetisch und/oder kapazitiv und/oder optisch ausgestaltet ist. Es können im Prinzip zur Positionserfassung geeignete, vorzugsweise berührungslose Messverfahren eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Spindelmutter an ihrem Umfang eine magnetische, kapazitiv oder/und optisch erfassbare Kodierung aufweisen, die von einem Messaufnehmer der Sensorvorrichtung in Umfangsrichtung aufgelöst messbar ist. Derartige Messverfahren können mit geringem Raumbedarf in das Aktuatorgehäuse integriert werden.
Eine vorteilhafte Ausführung kann vorsehen, dass der Drehsensor ein an der Spindelmutter angebrachtes Sensorelement und einen damit zusammenwirkenden, an dem Aktuatorgehäuse angebrachten Messaufnehmer aufweist. Das Sensorelement kann bevorzugt über den gesamten Umfang an der Spindelmutter angebracht oder mit dieser integriert ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Mehrzahl von über den Umfang verteilten Markierungen. Der Messaufnehmer ist damit entsprechend dem eingesetzten Messverfahren korrespondierend ausgebildet, und relativ dazu axial oder radial an dem Aktuatorgehäuse fixiert. Dadurch kann eine Drehung der Spindelmutter mit der geforderten Winkelauflösung bauraumsparend und mit geringem Aufwand realisiert werden. In der vorgenannten Ausführung ist es möglich, dass das Sensorelement einen koaxialen Magnetring umfasst. Der Magnetring kann beispielsweise axial stirnseitig an der Spindelmutter angebracht sein. Er kann bevorzugt eine winkelabhängige magnetische Kodierung aufweisen. Der Messaufnehmer kann einen korrespondierenden Magnetsensor aufweisen, beispielsweise einen GMR-Sensor (= Giant Magnetic Resistance-Sensor), einen Hall-Sensor oder dergleichen, der in einem definierten Messabstand axial oder radial beabstandet relativ zum Magnetring positioniert ist. Dadurch wird eine robuste, gegenüber Störeinflüssen relativ unempfindliche berührungslose Messung der Winkelposition der Spindelmutter ermöglicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung kann dadurch realisiert sein, dass der Drehsensor eine Justiereinrichtung aufweist. Die Justiereinrichtung ermöglicht eine Verstellung des Messaufnehmer relativ zum Sensorelement. Auf diese Weise kann der optimale Messabstand einfach eingestellt werden, bei einem berührungslosen Messverfahren beispielsweise ein möglichst enger Luftspalt zwischen Sensorelement und Messaufnehmer. Dadurch kann bei der Fertigung nach der Montage von Sensorelement und Messaufnehmer einfach eine Kalibrierung der Sensorvorrichtung erfolgen.
Die Justiereinrichtung kann bevorzugt ausgebildet sein, um den Messaufnehmer axial und/oder radial relativ zum Sensorelement zu verstellen. Hierzu kann beispielsweise eine axial und/oder radial verstellbare Führung, ein Stellschlitten oder dergleichen vorgesehen sein, um die Positionierung eines daran angebrachten Messaufnehmers im optimalen Messabstand zu ermöglichen.
Die Justiereinrichtung kann vorzugsweise eine axiale und/oder radiale Verstellung zwischen Sensorelement und Messaufnehmer ermöglichen, um eine optimale räumliche Positionierung zu ermöglichen.
Es ist vorteilhaft, dass die Justiereinrichtung mindestens einen relativ zum Aktuatorgehäuse verstellbaren Einstelltrieb aufweist. Ein solcher Einstelltrieb kann manuell einstellbar ausgebildet sein, und beispielsweise eine Stellschraube umfassen, die in ein am Aktuatorgehäuse abgestütztes Stellgewinde eingeschraubt ist, und mit dem Messaufnehmer verbunden ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Spindelmutter als Kugelumlaufmutter ausgebildet ist. Das Spindelgewinde ist damit korrespondierend zur Bildung eines Kugelgewindetriebs (KGT) ausgebildet. Es ist weiterhin denkbar und möglich, dass der Drehsensor mit einer Riemenscheibe des Riemengetriebes zusammenwirkt. Ein KGT stellt einen effizienten Lineartrieb zur Umsetzung der Rotation der Spindelmutter in eine Axialbewegung der Aktuatorstange dar. Für die Erfindung ist es vorteilhaft, dass das axiale Spiel zum Spindelgewinde null sein kann, so dass eine nahezu toleranzfreie Korrelation zwischen der Drehstellung der Spindelmutter und der axialen Position der Aktuatorstange ermöglicht wird.
Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Lenkaktuators in einem Kraftfahrzeug, bei dem durch eine Sensorvorrichtung die axiale Position einer in einem Aktuatorgehäuse translatorisch verschiebbar gelagerten Aktuatorstange erfasst wird, wobei die Aktuatorstange ein koaxiales Spindelgewinde aufweist, das in eine in dem Aktuatorgehäuse axial abgestützte, motorisch drehend antreibbare Spindelmutter eingreift, ist erfindungsgemäß vorgesehen, durch einen Drehsensor der Sensorvorrichtung eine Drehposition (Winkelposition) der Spindelmutter relativ zum Aktuatorgehäuse gemessen wird, und aus der erfassten Drehposition eine axiale Position der Aktuatorstange ermittelt wird.
Bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens können sämtliche Vorgehensweisen umgesetzt sein, die vorangehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lenkaktuator beschrieben sind.
Aus der Messung der Drehung der Spindelmutter wird unter Berücksichtigung der Gewindesteigung die axiale Position der Aktuatorstange in dem Aktuatorgehäuse bestimmt. Durch die direkte Korrelation kann die dazu erforderliche Umrechnung mit geringem Aufwand erfolgen.
Beschreibung der Zeichnungen
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lenksystems,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Lenkaktuator in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Lenkaktuator gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische perspektivische Schnittansicht des Lenkaktuators gemäß Figur 3. Ausführungsformen der Erfindung
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.
Fig. 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 Lenkspindel 22 um ihre Längsachse drehbar gelagert ist. An ihrem bezüglich der Fahrtrichtung hinteren, fahrerseitigen Ende ist an der Lenkspindel 22 zur Eingabe manueller Lenkbefehle ein Lenkrad 23 drehfest montiert.
In der Lenksäule 2 ist eine im Einzelnen nicht dargestellte Drehwinkel- und Drehmomenterfassungssensorik untergebracht, welche einen durch Drehung des Lenkrads 23 in die Lenkspindel 22 eingebrachten Lenkbefehl in ein elektrisches Steuersignal, nämlich ein Lenksignal umsetzt.
Das Steuersignal wird über eine elektrische Steuerleitung 3 an einen erfindungsgemäßen elektrischen Lenkaktuator 4 geleitet.
Das elektrische Steuersignal kann im autonomen Fährbetrieb auch automatisiert, ohne manuellen Lenkeingriff, zur Verfügung gestellt werden.
Der Lenkaktuator 4 - der in Detailansichten in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist - weist ein Aktuatorgehäuse 41 auf, welches hier nicht dargestellte Verbindungselemente zur Anbringung an einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie aufweist.
In dem Aktuatorgehäuse 41 ist eine Aktuatorstange 5, die sich entlang einer Achse A, die auch als Aktuatorachse A bezeichnet wird, quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt, axial, d.h. in ihrer durch diese Achse A vorgegebenen Längsrichtung verschiebbar gelagert, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet ist.
Die beiden äußeren, aus dem Aktuatorgehäuse 41 vorstehenden Enden der Aktuatorstange 5 sind jeweils über eine Spurstange 6 mit einem lenkbaren Rad 61 verbunden, so dass eine axiale Verschiebung der Aktuatorstange 5 jeweils einen Lenkeinschlag des Rades 61 relativ zur Fahrbahn 62 bewirkt. Zur Erzeugung eines Lenkeinschlags weist der Lenkaktuator 4 einen über die Steuerleitung 3 elektrisch ansteuerbaren elektro-motorischen Antrieb mit einem an dem Aktuatorgehäuse 41 angebrachten elektrischen Motor 42 auf.
Von dem Motor 42 ist eine in dem Aktuatorgehäuse 41 drehbar gelagerte, axial abgestützte Spindelmutter 43 drehend antreibbar, die in Fig. 3 erkennbar ist. In diese greift ein an der Aktuatorstange 5 ausgebildetes Spindelgewinde 51 ein. Auf diese Weise wird ein linearer Spindeltrieb gebildet, bei dem durch entsprechende Drehrichtung des Motors 42 die Aktuatorstange 5 relativ zur Aktuatorgehäuse 41 axial, d.h. in ihrer Längsrichtung bewegt werden kann, wie in Fig. 3 mit dem Doppelpfeil angedeutet ist.
Die Spindelmutter 43 kann wie in dem gezeigten Beispiel bevorzugt als Kugelumlaufmutter ausgebildet sein.
Fig. 4 zeigt einen teilweisen Längsschnitt im Bereich der Spindelmutter 43 in einer schematischen perspektivischen Darstellung.
Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung weist einen Drehsensor 7 auf, der einen stirnseitig axial an der Spindelmutter 43 angebrachten Magnetring 71 aufweist, in den Darstelllungen von Fig. 3 und 4 auf der linken Stirnseite der Spindelmutter 43. Der Magnetring 71 ist zur Achse A koaxial angeordnet und weist eine über seinen Umfang eine in Umfangrichtung kodierte Magnetisierung auf, beispielsweise Magnetsegmente oder dergleichen.
