EP4754475A1 - Sensoranordnung, elektrische maschine und elektrisch betreibbarer antriebsstrang für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (22) umfassend einen induktiven Rotorpositionssensor (9), mit wenigstens einer bestrombaren Sendespule (15) und einer Empfangsspule (16) wobei die Sendespule (15) eine erste Fläche (20) und die Empfangsspule (16) eine dazu parallele oder in der gleichen Ebene wie die erste Fläche (20) liegende zweiten Fläche (21 ) aufspannt, wobei die Sensoranordnung (22) ferner ein erstes Sensortarget (10) besitzt, dass relativ zur Sendespule (15) und Empfangsspule (16) derart bewegbar ist, dass es stets außerhalb der ersten Fläche (20) und der zweiten Fläche (21) sowie deren Orthogonalprojektionen (23) liegt.

Description

Sensoranordnunq, elektrische Maschine und elektrisch betreibbarer Antriebsstranq für ein Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung umfassend einen induktiven Rotorpositionssensor, mit wenigstens einer bestrombaren Sendespule und einer Empfangsspule, wobei die Sendespule eine erste Fläche und die Empfangsspule eine dazu parallele oder in der gleichen Ebene wie die erste Fläche liegende zweiten Fläche aufspannt. Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Maschine und einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011 , Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet.

Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben. In vielzähligen dieser Antriebsstränge kommen Sensoren zum Einsatz, welche die Winkel- und Rotationsinformationen, beispielsweise einer elektrischen Maschine erfassen. Diese Sensoren bestehen im vereinfachten Prinzip aus einem Sensorrotor und einem Sensorstator. Der Sensor selbst ist in der Regel fest mit dem Gehäuse der elektrischen Maschine verbunden. Der Sensorrotor ist meist ein rotationssymmetrisches Bauteil, welches mit dem Rotor der elektrischen Maschine dreht.

In vielen der eingangs genannten Elektromobilitätsanwendungen werden permanenterregte Synchronmaschinen eingesetzt. Eine solche permanenterregte Synchronmaschine umfasst einen zu bestromenden Stator und einen permanenterregten Rotor. Der Rotor umfasst zumeist eine Welle, Wuchtbleche, Rotorblechpakete und Magnete. Die Magnete sind im Allgemeinen in den Rotorblechpaketen fixiert.

Für die Regelung derartiger elektronisch kommutierter elektrischer Maschinen werden abhängig von der Winkelposition des Rotors elektrische Ansteuergrößen an Statorwicklungen der Maschine angelegt, um diese anzutreiben. Die Rotorlage wird in der Regel mit Hilfe eines Rotorlagesensors erfasst und einem Steuergerät zur Generierung der für die Kommutierung der elektrischen Maschine benötigten Ansteuersignale zugeführt. Rotorlagesensoren liefern entweder eine von der Lage des Rotors abhängige analoge elektrische Größe, z. B. eine Spannung, Signalpulse oder eine digitalisierte Angabe über die absolute Rotorlage. Aus dem Stand der Technik sind derartige Rotorlagesensoren grundsätzlich bekannt, bei denen ein am Rotor drehfest gelagerter Signalgeber (magnetisches Target) mittels eines am Stator drehfest gelagerten Magnetfeldsensors ausgelesen wird.

So zeigt beispielsweise die DE 10 2009 001 353 A1 eine Elektromaschine, umfassend einen Rotor mit einer Rotornabe, einen in einem Statorgehäuse angeordneten Stator, eine Abdeckung, welche an das Statorgehäuse angebunden ist und sich bis zum Innendurchmesser der Rotornabe erstreckt und über welche der Rotor mittels einer Rotorlagerung gelagert ist. Die Elektromaschine weist einen Rotorlagesensor zur Erfassung der Drehlage des Rotors gegenüber dem Magnetfeld des Stators auf. Der Rotorlagesensor ist derart auf der Abdeckung in der Nähe der Rotorlagerung angeordnet, dass als Geberspur des Rotorlagesensors die Rotornabe oder ein mit der Rotornabe drehtest verbundenes Bauteil dient.

