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HINTERGRUND
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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Resolverstator, auf ein Verfahren zum Korrigieren eines Schlupfes, während ein Fahrzeug rollt, und insbesondere auf einen Resolverstator, der die Robustheit von elektromagnetischem Rauschen eines Resolvers sicherstellen kann.
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Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Bei der Steuerung einer Drehvorrichtung, beispielsweise eines Motors, sollte eine Bewegung oder eine Drehposition eines Drehkörpers durch eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung genau gemessen werden, die in einer Drehwelle installiert ist. Beispiele der Drehwinkelerfassungsvorrichtung umfassen einen Resolver und einen Codierer, und diese Erfassungsvorrichtungen weisen Vorteile und Nachteile auf.
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Unter diesen erkennt der Resolver direkt eine absolute Position eines Rotors und berechnet eine Rotationsrichtung und eine Rotationsgeschwindigkeit basierend auf einer Änderung der Position des Rotors. Genauer gesagt hat der Resolver, der ein Sensor ist, der konfiguriert ist, um eine Rotationsgeschwindigkeit und einen Rotationswinkel eines Motors präzise zu messen, eine Struktur, in der eine Signalinjektionsspule und eine Ausgangsspule in einem Resolverstator und einem Resolverrotor angeordnet sind, der eine elliptische Form oder eine multipolare Form aufweist, ist innerhalb des Resolverstators angeordnet.
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Die Offenbarung dieses Abschnitts soll den Hintergrund der Erfindung zur Verfügung stellen. Der Anmelder weist darauf hin, dass dieser Abschnitt möglicherweise Informationen enthält, die vor dieser Anwendung verfügbar waren. Durch die Bereitstellung dieses Abschnitts erklärt der Anmelder jedoch nicht, dass die in diesem Abschnitt enthaltenen Informationen den Stand der Technik darstellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Resolver kann in einem Gehäuse eines Motors installiert werden. In diesem Fall wird die Leistung aufgrund eines Einflusses eines magnetischen Flusses (elektromagnetisches Rauschen) verzerrt, der durch einen Permanentmagneten und dergleichen eines Motorstators oder eines Motorrotors innerhalb des Gehäuses erzeugt wird. Dementsprechend ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen Resolverstator bereitzustellen, der die Robustheit von elektromagnetischem Rauschen eines Resolvers sicherstellen kann.
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Die vorliegende Erfindung kann einen Resolverstator mit einem Hauptkern, der aus einem Elektrostahlblech gebildet ist, und einen ersten Abschirmungskern bereitstellen, der an mindestens einer Oberfläche des Hauptkerns auf einer Oberfläche des ersten Abschirmungskerns angebracht und aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Resolverstator ferner einen zweiten Abschirmungskern aufweisen, der an der anderen Oberfläche des ersten Abschirmungskerns angebracht und aus einem magnetischen Metall gebildet ist.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der erste Abschirmungskern in Kontakt mit dem Hauptkern auf der gesamten einen Oberfläche des Hauptkerns sein.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Hauptkern einen ringförmigen Körper und eine Vielzahl von Zähnen umfassen, die von dem Körper in einer radialen Richtung des Körpers vorstehen.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der erste Abschirmungskern in Bereichen, die dem Körper und den Zähnen entsprechen, in Kontakt mit dem Hauptkern sein, und der zweite Abschirmungskern kann mit dem ersten Abschirmungskern in Kontakt sein in einem Bereich, der der gesamten andere Oberfläche des ersten Abschirmungskerns entspricht.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der erste Abschirmungskern in einem Bereich, der dem Körper entspricht, in Kontakt mit dem Hauptkern sein, und kann mit dem Hauptkern in Bereichen nicht in Kontakt sein, die den Zähnen und dem zweiten Abschirmungskern entsprechen, und der zweite Abschirmungskern kann eine planare Oberfläche aufweisen, die eine Form aufweist, die dem Körper und den Zähnen entspricht, und kann in dem Bereich, der dem Körper entspricht, in Kontakt mit dem ersten Abschirmungskern sein, und ein Zwischenraum kann zwischen dem Hauptkern und dem zweiten Abschirmungskern die Bereichen ausgebildet sein, die den Zähnen entsprechen.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Befestigungsloch, in das eine Befestigungsstruktur, die zum Befestigen des Resolverstators an einer anderen Struktur ausgebildet ist, eingesetzt ist, in dem Körper, dem ersten Abschirmungskern und dem zweiten Abschirmungskern in einer Stapelrichtung durchdrungen sein.
