DE102019109913A1

DE102019109913A1 - Ein Anlasser mit einem geschalteten Reluktanzelektromotor

Info

Publication number: DE102019109913A1
Application number: DE102019109913.7A
Authority: DE
Inventors: Avoki M. Omekanda; Lei Hao; Chandra S. Namuduri; Suresh Gopalakrishnan; Thomas W. Nehl
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2019-10-24
Also published as: CN110401304A; US20190326842A1; US10574116B2

Abstract

Ein Anlasser umfasst einen dreiphasigen geschalteten Reluktanzelektromotor mit einem Rotor und einem Stator, einem Ritzel, einem Leistungsumrichter, der mit dem Stator verbunden ist, und einem Drehpositionssensor. Der Rotor umfasst eine Anzahl von Rotorpolen, die zwischen 6 und 16 liegt, und der Stator umfasst eine Anzahl von Statorpolen, die zwischen 8 und 24 liegt. Ein Außendurchmesser des Elektromotors beträgt weniger als 85 mm. Eine aktive Länge des Motors beträgt weniger als 50 mm. Ein Luftspaltabstand zwischen Rotor und Stator liegt zwischen 0,1 mm und 0,5 mm. Ein Verhältnis zwischen einem Rotorpolbogen und einem Statorpolbogen beträgt mindestens 1,0:1. Ein Verhältnis zwischen Statordurchmesser und Rotordurchmesser beträgt mindestens 2,0:1, und ein Verhältnis zwischen Statorpolhöhe und Rotorpolhöhe beträgt mindestens 2,5:1.

Description

EINLEITUNG
Verbrennungsmotoren können einen elektrischen Anlasser aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Kurbelwelle zu drehen, was zu einem Anlassereignis führt.
KURZDARSTELLUNG
Ein Anlasser für einen Verbrennungsmotor wird beschrieben und umfasst einen dreiphasigen geschalteten Reluktanzelektromotor mit einem Rotor und einem Stator, einem Ritzel, das mit dem Rotor des geschalteten Reluktanzelektromotors verbunden ist, einen Leistungsumrichter, der mit dem Stator des dreiphasigen Reluktanzelektromotors verbunden ist, einen Drehpositionssensor, der ausgebildet ist, um die Drehung des Rotors zu überwachen, und eine Steuerung in Verbindung mit dem Wechselrichter. Der Rotor umfasst eine Anzahl von Rotorpolen, die zwischen 6 und 16 liegt, und der Stator umfasst eine Anzahl von Statorpolen, die zwischen 8 und 24 liegt. Ein Außendurchmesser des dreiphasigen geschalteten Reluktanzelektromotors ist kleiner als 85 mm. Eine aktive Länge des geschalteten Reluktanzelektromotors beträgt weniger als 50 mm. Ein Luftspaltabstand zwischen Rotor und Stator liegt zwischen 0,1 mm und 0,5 mm. Ein Verhältnis zwischen einem Rotorpolbogen und einem Statorpolbogen beträgt mindestens 1,0:1. Ein Verhältnis zwischen Statordurchmesser und Rotordurchmesser beträgt mindestens 2,0:1, und ein Verhältnis zwischen Statorpolhöhe und Rotorpolhöhe beträgt mindestens 2,5:1.
Ein Aspekt der Offenbarung umfasst, dass sich die Anzahl der Statorpole von der Anzahl der Rotorpole unterscheidet.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst die Anzahl der Statorpole 18 und die Anzahl der Rotorpole 12.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst die Anzahl der Statorpole 24 und die Anzahl der Rotorpole 16.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung umfasst, dass das Ritzel so angeordnet ist, dass dieses entlang eines drehbaren Elements übersetzt, das mit dem Rotor gekoppelt ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den mehrphasigen geschalteten Reluktanzelektromotor, der ein dreiphasiger geschalteter Reluktanzelektromotor ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst einen Drehpositionssensor, der ausgebildet ist, um die Drehung des Rotors zu überwachen.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Leistungsumrichter, der mit dem Stator des geschalteten Reluktanzelektromotors verbunden ist, einschließlich erster, zweiter und dritter Leistungsschalter, die elektrisch zwischen der Gleichspannungsquelle und den entsprechenden Statorpolen, die mit den jeweiligen ersten, zweiten und dritten Phasen des geschalteten Reluktanzelektromotors verbunden sind, angeschlossen sind.
Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich hervor.
Figurenliste
Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungsformen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen:

1 ist eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform eines Anlassers gemäß der Offenbarung,
2 ist eine isometrische Explosionsansicht einer Motor-Unteranordnung für einen geschalteten Reluktanzelektromotor, der gemäß der Offenbarung im Anlasser angeordnet sein kann,
3-1 ist eine seitliche Schnittansicht des geschalteten Reluktanzelektromotors gemäß der Offenbarung,
3-2 ist eine Schnitt-Endansicht des geschalteten Reluktanzelektromotors gemäß der Offenbarung,
3-3 ist ein seitlicher Querschnitt eines Rotors für den geschalteten Reluktanzelektromotor gemäß der Offenbarung,
3-4 ist ein seitlicher Querschnitt eines Stators für den geschalteten Reluktanzelektromotor gemäß der Offenbarung,
4 ist eine schematische Darstellung einer elektronischen Kommutator-Unteranordnung zum Steuern des geschalteten Reluktanzelektromotors gemäß der Offenbarung,
5-1 ist eine schematische Endansicht eines Stators und zugehöriger Hall-Effekt-Sensoranordnung für den geschalteten Reluktanzelektromotor gemäß der Offenbarung,
5-2 ist eine schematische Endansicht eines Rotors, einer Hall-Effekt-Sensoranordnung und eines zugehörigen Rotormagneten gemäß der Offenbarung, und
5-3 ist eine grafische Darstellung von Signalausgängen des Sensors der Hall-Effekt-Sensoranordnung und der entsprechenden Induktivitätsausgabe des geschalteten Reluktanzelektromotors, der in Bezug auf die Drehposition des Rotors gemäß der Offenbarung dargestellt ist.