Neben den Rotorlagesensoren, die mit einem magnetischen Target funktionieren, sind auch induktive Rotorlagesensoren bekannt, welche den Vorteil besitzen, auf einen Permanentmagneten verzichten zu können. Dieser Vorteil steht der Herausforderung entgegen, hinreichend genaue Sensorsignale mit Hilfe einer induktiven Sensoranordnung generieren zu können.

Es ist die Aufgabe der Erfindung einen besonders kompakt bauende und kostengünstig herstellbarer Sensoranordnung zur induktiven Positionsbestimmung eines Sensortargets bereitzustellen. Es ist ferner die Aufgabe eine elektrische Maschine zu realisieren, die über eine möglichst genaue Rotorpositionssensorik bei gleichzeitig kompaktem Aufbau aufweist. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung einen bauraumoptimierten elektrisch betreibbarer Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zu realisieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensoranordnung umfassend einen induktiven Rotorpositionssensor, mit wenigstens einer bestrombaren Sendespule und einer Empfangsspule, wobei die Sendespule eine erste Fläche und die Empfangsspule eine dazu parallele oder in der gleichen Ebene wie die erste Fläche liegende zweiten Fläche aufspannt, wobei die Sensoranordnung ferner ein erstes Sensortarget besitzt, dass relativ zur Sendespule und Empfangsspule derart bewegbar ist, dass es stets außerhalb der ersten Fläche und der zweiten Fläche sowie deren Orthogonalprojektionen liegt.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Sensoranordnung ist ihr kompakter Aufbau, insbesondere in axialer Richtung. Ferner können die Spulen kostengünstig, beispielsweise auf einer Schaltungsplatine, angeordnet werden.

Bevorzugt ist der Rotationspositionssensor als ein induktiver Rotationspositionssensor konfiguriert. Ein derartiger induktiver Rotationspositionssensor besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Sensortarget und dem Sensor selbst. Das Sensortarget ist eine Komponente, die am Rotor der elektrischen Maschine ausgebildet oder angebracht ist und sich gemeinsam mit dem Rotor dreht. Es kann eine Metallscheibe, ein elektrisch leitfähiges Muster oder ein anderes Material sein, das eine Veränderung im Magnetfeld erzeugt, wenn es sich dreht. Bevorzugt ist das Sensortarget einstückig mit der Rotorwelle ausgebildet.

Der induktive Rotationspositionssensor ist in der Nähe des Sensortargets angebracht und erzeugt ein magnetisches Feld. Wenn sich das Sensortarget dreht, ändert sich das Magnetfeld, das vom Sensor erfasst wird. Diese Änderungen werden vom Sensor in ein elektrisches Signal umgewandelt. Der Sensor enthält eine Spule, die von einem Wechselstrom durchflossen wird. Diese Senderspule wird gelegentlich auch als TX-Spule bezeichnet. Das sich ändernde Magnetfeld des Sensortargets erzeugt eine Änderung des Flusses des Magnetfelds durch eine Empfänger-Spule des Sensors, wobei diese Spule auch als RX-Spule bezeichnet wird. Diese Änderung des Magnetflusses erzeugt eine elektrische Spannung in der Spule des Sensors, die als Ausgangssignal des Sensors dient. Die Amplitude und/oder die Frequenz des Ausgangssignals hängen von der Drehposition des Rotors ab. Durch die Auswertung des Ausgangssignals kann die genaue Drehposition des Rotors bestimmt werden. Dies kann durch Signalverarbeitungstechniken wie Amplituden- oder Phasenmodulation erreicht werden.

Bei einem induktiven Rotationspositionssensor der erfindungsgemäßen Sensoranordnung liegt das Sensortarget bevorzugt in der gleichen Ebene wie die von den Empfänger-Spulen (RX-Spulen) aufgespannten Flächen, ist aber radial außerhalb der Empfänger-Spulen (RX-Spulen) positioniert.

Der Rotationspositionssensor kann eine absolute oder relative Winkelposition als Ausgangssignal zur Verfügung stellen.

Die Rotorwelle ist bevorzugt aus einem metallischen Material geformt.