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Die vorliegende Erfindung kann auch einen Resolverstator mit einem aus einem Elektrostahlblech gebildeten Hauptkern bereitstellen, wobei ein erster Abschirmungskern an mindestens einer Oberfläche des Hauptkerns auf einer Oberfläche des ersten Abschirmungskerns angebracht und aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet ist , und einen zweiten Abschirmungskern, der an der anderen Oberfläche des ersten Abschirmungskerns angebracht und aus einem magnetischen Metall gebildet ist, wobei der erste Abschirmungskern den Hauptkern und den zweiten Abschirmungskern voneinander beabstandet, um zu verhindern, dass der zweite Abschirmungskern direkt in Kontakt mit dem Hauptkern ist.
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Gemäß dem Resolverstator wird verhindert, dass von einem Motor erzeugtes elektromagnetisches Rauschen den Resolver nachteilig beeinflusst, so dass die Robustheit gegenüber elektromagnetischem Rauschen sichergestellt werden kann.
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Insbesondere ist gemäß dem Resolverstator ein Raum in einem Gehäuse zum Abstandhalten zwischen einem Motorstator und einem Motorrotor des Motors oder ein Raum in dem Gehäuse zum Installieren einer separaten Abschirmstruktur nicht erforderlich, so dass es vorteilhaft ist, den Motor selbst zu miniaturisieren.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in denen:
- 1 eine Schnittansicht ist, die schematisch eine Struktur eines Motors zeigt, in dem ein Resolver mit einem Resolverstator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist;
- 2 eine Draufsicht und eine Schnittansicht ist, die den Resolverstator gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen;
- 3 und 4 eine perspektivische Schnittansicht und eine perspektivische Explosionsansicht sind, die den Resolverstator gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen; und
- 5 und 6 eine perspektivische Schnittansicht und eine perspektivische Explosionsansicht sind, die den Resolverstator gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachstehend wird ein Resolverstator gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Resolver zum Messen einer Rotationsposition eines Motorrotors bereit. In Ausführungsformen ist der Resolver 11, 12 innerhalb des Motorgehäuses installiert.
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In Ausführungsformen überlappt der gesamte Resolver 11, 12, wenn er entlang einer ersten Richtung senkrecht zu der Rotationsachse des Motors betrachtet wird, zumindest den Motorstator 100 und/oder den Rotor 200. Der Resolver 11, 12 ragt nicht von dem Motorstator 100 oder der Rotor 200 hervor, wenn er entlang der ersten Richtung betrachtet wird, so dass das Gehäuse des Resolvers die Größe des Gehäuses entlang einer Richtung parallel zu der Rotationsachse nicht vergrößert.
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In Ausführungsformen, wie in 1 dargestellt, sind entlang einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse des Motors die Rotationswelle 220 des Rotors 200, der Resolverrotor 12, der Resolverstator 11, der Motorstator 100 und eine Seitenwand des Motorgehäuses 300 der Reihe nach angeordnet (von der Drehachse zur Außenseite des Motors hin).
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In Ausführungsformen, wie in 1 dargestellt, weist die Drehwelle 220 eine Ausnehmung zum Aufnehmen des Resolverrotors 12 und des Resolverstators 11 auf, so dass ein innerer Abschnitt der Drehwelle 220 (an dem der Resolverrotor 12 befestigt ist, und einen ersten Durchmesser aufweist, der dem Durchgangsloch des Gehäuses 300 entspricht), der Resolverrotor 12, der Resolverstator 11, ein äußerer Abschnitt der Drehwelle 220 (mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser des inneren Abschnitts ist) und ein Permanentmagnet 210 und ein Motorstator 100, und eine Seitenwand des Motorgehäuses 300 in einer Reihenfolge entlang einer Richtung senkrecht zu der Drehachse des Motors angeordnet sind (von der Drehachse zur Außenseite des Motors hin).
