JP2018136321A - 位置感知システム - Google Patents
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Abstract
Description
R機械は、センサと磁石とを含む感知機構を含む。静止センサがSR機械の回転シャフト
の端に取り付けられる磁石によって生成される磁場の変化を感知する。
ance band)を有する。磁束密度が公差帯域の下方値より下にあるならば、センサはそれ
を検出し得ず、従って、正しく機能し得ない。磁束密度が公差帯域の上方値を超えるなら
ば、センサ信号は飽和させられる。
いる。このグラフに示されるように、センサが磁石から離れる方向に移動させられるとき
、磁束密度は非線形式に減少する。特定の磁石の磁場強度は、センサの動作範囲との組み
合わせにおいて、特定のセンサ/磁石の組み合わせのための機能又は動作範囲帯域を決定
付ける。
得るが、実際には、数多くの要因が非ゼロ磁場をもたらし得る。これらの要因は、抵抗率
に影響を及ぼす局所化された加熱に起因する並行導体における不均一な電流共有、巻線接
続の異なる長さ、及びロータ偏心を含む。
びアルミニウムのような、様々な材料の構成部品で構成される。SR機械の典型的な動作
温度は−40℃〜200℃の範囲内にあるので、構成部品の熱膨張の結果として有意な程
度の動作がセンサと磁石との間で起こり得る。この膨張はセンサによって感知される磁場
強度の変化をもたらし、極度の温度でセンサの動作範囲の外側に入る磁束密度をもたらし
得る。
発火相電流(firing phase currents)が極めて高い電流スパイク及び予測不能な性能を
招き得る。これはロータが電流レベルを制限するインダクタンス(又は上昇インダクタン
ス)を伴わない不整列位置にある状態でコイルが発火させられるときに特に当て嵌まる。
一層大きい可能性が高い。何故ならば、ステータ歯は大きな空気間隙内への磁束をもたら
し、故に、漂流磁界は鋼積層内に十分に閉じ込められないからである。
し得る。センサは機械制御ループ内にあるので、比較的小さな位置誤差が最終的には制御
の喪失に至り得ることを予測し得る。
される、SR機械のための位置感知システムを提供することを目的とする。
井戸内の磁束をシャフトの中心軸(z軸)に対して垂直な方向において集中させるよう、
一対の磁石が磁石キャリア内に保持されることを可能にする。
取り囲み、センサシールドは、センサ要素を、例えばSR機械の切換えによって引き起こ
される外部電気干渉から遮蔽する。
ールドを更に含み得る。
テムを含む。ロータシャフト4の中心軸が図4においてZ−Zによって示されている。
ルド20、及び第1の磁石12と第2の磁石14とを含む一対の磁石を含む。
り付けられる。
ように、「馬蹄形」構成内に配置される。第1の磁石12、第2の磁石14、及び磁石キ
ャリア6は、センサ要素8及び回路板16をその内側に位置付ける井戸18を形成する。
石12,14からの磁束を取り囲むように作用し、且つセンサ要素8を例えばSR機械の
電気切換えによって引き起こされる如何なる漂流磁界からも遮蔽するようにも作用する。
要素8及び回路板16を取り囲む。
に形成し、それにより、磁石12,14によって生成される一次磁束管は、井戸18内に
形成される内部空気空間を横断して流れる。
、広範囲の温度に亘る感知システムの機能範囲の有意な増大をもたらすことを示した。例
えば、図5のグラフは、(「現在特定範囲」(“current spec range”)として示す)従
来技術の感知システムのための、並びに本発明に従った感知システムのための、軸方向感
度、即ち、センサからの距離に対する磁束密度を示している。このグラフの感知システム
は、従来技術システムのための2mmと比べて4.8mmの動作範囲を有する。グラフは
センサ要素8に近い漂流磁界の影響を減少させるシールドの効果を示している。
た感知システムの、径方向動作範囲を示している。
2ステータ極、8ロータ極のSR機械の中心での、磁束密度を示している。その結果は従
来技術システムのためである。この場合、磁束密度Bzは、(図4に本発明に関して示す
z軸に対応する)SR機械の中心z軸に沿うセンサ要素8での磁束密度を示している。磁
束密度Bノーマル(Bnormal)はセンサ要素8の周りの径方向磁束場の全ての積分である。
の磁束密度のために位置誤差計算を行い得る(信号ノイズ研究)。センサ信号の最低値に
関して位置誤差は0.8度であり得る。それはフィードバック誤差を引き起こし、最終的
には制御の喪失を引き起こし得る。
ている。この配置は、SR機械の中心での相発火事象(phase firing event)からの磁場
を、無視し得るレベルまで減少させることが分かる。
度であり得る。それは如何なる有意なフィードバック誤差をも引き起こす可能性が低く、
センサ要素整列等の幾何学的公差内にある。
めの最大の起こり得る位置誤差は0.8度である。センサ要素8の場所での磁場の最大の
大きさは約0.2mTである。
12度である。センサ要素場所での磁場の最大の大きさは3μTであり、それは(30μ
T〜60μTの間にある)地球の磁場よりも小さい。
り得る位置誤差を、約70の因数だけ(by a factor of approximately 70)減少させ
ることが分かる。
き起こして、最終的にはSR機械の制御されない動作をもたらす可能性が高い。しかしな
がら、他の要因が中心位置での磁場に影響を及ぼし得るし、SR機械の制御されない動作
の度合いを増大させ得る。
極めて困難であり且つ中心磁場問題の度合いを強め得る、SR機械の電子機器からの漂流
磁界及び偏心ロータに対する保護手段をもたらす。
ことに関する本発明の効果を示している。
Claims (5)
- スイッチドリラクタンス機械のための位置感知システムであって、
磁石と、磁石キャリアと、センサ要素とを含み、
前記磁石キャリアは、前記スイッチドリラクタンス機械の回転可能なシャフトの端に取
り付けられ、
前記センサ要素は、回路板に取り付けられ、前記センサ要素は、前記磁石によって生成
される磁束が前記スイッチドリラクタンス機械の前記シャフトの軸に対して垂直な方向に
おいて前記磁石及び磁石キャリアによって形成される井戸内に集中させられるような方法
において、前記井戸内に位置する、
位置感知システム。 - 前記磁石は、前記磁束が馬蹄形磁石の経路に従うように配置される、請求項1に記載の
位置感知システム。 - 前記センサ要素を取り囲むセンサシールドを更に含み、それにより、前記磁石によって
生成される磁束を取り囲み、且つ前記センサ要素を電気干渉からも遮蔽する、請求項1又
は2に記載の位置感知システム。 - 前記磁石、前記磁石キャリア、前記センサ要素及び前記回路板を取り囲む、外部シール
ドを更に含む、請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の位置感知システム。 - 添付の図2乃至11を参照して実質的に記載した位置感知システム。
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