本發(fā)明涉及用于包括安裝在變速箱上的扭矩機(jī)的動(dòng)力總成系統(tǒng)的變速箱系統(tǒng)，以及安裝在其上的位置傳感器。

背景技術(shù)：

這部分的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息。因此，這些陳述不是旨在構(gòu)成對現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

已知的車輛系統(tǒng)使用包括使用非烴燃料的扭矩機(jī)的動(dòng)力總成系統(tǒng)，例如電機(jī)，來將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械扭矩，以產(chǎn)生牽引力，并且將機(jī)械力轉(zhuǎn)換為電能。這些動(dòng)力總成系統(tǒng)包括混合動(dòng)力總成系統(tǒng)，電動(dòng)車輛系統(tǒng)，以及增程式電動(dòng)車輛動(dòng)力總成系統(tǒng)。這些動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)可被配置為通過變速箱裝置將牽引扭矩傳遞到輸出構(gòu)件。已知的混合動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)可包括串聯(lián)混合結(jié)構(gòu)，并聯(lián)混合結(jié)構(gòu)，以及復(fù)式-分解混合結(jié)構(gòu)。配置作為馬達(dá)和發(fā)電機(jī)來運(yùn)行的電機(jī)可被控制，以根據(jù)來自內(nèi)燃機(jī)的扭矩輸入，獨(dú)立地產(chǎn)生給變速箱的扭矩輸入。電機(jī)可起作用并且將通過車輛傳動(dòng)系統(tǒng)傳送的車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，所述電能被存儲(chǔ)在使用再生制動(dòng)和其他方法的電能存儲(chǔ)裝置中。

高分辨率位置傳感器，例如磁阻型分解器，可被用于確定轉(zhuǎn)子位置反饋。該分解器以高的精度提供高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信息，適于扭矩機(jī)中的精確的扭矩和位置控制。已知的磁阻型分解器安裝在具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子/外部定子結(jié)構(gòu)，或者外部轉(zhuǎn)子/內(nèi)部定子結(jié)構(gòu)的馬達(dá)軸的一端，并且提供轉(zhuǎn)子位置反饋。與在變速箱系統(tǒng)中安裝高分辨率位置傳感器相關(guān)的問題包括有限的空間可用性以及封裝限制。由于有限的位置可用性，將位置傳感器封裝在變速箱裝置內(nèi)的馬達(dá)軸上可帶來挑戰(zhàn)。此外，磁阻型分解器很昂貴。潛在的替代選擇是使用基于霍爾效應(yīng)的數(shù)字傳感器來確定轉(zhuǎn)子位置反饋。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

變速箱組件具有一體式扭矩機(jī)，該一體式扭矩機(jī)包括扭矩機(jī)定子和扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子。該扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一組轉(zhuǎn)子磁體。一體式旋轉(zhuǎn)位置傳感器被配置成監(jiān)測該扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子相對于該扭矩機(jī)定子的旋轉(zhuǎn)位置。該一體式旋轉(zhuǎn)位置傳感器包括傳感器轉(zhuǎn)子元件和傳感器定子元件。傳感器轉(zhuǎn)子元件包括至少一組傳感器轉(zhuǎn)子磁體。該傳感器轉(zhuǎn)子元件被定位成使得相對于該扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子的至少一組轉(zhuǎn)子磁體的轉(zhuǎn)子磁極，將該至少一組傳感器轉(zhuǎn)子磁體對齊。該傳感器定子元件被定位成使得該傳感器定子元件與該扭矩機(jī)定子的磁軸線對齊。