Vorteilhafterweise ist das erste Sensortarget entlang einer Kreisbahn um die Sendespule und die Empfangsspule herum drehbar, was die Sensoranordnung besonders geeignet macht für die Bestimmung von Drehpositionen, beispielsweise von Rotoren. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, dass das Sensortarget eine von einer Kreisbahn abweichende Bewegungsbahn aufweist. Beispielsweise wäre es auch denkbar, dass sich das Sensortarget entlang eines linearen Pfades bewegt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rotor zumindest abschnittsweise eine als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle umfasst und das Sensortarget in der Hohlwelle angeordnet ist, was eine axial besonders kompakte Ausführung der Sensoranordnung erlaubt. Es ist in diesem Zusammenhang auch denkbar, dass die Rotorwelle auch abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet ist, indem die Rotorwelle ein konzentrisches Sackloch aufweist.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Rotationspositionssensor axial zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, in die Hohlwelle eingreift, was ebenfalls zu einer axial besonders kompakt bauenden Ausführung der Sensoranordnung beiträgt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Wellenabschnitte einstückig, insbesondere monolithisch, mit der Rotorwelle ausgeformt sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das Sensortarget besonders günstig und genau herstellbar ist, beispielsweise durch Fräsen. Ferner entfällt durch die Einstückigkeit auch die Notwendigkeit, das Sensortarget separat zu montieren. Es können so auch mögliche Montagefehler vermieden werden.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Rotorpositionssensor eine Schaltungsplatine mit einer kreisrunden Außenkontur aufweist, welche spielbehaftet in der zylinderförmigen Wellenöffnung aufgenommen und von den Wellenabschnitten bei Rotation der Rotorwelle überfahren wird. Es kann hierdurch eine besonders gute Bauraumausnutzung innerhalb der Wellenöffnung erreicht werden. Bevorzugt weist die Wellenöffnung eine korrespondierende kreisrunde Innenkontur auf, wobei die Schaltungsplatine koaxial zur Wellenöffnung angeordnet ist.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Schaltungsplatine wenigstens eine bestrombare Sendespule und wenigstens eine Empfangsspule aufweist. Mit der Kombination aus Sendespulen und Empfangsspulen können verschiedene Messverfahren und Techniken verwendet werden. Beispielsweise kann die Phasenverschiebung zwischen dem gesendeten und empfangenen Signal verwendet werden, um die Drehposition zu bestimmen. Dies ermöglicht die Anpassung des Sensors an unterschiedliche Anforderungen und Anwendungen. Bevorzugt sind die Spulen für einen induktiven Rotationspositionssensor konfiguriert.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Wellenabschnitte sich axial erstreckende Nuten umfassen, die über den Umfang der inneren Mantelfläche verteilt positioniert sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Nuten fertigungstechnisch einfach herstellbar sind.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Rotorpositionssensor vollständig in der Wellenöffnung aufgenommen ist, was axial besonders kompakt bauende elektrische Maschinen unterstützt.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Wellenöffnung sich axial vollständig durch die Rotorwelle erstreckt, so dass diese als Hohlwelle ausgeführt ist. Hierdurch kann eine besonders hohe Gewichtsreduktion bewirkt werden und gleichzeitig die Hohlwelle von einem Kühlfluid durchströmbar sein, was zu einer verbesserten Rotorleistung beitragen kann.

Die Aufgabe der Erfindung kann auch gelöst werden durch eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stator und einen relativ zum Stator drehbaren Rotor, welcher drehmomentübertragend mit einer Rotorwelle gekoppelt ist, welche eine von einer der Stirnseiten sich axial in die Rotorwelle hinein erstreckende Wellenöffnung aufweist, wobei die elektrische Maschine ferner eine Sensoranordnung besitzt, mittels derer die Winkelposition des Rotors über ein sich mit der Rotorwelle drehendes Sensortarget bestimmbar ist, wobei die Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1-10 ausgebildet ist.

Hierdurch kann eine axial besonders kompakt bauende elektrische Maschine bereitgestellt werden, da der Rotorpositionssensor radial geschachtelt innerhalb der in der Rotorwelle verlaufenden Sensortarget positioniert ist.

Daher ist es auch bevorzugt, dass der Rotationspositionssensor berührungslos mit dem Sensortarget interagiert. Durch die Positionierung innerhalb der Rotorwelle ist der Sensor teilweise vor elektrischen und magnetischen Feldern geschützt, was hinsichtlich des EMV-Verhaltens des Rotorpositionssensors vorteilhaft sein kann.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine als eine elektrisch erregte Synchronmaschine konfiguriert ist.

Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung gelöst sein durch einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine elektrische Maschine nach Anspruch 11 .

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigt:

Figur 1 eine elektrische Maschine in einer schematischen Axialschnittdarstellung,

Figur 2 eine erste Ausführungsform einer Rotorwelle mit einem Rotorpositionssensor in einer Querschnitts- und einer Axialschnittansicht, Figur 3 eine zweite Ausführungsform einer Rotorwelle mit einem Rotorpositionssensor in einer Querschnitts- und einer Axialschnittansicht,

Figur 4 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betreibbaren Antriebsstrang in einer schematischen Darstellung,

Figur 5 eine erste Ausführungsform von Sende- und Empfangsspule(n) des Rotorpositionssensors in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 6 eine zweite Ausführungsform von Sende- und Empfangsspule(n) des Rotorpositionssensors in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 7 eine dritte Ausführungsform von Sende- und Empfangsspule(n) des Rotorpositionssensors in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 8 eine Sensoranordnung mit Orthogonalprojektionen in einer schematischen perspektivischen Darstellung,

Figur 9 eine dritte Ausführungsform einer Rotorwelle mit einem Rotorpositionssensor in einer Axialschnittansicht,

Figur 10 eine vierte Ausführungsform einer Rotorwelle mit einem Rotorpositionssensor in einer Querschnitts- und einer Axialschnittansicht.

Die Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 , insbesondere für einen Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie es auch in der Figur 4 skizziert ist.

Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator 4 und einen relativ zum Stator 4 drehbaren Rotor 5, welcher drehmomentübertragend mit einer Rotorwelle 6 gekoppelt ist, welche eine von einer der Stirnseiten 7 sich axial in die Rotorwelle 6 hinein erstreckende Wellenöffnung 8 aufweist. Die elektrische Maschine 1 besitzt ferner einen Rotorpositionssensor 9, mittels dessen die Winkelposition des Rotors 5 über ein sich mit der Rotorwelle 6 drehendes Sensortarget 10 bestimmbar ist, was sich aus der Zusammenschau der Figur 1 mit den Figuren 2-3 gut nachvollziehen lässt.

Der Rotorpositionssensor 9 ist Teil einer Sensoranordnung 22, wie sie exemplarisch in der Figur 8 gezeigt ist. Die Sensoranordnung 22 umfasst den induktiven Rotorpositionssensor 9, mit wenigstens einer bestrombaren Sendespule 15 und einer Empfangsspule 16, wobei die Sendespule 15 eine erste Fläche 20 und die Empfangsspule 16 eine in etwa der gleichen Ebene wie die erste Fläche 20 liegende zweiten Fläche 21 aufspannt. Die Flächen 20 und 21 liegen in dem gezeigten Beispiel konstruktionsbedingt nicht exakt in der gleichen Ebene sondern verlaufen parallel zueinander und sind auf der gleichen Schaltungsplatine 13 angeordnet, wobei diese typischerweise eine Dicke zwischen 0.8-2.0 mm aufweist. Über die Dicke der Schaltungsplatine 13 können die Empfangsspule 16 und/oder die Sendespule 15 verteilt über mehrere Lagen angeordnet sein. Auch ist es möglich, die Empfangsspule 16 und die Sendespule 15 in den gleichen Lagen der Schaltungsplatine 13 verteilt anzuordnen oder auch überlappend auszuführen.

Es versteht sich, dass auch mehrere Empfangsspulen zur Verbesserung der Genauigkeit und Signalgüte vorhanden sein können. Die gezeigte Sensoranordnung 22 besitzt ferner ein erstes Sensortarget 10, dass relativ zur Sendespule 15 und Empfangsspule 16 derart bewegbar ist, dass es stets außerhalb der ersten Fläche 20 und der zweiten Fläche 21 sowie deren Orthogonalprojektionen 23 liegt. In der gezeigten Ausführungsform dreht sich das erste Sensortarget 10 entlang einer Kreisbahn um die Sendespule 15 und die Empfangsspule 16. Hierbei ist es erfindungswesentlich, dass das erste Sensortarget 10 nicht durch die Flächen 20,21 oder deren Orthogonalprojektionen 23 verläuft.

