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DE102024119119A1 - PCB component for a force feedback actuator - Google Patents

PCB component for a force feedback actuator

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Publication number
DE102024119119A1
DE102024119119A1 DE102024119119.8A DE102024119119A DE102024119119A1 DE 102024119119 A1 DE102024119119 A1 DE 102024119119A1 DE 102024119119 A DE102024119119 A DE 102024119119A DE 102024119119 A1 DE102024119119 A1 DE 102024119119A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pcb component
force feedback
motor
sensor unit
position sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024119119.8A
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German (de)
Inventor
Darko Dujmovic
Silvio Herrmann
Jannick Altherr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102024119119.8A priority Critical patent/DE102024119119A1/en
Priority to PCT/DE2025/100623 priority patent/WO2026008108A1/en
Publication of DE102024119119A1 publication Critical patent/DE102024119119A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein PCB-Bauteil (1) für einen einen Motor (5) aufweisenden Force-Feedback-Aktuator (10) eines Steer-By-Wire-Systems (10) mit einer Rotorpositions-Sensoreinheit (2), wobei das PCB-Bauteil (1) eine Phasenverschaltung (3) für den Motor (5) aufweist.The invention relates to a PCB component (1) for a force feedback actuator (10) comprising a motor (5) of a steer-by-wire system (10) with a rotor position sensor unit (2), wherein the PCB component (1) has a phase connection (3) for the motor (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein PCB-Bauteil für einen einen Motor aufweisenden Force-Feedback-Aktuator eines Steer-By-Wire-Systems mit einer Rotorpositions-Sensoreinheit. Die Erfindung betrifft ferner einen Force-Feedback-Aktuator für ein Steer-By-Wire-System, wobei der Force-Feedback-Aktuator einen Motor aufweist und ein PCB-Bauteil. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steer-By-Wire-System mit einem Force-Feedback-Aktuator sowie ein Fahrzeug mit einem Steer-By-Wire-System. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines PCB-Bauteils.The invention relates to a PCB component for a force feedback actuator comprising a motor of a steer-by-wire system with a rotor position sensor unit. The invention further relates to a force feedback actuator for a steer-by-wire system, wherein the force feedback actuator comprises a motor and a PCB component. The invention further relates to a steer-by-wire system with a force feedback actuator and a vehicle with a steer-by-wire system. The invention also relates to a method for manufacturing a PCB component.

PCB-Bauteile werden auch als Printed Circuit Board-Bauteile oder Leiterplatten bezeichnet. PCB-Bauteile ermöglichen die mechanische Befestigung elektronischer Komponenten und deren elektrische Verbindung. Sie bestehen typischerweise aus einem elektrisch isolierenden Substrat sowie auf dem Substrat aufgebrachten elektrisch leitfähigen Leiterbahnen.PCB components are also known as printed circuit board components or circuit boards. PCB components enable the mechanical mounting of electronic components and their electrical connections. They typically consist of an electrically insulating substrate and electrically conductive traces applied to the substrate.

In Fahrzeugen mit einem Steer-by-Wire-System wird das Lenkgefühl nicht mehr über eine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern erzeugt. Stattdessen wird das Lenkgefühl synthetisch mit einem Force-Feedback-Actuator, FFA, erzeugt, der mechanisch mit dem Lenkrad des Fahrzeugs gekoppelt ist. Der Force-Feedback-Aktuator übernimmt in einem solchen Steer-by-Wire-System mehrere Funktionen. Einerseits erzeugt er ein Force-Feedback-Drehmoment, welches dem Benutzer an dem Lenkrad bereitgestellt wird. Andererseits enthält der Force-Feedback-Aktuator eine Sensorik, die zur Erfassung des Lenkwinkels verwendet wird. Diese Sensorik erfasst die Position eines Rotors des Force-Feedback-Aktuators und wird daher auch zur Regelung bzw. Ansteuerung des Motors des Force-Feedback-Aktuators verwendet.In vehicles with a steer-by-wire system, the steering feel is no longer generated via a mechanical connection between the steering wheel and the wheels. Instead, the steering feel is generated synthetically using a force feedback actuator (FFA) that is mechanically coupled to the vehicle's steering wheel. The force feedback actuator performs several functions in such a steer-by-wire system. Firstly, it generates force feedback torque, which is transmitted to the user at the steering wheel. Secondly, the force feedback actuator contains sensors used to detect the steering angle. These sensors detect the position of a rotor within the force feedback actuator and are therefore also used to control the actuator's motor.