附圖說明

通過舉例的方式，將參考附圖描述一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的變速箱的局部剖視圖，該變速箱包括安裝在變速箱上的扭矩機(jī)，并且包括布置有徑向氣隙的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，該扭矩機(jī)具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子和外部定子；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的變速箱的局部側(cè)視圖，該變速箱包括安裝在變速箱上的扭矩機(jī)，該扭矩機(jī)具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子和外部定子的結(jié)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)位置傳感器布置有徑向氣隙；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的變速箱的局部剖視圖，該變速箱包括安裝在變速箱上的扭矩機(jī)，以及布置有軸向氣隙的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，該扭矩機(jī)具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子和外部定子的結(jié)構(gòu)；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的變速箱的局部側(cè)視圖，該變速箱包括具有示例性磁化的旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器轉(zhuǎn)子，所述磁化包括高分辨率磁軌和換向磁軌；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的變速箱的局部側(cè)視圖，該變速箱包括傳感器轉(zhuǎn)子和扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子，它們示例性地沿著磁軸線對齊；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的包括旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器定子和扭矩機(jī)定子的變速箱的局部側(cè)視圖，它們示例性地沿著磁軸線對齊；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的變速箱的分解視圖，其中傳感器定子，以及傳感器定子和使用定位器-銷結(jié)構(gòu)的固定構(gòu)件示例性地對齊；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的包括旋轉(zhuǎn)位置傳感器和扭矩機(jī)的變速箱的分解視圖，其中傳感器部件和扭矩機(jī)組件示例性地對齊；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的包括旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器轉(zhuǎn)子和傳感器定子，以及扭矩機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的變速箱的局部側(cè)視圖，它們示例性地沿著磁軸線的對齊；

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的具有圓形支撐結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器定子的示例性實(shí)施例的局部側(cè)視圖；以及

圖11根據(jù)本發(fā)明以曲線圖示出了與歸一化的反電動(dòng)勢波形一起的示例性旋轉(zhuǎn)位置傳感器輸出信號。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖，其中所述圖示僅針對示出特定示例性實(shí)施例的目的，而不是限制為特定的示例性實(shí)施例的目的，圖1和2示出了變速箱系統(tǒng)10的局部視圖，該變速箱系統(tǒng)包括一體式扭矩機(jī)20，一體式扭矩機(jī)20配置有容納一體式旋轉(zhuǎn)位置傳感器40的環(huán)形的傳感器外殼15。扭矩機(jī)20配置成經(jīng)由變速箱系統(tǒng)10的旋轉(zhuǎn)和固定元件產(chǎn)生扭矩并將其傳遞至變速箱輸出構(gòu)件，以用于推進(jìn)和其他功能。圖1示出了變速箱系統(tǒng)10的局部剖視圖，以及圖2示出了變速箱系統(tǒng)10的局部平面圖。如圖所示，扭矩機(jī)20是電力馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。在該實(shí)施例中，扭矩機(jī)20被布置在包括外部定子22、同軸內(nèi)部轉(zhuǎn)子30和旋轉(zhuǎn)位置傳感器40的結(jié)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)位置傳感器40被組裝在傳感器外殼15中，以監(jiān)測轉(zhuǎn)子30相對于定子22的旋轉(zhuǎn)位置。

定子22包括環(huán)形的第一電動(dòng)馬達(dá)部分25和框架21，該框架21固定于變速箱10的機(jī)殼14，從而為從框架21軸向伸出的軸23提供結(jié)構(gòu)支撐。軸23包括非軸承部分29，肩部28，以及反切口凹槽27，其中圓筒形的外部軸承表面位于肩部28和反切口凹槽27之間。保持環(huán)26可以插入反切口凹槽27中，因此將轉(zhuǎn)子30的軸承部分32機(jī)械地固定在軸23的外部軸承表面上。定子22的肩部28限定并且因此限制了轉(zhuǎn)子30的軸承部分32相對于框架21的軸向位置。軸23的非軸承部分29位于定子22的肩部28和框架21之間。安裝螺栓孔24被以環(huán)形圖案的方式機(jī)加工在框架21中，從而為位置傳感器40提供安裝支撐。