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In Ausführungsformen ist der Resolverstator 11 an dem Gehäuse 300 befestigt und ist von einem Abschnitt der Drehwelle 220 mit einem Spalt dazwischen beabstandet. Es ist keine separate Abschirmungsstruktur in dem Spalt installiert, so dass der Spalt zwischen dem Resolverstator 11 und der Drehwelle 220 im Wesentlichen der gleiche wie der Spalt zwischen der Drehwelle 220 und dem Gehäuse entlang einer Richtung parallel zu der Drehachse ist.
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1 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Struktur eines Motors zeigt, in dem ein Resolver mit einem Resolverstator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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Bezugnehmend auf 1 kann grundsätzlich ein Motor (in 1 ist ein Permanentmagnet-Synchronmotor als ein Beispiel dargestellt) einen Motorstator 100, auf dem eine Spule gewickelt ist, und einen Motorrotor 200 mit einem darin vorgesehenen Permanentmagneten 210 umfassen. Ein Resolver 10 als ein Positionssensor, der konfiguriert ist, um eine Rotationsposition (d.h. die Position des Permanentmagneten 210 des Rotors) eines Motorrotors zu identifizieren, ist um eine Drehwelle 220 des Drehmotorrotors 200 herum angeordnet.
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In 1 kann der Resolver 10 einen Resolverrotor 12, der in der Drehwelle 220 des Motorrotors 200 installiert ist, und einen Resolverstator 11 aufweisen, der an einer Innenseite eines Gehäuses 300 des Motors angebracht ist, um an einer Position angeordnet zu sein, die einem Umfang des Resolverrotors 12 entspricht.
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Insbesondere entspricht der Aufbau des Motors, der in 1 dargestellt ist, einem Beispiel, bei dem der Resolver 10 zusammen mit anderen Komponenten, die den Motor bilden, innerhalb des Gehäuses 300 des Motors installiert ist.
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Auf diese Weise wird, da der Resolver 10 innerhalb des Gehäuses 300 des Motors zusammen mit anderen Komponenten des Motors angeordnet ist, und somit durch einen magnetischen Fluss (elektromagnetisches Rauschen), der zwischen dem Stator und dem Rotor des Motors erzeugt wird, die Genauigkeit der Positionserfassung verschlechtert, und dementsprechend ist es schwierig, die Motorsteuerbarkeit sicherzustellen.
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Insbesondere, wie in 1 dargestellt, wenn der Resolverstator 11 in einer Position angeordnet ist, in der er direkt dem Motorstator 100 und dem Permanentmagneten 210 zugewandt sein kann, beeinflusst ein Hauptmagnetfluss des Motors den Resolver 10 direkt.
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Im Stand der Technik wird, um das oben beschriebene Problem zu lösen, ein Schema, in dem ein Resolver an einer ausreichend beabstandeten Position installiert wird, oder ein Schema, in dem eine Abschirmstruktur, die elektromagnetisches Rauschen blockieren kann, separat in einem Gehäuse eines Motors installiert um einen Resolverstator herum installiert wird, angewendet, dass ein magnetischer Fluss durch einen Motorstator und einen Permanentmagneten nicht beeinflusst wird.
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Bei einer Technik zum Blockieren von Effekten von elektromagnetischem Rauschen ist es nachteilig, den Motor zu miniaturisieren, da ein Raum zum Sicherstellen einer ausreichenden Entfernung oder zum Installieren einer Abschirmstruktur erforderlich ist.
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Da der Resolverstator 11 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur zum Blockieren von elektromagnetischem Rauschen enthält und somit kein separater Abstand oder eine äußere Abschirmstruktur erforderlich ist, wird ein großer Vorteil bei der Miniaturisierung des Motors zur Verfügung gestellt.
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2 ist eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die den Resolverstator gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Bezugnehmend auf 2, kann der Resolverstator 11 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Hauptkern 111 aus einem Elektrostahlblech und einen ersten Abschirmungskern 112 umfassen, der an mindestens einer Oberfläche des Hauptkerns 111 an einer seiner Oberflächen befestigt ist und aus nicht magnetischem Material ausgebildet ist. Ferner kann der Resolverstator 11 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner einen zweiten Abschirmungskern 113 aufweisen, der an der anderen Oberfläche des ersten Abschirmungskerns 112 angebracht ist und aus einem magnetischen Metall hergestellt ist.