Gemäß dem Stand der Technik weisen derartige Force-Feedback-Aktuatoren einen Motor mit einem Rotor sowie ein PCB-Bauteil auf, auf welchem die Sensorik zur Erfassung der Rotorposition angeordnet ist. Derartige Force-Feedback-Aktuatoren umfassen in der Regel weitere separate Komponenten, beispielsweise ein Sensor-Target, das mit dem Rotor verbunden ist, und eine Motorphasen-Verschaltungseinheit, welche eine Verbindung zwischen mit einer Motorsteuerung verbundenen Phaseneingängen und mehreren Windungsanschlüssen des Motors bereitstellt.According to the prior art, such force feedback actuators comprise a motor with a rotor and a PCB component on which the sensors for detecting the rotor position are arranged. Such force feedback actuators typically include further separate components, for example, a sensor target connected to the rotor and a motor phase switching unit, which provides a connection between phase inputs connected to a motor controller and several winding terminals of the motor.

Ähnliche Aufbauten sind aus dem Bereich der Servolenkungen bekannt und beispielsweise in der Druckschrift EP 3 852 247 B1 beschrieben. Ein derartiges Design hat aber den Nachteil, dass eine Vielzahl einzelner Komponenten erforderlich ist. Hierdurch ergibt sich ein erhöhter Aufwand bei der Entwicklung und Fertigung des Force-Feedback-Aktuators.Similar designs are known from the field of power steering systems and are described, for example, in the printed publication. EP 3 852 247 B1 described. However, such a design has the disadvantage that a large number of individual components are required. This results in increased effort in the development and manufacturing of the force feedback actuator.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, den Aufwand zur Entwicklung und Fertigung des Force-Feedback-Aktuators zu reduzieren.Against this background, the task arises to reduce the effort required for the development and manufacturing of the force feedback actuator.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein PCB-Bauteil für einen einen Motor aufweisenden Force-Feedback-Aktuator eines Steer-By-Wire-Systems mit einer Rotorpositions-Sensoreinheit und einer Phasenverschaltung für den Motor.The task is solved by a PCB component for a force feedback actuator of a steer-by-wire system comprising a motor, a rotor position sensor unit, and a phase switching system for the motor.

Gemäß der Erfindung sind somit sowohl die Rotorpositions-Sensoreinheit als auch die Phasenverschaltung als Teil des PCB-Bauteils ausgebildet. Die Phasenverschaltung ist dazu konfiguriert, Verbindungen zwischen den mit einer Motorsteuerung verbundenen Phaseneingängen und mehreren Windungsanschlüssen des Motors herzustellen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zusätzlich zu dem PCB-Bauteil keine weitere Komponente erforderlich ist, um die Verbindungen zwischen den mit einer Motorsteuerung verbundenen Phaseneingängen und den Windungsanschlüssen des Motors bereitzustellen. Die Anzahl erforderlicher Komponenten und damit der Aufwand zur Entwicklung und Fertigung des Force-Feedback-Aktuators kann somit reduziert werden.According to the invention, both the rotor position sensor unit and the phase interconnection are integrated as part of the PCB component. The phase interconnection is configured to establish connections between the phase inputs connected to a motor controller and several winding terminals of the motor. This offers the advantage that, in addition to the PCB component, no further component is required to provide the connections between the phase inputs connected to a motor controller and the winding terminals of the motor. The number of components required, and thus the effort for developing and manufacturing the force feedback actuator, can therefore be reduced.