轉(zhuǎn)子30包括軸承部分32，支撐部分33和轉(zhuǎn)子輪轂34。轉(zhuǎn)子輪轂34包括外部圓筒形表面，該表面與環(huán)形的第二電動(dòng)馬達(dá)部分39聯(lián)接，該第二電動(dòng)馬達(dá)部分39與第一電動(dòng)馬達(dá)部分25同軸且相鄰。轉(zhuǎn)子輪轂34包括在一個(gè)方向朝著定子22的框架21軸向地延伸超過軸承部分32的輪轂延伸部35。轉(zhuǎn)子輪轂34的輪轂延伸部35包括內(nèi)表面，該內(nèi)表面包括第一肩部38和凹槽37。轉(zhuǎn)子30固定地與變速箱10的齒輪元件12聯(lián)接并隨其旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子30的軸承部分32安裝在軸23的外部軸承表面，允許轉(zhuǎn)子30在其上旋轉(zhuǎn)，其中基于扭矩機(jī)20和變速箱10的運(yùn)行參數(shù)確定旋轉(zhuǎn)的方向。軸承部分32包括可被插到軸23的軸承部分上以在其上旋轉(zhuǎn)的合適元件，包括例如滾柱軸承或者其他允許低摩擦旋轉(zhuǎn)的元件。

環(huán)形的傳感器外殼15形成在轉(zhuǎn)子30的輪轂延伸部35的內(nèi)表面和軸23的非軸承部分29的外表面之間。傳感器外殼15容納多種類型的旋轉(zhuǎn)位置傳感器40中的任何一種。在示例性實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)位置傳感器40可包括霍爾效應(yīng)傳感器。

旋轉(zhuǎn)位置傳感器40包括與傳感器轉(zhuǎn)子44機(jī)械分離的傳感器定子42，優(yōu)選地包括形成在其間的氣隙45。傳感器定子42組裝并且固定地附接到定子22的軸23。傳感器轉(zhuǎn)子44固定地附接到轉(zhuǎn)子輪轂34。如圖所示，傳感器定子42和傳感器轉(zhuǎn)子44被配置為形成徑向定向的氣隙45。傳感器定子42包括線束50和包括應(yīng)變消除元件的束具支承件52。線束50和束具支承件52被用于實(shí)現(xiàn)電源和信號電纜在傳感器定子42和車上控制模塊之間的布線。

控制模塊、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語意指，執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件編程或例程的一個(gè)或多個(gè)的專用集成電路(ASIC)、電子電路、中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)、和相關(guān)存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)部件(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤驅(qū)動(dòng)器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、合適的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路、以及其他提供所述功能的部件的任意一種或多種組合。軟件、固件、編程、指令、例程、代碼、算法和類似術(shù)語意指包括校準(zhǔn)和查詢表的任何控制器可執(zhí)行指令集?？刂颇K具有被執(zhí)行以提供期望功能的控制例程集。例程例如通過中央處理單元而執(zhí)行，并可操作用以監(jiān)測來自傳感裝置和其他網(wǎng)絡(luò)控制模塊的輸入，以及執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動(dòng)器的運(yùn)行。例程可以每隔一定時(shí)間被執(zhí)行，例如在進(jìn)行中的的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛運(yùn)行期間可以每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒執(zhí)行例程?；蛘?，例程可響應(yīng)于事件的發(fā)生而被執(zhí)行。

傳感器定子42包括多個(gè)對齊槽46，并且使用多個(gè)安裝螺栓43固定地附接到扭矩機(jī)20的定子22，安裝螺栓43穿過對齊槽46并把傳感器定子42緊固到定子22。傳感器定子42相對于傳感器轉(zhuǎn)子44的角度調(diào)整和對齊可通過在對齊槽46內(nèi)旋轉(zhuǎn)調(diào)整傳感器定子42來實(shí)現(xiàn)，例如在組裝期間使用合適的對齊方法相對于轉(zhuǎn)子鍵48來調(diào)整。對齊槽46優(yōu)選地是彎曲的，但也可是任何允許繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)調(diào)整的合適形狀，例如線型形狀。安裝螺栓孔24優(yōu)選地被定位以避開其他特征，例如油潤滑線，并且對將螺栓43酌情放置在所需位置具有旋轉(zhuǎn)自由度。在示例性實(shí)施例中，傳感器定子42可以相對于扭矩機(jī)的定子22使用定位器-銷結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，使得由傳感器定子42的旋轉(zhuǎn)位置傳感器40產(chǎn)生的第一換向信號的上升沿與馬達(dá)相位-A反電動(dòng)勢的正過零對齊。