Es versteht sich, dass die beigefügten Illustrationen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie hierin offenbart, einschließlich beispielsweise spezifischer Dimensionen, Orientierungen, Positionen und Formen, darstellen. Details, die zu solchen Merkmalen gehören, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendungs- und Verwendungsumgebung ermittelt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hierin beschrieben und veranschaulicht sind, können in einer Vielfalt von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Daher ist die folgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung, wie beansprucht, einzuschränken, sondern sie ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen davon. Obwohl zahlreiche spezielle Einzelheiten in der folgenden Beschreibung dargelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können zudem einige Ausführungsformen ohne einige dieser Details in die Praxis umgesetzt werden. Darüber hinaus wurde zum Zwecke der Klarheit bestimmtes technisches Material, das im entsprechenden Stand der Technik verstanden wird, nicht ausführlich beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden. Des Weiteren sind die Zeichnungen vereinfacht und nicht im exakten Maßstab dargestellt. Darüber hinaus kann die Offenbarung, wie hierin veranschaulicht und beschrieben, in Abwesenheit eines Elements ausgeführt werden, das hierin nicht ausdrücklich offenbart ist.
Unter Bezugnahme auf die Illustrationen, in denen gleiche Bezugszahlen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, veranschaulichen die 1 und 2 in Übereinstimmung mit hierin offenbarten Ausführungsformen einen Anlasser 100, der an einem Verbrennungsmotor (Motor) angeordnet sein kann, um ein Motoranlassdrehmoment als Teil einer Motoranlassroutine bereitzustellen, einschließlich der Verwendung in einer Motorstopp-Routine. Der Verbrennungsmotor kann in einer Ausführungsform in einem Fahrzeug, das, ohne darauf beschränkt zu sein, eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeugs, eines Industriefahrzeugs, eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, eines Personenkraftwagens, eines Flugzeugs, eines Wasserfahrzeugs, eines Zuges, eines Geländefahrzeugs, einer persönlichen Bewegungsvorrichtung, Roboters und dergleichen, angeordnet sein, um die Zwecke dieser Offenbarung zu erfüllen. Alternativ kann der Anlasser 100 an einem Motor angeordnet sein, der an einer stationären Energiequelle eingesetzt wird.
Der Anlasser 100 kann entweder über ein Kabel oder einen Spannungsbus elektrisch mit einer Gleichspannungsquelle 104 verbunden sein und kann mit einem Anlasserschalter direkt und/oder über eine Steuerung 170 kommunizieren. Der Anlasser 100 umfasst einen geschalteten Reluktanzelektromotor (geschalteter Reluktanzmotor) 125, der zum Erzeugen des Motoranlassdrehmoments als Reaktion auf einen Befehl zum Drehen des Motors vorgesehen ist.
Der Anlasser 100 ist vorteilhafterweise als eine Vielzahl von Unteranordnungen konfiguriert, einschließlich einer Getriebe-/Montage-Unteranordnung 155 mit einem einzigen schaltmagnetbetätigten Ritzelantrieb und einer Planetengetriebe-Anordnung, einer Motor-Unteranordnung 135 mit dem geschalteten Reluktanzmotor 125 und einer elektronische Kommutator-Unteranordnung 115. Die Getriebe-/Montage-Unteranordnung 155, die Motor-Unteranordnung 135 und die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 sind in einer einheitlichen Vorrichtung unter Verwendung eines oder mehrerer Befestigungselemente 105 zusammengebaut. Diese Konfiguration erleichtert den Zusammenbau und das Testen und bietet eine Packung mit hoher Dichte von elektronischen Leistungselementen, Rauschfiltern, Steuerungen und Verbindungen, um die EMS zu reduzieren. Die Gleichspannungsquelle 104 ist elektrisch mit dem geschalteten Reluktanzmotor 125 verbunden, um den erforderlichen Gleichstrom bereitzustellen. Die Gleichspannungsquelle 104 kann einen 12 V-Gleichspannungspegel, einen 48 V-Gleichspannungspegel oder einen anderen Gleichspannungspegel besitzen.
Die Getriebe-/Montage-Unteranordnung 155 umfasst ein Gehäuse 152, eine Wellenverlängerung 150, Planetenradsatz 134, Zahnradgetriebe 138, Freilaufkupplung 136, Ritzelsteuerung-Schaltmagnet 142 und einen Ritzelhebel-Steuerarm 146. Der Ritzelhebel-Steuerarm 146 ist zwischen dem Ritzelsteuerung-Schaltmagnet 142 und dem Ritzel 138 angeordnet und ist schwenkbar über einen Drehpunkt 148 an dem Gehäuse 152 befestigt. Der Planetenradsatz 134 ist mit einer Motorantriebswelle 124 des geschalteten Reluktanzmotors 125 gekoppelt.
Die Drehmomentausgabe, die durch den geschalteten Reluktanzmotor 125 erzeugt wird, wird durch die Motorantriebswelle 124 auf den Planetenradsatz 134 übertragen, der einen Getriebeuntersetzungsmechanismus bereitstellt, um das Drehmoment mit einer reduzierten Geschwindigkeit zum Anlassen des Motors zu verstärken. In einigen Beispielen kann das Reduktionsverhältnis zwischen 25:1 und 55:1 liegen. Das durch den Planetenradsatz 134 übertragene Drehmoment wird durch die Freilaufkupplung 136 geleitet. Die Freilaufkupplung 136 ist konfiguriert, um ein Drehmoment in einer ersten Richtung, die dem Anlassen des Motors zugehörig ist, zu blockieren und durchzulassen und einen Drehschlupf in einer zweiten entgegengesetzten Richtung zuzulassen, wie es in einem Überdrehungszustand der Fall sein kann, der durch das Zünden eines oder mehrerer Motorzylinder während des Startvorgangs ausgelöst werden kann. Auf diese Weise wird kein negatives Drehmoment zu dem geschalteten Reluktanzmotor 125 zurückgeführt. Zusätzlich können Motorhöchstdrehzahlen an der Freilaufkupplung 136 absorbiert werden, um Drehzahlschwankungen zu kompensieren und zu ermöglichen, dass die Motordrehzahl die Anlassermotordrehzahl überschreitet.
Das durch den geschalteten Reluktanzmotor 125 erzeugte Antriebsdrehmoment wird durch ein Ritzel 138 auf ein drehbares Motorkurbelantriebselement 140 übertragen. In einer Ausführungsform ist das Motorkurbelantriebselement 140 eine Kurbelwelle des Motors. In einer Ausführungsform ist das Motorkurbelantriebselement 140 ein Schwungrad, ein Riemenantrieb oder ein Kettenantrieb, das/der mit der Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist. Das Ritzel 138 ist ferner ausgebildet, um zwischen einer ersten ausgerückten Position und einer zweiten Eingriffsposition zu übersetzen und zu indexieren. Der Ritzelsteuerungs-Schaltmagnet 142 umfasst einen elektrisch aktivierten Kolben mit zwei Positionen, d. h., ausgefahrenen und eingefahrenen Positionen. Die Steuerung 170 kann ein Ritzelsteuersignal 144 übertragen, um den Schaltmagneten 142 zu erregen oder stromlos zu schalten. In einigen Beispielen wird das Ritzelsteuersignal 144 mit den Motorbetriebssignalen koordiniert. In alternativen Beispielen kann das Ritzelsteuersignal 144 von einer anderen Antriebssystemsteuerung außerhalb der Anlassermotor-Unteranordnung 108 bereitgestellt werden. Ein Ritzelhebel-Steuerarm 146 ist zwischen dem Ritzelsteuerungs-Schaltmagneten 142 und dem Ritzel 138 angeordnet. Wenn der Ritzelsteuerungs-Schaltmagnet 142 stromlos ist, befindet sich der Kolben in der eingefahrenen Position und das Ritzel 138 wird zurückgezogen und ausgerückt. Wenn der Ritzelsteuerung-Schaltmagnet 142 erregt wird, wird der Kolben in die ausgefahrene Position bewegt und das Ritzel 138 ausgefahren und eingerückt. Das Erregen des Ritzelsteuerungs-Schaltmagneten 142 betätigt ein erstes Ende des Hebelsteuerarms 146, der sich um den Drehpunkt 148 dreht, und ein gegenüberliegendes Ende des Hebelsteuerarms 146 bewegt das Ritzel 138 in die zweite Eingriffsposition. In einem Beispiel ist das Ritzel 138 ausgebildet, um entlang der Wellenverlängerung 150 zu gleiten, um zwischen der ersten ausgerückten Position und der zweiten Eingriffsposition zu indexieren. Das Gehäuse 152 umfasst eine Öffnung 158, die es dem Ritzel 138 ermöglicht, mit dem Motorkurbelantriebselement 140 in Eingriff zu kommen, um ein Kurbeldrehmoment bereitzustellen.
Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 umfasst eine elektronische Motorsteuereinheit (MCU - Motor Control Unit) 128, einen Leistungsumrichter 110 und einen Drehpositionssensor 120, die als eine einzelne Einheit integriert sind, die auf der Motor-Unteranordnung 135 montiert werden kann. Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 ist als koaxial zu einer zentralen Drehachse 133 befindlich dargestellt. Alternativ können ein oder mehrere Abschnitte der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 ausgebildet sein, um sich außeraxial relativ zur zentralen Drehachse 133 des geschalteten Reluktanzmotors 125 zu befinden. In anderen alternativen Ausführungsformen ist die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 so konfiguriert, dass diese als eigenständige Steuerung ausgebildet ist, die physikalisch von der Motor-Unteranordnung 135 getrennt ist. Alternativ können die Elemente der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 in die Steuerung 170 integriert werden, die eine Motorsteuereinheit (ECU - Engine Control Unit) sein kann. Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 umfasst einen Energieverwaltungsabschnitt, der den Leistungsumrichter 110 umfasst, um Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom umzuwandeln und um den geschalteten Reluktanzmotor 125 anzutreiben. Der Leistungsumrichter 110 kann als Teil einer Leiterplatte (PCB - Printed Circuit Board) 112 integriert werden, die zur Verwaltung eines Leistungsteils der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 bereitgestellt wird.
PCB 112 ist mit den Statorwicklungen 119 des geschalteten Reluktanzmotors 125 verbunden, um pulsbreitenmodulierten Dreiphasenwechselstrom über elektrische Anschlüsse zu leiten. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 kann ebenfalls einen oder mehrere Positionssensoren 120 aufweisen, um die Drehung und Position des Rotors 126 zu erfassen. In einigen Beispielen ist der Positionssensor 120 einen Hall-Effekt-Sensor, die auf der Leiterplatte 112 ausgebildet und angeordnet ist, um das Vorhandensein eines Positionsziels aufzunehmen, das in der Form eines oder mehrerer Positionsmagnete 122 vorliegen kann, die an einem Abschnitt der Motorantriebswelle 124 des Rotors 126 angeordnet sind. Der Positionsmagnet 122 kann konzentrisch zur Drehachse 133 der Motorantriebswelle 124 angeordnet sein. Das Magnetfeld des Positionsmagneten 122 dreht sich zusammen mit dem Rotor 126 (und der Antriebswelle 124), wodurch die Polaritätsrichtung geändert wird und dadurch dem Positionssensor 120 eine Eingabe bereitgestellt wird, um eine Änderung der Drehposition des Rotors 126 anzuzeigen. Der Positionssensor 120 ist in einem vorbestimmten axialen Abstand von dem Magneten, basierend auf der Art des Magneten und der Stärke des Magnetfelds, angeordnet. In einer Ausführungsform und wie dargestellt, kann der Positionsmagnet 122 als ein diametral magnetisierter Magnet angeordnet sein, der an einem Ende der Motorantriebswelle 124 angeordnet ist, und der Positionssensor 120 ist axial auf der Leiterplatte 112 angeordnet. Alternativ kann der Positionsmagnet 112 als ein radial magnetisierter Magnet (nicht dargestellt) ausgebildet sein, der an einem Ende der Motorantriebswelle 124 angeordnet ist, und der Positionssensor 120 ist in einer außeraxialen Anordnung in einem vorbestimmten radialen Abstand von dem Magneten angeordnet, der auf der Leiterplatte 112 angeordnet ist.
Ausführungsformen des Positionssensors 120 umfassen Roh-Winkelpositionssensoren, die ein Ziel überwachen, um ein inkrementelles oder absolutes Positionssignal bereitzustellen. Ein Positionssignal von einem absoluten Positionssensor verhält sich proportional zu einer tatsächlichen Position, unabhängig davon, ob die Motorantriebswelle 124 stationär ist oder sich bewegt. Ein inkrementeller Positionssensor erfasst Positionsänderungen. In einer Ausführungsform umfasst der Positionssensor 120 den Multiplikationscodierer oder digitale Hall-Sensoren, beispielsweise mittels polymergebundenen, mehrpoligen Magneten, und in denen Codierer/Hall-Impulse und Kommutierungsimpulse als Signalausgaben erzeugt werden. Der Positionssensor 120 kann auch einen intelligenten mikroprozessorbasierten Chip beinhalten, um die Positionssignale zu extrahieren und zu übertragen. Eine andere Ausführungsform eines Positionssensors ist ein analoger Hall-Effekt-Sensor, z. B. einer, der aus Neodym-Magneten gebildete Ziele verwendet, oder andere feldbasierte Sensoren, die zum Erzeugen von Sinus- und Cosinussignalen als Sensorausgaben betreibbar sind. Andere Positionssensortypen, die ähnliche Sinus- und Cosinus-Ausgaben erzeugen, umfassen Positionssensoren vom induktiven Typ und vom Reluktanztyp.
Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 umfasst ebenfalls mindestens einen Prozessor, wie etwa eine Motorsteuereinheit (MCU) 128, der Gate-Treiber beinhaltet, um Niederspannungs-Motorsteuersignale von einer externen Steuerung zu empfangen, um den geschalteten Reluktanzmotor 125 zu aktivieren. MCU 128 regelt auch Hochstrom-Antriebseingaben von der Leistungsquelle 104, um den Leistungsumrichter 110 zu betreiben. MCU 128 steht mit der Gleichspannungsquelle 104 in Verbindung und kann Signale empfangen, die die Leistung der Gleichspannungsquelle anzeigen, wie etwa Ladezustand der Batterie, Spannungsrückkopplung, Stromrückkopplung oder andere Parameter. MCU 128 kann Signale übertragen, die den Zeitpunkt eines Motorneustarts angeben, um als Eingabe für andere Funktionen eines Fahrzeugantriebssystems verwendet zu werden, wie beispielsweise Getriebeschaltplanung, Hybridfahrzeug-Antriebsmodusauswahl und Leistungsregeneration.
In einigen Beispielen ist die MCU 128 ein Prozessor, der auf einer Steuerplatine 132 angeordnet ist, die vom Energieverwaltungsabschnitt beabstandet ist. MCU 128 kann beispielsweise einen digitalen Signalprozessor(DSP - Digital Signal Processor)-Mikrocontroller oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC - Application-Specific Integrated Circuit) umfassen. Der Abstand zwischen dem Steuerabschnitt und dem Leistungsabschnitt ist so angeordnet, dass dieser das Wärmemanagement der Steuerplatine 132 unterstützt, indem zugelassen wird, dass die von dem Energieverwaltungsabschnitt erzeugte Wärme ausreichend abgeführt wird, ohne den Betrieb der MCU 128 zu beeinträchtigen. Der Abstand verringert ebenfalls die Interferenz an der MCU 128 in Bezug auf elektrisches Rauschen, das von den Schaltern des Leistungsumrichters 110 erzeugt werden kann. Signale, die den Betrieb des Anlassersystems anzeigen, werden an die Steuerplatine 132 übertragen. Befehle werden von der MCU 128 an Schalter des Leistungsumrichters 110 gesendet. Der Betrieb der Wechselrichterschalter kann auf einer Kombination von Rotorposition, Temperatur, Motorrückkopplungsstrom, Batterierückkopplungsstrom, Batteriespannung, ECU-Signalen oder anderen Parametern basieren. Der Energieverwaltungsabschnitt kann ebenfalls einen oder mehrere Kondensatoren 154 umfassen, die als Filter arbeiten, um die PWM-Stromausgabe der Schalter zu glätten. In einigen alternativen Beispielen können Stromfilterabschnitte der Elektronik außerhalb des Gehäuses der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 angeordnet sein.
2 zeigt eine isometrische Explosionsansicht der Motor-Unteranordnung 135, um die damit verbundenen Details zu veranschaulichen, einschließlich des geschalteten Reluktanzmotors 125 der einen ringförmigen Stator 118 und Rotor 126 besitzt, die an der Motorantriebswelle 124 montiert sind, die eine Drehachse 133, eine Vielzahl von Statorwicklungen 119 und ein Lager definiert, die alle innerhalb eines Gehäuses 137 und einer zugehörigen Endkappe 139 eingeschlossen sind. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 weist keine Form eines Kommutators, Permanentmagneten, eines Rotorkäfigläufers oder anderer Rotorwicklungen auf. Der Rotor 126 ist aus mehreren gestapelten Laminaten gebildet, die aus ferromagnetischem Material gebildet sind und mehrere nach außen ragende Rotorpole 127 umfassen. Der Stator 118 wird durch eine Vielzahl von gestapelten Laminaten gebildet, die aus ferromagnetischem Material gebildet sind und eine Vielzahl von nach innen ragenden Statorpolen 117 umfassen, wobei zwischen benachbarten Statorpolen 117 leere Bereiche 116 vorhanden sind. Die Statorwicklungen 119 sind in die Lückenbereiche 116 eingefügt. MCU 128 sendet Befehle an die Schalter des Leistungsumrichters 110, die die Statorwicklungen 119 des geschalteten Reluktanzmotors 125 sequentiell erregen, um ein rotierendes elektromagnetisches Feld zu erzeugen, um den Rotor 126 zur Drehung zu zwingen. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 erzeugt ein Drehmoment unter Verwendung einer magnetischen Anziehungskraft, die an den Statorpolen 117 und den ausgeprägten Rotorpolen 127, die an dem Rotor 126 ausgebildet sind, induziert wird, wie hierin beschrieben.
Die 3-1 bis 3-4 veranschaulichen Aspekte des geschalteten Reluktanzmotors 125, einschließlich Stator 118, Rotor 126, Rotorwelle 124 und Drehachse 133, einschließlich einer Vielzahl von kritischen Konstruktionsabmessungen. Der Stator 118 weist eine Vielzahl von radial ausgegerichteten nach innen hervorragenden Statorpolen 117 mit dazwischen liegenden Statorhohlräumen 116 auf, in die die Statorspulenwicklungen 119 eingesetzt sind. Der Rotor 126 umfasst eine Vielzahl von radial ausgerichteten, nach außen hervorragenden Rotorpolen 127, die von der Rotorwelle 124 hervorragen. Kritische Abmessungen sind wie folgt:

eine aktive Länge 161, die eine axiale Länge der Überlappung zwischen dem Stator 118 und dem Rotor 126 ist,
eine Luftspaltlänge 162, die eine radiale Länge eines Luftspalts zwischen den nach innen hervorragenden Statorpolen 117 und den nach außen hervorragenden Rotorpolen 127 ist,
einen Außendurchmesser 167 des Stators 118,
eine Rotorpollänge 164, die eine radiale Länge jedes der Rotorpole 127 ist, die von der Rotorwelle 124 hervorragen,
eine Statorpollänge 165, die eine radiale Länge von jedem der Statorpole 117 ist, die von einer Innenfläche des Stators 118 hervorragen,
einen Statorpolbogen 166, As, der ein Winkel ist, der zwischen zwei radialen Linien gemessen wird, die von der Drehachse 133 hervorragen, wobei die beiden radialen Linien sich mit den jeweiligen gegenüberliegenden Eckpunkten eines der nach innen hervorragenden Statorpole 117 schneiden, und
einen Rotorpolbogen 163, As, der ein Winkel ist, der zwischen zwei radialen Linien gemessen wird, die von der Drehachse 133 hervorragen, wobei die beiden radialen Linien sich mit den jeweiligen gegenüberliegenden Eckpunkten eines der nach außen hervorragenden Rotorpole 127 schneiden, und