Bevorzugt sind sowohl die Rotorpositions-Sensoreinheit als auch die Phasenverschaltung durch Leiterbahnen des PCB-Bauteils gebildet. Insofern können Rotorpositions-Sensoreinheit und Phasenverschaltung als Teil des Lagenaufbaus des PCB-Bauteils ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Rotorpositons-Sensoreinheit eine oder mehrere aus Leiterbahnen und ggf. Durchkontaktierungen, gebildete Spulen(n) aufweisen. Die Phasenverschaltung kann durch Leiterbahnen und ggf. Durchkontaktierungen gebildete Verbindungen aufweisen. Optional kann vorgesehen sein, dass die Rotorpositions-Sensoreinheit und/oder die Phasenverschaltung zusätzliche elektronische Bauelemente umfasst, die an dem PCB-Bauteil, insbesondere an einer Oberfläche des PCB-Bauteils, angeordnet sind. Die elektronischen Bauelemente können passive und/oder aktive Bauelemente sein.Preferably, both the rotor position sensor unit and the phase circuit are formed by conductor tracks of the PCB component. In this respect, the rotor position sensor unit and the phase circuit can be designed as part of the layer structure of the PCB component. For example, the rotor position sensor unit can have one or more coils formed from conductor tracks and, optionally, vias. The phase circuit can have connections formed by conductor tracks and, optionally, vias. Optionally, the rotor position sensor unit and/or the phase circuit can include additional electronic components arranged on the PCB component, particularly on a surface of the PCB component. The electronic components can be passive and/or active components.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Phasenverschaltung zumindest teilweise induktiv von der Rotorpositions-Sensoreinheit entkoppelt und/oder elektromagnetische abgeschirmt. Zur Entkopplung können Maßnahmen getroffen sein, welche elektromagnetische Abstrahlungen der Phasenverschaltung bzw. der Rotorpositions-Sensoreinheit und/oder Einkopplungen in die Phasenverschaltung bzw. die Rotorpositions-Sensoreinheit verringern. Beispielsweise ist es möglich, dass Maßnahmen zur Abschirmung getroffen sind oder Maßnahmen, die eine gegenseitige Aufhebung von Magnetfeldern bewirken.According to an advantageous embodiment of the invention, the phase circuit is at least partially inductively decoupled from the rotor position sensor unit and/or electromagnetically shielded. Decoupling measures can be implemented to prevent electromagnetic emissions from the phase circuit or the rotor position sensor unit and/or coupling into the phase circuit or the rotor position sensor unit. Reduce purity. For example, it is possible that shielding measures have been taken or measures that cause mutual cancellation of magnetic fields.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das PCB-Bauteil eine, elektrisch leitfähige Materialschicht aufweist, wobei sich die elektrisch leitfähige Materialschicht zwischen der Phasenverschaltung und der Rotorpositions-Sensoreinheit befindet. Bevorzugt wirkt die elektrisch leitfähige Materialschicht als elektrische Masse und/oder ist geerdet. Durch die elektrisch leitfähige Materialschicht können die Phasenverschaltung und die Rotorpositions-Sensoreinheit elektrisch entkoppelt werden, so dass kapazitive und/oder induktive Kopplungen reduziert bzw. ausgeschlossen werden. Beispielsweise kann das PCB-Bauteil mehrere Lagen aufweisen, wobei die Phasenverschaltung in einer Lage oder mehreren Lagen des PCB-Bauteils ausgebildet ist, die näher zu einer ersten Oberfläche des PCB-Bauteils angeordnet sind als zu einer zweiten Oberfläche des PCB-Bauteils, wobei die Rotorpositions-Sensoreinheit in einer Lage oder mehreren Lagen ausgebildet ist, die näher zu der zweiten Oberfläche des PCB-Bauteils angeordnet sind als zu der ersten Oberfläche, wobei die elektrisch leitfähige Materialschicht zwischen den Lagen der Phasenverschaltung und den Lagen der Rotorpositions-Sensoreinheit angeordnet ist, beispielsweise in einer mittleren Lage des PCB-Bauteils.According to an advantageous embodiment of the invention, the PCB component has an electrically conductive material layer, wherein the electrically conductive material layer is located between the phase connection and the rotor position sensor unit. Preferably, the electrically conductive material layer acts as an electrical ground and/or is grounded. The electrically conductive material layer allows the phase connection and the rotor position sensor unit to be electrically decoupled, thus reducing or eliminating capacitive and/or inductive coupling. For example, the PCB component can have multiple layers, wherein the phase interconnection is formed in one or more layers of the PCB component that are located closer to a first surface of the PCB component than to a second surface of the PCB component, wherein the rotor position sensor unit is formed in one or more layers that are located closer to the second surface of the PCB component than to the first surface, and wherein the electrically conductive material layer is located between the layers of the phase interconnection and the layers of the rotor position sensor unit, for example in a middle layer of the PCB component.