电动马达和具有这样的电动马达的线控转向装置的制作方法

本发明涉及机动车技术的领域。尤其是，本发明涉及一种电动马达以及具有这样的马达的线控转向装置。

背景技术：

1、在线控转向装置中，省去了传统转向装置中存在的在转向手柄(例如方向盘)和转向传动装置或车轮致动器之间的机械耦联。转向手柄和车轮致动器之间的必需命令仅电气地或必要时也无线地进行传输。由于省去机械耦联，转向手柄可以在没有另外的措施的情况下实际上无反作用地运动。然而，对于信赖具有机械耦联的传统转向装置的驾驶员来说，可几乎无阻力地始终同样容易转动的方向盘非常需要适应。此外，省去机械耦联意味着道路对转向手柄的实际上任何反馈会丧失。出于该原因，将致动器与转向手柄耦联，该致动器在转向手柄处模拟(即人为地产生)转向反馈，并且因此建立转向装置的对于驾驶员来说可感觉的触觉。因此，这样的包括电动马达的致动器在下面也被称为触觉致动器。名称“力反馈致动器”也是常用的。

2、在运行这样的触觉致动器时，应确保转向手柄的位置(例如方向盘角)和车辆车轮的位置(例如由转向传动装置的转向杆的位置代表的位置)之间的固定关联。因为这种关联在缺乏机械耦联的情况下不是固定的，所以这种关联在机动车的运行过程中可能会随着时间的推移而改变。此外，在系统切断时，该关联可能由于转向杆的被动运动或转向手柄的运行而丧失。然而，需要确定转向手柄的当前绝对位置，以便能够正确地将驾驶员的转向命令传递给转向传动装置。

3、具有电动马达的传统触觉致动器为此通常具有转子位置传感机构，如例如在de102 26 988a1中描述的那样。转子位置即对应于转向手柄的位置。另外的就此而言合适的传感机构从de 10 2009 031 176a1和de 103 29 292a1中已知。

4、通常在转子位置传感机构的框架中使用所谓的单匝-传感器(singleturn-sensor)，因为这些单匝-传感器相对成本有利。这样的转动发送器具有360°的测量范围(一转)。如果单匝-传感器转动超过360°，则另外的转的输出信号再次与第一转的输出信号相应。因而，不可以利用单个单匝-传感器覆盖超过360°的测量范围，如对于具有大多1440°的传统转向装置来说需要的那样。后者可以通过使用多个单匝-传感器和例如在应用游标原理的情况下经由传动装置耦联这些单匝-传感器来实现。以这种方式，可以借助多个单匝-传感器实现多匝-测量技术，从而可以可靠地确定超过360°的转动位置。

5、在机动车处，关于转向手柄的位置的检测还需要真正通电功能(true-power-onfunktion)。因而，相关的位置信息应在电流供给中断时也保持不变。这也可以通过使用多个经由传动装置耦联的单匝-传感器来实现。

技术实现思路

1、本发明的任务是在机动车的线控转向装置的触觉致动器中以尽可能少的耗费和较低的易受干扰性实现这样的真正通电多匝-测量技术。

2、该任务首先通过根据本发明的电动马达解决，该电动马达可在线控转向装置的触觉致动器中使用。根据本发明的电动马达包括：转子；控制电路板，在该控制电路板上布置和电接触有用于控制电动马达的设备；以及多匝传感器设备，该多匝传感器设备布置在控制电路板和转子之间，其中，多匝传感器设备具有至少一个测量接收器(messaufnehmer)，该测量接收器布置和电接触在控制电路板处。

3、根据本发明的解决方案避免了传感器和控制器之间的专用传感器线缆的必要性，由此排除了可能的故障原因。由于将转子位置传感机构集成到电动马达的控制电路板中，可以省去用于相应的传感机构的单独印刷电路板和信号处理，并且可以节省结构空间。此外，根据本发明的布置实现良好地保护转子位置传感机构免受环境影响，从而总体上产生特别简单、鲁棒且成本有利的构造。

4、例如，转子可以与马达轴转动固定地连接，该马达轴借助于马达轴轴承可转动地支承在轴承盖处。在此，多匝传感器设备布置在轴承盖和控制电路板之间。这有利于多匝传感器设备的传感机构的稳定支承。

5、根据本发明的另一个特别的实施型式，多匝传感器设备具有至少两个单匝-传感器、优选地正好两个单匝-传感器，所述单匝-传感器的测量接收器分别布置在控制电路板上，并且所述单匝-传感器的测量发送器(messgeber)借助于传动装置如此耦联，使得所述测量发送器相对于转子的传动比彼此不同。由此，可以借助于成本有利的单匝-传感器如开头解释的那样实现多匝-测量技术。

6、在可靠性方面，单匝-传感器中的至少两个可以基于彼此不同的测量原理，从而在一个传感器失效时，还总是可以从另一个传感器获得关于转子位置的信息。这基于如下考虑：由于故障原因，两个相同类型的传感器的失效比两个基于不同测量原理的传感器的失效更有可能。

7、尤其是，第一测量发送器可以布置在与转子转动固定地连接的马达轴处，并且第二测量发送器可以布置在平行于马达轴的传感器轴处，其中，马达轴和传感器轴经由传动装置彼此耦联。由此，多匝传感器设备的结构保持非常简单。