Der geschaltete Reluktanzmotor 125 ist als eine 3-Phasen-Vorrichtung konfiguriert, die eine erste Menge Ns der Statorpole 117 und eine zweite Menge N_R der Rotorpole 127 aufweist, die eine Anzahl von Winkelschritten erzeugen. Ein Winkelschritt ist gleich der Differenz zwischen der Rotorpolteilung und der Statorpolteilung. Nach diesen geometrischen Definitionen wird die Beziehung zwischen den Mengen der Stator-/Rotorpole (N)_S/N_R) für den 3-phasigen geschalteten Reluktanzmotor 125 bestimmt, gemäß der Beziehung: $N_{R} = \frac{2}{3} N_{S}$

Ns : Anzahl der Statorpole und N_R : Anzahl der Rotorpole,

Für den dreiphasigen geschalteten Reluktanzmotor 125 ist Ns ein Vielfaches von 3 und N _R ist eine ganze Zahl.
Vorteilhafterweise hat der geschaltete Reluktanzmotor 125 eine Anzahl von Statorpolen 117, die zwischen 8 und 24 liegt, und eine Anzahl von Rotorpolen 127, die zwischen 6 und 16 liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Anzahl von 18 Statorpolen 117 und eine Anzahl von 12 Rotorpolen 127, die als eine Kombination von 18/12 bezeichnet werden, vorhanden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Anzahl von 24 Statorpolen 117 und eine Anzahl von 16 Rotorpolen 127, die als eine Kombination von 24/16 bezeichnet werden, vorhanden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der geschaltete Reluktanzmotor 125 wie folgt konfiguriert:

Ein Motoraußendurchmesser 167, der kleiner als 85 mm ist,
eine aktive Länge 161, die kleiner als 50 mm ist,
eine Luftspaltlänge 162, die zwischen 0,1-0,5 mm liegt,
ein Verhältnis von Rotorpolbogen 163 A_R und Statorpolbogen 166 As, das größer oder gleich 1,0 ist. Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis A_R/A_S zwischen 1,0 und 1,2;
ein Verhältnis von Statordurchmesser 167 ds und Rotordurchmesser 168 d_R, das mindestens 2,0:1 beträgt. Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis d_S/d_R zwischen 1,8 und 2,5, und
ein Verhältnis von Statorpollänge 165 hs und Rotorpollänge 164 h_R, das gleich oder größer als 2,5 ist. Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis h_S/h_R zwischen 2,1 und 2,5.