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das PCB-Bauteil mehrere in einer Reihe angeordnete vertikale Durchkontaktierungen aufweist um einen Via-Zaun, engl. via fence, zu bilden, der zwischen der Phasenverschaltung und der Rotorpositions-Sensoreinheit angeordnet ist. Bevorzugt entkoppelt der Via-Zaun die Phasenverschaltung und die Rotorpositions-Sensoreinheit elektrisch voneinander. Beispielsweise kann die Phasenverschaltung in einer oder mehreren Lagen auf einer ersten Seite des Via-Zauns angeordnet sein und die Rotorpositions-Sensoreinheit auf einer zweiten Seite des Via-Zaus. Der Via-Zaun kann beispielsweise kreisförmig vorgesehen sein, wobei sich die Rotorpositions-Sensoreinheit auf einer Innenseite des kreisförmigen Via-Zauns befinde und die Phasenverschaltung auf einer Außenseite des kreisförmigen Via-Zauns, oder umgekehrt.According to an advantageous embodiment of the invention, the PCB component has several vertical vias arranged in a row to form a via fence, which is located between the phase circuit and the rotor position sensor unit. Preferably, the via fence electrically decouples the phase circuit and the rotor position sensor unit from each other. For example, the phase circuit can be arranged in one or more layers on a first side of the via fence, and the rotor position sensor unit on a second side of the via fence. The via fence can, for example, be circular, with the rotor position sensor unit located on an inside side of the circular via fence and the phase circuit on an outside side of the circular via fence, or vice versa.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das PCB-Bauteil die Form einer Lochscheibe besitzt. Eine Ausbildung als Lochscheibe bietet den Vorteil, dass eine Welle und/oder der Rotor des Motors des Force-Feedback-Aktuators in dem Loch der Lochscheibe angeordnet werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention, the PCB component is provided to have the form of a perforated disk. A perforated disk design offers the advantage that a shaft and/or the rotor of the force-feedback actuator motor can be arranged in the hole of the perforated disk.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das PCB-Bauteil eine kreisförmige Außenkontur aufweist. Die Ausgestaltung des PCB-Bauteils mit einer kreisförmigen Außenkontur erlaubt eine Integration des PCB-Bauteils in ein zylindrisches Gehäuse. Beispielsweise können der Motor und das PCB-Bauteil in axialer Richtung einer Motorwelle des Motors nebeneinander in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet werden, wodurch sich eine platzsparende Anordnung ergibt.According to an advantageous embodiment of the invention, the PCB component has a circular outer contour. This circular outer contour allows the PCB component to be integrated into a cylindrical housing. For example, the motor and the PCB component can be arranged side by side in a cylindrical housing along the axial direction of the motor shaft, resulting in a space-saving arrangement.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Phasenverschaltung eine oder mehrere Durchkontaktierungen, engl. Vias, aufweist. Die Verwendung von Durchkontaktierungen erlaubt es, Ströme sowohl senkrecht zur Haupterstreckungsebene des PCB-Bauteils, nämlich in den Durchkontaktierungen, zu führen und parallel zur Haupterstreckungsebene des PCB-Bauteils, nämlich in den Leiterbahnen des PCB-Bauteils. Dies erlaubt eine orthogonale Führung von Strömen in der Phasenverschaltung, wodurch störende Magnetfelder vermieden werden können.According to an advantageous embodiment of the invention, the phase connection comprises one or more vias. The use of vias allows currents to be guided both perpendicular to the main plane of the PCB component, namely in the vias, and parallel to the main plane of the PCB component, namely in the conductor tracks of the PCB component. This enables orthogonal current flow in the phase connection, thereby avoiding disruptive magnetic fields.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Force-Feedback-Aktuator für ein Steer-By-Wire-System, wobei der Force-Feedback-Aktuator einen Motor aufweist und ein vorstehend beschriebenes PCB-Bauteil.Another object of the invention is a force feedback actuator for a steer-by-wire system, wherein the force feedback actuator comprises a motor and a PCB component as described above.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Steer-By-Wire-System mit einem derartigen Force-Feedback-Aktuator.Another object of the invention is a steer-by-wire system with such a force-feedback actuator.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem derartigen Steer-By-Wire-System.Another object of the invention is a vehicle with such a steer-by-wire system.

