用于一体式变速箱的同步马达的位置传感器的方法和装置制造方法及图纸

变速箱组件具有一体式扭矩机，该一体式扭矩机包括扭矩机定子和扭矩机转子。该扭矩机转子包括至少一组转子磁体。一体式旋转位置传感器被配置成监测该扭矩机转子相对于该扭矩机定子的旋转位置。该一体式旋转位置传感器包括传感器转子元件和传感器定子元件。该传感器转子元件包括至少一组传感器转子磁体。该传感器转子元件被定位成使得该至少一组传感器转子磁体相对于该扭矩机转子的至少一组转子磁体的转子磁极对齐。该传感器定子元件被定位成使得该传感器定子元件与该扭矩机定子的磁轴线对齐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于包括安装在变速箱上的扭矩机的动力总成系统的变速箱系统，以及安装在其上的位置传感器。
技术介绍
这部分的陈述仅提供与本专利技术相关的背景信息。因此，这些陈述不是旨在构成对现有技术的承认。已知的车辆系统使用包括使用非烃燃料的扭矩机的动力总成系统，例如电机，来将电能转换成机械扭矩，以产生牵引力，并且将机械力转换为电能。这些动力总成系统包括混合动力总成系统，电动车辆系统，以及增程式电动车辆动力总成系统。这些动力总成结构可被配置为通过变速箱装置将牵引扭矩传递到输出构件。已知的混合动力总成结构可包括串联混合结构，并联混合结构，以及复式-分解混合结构。配置作为马达和发电机来运行的电机可被控制，以根据来自内燃机的扭矩输入，独立地产生给变速箱的扭矩输入。电机可起作用并且将通过车辆传动系统传送的车辆动能转换为电能，所述电能被存储在使用再生制动和其他方法的电能存储装置中。高分辨率位置传感器，例如磁阻型分解器，可被用于确定转子位置反馈。该分解器以高的精度提供高分辨率的转子位置信息，适于扭矩机中的精确的扭矩和位置控制。已知的磁阻型分解器安装在具有内部转子/外部定子结构，或者外部转子/内部定子结构的马达轴的一端，并且提供转子位置反馈。与在变速箱系统中安装高分辨率位置传感器相关的问题包括有限的空间可用性以及封装限制。由于有限的位置可用性，将位置传感器封装在变速箱装置内的马达轴上可带来挑战。此外，磁阻型分解器很昂贵。潜在的替代选择是使用基于霍尔效应的数字传感器来确定转子位置反馈。
技术实现思路
变速箱组件具有一体式扭矩机，该一体式扭矩机包括扭矩机定子和扭矩机转子。该扭矩机转子包括至少一组转子磁体。一体式旋转位置传感器被配置成监测该扭矩机转子相对于该扭矩机定子的旋转位置。该一体式旋转位置传感器包括传感器转子元件和传感器定子元件。传感器转子元件包括至少一组传感器转子磁体。该传感器转子元件被定位成使得相对于该扭矩机转子的至少一组转子磁体的转子磁极，将该至少一组传感器转子磁体对齐。该传感器定子元件被定位成使得该传感器定子元件与该扭矩机定子的磁轴线对齐。附图说明通过举例的方式，将参考附图描述一个或者多个实施例，其中：图1示出了根据本专利技术的变速箱的局部剖视图，该变速箱包括安装在变速箱上的扭矩机，并且包括布置有径向气隙的旋转位置传感器，该扭矩机具有内部转子和外部定子；图2示出了根据本专利技术的变速箱的局部侧视图，该变速箱包括安装在变速箱上的扭矩机，该扭矩机具有内部转子和外部定子的结构，其中旋转位置传感器布置有径向气隙；图3示出了根据本专利技术的变速箱的局部剖视图，该变速箱包括安装在变速箱上的扭矩机，以及布置有轴向气隙的旋转位置传感器，该扭矩机具有内部转子和外部定子的结构；图4示出了根据本专利技术的变速箱的局部侧视图，该变速箱包括具有示例性磁化的旋转位置传感器的传感器转子，所述磁化包括高分辨率磁轨和换向磁轨；图5示出了根据本专利技术的变速箱的局部侧视图，该变速箱包括传感器转子和扭矩机转子，它们示例性地沿着磁轴线对齐；图6示出了根据本专利技术的包括旋转位置传感器的传感器定子和扭矩机定子的变速箱的局部侧视图，它们示例性地沿着磁轴线对齐；图7示出了根据本专利技术的变速箱的分解视图，其中传感器定子，以及传感器定子和使用定位器-销结构的固定构件示例性地对齐；图8示出了根据本专利技术的包括旋转位置传感器和扭矩机的变速箱的分解视图，其中传感器部件和扭矩机组件示例性地对齐；图9示出了根据本专利技术的包括旋转位置传感器的传感器转子和传感器定子，以及扭矩机的转子和定子的变速箱的局部侧视图，它们示例性地沿着磁轴线的对齐；图10示出了根据本专利技术的具有圆形支撑结构的旋转位置传感器的传感器定子的示例性实施例的局部侧视图；以及图11根据本专利技术以曲线图示出了与归一化的反电动势波形一起的示例性旋转位置传感器输出信号。具体实施方式现在参考附图，其中所述图示仅针对示出特定示例性实施例的目的，而不是限制为特定的示例性实施例的目的，图1和2示出了变速箱系统10的局部视图，该变速箱系统包括一体式扭矩机20，一体式扭矩机20配置有容纳一体式旋转位置传感器40的环形的传感器外壳15。扭矩机20配置成经由变速箱系统10的旋转和固定元件产生扭矩并将其传递至变速箱输出构件，以用于推进和其他功能。图1示出了变速箱系统10的局部剖视图，以及图2示出了变速箱系统10的局部平面图。