Mit axialem Abstand, einem Luftspalt definierter axialer Breite, ist ein Messaufnehmer 72 an dem Aktuatorgehäuse 41 angebracht, der einen elektronischen Magnetsensor aufweist, beispielsweise einen GMR-Sensor oder dergleichen.
An dem Aktuatorgehäuse 41 ist eine Justiereinrichtung 8 angebracht, die einen axialen Einstelltrieb 81 umfasst, der beispielsweise eine Stellschraube aufweist, die in ein relativ zum Aktuatorgehäuse feststehendes Gewinde eingeschraubt ist. Der Messaufnehmer 72 ist an einem radial verstellbaren Einstellelement 82 angebracht, welches einen Stellschlitten oder eine Einstellschraube aufweisen kann, und kann damit in radialer Richtung verstellt werden, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet ist. Dieses Stellelement 82 kann durch Verstellen des axialen Stelltriebs 81 axial verlagert werden, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet ist. Durch Verstellung des axialen Einstelltriebs 81 und des radialen Stellelements 71 kann die relative Position des Messaufnehmers 72 relativ zum Magnetring 71 axial und radial eingestellt werden. Der Messaufnehmer 72 ist an eine nicht dargestellte elektronische Mess- und Auswerteeinrichtung angeschlossen, welche die abhängig von der Drehposition der Spindelmutter 43 aufgenommenen Messwerte auswerten und daraus eine axiale Position der Aktuatorstange 5 bestimmen kann.
Bezugszeichenliste
1 Lenksystem
2 Lenksäule
21 Trageinheit
22 Lenkspindel
23 Lenkrad
3 Steuerleitung
4 Lenkaktuator
41 Aktuatorgehäuse
42 Motor
43 Spindelmutter
5 Aktuatorstange
51 Spindelgewinde
6 Spurstange
61 Rad
62 Fahrbahn
7 Drehsensor
71 Magnetring
72 Messaufnehmer
8 Justiereinrichtung
81 Einstelltrieb
82 Einstellelement
A Achse (Aktuatorachse)

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Lenkaktuator (4) für ein Steer-by-Wire-Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Aktuatorgehäuse (41), in dem eine Aktuatorstange (5) axial translatorisch verschiebbar gelagert ist, die ein koaxiales Spindelgewinde (51) aufweist, das in eine in dem Aktuatorgehäuse (41) axial abgestützte, motorisch drehend antreibbare Spindelmutter (43) eingreift, wobei eine Sensorvorrichtung vorgesehen ist zur Erfassung der Position der Aktuatorstange (5) in dem Aktuatorgehäuse (41), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung einen mit der Spindelmutter (43) zusammenwirkenden Drehsensor (7) aufweist.
2. Lenkaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (7) als Absolut-Winkelsensor ausgebildet ist.
3. Lenkaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (7) als Multi-Turn-Sensor ausgebildet ist.
4. Lenkaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (7) magnetisch und/oder kapazitiv und/oder optisch ausgestaltet ist.
5. Lenkaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (7) ein an der Spindelmutter (43) angebrachtes Sensorelement (71) und einen damit zusammenwirkenden, an dem Aktuatorgehäuse (43) angebrachten Messaufnehmer (72) aufweist.
6. Lenkaktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (71) einen koaxialen Magnetring (71) umfasst.
7. Lenkaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (7) eine Justiereinrichtung (8) aufweist.
8. Lenkaktuator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (8) ausgebildet ist, um den Messaufnehmer (72) axial und/oder radial relativ zum Sensorelement (71) zu verstellen.
9. Lenkaktuator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (8) mindestens einen relativ zum Aktuatorgehäuse (43) verstellbaren Einstelltrieb (81 , 82) aufweist.
10. Lenkaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (43) als Kugelumlaufmutter ausgebildet ist.
11 . Verfahren zum Betrieb eines Lenkaktuators (4) in einem Kraftfahrzeug, bei dem durch eine Sensorvorrichtung die axiale Position einer in einem Aktuatorgehäuse (41) translatorisch verschiebbar gelagerten Aktuatorstange (5) erfasst wird, wobei die Aktuatorstange (5) ein koaxiales Spindelgewinde (51) aufweist, das in eine in dem Aktuatorgehäuse (41) axial abgestützte, motorisch drehend antreibbare Spindelmutter (43) eingreift, gekennzeichnet dadurch, dass durch einen Drehsensor (7) der Sensorvorrichtung eine Drehposition der Spindelmutter (43) relativ zum Aktuatorgehäuse (41) gemessen wird, und aus der erfassten Drehposition eine axiale Position der Aktuatorstange (5) ermittelt wird.
EP24716760.4A 2023-06-13 2024-04-02 Lenkaktuator für ein steer-by-wire-lenksystem eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betrieb eines lenkaktuators Pending EP4727823A1 (de)

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