在一個(gè)實(shí)施例中傳感器轉(zhuǎn)子44滑動(dòng)配合到帶有插入到轉(zhuǎn)子30上的相應(yīng)鍵溝中的轉(zhuǎn)子鍵48的轉(zhuǎn)子輪轂34中，或者可以以其他方式與轉(zhuǎn)子30對齊。傳感器轉(zhuǎn)子44貼合倚靠第一肩部38，且被波形彈簧36牢固地保持在適當(dāng)位置。轉(zhuǎn)子輪轂34在輪轂部分35處的內(nèi)徑和傳感器轉(zhuǎn)子44的外徑之間的公差足夠緊密，以使傳感器轉(zhuǎn)子44相對于轉(zhuǎn)子輪轂34的徑向移動(dòng)最小化，同時(shí)允許其裝配。波形彈簧36在傳感器轉(zhuǎn)子44上針對第一肩部38維持壓縮力，從而將傳感器轉(zhuǎn)子44固定到適當(dāng)位置以防止傳感器轉(zhuǎn)子44相對于轉(zhuǎn)子輪轂34的軸向移動(dòng)，并防止傳感器轉(zhuǎn)子44相對于轉(zhuǎn)子30進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。波形彈簧36優(yōu)選地與鎖定卡環(huán)31協(xié)同布置，鎖定卡環(huán)31插入在轉(zhuǎn)子輪轂34的內(nèi)表面上形成的凹槽37中，以倚靠第一肩部38牢固地固定傳感器轉(zhuǎn)子44。從波形彈簧36到傳感器轉(zhuǎn)子44上的軸向力通過摩擦阻止了傳感器轉(zhuǎn)子44相對于轉(zhuǎn)子輪轂34的旋轉(zhuǎn)。在使用轉(zhuǎn)子鍵48的實(shí)施例中，從波形彈簧36到傳感器轉(zhuǎn)子44上的軸向力，協(xié)同轉(zhuǎn)子鍵48到轉(zhuǎn)子30的鍵溝的插入一起，通過磨擦和阻礙，阻止了傳感器轉(zhuǎn)子44相對于轉(zhuǎn)子輪轂34的旋轉(zhuǎn)。扭矩機(jī)20的控制可通過將傳感器轉(zhuǎn)子44和傳感器定子42分別對齊到扭矩機(jī)20的轉(zhuǎn)子30和定子20上的已知參考角來進(jìn)行簡化。在示例性實(shí)施例中，傳感器轉(zhuǎn)子44包括在預(yù)定義圖案下磁化的多個(gè)傳感器轉(zhuǎn)子磁體。使用轉(zhuǎn)子鍵48和轉(zhuǎn)子30的鍵溝，轉(zhuǎn)子磁體與扭矩機(jī)20的轉(zhuǎn)子極對齊。轉(zhuǎn)子鍵48和轉(zhuǎn)子30的鍵溝在磁化的固定裝置內(nèi)用于設(shè)置必需的磁極圖案，磁化的固定裝置包括多個(gè)傳感器轉(zhuǎn)子磁體和扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子30的磁體。通過將位置傳感器的傳感器轉(zhuǎn)子44和傳感器定子42分別對齊到扭矩機(jī)的轉(zhuǎn)子30和定子22上的已知參考角，可以簡化扭矩機(jī)20的控制。

包括在定子22和轉(zhuǎn)子30之間配置有環(huán)形傳感器外殼15以容納旋轉(zhuǎn)位置傳感器40的一體式扭矩機(jī)20的變速箱系統(tǒng)10的實(shí)施，允許在傳感器選擇、傳感器安裝和變速箱組裝上的設(shè)計(jì)靈活性，而不影響傳感器使用性能，并且在容納替代傳感器類型上幾乎或沒有改變現(xiàn)有的定子/轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)。