Vorgeschlagen wird zur Lösung eingangs genannter Aufgabe ferner ein Verfahren zur Herstellung eines PCB-Bauteils für einen einen Motor aufweisenden Force-Feedback-Aktuator eines Steer-By-Wire-Systems, wobei eine Rotorpositions-Sensoreinheit und eine Phasenverschaltung für den Motor auf dem PCB-Bauteil erzeugt werden.Furthermore, a method for manufacturing a PCB component for a force-feedback actuator of a steer-by-wire system comprising a motor is proposed to solve the aforementioned problem, wherein a rotor position sensor unit and a phase circuit for the motor are produced on the PCB component.

Bei dem Force-Feedback-Aktuator, dem Steer-By-Wire-System, dem Fahrzeug und dem Verfahren zur Herstellung eines PCB-Bauteils können dieselben technischen Wirkungen und Vorteile erreicht werden, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen PCB-Bauteil erläutert wurden.The same technical effects and advantages can be achieved in the force feedback actuator, the steer-by-wire system, the vehicle and the method for manufacturing a PCB component as have been explained in connection with the PCB component according to the invention.

Bei dem Force-Feedback-Aktuator, dem Steer-By-Wire-System, dem Fahrzeug und dem Verfahren zur Herstellung eines PCB-Bauteils können, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen PCB-Bauteil erörterten bevorzugten Ausgestaltungen und Merkmale, allein oder in Kombination Anwendung finden.In the force feedback actuator, the steer-by-wire system, the vehicle, and the method for manufacturing a PCB component, the preferred embodiments discussed in connection with the PCB component according to the invention can be implemented. genes and characteristics, alone or in combination, can be used.

Weitere Einzelheiten und bevorzugten Merkmale der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert werden.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Force-Feedback-Aktuators.
  • 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines PCB-Bauteils in einer schematischen Schnittdarstellung.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines PCB-Bauteils in einer Aufsicht.
  • 4 zeigt das PCB-Bauteil gemäß 3 und ein Sensortarget in einer perspektivischen Darstellung.
Further details and preferred features of the invention will be explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures.
  • 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a force feedback actuator.
  • 2 shows a first embodiment of a PCB component in a schematic sectional view.
  • 3 shows a second embodiment of a PCB component in a top view.
  • 4 The PCB component is shown according to 3 and a sensor target in a perspective view.

In der 1 ist ein Force-Feedback-Aktuator 10 dargestellt, der in einem Steer-By-Wire-System eines Fahrzeugs Verwendung finden kann. Der Force-Feedback-Aktuator 10 umfasst einen Motor 5, mittels dem ein Drehmoment an einem Lenkrad 7 bereitgestellt werden kann, beispielsweise um dem Benutzer des Fahrzeugs eine haptische Rückmeldung zum Lenkverhalten des Fahrzeugs zu geben. Der Motor ist in 1 schematisch als Cubus gezeigt, kann aber auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine im Wesentliche zylindrische Form.In the 1 Figure 10 shows a force feedback actuator 10 that can be used in a vehicle's steer-by-wire system. The force feedback actuator 10 includes a motor 5 by means of which torque can be provided to a steering wheel 7, for example, to give the vehicle's user haptic feedback on the vehicle's steering behavior. The motor is in 1 It is shown schematically as a cube, but can also have a different shape, for example an essentially cylindrical shape.

Ein weiterer Bestandteil des Force-Feedback-Aktuators 10 ist ein PCB-Bauteil 1, welches mehrere Funktionen bereitstellt. Das PCB-Bauteil 1 umfasst eine Rotorpositions-Sensoreinheit 2 zur Erfassung der Position bzw. Drehstellung des Rotors des Motors 5. Ferner ist als Teil des PCB-Bauteils eine Phasenverschaltung 3 für den Motor 5 vorgesehen, welche eine Verschaltung der Phasenleitungen, beispielsweise der Phasenleitungen eines Drehstromsystems, auf die Wicklungsanschlüsse des Motors 5 ermöglicht. Durch die Phasenverschaltung 3 kann beispielsweise eine Verschaltung von drei Phasenleitungen auf sechs Wicklungen des Motors 5 verwirklicht sein.Another component of the force feedback actuator 10 is a PCB component 1, which provides several functions. The PCB component 1 includes a rotor position sensor unit 2 for detecting the position or rotational orientation of the rotor of the motor 5. Furthermore, a phase connection 3 for the motor 5 is provided as part of the PCB component, which enables the connection of the phase lines, for example, the phase lines of a three-phase system, to the winding terminals of the motor 5. The phase connection 3 allows, for example, the connection of three phase lines to six windings of the motor 5.

Das PCB-Bauteil 1 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel in der Form einer Lochscheibe ausgebildet und weist eine kreisförmige Außenkontur auf.In the embodiment shown here, the PCB component 1 is designed in the form of a perforated disk and has a circular outer contour.