Der Begriff „Steuerung“ und verwandte Begriffe wie Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe beziehen sich auf eine oder verschiedene Kombinationen von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), elektronische Schaltung(en), Zentralrechnereinheit(en), z. B. Mikroprozessor(en) und zugehörige nichttransitorische Speicherkomponente(n) in Form von Speicher und Speichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriff, Festplatte usw.). Die nichttransitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Befehle in der Form einer oder mehrerer Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingabe-/Ausgabeschaltung(en) und -vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und Vorrichtungen beinhalten Analog-/Digitalwandler und verwandte Geräte, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder in Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Befehle, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf von einer Steuereinheit ausführbare Befehlssätze, wie z. B. Kalibrierungen und Wertetabellen. Jede Steuerung führt eine oder mehrere Steuerroutinen aus, um gewünschte Funktionen bereitzustellen. Die Routinen können in regelmäßigen Intervallen, wie z. B. während des laufenden Betriebs alle 100 Mikrosekunden, ausgeführt werden. Alternativ dazu können Routinen in Reaktion auf ein Auslöseereignis ausgeführt werden. Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und die Kommunikation zwischen Steuerungen und Stellgliedern und/oder Sensoren können über eine direkte Drahtverbindung, einen vernetzten Kommunikationsbus, eine drahtlose Verbindung oder eine andere geeignete Kommunikationsverbindung erfolgen. Die Kommunikation beinhaltet den Austausch von Datensignalen auf eine geeignete Art, darunter auch z. B. elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale durch die Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren und Stellgliedbefehle sowie Kommunikationssignale zwischen Steuereinheiten darstellen. Der Begriff „Signal“ bezieht sich auf eine physisch wahrnehmbare Anzeige, die Informationen übermittelt und kann eine geeignete Wellenform (z. B. elektrische, optische, magnetische, mechanische oder elektromagnetische) umfassen, wie beispielsweise Gleichstrom, Wechselspannung, Sinuswellen, Dreieckswelle, Rechteckwelle, Vibration und dergleichen, die durch ein Medium laufen können.
4 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Schaltung 400 für den Leistungsumrichter 110, der ein Element der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 zur Steuerung des Betriebs einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 des Anlassers 100 ist. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 ist als Dreiphasenvorrichtung konfiguriert. Die Schaltung 400 ist konfiguriert, um die Statorwicklungen des geschalteten Reluktanzmotors 125, die als erste, zweite und dritte Statorwicklung 422, 432, 442 dargestellt sind, mit pulsbreitenmodulierter elektrischer Leistung, die von der Gleichspannungsquelle 104 bezogen wird, zu versorgen. Ein beispielhaftes pulsbreitenmoduliertes Steuerschema wird durch ein Steuerdiagramm dargestellt, einschließlich Q1 entsprechend einem Steuersignal für die erste Statorwicklung 422, Q2 entsprechend einem Steuersignal für die zweite Statorwicklung 432 und Q3 entsprechend einem Steuersignal für die dritte Statorwicklung 442, die alle gegen elektrische Drehgrade aufgetragen sind, die auf der horizontalen Achse angegeben sind. Jede der ersten, zweiten und dritten Statorwicklung 422, 432, 442 ist in Reihe mit einem entsprechenden ersten, zweiten und dritten Leistungsschalter 424, 434, 444 zwischen einem ersten Hochspannungsbus 412 und einem Niederspannungsbus 414, die elektrisch mit der Gleichspannungsquelle 104 verbunden sind, angeordnet.
Der erste Hochspannungsbus 412 ist über einen dazwischenliegenden Leistungssteuerschalter 415 elektrisch mit der Gleichspannungsquelle 104 verbunden. Jede Verbindungsstelle der ersten, zweiten und dritten Statorwicklung 422, 432, 442 und des entsprechenden Schalters 424, 434, 444 ist elektrisch mit einem zweiten Hochspannungsbus 413 über eine entsprechende erste, zweite und dritte Diode 426, 436, 446 verbunden. Eine vierte Diode 456 stellt einen Shunt/Ableitung zwischen dem ersten Hochspannungsbus 412 und dem Niederspannungsbus 414 bereit.
Aktivierungen und Deaktivierungen des ersten, zweiten und dritten Leistungsschalters 424, 434, 444 und des Leistungssteuerschalters 415 werden durch Gate-Treiber gesteuert, die in der MCU 128 angeordnet sind.
Der erste, zweite und dritte Leistungsschalter 424, 434, 444 wird operativ gesteuert, um elektrische Energie von der Gleichspannungsquelle 104 zu den entsprechenden Wicklungen des Stators 118 zu übertragen und um den geschalteten Reluktanzmotor 125 anzutreiben. Bei einer Ausführungsform sind der erste, zweite und dritte Leistungsschalter 424, 434, 444 MOSFET-Vorrichtungen. Alternativ können der erste, der zweite und der dritte Leistungsschalter 424, 434, 444 unter Verwendung eines oder mehrerer paralleler MOSFETs, GaN-FETs, SiC-FETs, IGBTs oder eines anderen Typs von Halbleiterschaltern gebildet werden. Die Leiterplattenstruktur kann eine mehrschichtige FR4-Platine mit Kupferzwischenschichten mit geeigneten Dicken umfassen. In anderen alternativen Beispielen kann der Energieverwaltungsabschnitt anstelle einer Leiterplatte eine Leistungsmodulanordnung umfassen, bei der Mikrochips direkt an einem direktgebundenen Kupfersubstrat (DBC- Direct Bonded Copper Substrate) angebracht sind. Eine Platte aus Kupfer oder Aluminium kann mit einer oder beiden Seiten eines isolierten Substrats (z. B. Aluminiumoxid oder Siliziumnitrid) mit Kupferbahnen verbunden sein. Die Platte kann vor dem Brennen oder der chemischen Ätzung unter Verwendung der Leiterplattentechnik vorgeformt werden, um eine elektrische Schaltung zu bilden, während eine Bodenplatte einfach gehalten werden kann. In weiteren Beispielen können Mikrochips mit Kupfersammelschienen oder auf einem Leiterrahmen verbunden sein, die ebenfalls eine Isolierung aufweist, die für das elektrische Schalten förderlich ist. Im Allgemeinen umfasst ein Energieverwaltungsabschnitt eine Vielzahl von Schaltern, die konfiguriert sind, um Leistung von der Energiequelle zu verwalten und um eine Pulsweitenmodulation (PWM) anzuwenden, wie im Folgenden näher erläutert wird. Diese Schalter können mit für die Montage auf der Leiterplatte fertig montierten Leitungen gepackt oder „in Form“ geformt und auf einem Kupferleiterrahmen montiert und drahtgebondet werden, um die elektrischen Verbindungen herzustellen.
