[發(fā)明專利]車輛和具有非磁性解析器屏蔽環(huán)的轉(zhuǎn)子轂組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310228213.5
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103490560B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B.加勒特;K.M.拉曼;M.D.拉巴;P.F.特恩布爾;B.舒爾策
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02K11/21
• 分類號: H02K11/21;H02K11/01
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛青

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于轉(zhuǎn)子轂組件中的非磁性解析器屏蔽環(huán)。

背景技術(shù)

馬達和/或發(fā)電機形式的電機可用于廣泛的應(yīng)用中。例如，在混合動力電動、電池電動或增程式電動車輛中，電牽引馬達可被用于給變速器提供輸出扭矩。存儲在這樣的車輛的通常的電池模塊中的相對高的DC電壓可經(jīng)由輔助電源模塊（APM）降低到更適當?shù)乃健PM輸出，通常為12V?DC，可被用于給整個車輛的更小的驅(qū)動馬達供電。

在各種型號的電機中，轉(zhuǎn)子轂組件可被用于容納轉(zhuǎn)子。在其中需要馬達位置和速度數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，馬達解析器可相對于轉(zhuǎn)子轂定位。解析器測量轉(zhuǎn)子的角位置，并且將轉(zhuǎn)子的角位置轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎煽刂破魇褂玫碾娦盘枴？刂破魈幚斫邮盏降慕馕銎餍盘枺跃_地確定馬達的輸出扭矩和相對旋轉(zhuǎn)速度。這樣的值然后可被用于馬達和/或可連接到馬達的其他裝置的反饋控制中。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開了一種用于電機中的轂組件。該轂組件包括轉(zhuǎn)子轂，定位在轉(zhuǎn)子轂中的馬達/電機轉(zhuǎn)子、解析器轉(zhuǎn)子、和環(huán)形電磁（EM）場屏障，后文稱為EM場屏障環(huán)。EM場屏障環(huán)定位在解析器轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子轂之間。當電機被激勵時，在電機轉(zhuǎn)子周圍產(chǎn)生電磁場。該解析器轉(zhuǎn)子，與通常的現(xiàn)有技術(shù)的裝置不同，其定位在電機轉(zhuǎn)子的電磁場內(nèi)，將電機轉(zhuǎn)子的角位置編碼為解析器信號組。EM場屏障環(huán)配置為減少電機轉(zhuǎn)子的電磁場與解析器轉(zhuǎn)子的直接耦合，以由此減少解析器信號組中的噪聲。

EM場屏障環(huán)可完全圍繞限制解析器。另外，EM場屏障環(huán)的設(shè)計允許解析器轉(zhuǎn)子直接被安裝到轉(zhuǎn)子轂。以相同方式安裝的傳統(tǒng)設(shè)計可能在任何產(chǎn)生的解析器信號中產(chǎn)生不可接受的噪聲水平，因而需要附加的并且可能麻煩的控制步驟，例如信號處理/濾波。

本文還公開了一種車輛，其包括變速器和電機。電機包括轉(zhuǎn)子軸，該轉(zhuǎn)子軸連接到變速器的輸入構(gòu)件。電機包括上面所述的轂組件。

在特定實施例中，EM場屏障環(huán)可由奧氏體不銹鋼構(gòu)成。轉(zhuǎn)子轂可限定圓周凹部。EM場屏障環(huán)可壓配合或以其他方式設(shè)置在圓周凹部中。EM場屏障環(huán)可以可選地粘合到解析器轉(zhuǎn)子。例如EM場屏障環(huán)可具有由一對垂直布置的壁限定的L狀橫截面。在這樣的配置中，解析器轉(zhuǎn)子可粘合到垂直布置的壁中的每一個。

在結(jié)合附圖理解時，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點從下面實現(xiàn)所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的一些最佳模式和其他實施例的詳細描述非常顯而易見。

附圖說明

圖1是具有如本文所述的帶電磁（EM）場屏障環(huán)的轉(zhuǎn)子轂組件的示例性車輛的示意圖。

圖2是這樣的轉(zhuǎn)子轂組件的示例的示意圖。

圖2A是圖2中所示的轂組件的一部分的示意圖，其示出用于放置EM場屏障環(huán)的圓周凹部。

圖3是示例性解析器和EM場屏障環(huán)配置的示意性剖視圖。

圖4是描繪示例性解析器電壓信號的基線時間曲線的圖表。

圖5是描繪可通過在圖2的轂組件內(nèi)就位的EM場屏障環(huán)產(chǎn)生的示例性解析器電壓信號的另一基線時間曲線的圖表。

具體實施方式

參照附圖，其中，在所有附圖中相同的附圖標記對應(yīng)于相同或相似的部件，示例車輛10示意性顯示在圖1中。車輛10可包括電機16，即馬達、發(fā)電機或馬達/發(fā)電機單元。電機16包括轂組件20，在轂組件20中，解析器轉(zhuǎn)子28被用于來測量馬達轉(zhuǎn)子26（參見圖2）的變化的角位置。如本領(lǐng)域可完全理解的，解析器具有旋轉(zhuǎn)部件（轉(zhuǎn)子）和靜止部件（定子）。圖2中所示以及下面討論的解析器轉(zhuǎn)子28因此為總解析器組件（未示出）上的特定部分，該總解析器組件可被安裝或定位在轂組件20中。

電機16還包括電磁（EM）場屏障環(huán)29，如下面參照圖2和3詳細描述的。EM場屏障環(huán)29有效增加對當電機16被激勵時從關(guān)于轂組件20產(chǎn)生的任何磁通量進入解析器轉(zhuǎn)子28中的轉(zhuǎn)子場的磁屏障，由此減少由解析器轉(zhuǎn)子28傳送到控制器13的解析器信號組（箭頭11）中的信號噪聲或失真。

在圖1的示例性構(gòu)造中，電機16實現(xiàn)為電牽引馬達，并且因而配置為將馬達輸出扭矩通過轉(zhuǎn)子軸18傳遞給變速器14。電機16可以是多相裝置，其可由能量存儲系統(tǒng)23通過功率逆變器模塊22選擇性地激勵。如本領(lǐng)域中所知，功率逆變器模塊22將來自能量存儲系統(tǒng)23的DC功率轉(zhuǎn)變?yōu)檫m于由電機16使用的多相AC功率。

雖然本文中參照圖1描述車輛實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識到，可使用本文公開的類型的轂組件20以及可使用解析器進行控制的任何類型的電機16可受益于本發(fā)明的屏蔽方法。因此，應(yīng)用不限于圖1中所示的特定車輛10，甚至不限于通常的車輛應(yīng)用。