Der Force-Feedback-Aktuator 10 umfasst zudem ein Sensortarget 6, welches drehfest mit dem Rotor des Motors 5 gekoppelt ist. Das Sensortarget 6 wirkt mit der Rotorpositions-Sensoreinheit 2 zusammen und ermöglicht dabei die Ermittlung der Drehstellung des Sensortargets 6 bzw. des Rotors des Motors 5.The force feedback actuator 10 also includes a sensor target 6, which is rotationally fixed to the rotor of the motor 5. The sensor target 6 interacts with the rotor position sensor unit 2 and enables the determination of the rotational position of the sensor target 6 or of the rotor of the motor 5.

Um gegenseitige Beeinflussungen zwischen der Rotorpositions-Sensoreinheit 2 und der Phasenverschaltung 3 des PCB-Bauteils 1 zu reduzieren, sind besondere Maßnahmen getroffen. Die Darstellung in der 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Lagenaufbau eines PCB-Bauteils 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Schnittebene liegt senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene H des PCB-Bauteils 1. In 2 ist erkennbar, dass das PCB-Bauteil 1 mehrere Lagen aufweist. Die Phasenverschaltung 3 ist in einer Lage oder mehreren Lagen des PCB-Bauteils 1 ausgebildet ist, die näher zu einer ersten Oberfläche des PCB-Bauteils 1 angeordnet sind, in der Darstellung nach 1 der unteren Oberfläche. Die Rotorpositions-Sensoreinheit 2 in einer Lage oder in mehreren Lagen ausgebildet, die näher zu der zweiten Oberfläche, der oberen Oberfläche in 1, angeordnet sind. Zwischen der Rotorpositions-Sensoreinheit 2 und der Phasenverschaltung 3 ist eine elektrisch leitfähige Materialschicht 4 angeordnet, welche als Abschirmung zwischen der Rotorpositions-Sensoreinheit 2 und der Phasenverschaltung 3 wirkt.To reduce mutual interference between the rotor position sensor unit 2 and the phase circuit 3 of the PCB component 1, special measures have been taken. The illustration in the 2 Figure 1 shows a schematic cross-section through the layer structure of a PCB component 1 according to a first embodiment. The section plane is perpendicular to a principal extension plane H of the PCB component 1. 2 It is evident that the PCB component 1 has several layers. The phase connection 3 is formed in one or more layers of the PCB component 1, which are arranged closer to a first surface of the PCB component 1, as shown in the illustration. 1 the lower surface. The rotor position sensor unit 2 is configured in one or more layers closer to the second surface, the upper surface. 1 , are arranged. An electrically conductive material layer 4 is arranged between the rotor position sensor unit 2 and the phase connection 3, which acts as a shield between the rotor position sensor unit 2 and the phase connection 3.

Die Darstellungen in 3 und 4 zeigen ein PCB-Bauteil 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zusammen mit einem Sensortarget 6. Das PCB-Bauteil 1 ist als Ringscheibe ausgebildet und umfasst ein mittig angeordnetes Durchgangsloch 8 zur Durchführung einer Rotorwelle. Angrenzend an das Durchgangsloch 8 sind konzentrisch zu dem Durchgangsloch 8 mehrere Sensorspulen 2.2 angeordnet, welche Teil der Rotorpositions-Sensoreinheit 2 sind. Die Sensorspulen 2.2 sind als Leiterbahnen des PCB-Bauteils 1 ausgestaltet. Die Rotorpositions-Sensoreinheit 2 umfasst zusätzlich einen Sensorschaltkreis 2.1. Der Sensorschaltkreis 2.1 umfasst mehrere elektronische Bauelemente.The representations in 3 and 4 Figure 1 shows a PCB component 1 according to a second embodiment of the invention together with a sensor target 6. The PCB component 1 is designed as an annular disk and includes a centrally arranged through-hole 8 for the passage of a rotor shaft. Adjacent to the through-hole 8, several sensor coils 2.2 are arranged concentrically to the through-hole 8; these coils are part of the rotor position sensor unit 2. The sensor coils 2.2 are designed as conductor tracks of the PCB component 1. The rotor position sensor unit 2 additionally includes a sensor circuit 2.1. The sensor circuit 2.1 comprises several electronic components.