Die Schaltung 400 für den Leistungsumrichter 110 ist als modifizierter (n+1) Schaltwandler konfiguriert, der betreibbar ist, um eine Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotor 125 des Anlassers 100 zu steuern. Alternativ kann die Schaltung 400 zum Steuern einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 als ein elektrischer Wandler mit asymmetrischen elektrischen Halbbrückenwandlern, ein elektrischer Wandler mit bifilarer Wicklung, ein elektrischer C-Dump-Wandler oder ein anderer geeigneter elektrischer Wandler zum Umwandeln von elektrischer Gleichstromleistung auf eine elektrische Wechselstromleistung konfiguriert sein, die zum Steuern des Betriebs einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 verwendet werden kann.
Die 5-1, 5-2 und 5-3 stellen zusätzliche Details bezüglich einer Ausführungsform des Positionssensors 120 bereit, der unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben ist. 5-1 ist eine schematische Endansicht eines Stators 520 und einer zugehörigen Hall-Effekt-Sensoranordnung 540 für eine Ausführungsform des geschalteten Reluktanzelektromotors 125, der unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben ist. In einer Ausführungsform ist der geschaltete Reluktanzelektromotor als ein Dreiphasen-Elektromotor konfiguriert, und der Stator 520 ist in dieser Ausführungsform als eine 6-Pol-Vorrichtung konfiguriert. Der Stator 520 umfasst drei Polpaare, darunter ein erstes Polpaar A-A', das mit den Bezugszeichen 521 bzw. 522 bezeichnet ist, ein zweites Polpaar B-B', das mit den Bezugszeichen 523 bzw. 524 bezeichnet ist, und ein drittes Polpaar C-C', bezeichnet durch die Bezugszeichen 525 bzw. 526. Eine Drehachse 512 ist in der geometrischen Mitte des Stators 520 definiert. Die Hall-Effekt-Sensoranordnung 540 wird auf eine Endkappe des Elektromotors (nicht dargestellt) montiert und umfasst ein erstes Hall-Effekt-Sensorelement 541 und ein zweites Hall-Effekt-Sensorelement 542. Eine erste radiale Linie 514 und eine zweite radiale Linie 516 sind angegeben und sind drehbar durch einen Drehwinkel 543 getrennt. Die erste radiale Linie 514 definiert einen ersten Ort, der der Platzierung des ersten Hall-Effekt-Sensorelements 541 zugeordnet ist, und die zweite radiale Linie 516 ist der Platzierung des zweiten Hall-Effekt-Sensorelements 542 zugeordnet. Der Drehwinkel 543 ist so gewählt, dass ein Umfangsabstandswinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Sensorelement 541, 542 bereitgestellt wird, der durch eine einzige Polteilung für die Konfiguration des Elektromotors definiert ist. Eine Polteilung ist definiert als ein peripherer oder Umfangsabstand zwischen zwei benachbarten Polen in dem Elektromotor. In dieser Ausführungsform beträgt die Polteilung 90 elektrische Grade.
5-2 ist eine schematische Endansicht einer Ausführungsform des Rotors 530 und eines zugehörigen Rotormagneten 535. Der Rotormagnet 535 ist eine ringförmige Vorrichtung, die an einem Ende mit dem Rotor 530 gekoppelt ist und an die Hall-Effekt-Sensoranordnung 540 angrenzt. Der Rotormagnet 535 dreht sich zusammen mit dem Rotor 530. In einer Ausführungsform und wie dargestellt, umfasst der Rotor 530 ein erstes Rotorpolpaar, das durch die Bezugszahlen 531, 533 gekennzeichnet ist und ein zweites Rotorpolpaar, das durch die Bezugszeichen 532, 534 gekennzeichnet ist. Der Rotormagnet 535 ist als eine Vielzahl in Umfangsrichtung angeordneter Magnetpolpaare angeordnet, die jeweils einen Nordpol (N) 537 und einen Südpol (S) 536 aufweisen. Ein Abschnitt des Magneten 535, der einem einzelnen Rotorpol zugeordnet ist, ist detailliert mit einer Anzahl von drei, in Umfangsrichtung angeordneten abwechselnden N/S-Magnetpolpaaren, die dem einzelnen Rotorpol zugeordnet sind, dargestellt. Das erste und zweite Hall-Effekt-Sensorelement 541, 542 sind in einem radialen Abstand von der Drehachse 512 positioniert, der einem Radius entspricht, der durch den Rotormagnet 535 definiert ist. Diese Anordnung der Hall-Effekt-Sensoranordnung 540 bewirkt, dass sich das erste und das zweite Hall-Effekt-Sensorelement 541, 542 in der Nähe des Rotormagneten 535 befinden und somit die Drehung des Rotormagneten 535 erfassen können. Diese Anordnung der Hall-Effekt-Sensoranordnung 540 mit dem ersten und zweiten Hall-Effekt-Sensorelement 541, 542 und dem zugehörigen Rotormagneten 535 mit drei in Umfangsrichtung angeordneten, alternierenden N/S Magnetpolpaaren, die dem einzelnen Rotorpol zugehörig sind, ermöglicht es der Hall-Effekt-Sensoranordnung 540, die Drehung des Rotors 530 mit einer Auflösung von 7,5 Grad elektrischer Drehung in einer Ausführungsform zu erkennen.
5-3 ist eine grafische Darstellung der Signalausgänge 564, 566 von den ersten und zweiten Hall-Effekt-Sensorelementen 541, 542 der Hall-Effekt-Sensoranordnung 540 und der zugehörigen Induktivitätsausgabe 562 vom geschalteten Reluktanzelektromotor, dargestellt in Bezug auf die Drehposition 560 des Rotors 530. Solche Informationen können verwendet werden, um den Phasenstrom, der durch Steuerung des ersten, zweiten und dritten Leistungsschalters 424, 434, 444 (dargestellt mit Bezug auf 4) zugeführt wird, zu steuern, um elektrische Energie von der Gleichspannungsquelle 104 zu den entsprechenden Wicklungen des Stators 118 zu übertragen, um den geschalteten Reluktanzmotor 125 anzutreiben.
Zu den mit dem geschalteten Reluktanzmotor (SRM - Switched Reluctance Machine) 125 verbundenen Merkmalen gehören die Robustheit, die Einfachheit der Motorkonstruktion, eine wünschenswerte Ausfallsicherheit und die quasi-Unempfindlichkeit gegenüber der Motortemperatur. Im Gegensatz zu anderen Elektromotoren verfügt SRM über keinen gebürsteten Kommutator, keine Permanentmagneten, keine Rotorwicklung und keinen Käfigläufer, sodass der Betrieb mit hoher Geschwindigkeit und schnellem Ansprechen aufgrund geringer Trägheit möglich ist. Die Leistung ist während des stromgesteuerten Betriebs unabhängig von der Umgebungstemperatur. Die Maschinenleistung hängt vom ohmschen Widerstand des Stators in einem Einzelimpulsmodus-Betrieb ab. Dieser ohmsche Widerstand des Stators basiert auf der Wicklungstemperatur. Erwünschte Kombinationen von Polzahlen und -phasen, damit der SRM selbststartend, symmetrisch, umkehrbar und für eine schnelle Anlasseranwendung kostengünstig ist, sind vorhanden.
Während die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren die vorliegenden Lehren unterstützen und beschreiben, wird der Umfang der vorliegenden Lehren jedoch einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren, die in den hinzugefügten Ansprüchen definiert sind, möglich.