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Der erste Abschirmungskern 112 kann aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet sein. Das heißt, der erste Abschirmungskern 112 ist aus einem Material hergestellt, das schwer zu magnetisieren ist, wodurch verhindert wird, dass elektromagnetisches Rauschen auf den Hauptkern 111 übertragen wird. Beide Metalle haben keinen Magnetismus oder ein Nichtmetall (zum Beispiel Kunstharz und dergleichen) kann als ein Material zum Herstellen des ersten Abschirmungskerns 112 verwendet werden.
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Um jedoch zu verhindern, dass das elektromagnetische Rauschen unter Verwendung nur des ersten Abschirmungskerns 112 auf den Hauptkern 111 übertragen wird, sollte der erste Abschirmungskern 112 eine ausreichende Dicke aufweisen und eine Richtung, in der das elektromagnetische Rauschen übertragen wird, sollte berücksichtigt werden. Um den Effekt des Blockierens des elektromagnetischen Rauschens durch den ersten Abschirmungskern 112 weiter zu verbessern, ist in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der zweite Abschirmungskern 113, der aus einem magnetischen Metall hergestellt ist, auf der anderen Oberfläche des ersten Abschirmungskerns 112 ausgebildet. In Ausführungsformen ist die Permeabilität der zweiten Abschirmschicht 113 größer als die der ersten Abschirmschicht 112. In Ausführungsformen ist die Dicke der Hauptschicht 111 wesentlich größer als jene der ersten und zweiten Abschirmschicht 112, 113.
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Der zweite Abschirmungskern 113 kann aus einem magnetischen Metall bestehen. Somit kann der zweite Abschirmungskern 113 elektromagnetisches Rauschen um den Resolverstator 11 herum absorbieren und das absorbierte elektromagnetische Rauschen durch einen Wirbelstrom und dergleichen eliminieren.
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Da der zweite Abschirmungskern 113 mit Magnetismus das umgebende elektromagnetische Rauschen fokussieren kann, ist es nicht erforderlich, die Richtwirkung zu berücksichtigen, und der erste Abschirmungskern 112 kann verhindern, dass das auf den zweiten Abschirmungskern 113 fokussierte elektromagnetische Rauschen auf den Hauptkern 111 übertragen wird. Daher sollte der zweite Abschirmungskern 113 nicht direkt in Kontakt mit dem Hauptkern 111 sein, und der erste Abschirmungskern 112 kann zwischen dem Hauptkern 111 und dem zweiten Abschirmungskern 113 angeordnet sein, so dass der zweite Abschirmungskern 113 und der Hauptkern 111 voneinander beabstandet sind und so daran gehindert werden können, direkt miteinander in Kontakt zu kommen. Der erste Abschirmungskern 112 kann in verschiedenen Formen auf der gesamten einen Oberfläche oder einem Teil der einen Oberfläche des Hauptkerns 111 angeordnet sein, um einen Kontakt zwischen dem zweiten Abschirmungskern 113 und dem Hauptkern 111 zu verhindern.
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Der Resolverstator 11 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann Befestigungslöcher H aufweisen, die in einer Richtung durchdrungen sind, in der der Hauptkern 111, der erste Abschirmungskern 112 und der zweite Abschirmungskern 113 gestapelt sind. Die Befestigungslöcher H können verwendet werden, wenn der Resolverstator 11 an dem Inneren des Gehäuses („300“ in 1) des Motors durch eine Befestigungseinheit wie etwa einen Bolzen fixiert und befestigt ist. Da der Resolverstator 11 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an dem Innenraum des Gehäuses des Motors unter Verwendung der Befestigungslöcher H angebracht werden kann, ist auf diese Weise der Aufbau des Resolverstators 11 vorteilhaft, um den Motor zu miniaturisieren.
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3 und 4 sind eine perspektivische Schnittansicht und eine perspektivische Explosionsansicht, die den Resolverstator gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Wie in den 3 bis 6 gezeigt, kann der Hauptkern 111 des Resolverstators 11 einen ringförmigen Körper B und eine Vielzahl von Zähnen umfassen, die von dem Körper B in einer radialen Richtung des Körpers B vorstehen.
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Eine Spule kann auf die Zähne T gewickelt sein. Beispielsweise können eine Signalinjektionsspule, in die ein Signal zum Erzeugen eines Wechselstrom (AC) - Magnetfelds injiziert wird, und eine Ausgangsspule zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes und zum Ausgeben einer induzierten Spannung durch Rotation des Resolversrotors 12, auf die Zähne T aufgewickelt sein.