如图所示，扭矩机20是电力马达/发电机。在该实施例中，扭矩机20被布置在包括外部定子22、同轴内部转子30和旋转位置传感器40的结构中，旋转位置传感器40被组装在传感器外壳15中，以监测转子30相对于定子22的旋转位置。定子22包括环形的第一电动马达部分25和框架21，该框架21固定于变速箱10的机壳14，从而为从框架21轴向伸出的轴23提供结构支撑。轴23包括非轴承部分29，肩部28，以及反切口凹槽27，其中圆筒形的外部轴承表面位于肩部28和反切口凹槽27之间。保持环26可以插入反切口凹槽27中，因此将转子30的轴承部分32机械地固定在轴23的外部轴承表面上。定子22的肩部28限定并且因此限制了转子30的轴承部分32相对于框架21的轴向位置。轴23的非轴承部分29位于定子22的肩部28和框架21之间。安装螺栓孔24被以环形图案的方式机加工在框架21中，从而为位置传感器40提供安装支撑。转子30包括轴承部分32，支撑部分33和转子轮毂34。转子轮毂34包括外部圆筒形表面，该表面与环形的第二电动马达部分39联接，该第二电动马达部分39与第一电动马达部分25同轴且相邻。转子轮毂34包括在一个方向朝着定子22的框架21轴向地延伸超过轴承部分32的轮毂延伸部35。转子轮毂34的轮毂延伸部35包括内表面，该内表面包括第一肩部38和凹槽37。转子30固定地与变速箱10的齿轮元件12联接并随其旋转。转子30的轴承部分32安装在轴23的外部轴承表面，允许转子30在其上旋转，其中基于扭矩机20和变速箱10的运行参数确定旋转的方向。轴承部分32包括可被插到轴23的轴承部分上以在其上旋转的合适元件，包括例如滚柱轴承或者其他允许低摩擦旋转的元件。环形的传感器外壳15形成在转子30的轮毂延伸部35的内表面和轴23的非轴承部分29的外表面之间。传感器外壳15容纳多种类型的旋转位置传感器40中的任何一种。在示例性实施例中，旋转位置传感器40可包括霍尔效应传感器。旋转位置传感器40包括与传感器转子44机械分离的传感器定子42，优选地包括形成在其间的气隙45。传感器定子42组装并且固定地附接到定子22的轴23。传感器转子44固定地附接到转子轮毂34。如图所示，传感器定子42和传感器转子44被配置为形成径向定向的气隙45。传感器定子42包括线束50和包括应变消除元件的束具支承件52。线束50和束具支承件52被用于实现电源和信号电缆在传感器定子42和车上控制模块之间的布线。控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似术语意指，执行一个或多个软件或固件编程或例程的一个或多个的专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(优选为微处理器)、和相关存储器和存储部件(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、合适的信号调节和缓冲电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括具有一体式扭矩机的变速箱组件的装置，包括：扭矩机定子；扭矩机转子，包括至少一组转子磁体；一体式旋转位置传感器，其被配置成监测所述扭矩机转子相对于所述扭矩机定子的旋转位置并且包括传感器转子元件和传感器定子元件；所述传感器转子元件包括至少一组传感器转子磁体；所述传感器转子元件被定位成使得所述至少一组传感器转子磁体相对于所述扭矩机转子的所述至少一组转子磁体的转子磁极对齐；以及所述传感器定子元件被定位成使得所述传感器定子元件与所述扭矩机定子的磁轴线对齐。

【技术特征摘要】
2015.09.15 US 14/8541871.一种包括具有一体式扭矩机的变速箱组件的装置，包括：扭矩机定子；扭矩机转子，包括至少一组转子磁体；一体式旋转位置传感器，其被配置成监测所述扭矩机转子相对于所述扭矩机定子的旋转位置并且包括传感器转子元件和传感器定子元件；所述传感器转子元件包括至少一组传感器转子磁体；所述传感器转子元件被定位成使得所述至少一组传感器转子磁体相对于所述扭矩机转子的所述至少一组转子磁体的转子磁极对齐；以及所述传感器定子元件被定位成使得所述传感器定子元件与所述扭矩机定子的磁轴线对齐。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感器转子元件进一步包括被插入至所述扭矩机转子的键沟中的转子键。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述转子键和所述扭矩机转子的所述键沟被配置成将所述至少一组传感器转子磁体相对于所述扭矩机转子的所述至少一组转子磁体的所述转子磁极对齐。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·戈帕拉克里希南，C·S·纳姆杜里，L·郝，A·雷加拉，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US