Claims

Anlasser für einen Verbrennungsmotor, Folgendes umfassend: Mehrphasigen geschalteten Reluktanzelektromotor mit einem Rotor und einem Stator, Ritzel, das mit dem Rotor des geschalteten Reluktanzelektromotors gekoppelt ist, elektronische Kommutator-Unteranordnung einschließlich eines elektronischen Motorsteuergeräts, Leistungsumrichter und Drehpositionssensor, die als eine einzelne Einheit integriert sind, einschließlich des Leistungsumrichters, der elektrisch mit dem Stator des geschalteten Reluktanzelektromotors verbunden ist, und Ringpositionsmagneten, der an einem Ende des Rotors proximal zum Drehpositionssensor angeordnet ist, wobei: Der Rotor eine Anzahl von Rotorpolen umfasst, die innerhalb eines Bereichs zwischen 6 und 16 liegen, Stator umfasst eine Anzahl von Statorpolen, die in einem Bereich zwischen 8 und 24 liegen, Außendurchmesser des geschalteten Reluktanzelektromotors beträgt weniger als 85 mm, aktive Länge des geschalteten Reluktanzelektromotors beträgt weniger als 50 mm, Luftspaltabstand zwischen dem Rotor und dem Stator, der in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 0,5 mm liegt, Verhältnis zwischen Rotorpolbogen und Statorpolbogen beträgt mindestens 1,0:1. Verhältnis zwischen Statordurchmesser und Rotordurchmesser beträgt mindestens 2,0:1, und Verhältnis zwischen Statorpolhöhe und Rotorpolhöhe beträgt mindestens 2,5:1.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei sich die Anzahl der Statorpole von der Anzahl der Rotorpole unterscheidet.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Statorpole 18 und die Anzahl der Rotorpole 12 beträgt.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Statorpole 24 und die Anzahl der Rotorpole 16 beträgt.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei das Ritzel angeordnet ist, um entlang eines drehbaren Elements, das mit dem Rotor gekoppelt ist, zu übersetzen.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei der mehrphasige Reluktanzelektromotor einen dreiphasigen geschalteten Reluktanzelektromotor umfasst.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei der Drehpositionssensor ein erstes Hall-Effekt-Sensorelement und ein zweites Hall-Effekt-Sensorelement umfasst, wobei das erste Hall-Effekt-Sensorelement vom zweiten Hall-Effekt-Sensorelement durch einen Drehwinkel getrennt ist, und wobei der Drehwinkel so gewählt wird, dass ein Trennungswinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Sensorelement bereitgestellt wird, der durch eine einzelne Polteilung für den ringförmigen Positionsmagneten definiert ist.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei der ringförmige Positionsmagnet, der am Ende des Rotors angeordnet ist, eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Magnetpolpaaren umfasst, die jeweils einen Nordpol und einen Südpol umfassen.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei der Leistungsumrichter, der mit dem Stator des geschalteten Reluktanzelektromotors verbunden ist, erste, zweite und dritte Leistungsschalter und entsprechende Statorpole umfasst, die mit jeweiligen ersten, zweiten und dritten Phasen des geschalteten Reluktanzelektromotors verbunden sind.
Anlasser nach Anspruch 9, wobei der Leistungsumrichter der elektronischen Kommutator-Unteranordnung als modifizierter (n+1) Schaltwandler ausgebildet ist.