在示例性實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)位置傳感器40可包括多個(gè)磁數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器。磁數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器被布置成霍爾傳感器陣列。旋轉(zhuǎn)位置傳感器40進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生高分辨率信號的專用集成電路(ASIC)。旋轉(zhuǎn)位置傳感器40產(chǎn)生通常匹配推進(jìn)馬達(dá)中的磁極數(shù)量的高分辨率編碼器脈沖和換向脈沖。然后編碼器和換向脈沖可由處理器組合以確定在任何角度的絕對轉(zhuǎn)子位置。在示例性實(shí)施例中，傳感器換向信號和定子反電動(dòng)勢之間的預(yù)定義相位關(guān)系可用來簡化扭矩機(jī)20的控制。

旋轉(zhuǎn)位置傳感器40的優(yōu)選規(guī)格參數(shù)包括容許的精度，例如±1°到±3°內(nèi)的電度數(shù)，其在寬的速度范圍內(nèi)具有合適的分辨率，例如在一個(gè)實(shí)施例中0±15,000RPM(機(jī)械的)的速率范圍之上。如同理解的那樣，機(jī)械度數(shù)的旋轉(zhuǎn)角相對于電動(dòng)機(jī)的大量磁極對具有電度數(shù)的等效角。例如，對于具有6個(gè)磁極對的電動(dòng)機(jī)，1°的電旋轉(zhuǎn)等同于0.166°的機(jī)械旋轉(zhuǎn)。傳感器在寬的范圍內(nèi)具有運(yùn)行溫度，例如在一個(gè)實(shí)施例中在-40℃到+140℃之間，并且與自動(dòng)變速箱流體兼容。

圖3示出了配置有環(huán)形傳感器外殼315的變速箱系統(tǒng)的一體式扭矩機(jī)320的局部剖視圖，環(huán)形傳感器外殼315容納一體式旋轉(zhuǎn)位置傳感器340的實(shí)施例。變速箱系統(tǒng)和一體式扭矩機(jī)320類似于參考圖1所描述的系統(tǒng)。傳感器外殼315類似于參考圖1描述的傳感器外殼15。環(huán)形傳感器外殼315在轉(zhuǎn)子330的輪轂延伸部335的內(nèi)表面和定子322的軸323的非軸承部分329的外表面之間形成。傳感器外殼315容納旋轉(zhuǎn)位置傳感器340的多種類型中的任一種，其中的實(shí)例描述在表1中。定子322包括非軸承部分329、肩部328和反切口凹槽327，其中在肩部328和反切口凹槽327之間具有圓筒形的外部軸承表面。轉(zhuǎn)子330包括轉(zhuǎn)子輪轂334，轉(zhuǎn)子輪轂334包括輪轂延伸部335、肩部338和凹槽337。旋轉(zhuǎn)位置傳感器340包括傳感器定子342，傳感器定子342經(jīng)由包括在其間形成的氣隙345與傳感器轉(zhuǎn)子344機(jī)械分離。傳感器定子342被固定地附接到扭矩機(jī)320的定子322，以及傳感器轉(zhuǎn)子344被固定地附接到扭矩機(jī)320的轉(zhuǎn)子324。環(huán)形傳感器外殼315因此被配置成容納包括軸向氣隙345的旋轉(zhuǎn)位置傳感器340。

圖4示出變速箱10的局部側(cè)視圖，所述變速箱10包括具有示例性磁化的旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器轉(zhuǎn)子444，所述磁化包括高分辨率磁軌454和換向磁軌452。換向磁軌452和高分辨率磁軌454可以參考鍵448而磁化。在示例性實(shí)施例中，在市售傳感器中，高分辨率磁軌454是以正弦方式磁化并且換向磁軌452是以矩形方式磁化。磁軌包括布置使得磁體在北極456與南極458之間交替的磁體。傳感器轉(zhuǎn)子磁化圖案的示例性實(shí)施例將包括換向磁軌中匹配扭矩機(jī)20中的磁極對數(shù)量的多個(gè)磁極對。