8、传动装置优选地可以单级地实施，由此其结构保持简单并且其尺寸保持紧凑。然而，传动装置也可以是多级地(例如双级地)实施。两个或更多个单级子传动装置也是可能的。

9、根据另一个特别的实施型式，传动装置具有至少一个正齿轮级或皮带轮级，其可以特别节省空间地安置在电动马达处。

10、优选地，传动装置布置在轴承盖和控制电路板之间，从而可以为传动装置元件设置用于相应支承的较短间距。这对转子位置检测的准确性有积极影响。

11、根据另一个实施变体，多匝传感器设备可以具有基于wiegand效应的绝对多匝-传感器，由此必要时借助于单个传感器已经可以实现真正通电功能。

12、根据本发明的另一个特别的实施型式，马达相位-接触设备布置在轴承盖和转子之间，并且通过电导体设备与控制电路板电连接。

13、上面解释的结构型式的电动马达优选地在根据本发明的线控转向装置中使用。后者包括转向柱模块，该转向柱模块具有用于输入驾驶员侧的转向命令的转向手柄和与该转向手柄机械耦联的用于在转向手柄处模拟转向反作用的触觉致动器。在此，触觉致动器包括上面解释的结构型式的电动马达。由于其配置，电动马达尤其是还在其转子位置传感机构方面对于在机动车中的运行来说是足够鲁棒的。

14、根据线控转向装置的一个特别的实施型式，转向手柄联结在电动马达的与控制电路板相对而置的端部处。这实现触觉致动器非常灵活地附装在转向柱模块处。尤其是，马达轴可以轴线平行于与转向手柄耦联的轴、与后者同轴地、与该轴成直角亦或倾斜地布置，从而可以考虑机动车的相应的空间现实。

15、根据一个特别的实施型式，转向手柄借助于轴与电动马达耦联，所述轴与电动马达的马达轴同轴地伸延。马达轴在此可以实施为实心轴或空心轴。在此，可以将电动马达的布置关于转向手柄的位置反过来。

技术特征：

1.一种电动马达(13)，其包括：

2.根据权利要求1所述的电动马达(13)，其特征在于，所述转子(131)与马达轴(134)转动固定地连接，所述马达轴借助于马达轴轴承(138)可转动地支承在轴承盖(137)处，其中，所述多匝传感器设备(136)布置在所述轴承盖(137)和所述控制电路板(135)之间。

3.根据权利要求1或2所述的电动马达(13)，其特征在于，所述多匝传感器设备(136)具有至少两个单匝-传感器，所述单匝-传感器的测量接收器(1363,1364)分别布置在所述控制电路板(135)上，并且所述单匝-传感器的测量发送器(1361,1362)借助于传动装置(1365)如此耦联，使得所述测量发送器相对于所述转子(131)的传动比彼此不同。

4.根据权利要求3所述的电动马达，其特征在于，所述单匝-传感器中的至少两个基于不同的测量原理。

5.根据权利要求3或4所述的电动马达(13)，其特征在于，第一测量发送器(1361)布置在与所述转子(131)转动固定地连接的马达轴(134)处，并且第二测量发送器(1362)布置在平行于所述马达轴(134)的传感器轴(1366)处，并且所述马达轴(134)和所述传感器轴(1366)经由所述传动装置(1365)彼此耦联。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的电动马达(13)，其特征在于，所述传动装置(1365)具有至少一个正齿轮级(1365a,1365b)或皮带轮级。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的电动马达(13)，其特征在于，所述传动装置(1365)布置在所述轴承盖(137)和所述控制电路板(135)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动马达(13)，其特征在于，马达相位-接触设备(139)布置在所述轴承盖(137)和所述转子(131)之间，并且通过电导体设备(1391)与所述控制电路板(135)电连接。

9.一种线控转向装置(1)，其具有转向柱模块(10)，所述转向柱模块具有用于输入驾驶员侧的转向命令的转向手柄(11)和与所述转向手柄机械耦联的用于在所述转向手柄(11)处模拟转向反作用的触觉致动器(12)，其中，所述触觉致动器(12)包括根据前述权利要求中任一项所述的电动马达(13)。

10.根据权利要求9所述的线控转向装置(1)，其特征在于，所述转向手柄(11)联结在所述电动马达(13)的与所述控制电路板(135)相对而置的端部处，

技术总结
一种电动马达(13)包括转子(131)、控制电路板(135)、多匝传感器设备(136)，在所述控制电路板上布置和电接触有用于控制电动马达(13)的设备，所述多匝传感器设备布置在控制电路板(135)和转子(131)之间，其中，多匝传感器设备(136)具有至少一个测量接收器(1363,1364)，该测量接收器布置和电接触在控制电路板(135)处。此外说明了一种线控转向装置(1)，其具有转向柱模块(10)，该转向柱模块具有用于输入驾驶员侧的转向命令的转向手柄(11)和与该转向手柄机械耦联的用于在转向手柄(11)处模拟转向反作用的触觉致动器(12)，其中，触觉致动器(12)包括上述的电动马达(13)。

技术研发人员：M·特拉乌,C·克里斯,H·舒曼,W·莱贝尔
受保护的技术使用者：大众汽车股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16