An der inneren Mantelfläche 11 der Wellenöffnung 8 sind sich radial aus dieser hineinerstreckende und/oder herauserstreckende Wellenabschnitte 12 ausgebildet, die das Sensortarget 10 für den Rotorpositionssensor 9 bilden. Der Rotorpositionssensor 9 greift gegenüber der Rotorwelle 6 rotativ stillstehend so in die Wellenöffnung 8 ein, dass er bei Rotation der Rotorwelle 6 zumindest abschnittsweise von den Wellenabschnitten 12 überfahren wird.

Die im Querschnitt kreisbogenartigen Wellenabschnitte 12 sind einstückig, insbesondere monolithisch, mit der Rotorwelle 6 ausgeformt, indem axial erstreckende Nuten 18 durch die Rotorwelle 6 verlaufen, die äquidistant über den Umfang der inneren Mantelfläche 11 verteilt positioniert sind.

Der Rotorpositionssensor 9 weist eine scheibenartige Schaltungsplatine 13 mit einer kreisrunden Außenkontur 14 auf, welche koaxial und spielbehaftet in der zylinderförmigen Wellenöffnung 8 aufgenommen und von den Wellenabschnitten 12 bei Rotation der Rotorwelle 6 überfahren wird. Wie in den Figuren 9-10 gezeigt, ist es auch möglich, dass die Schaltungsplatine 13 außerhalb der Rotorwelle 6 angeordnet ist und entsprechend nicht von den Wellenabschnitten 12 überfahren wird.

Da der Rotorpositionssensor 9 als induktiver Sensor konfiguriert ist, besitzt die Schaltungsplatine 13 wenigstens eine bestrombare Sendespule 15 und wenigstens eine Empfangsspule 16. In den Figuren 5-7 sind davon abweichende Ausführungsvananten der Sendespule 15 und der Empfangsspulen 15 gezeigt, bei denen die Spulen 15,16 in einer Radialebene der Schaltungsplatine 13 verlaufen. Während die Sendespule 15 kreisringartig entlang der äußeren Mantelfläche 17 der Schaltungsplatine 13 verläuft, sind die Empfangsspulen 16 radial innerhalb der kreisringartigen Sendespule 15 angeordnet. Die Empfangsspulen 16 sind in den gezeigten Ausführungsformen kreisringsegmentartig ausgestaltet. Die gestrichelt dargestellten Empfangsspulen 16 weisen hierbei eine anderen Wicklungssinn als die Empfangsspulen 16 auf, die mit einer durchgezogenen Linie gezeichnet sind. Wie in der Figur 6 gezeigt, kann auch radial innerhalb der Empfangsspulen 16 eine weitere Sendespule 15 oder weitere Windungen einer Sendespule 15 vorhanden sein, die dann eine gegenläufige Stromrichtung aufweist, als die radial äußere Sendespule 15. Es können nur eine Teilmenge aller Polteilungen als Spulen 15,16 ausgeführt sein, was in der Figur 7 zu sehen ist. In den gezeigten Ausführungsformen der Figuren 2-3 ist der Rotorpositionssensor 9 vollständig in der Wellenöffnung 8 aufgenommen und die Wellenöffnung 8 erstreckt sich axial vollständig durch die Rotorwelle 6 hindurch, so dass diese als Hohlwelle ausgeführt ist.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform des Rotorpositionssensors 9, bei dem das Sensortarget 10 auch sich radial über die Wellenabschnitte 12 hinaus nach innen erstreckende Vorsprünge 19 aufweist, so dass neben einer Rotorpositionsbestimmung durch die radial außerhalb der Schaltungsplatine 13 angeordneten Wellenabschnitte 12 auch eine Rotorpositionsbestimmung durch die axial zur Schaltungsplatine 13 beabstandeten Vorsprünge 19 erfolgen kann. In diesem Fall kann dann wenigstens eine bestrombare Sendespule und wenigstens eine Empfangsspule entlang der auf die Vorsprünge 19 hin gerichteten Stirnseite der Schaltungsplatine 13 angeordnet sein. Dies kann dazu beitragen, die Messgenauigkeit zu erhöhen oder aber auch einen redundanten Rotorpositionssensor 9 bereitzustellen ohne zusätzlichen Bauraum hierzu zu benötigen. Wie man anhand der Querschnittsansicht der Figur 3 gut erkennen kann, sind die Vorsprünge 19 und die Wellenabschnitte 12 kreisringabschnittsartig ausgebildet, weisen im Wesentlichen identischen Mittelpunktswinkeln auf und überschneiden sich in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig. Dies hat insbesondere fertigungstechnische Vorteile, da die Nuten 18 dann in einem Zug aus der Rotorwelle 6 gefräst werden können.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen. Bezuqszeichenliste