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Zu Vergleichszwecken ist der in 2 dargestellte Resolverstator 11 ein Resolverstator, der keine Zähne aufweist, und Spulen sind an einem Innenumfang des Resolverstators angebracht. Es sollte klar sein, dass der Resolverstator, der in 2 dargestellt ist, nur den Körper B umfasst.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, können in Ausführungsformen die planaren Formen des Hauptkerns 111, eines ersten Abschirmungskerns 112-1 und des zweiten Abschirmungskerns 113 identisch zueinander sein. Das heißt, der erste Abschirmungskern 112-1 kann in einem Bereich, der dem Körper B und den Zähnen T entspricht, in Kontakt mit dem Hauptkern 111 sein. Ferner kann der zweite Abschirmungskern 113 in Kontakt mit dem ersten Abschirmungskern 112-1 in einem Bereich sein, der der gesamten anderen Oberfläche des ersten Abschirmungskerns 112-1 entspricht.
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Wie in den 5 und 6 gezeigt, sind in Ausführungsformen die planaren Formen des Hauptkerns 111 und des zweiten Abschirmungskerns 113 identisch zueinander, und ein erster Abschirmungskern 112-2 kann eine planare Oberfläche aufweisen, die der planaren Form des Körpers B entspricht. Das heißt, der erste Abschirmungskern 112-2 steht in einem Bereich, der dem Körper B entspricht, in Kontakt mit dem Hauptkern 111 und ist nicht in Kontakt mit dem Hauptkern 111 in einem Bereich, der den Zähnen T entspricht. Ferner kann der zweite Abschirmungskern 113 eine planare Oberfläche mit einer Form aufweisen, die dem Körper B und den Zähnen T entspricht, um mit dem ersten Abschirmungskern 112-2 in einem Bereich in Kontakt zu sein, der dem Körper B entspricht. Gemäß einer solchen Struktur, wird ein leerer Raum zwischen dem Hauptkern 111 und dem zweiten Abschirmungskern 113 in einem Bereich ausgebildet, der den Zähnen T ohne irgendeine andere Struktur entspricht.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, existiert in Ausführungsformen eine physikalische Struktur eines ersten Befestigungskerns 111-1 zwischen dem Hauptkern 111 und dem zweiten Abschirmungskern 113 in einem Bereich, welcher den Zähnen T entspricht, so dass eine mechanisch festere Struktur gebildet werden kann.
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Ferner, wie in den 5 und 6 gezeigt, gibt es in Ausführungsformen keine Struktur zwischen dem Hauptkern 111 und dem zweiten Abschirmungskern 113 in dem Bereich, der den Zähnen T entspricht, und das nichtmagnetische Material wird durch Luft ersetzt, so dass die Materialkosten, die für die Herstellung des erste Abschirmungskerns Materials verbraucht werden, reduziert werden können.
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Wie in den 3 bis 6 gezeigt, sind in Ausführungsformen der erste Abschirmungskern und der zweite Abschirmungskern separat hergestellt, um an einem Motorgehäuse in einem Zustand befestigt zu werden, in dem der erste Abschirmungskern und der zweite Abschirmungskern sequentiell auf dem Hauptkern gestapelt werden. Andernfalls, nachdem der erste Abschirmungskern und der zweite Abschirmungskern im Voraus erzeugt worden sind, um miteinander verbunden zu werden, können der erste Abschirmungskern und der zweite Abschirmungskern zusammen mit dem Hauptkern an dem Motorgehäuse befestigt werden.
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Wie oben beschrieben, kann der Resolverstator gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verhindern, dass das durch den Motor erzeugte elektromagnetische Rauschen den Resolver nachteilig beeinflusst, wodurch die Robustheit gegenüber dem elektromagnetischen Rauschen sichergestellt wird. Insbesondere ist in dem Resolverstator gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Raum in einem Gehäuse zur Abstandshaltung zwischen dem Motorstator und dem Motorrotor des Motors oder ein Raum in dem Gehäuse zum Installieren einer separaten Abschirmstruktur nicht erforderlich, so dass es vorteilhaft ist, den Motor selbst zu miniaturisieren.
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Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend dargestellt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung in verschiedener Weise modifiziert und geändert werden kann, ohne vom technischen Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche bereitgestellt wird.