Die Phasenverschaltung ist bei diesem Ausführungsbeispiel des PCB-Bauteils 1 in einem Bereich angeordnet, der die Sensorspulen 2.2 konzentrisch umgibt. Die Phasenverschaltung ist in mehrere, hier drei, Einheiten unterteilt. Jede der Einheiten nimmt einen kreisringförmigen Bereich 3.1 ein.In this embodiment of the PCB component 1, the phase connection is arranged in an area that concentrically surrounds the sensor coils 2.2. The phase connection is divided into several units, here three. Each of the units occupies an annular area 3.1.

Mit den PCB-Bauteilen 1 gemäß den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ergibt sich der Vorteil, dass die Anzahl erforderlicher Komponenten und damit der Aufwand zur Entwicklung und Fertigung des Force-Feedback-Aktuators reduziert ist.The PCB components 1 according to the embodiments described above offer the advantage that the number of components required, and thus the effort for the development and manufacture of the force feedback actuator, is reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3 852 247 B1 [0005]EP 3 852 247 B1 [0005]

Claims (10)

PCB-Bauteil (1) für einen einen Motor (5) aufweisenden Force-Feedback-Aktuator (10) eines Steer-By-Wire-Systems (10) mit einer Rotorpositions-Sensoreinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass das PCB-Bauteil (1) eine Phasenverschaltung (3) für den Motor (5) aufweist.PCB component (1) for a force feedback actuator (10) comprising a motor (5) of a steer-by-wire system (10) with a rotor position sensor unit (2), characterized in that the PCB component (1) has a phase connection (3) for the motor (5). PCB-Bauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschaltung (3) zumindest teilweise induktiv von der Rotorpositions-Sensoreinheit (2) entkoppelt ist und/oder elektromagnetisch abgeschirmt ist.PCB component (1) according Claim 1 , characterized in that the phase connection (3) is at least partially inductively decoupled from the rotor position sensor unit (2) and/or is electromagnetically shielded. PCB-Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das PCB-Bauteil (1) eine, insbesondere als elektrische Masse wirkende und/oder insbesondere geerdete, elektrisch leitfähige Materialschicht (4) aufweist, wobei sich die elektrisch leitfähige Materialschicht (4) zwischen der Phasenverschaltung (3) und der Rotorpositions-Sensoreinheit (2) befindet.PCB component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the PCB component (1) has an electrically conductive material layer (4) which acts in particular as an electrical ground and/or is in particular grounded, wherein the electrically conductive material layer (4) is located between the phase connection (3) and the rotor position sensor unit (2). PCB-Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das PCB-Bauteil (1) mehrere in einer Reihe angeordnete vertikale Durchkontaktierungen aufweist um einen Via-Zaun, engl. via fence, zu bilden, der zwischen der Phasenverschaltung (3) und der Rotorpositions-Sensoreinheit (2) angeordnet ist.PCB component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the PCB component (1) has several vertical vias arranged in a series to form a via fence, which is arranged between the phase circuit (3) and the rotor position sensor unit (2). PCB-Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das PCB-Bauteil (1) die Form einer Lochscheibe besitzt und/oder eine kreisförmige Außenkontur aufweist.PCB component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the PCB component (1) has the form of a perforated disk and/or a circular outer contour. PCB Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschaltung (3) eine oder mehrere Durchkontaktierungen aufweist.PCB component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the phase interconnection (3) has one or more vias. Force-Feedback-Aktuator (10) für ein Steer-By-Wire-System (10), wobei der Force-Feedback-Aktuator (10) einen Motor (5) aufweist und ein PCB-Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Force feedback actuator (10) for a steer-by-wire system (10), wherein the force feedback actuator (10) comprises a motor (5) and a PCB component (1) according to one of the preceding claims. Steer-By-Wire-System mit einem Force-Feedback-Aktuator (10) nach Anspruch 7.Steer-by-wire system with a force feedback actuator (10) according to Claim 7 . Fahrzeug mit einem Steer-By-Wire-System nach Anspruch 8.Vehicle with a steer-by-wire system according to Claim 8 . Verfahren zur Herstellung eines PCB-Bauteils (1) für einen einen Motor (5) aufweisenden Force-Feedback-Aktuator (10) eines Steer-By-Wire-Systems (10), wobei eine Rotorpositions-Sensoreinheit (2) und eine Phasenverschaltung (3) für den Motor (5) auf dem PCB-Bauteil (1) erzeugt werden.Method for manufacturing a PCB component (1) for a force feedback actuator (10) comprising a motor (5) of a steer-by-wire system (10), wherein a rotor position sensor unit (2) and a phase switching (3) for the motor (5) are produced on the PCB component (1).
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