1 elektrische Maschine

2 Antriebsstrang

3 Kraftfahrzeug

4 Stator

5 Rotor

6 Rotorwelle

7 Stirnseite

8 Wellenöffnung

9 Rotorpositionssensor

10 Sensortarget

11 Mantelfläche

12 Wellenabschnitte

13 Schaltungsplatine

14 Außenkontur

15 Sendespule

16 Empfangsspule

17 Mantelfläche

18 Nuten

19 Vorsprung

20 Fläche

21 Fläche

22 Sensoranordnung

23 Orthogonalprojektion

Claims

Ansprüche

1 . Sensoranordnung (22) umfassend einen induktiven Rotorpositionssensor (9), mit wenigstens einer bestrombaren Sendespule (15) und einer Empfangsspule (16), wobei die Sendespule (15) eine erste Fläche (20) und die Empfangsspule (16) eine dazu parallele oder in der gleichen Ebene wie die erste Fläche (20) liegende zweiten Fläche (21 ) aufspannt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (22) ferner ein erstes Sensortarget (10) besitzt, dass relativ zur Sendespule (15) und Empfangsspule (16) derart bewegbar ist, dass es stets außerhalb der ersten Fläche (20) und der zweiten Fläche (21 ) sowie deren Orthogonalprojektionen (23) liegt.

2. Sensoranordnung (22) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sensortarget (10) entlang einer Kreisbahn um die Sendespule (15) und die Empfangsspule (16) herum drehbar ist.

3. Sensoranordnung (22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensortarget (10) in einer Wellenöffnung (8) einer Rotorwelle (6) angeordnet ist.

4. Sensoranordnung (22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer inneren Mantelfläche (11 ) der Wellenöffnung (8) sich radial aus dieser hineinerstreckende und/oder herauserstreckende Wellenabschnitte (12) ausgebildet sind, die das Sensortarget (10) für den Rotorpositionssensor (9) bilden,

5. Sensoranordnung (22) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorpositionssensor (9) gegenüber der Rotorwelle (6) rotativ stillstehend in die Wellenöffnung (8) eingreift,

6. Sensoranordnung (22) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorpositionssensor (9) bei Rotation der Rotorwelle (6) zumindest abschnittsweise von den Wellenabschnitten (12) überfahren wird.

7. Sensoranordnung (22) nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenabschnitte (12) einstückig, insbesondere monolithisch, mit der Rotorwelle (6) ausgeformt sind.

8. Sensoranordnung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorpositionssensor (9) eine Schaltungsplatine (13) mit einer kreisrunden Außenkontur (14) aufweist, welche spielbehaftet in der zylinderförmigen Wellenöffnung (8) aufgenommen und von den Wellenabschnitten (12) bei Rotation der Rotorwelle (6) überfahren wird.

9. Sensoranordnung (22) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsplatine (13) die bestrombare Sendespule (15) und die Empfangsspule (16) trägt.

10. Sensoranordnung (22) nach einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenabschnitte (12) sich axial erstreckende Nuten (18) umfassen, die über den Umfang der inneren Mantelfläche (11 ) verteilt positioniert sind.

11 . Elektrische Maschine (1), insbesondere für einen Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs (3), umfassend einen Stator (4) und einen relativ zum Stator (4) drehbaren Rotor (5), welcher drehmomentübertragend mit einer Rotorwelle (6) gekoppelt ist, welche eine von einer der Stirnseiten (7) sich axial in die

Rotorwelle (6) hinein erstreckende Wellenöffnung (8) aufweist, wobei die elektrische Maschine (1 ) ferner eine Sensoranordnung (22) besitzt, mittels derer die Winkelposition des Rotors (5) über ein sich mit der Rotorwelle (6) drehendes Sensortarget (10) bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (22) nach einem der Ansprüche 1-10 ausgebildet ist.

12. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs (3) umfassend eine elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 11 .