圖5示出變速箱10的局部側(cè)視圖，所述變速箱10包括具有沿磁軸線550的示例性對齊的傳感器轉(zhuǎn)子544和扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子530。傳感器轉(zhuǎn)子544的鍵溝548與扭矩機(jī)的南極的d軸線550對齊。轉(zhuǎn)子530的多個(gè)轉(zhuǎn)子磁體532的極性沿轉(zhuǎn)子530在南極558與北極556之間交替。鍵溝機(jī)構(gòu)548確保設(shè)置并且維持傳感器轉(zhuǎn)子544的對齊，且提供傳感器轉(zhuǎn)子的磁軌546相對于扭矩機(jī)20的轉(zhuǎn)子30的已知對齊。

圖6示出圖1的變速箱10的局部側(cè)視圖，所述變速箱10包括具有沿磁軸線650的示例性對齊的旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器定子642和扭矩機(jī)定子622。傳感器定子642包括霍爾傳感器陣列和ASIC 638?；魻杺鞲衅麝嚵邪ɑ魻杺鞲衅鱄_C644、H_A646和H_B648，用于相對于傳感器轉(zhuǎn)子的換向磁軌產(chǎn)生換向信號。傳感器定子642被定位成使得霍爾傳感器HA646對齊到定子622的相位A650的磁軸線。定子622具有多個(gè)相位，包括相位-A962、相位-B964和相位-C966。在示例性實(shí)施例中，霍爾傳感器644、646、648被扭矩機(jī)中的多個(gè)磁極對分隔開120°。ASIC 640用于產(chǎn)生高分辨率信號。傳感器定子產(chǎn)生通常匹配推進(jìn)馬達(dá)中的磁極數(shù)的高分辨率編碼器脈沖和換向脈沖。編碼器和換向脈沖然后可以由處理器組合以確定任何角度的絕對轉(zhuǎn)子位置。

圖7示出圖1的變速箱10的分解圖，所述變速箱10包括傳感器定子742以及傳感器定子742使用定位器-銷結(jié)構(gòu)與扭矩機(jī)20的固定構(gòu)件721的示例性對齊。在示例性實(shí)施例中，固定構(gòu)件721是可以安裝有傳感器定子的扭矩機(jī)定子的部分。傳感器定子742上的銷760被定位成使得當(dāng)它被插入至定位器762中時(shí)，傳感器定子742實(shí)現(xiàn)了與扭矩機(jī)20的固定構(gòu)件721的期望對齊。傳感器定子742包括多個(gè)對齊槽746，并且使用多個(gè)安裝螺栓43被固定地附接至扭矩機(jī)20的定子22的固定構(gòu)件721，所述安裝螺栓43穿過對齊槽746并且將傳感器定子742緊固至扭矩機(jī)20的固定構(gòu)件721。定位器-銷結(jié)構(gòu)用于確保定位于傳感器定子742上的霍爾傳感器與定子22的期望磁軸線對齊。

圖8示出圖1的變速箱10的分解圖，包括旋轉(zhuǎn)位置傳感器和扭矩機(jī)，其中傳感器部件和扭矩機(jī)部件示例性地對齊。傳感器定子842使用銷-定位器安裝至固定構(gòu)件821以確保如參考圖7所述的期望對齊。傳感器轉(zhuǎn)子844使用如參考圖5所述的鍵和鍵溝與轉(zhuǎn)子830對齊。定子822然后被安裝，并且對齊如參考圖6所述的傳感器定子842的霍爾傳感器。傳感器轉(zhuǎn)子844被對齊至轉(zhuǎn)子830上的已知參考角，且傳感器定子842與定子822上的已知參考角對齊。

圖9示出圖1的變速箱10的局部側(cè)視圖，包括旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器轉(zhuǎn)子944和傳感器定子942以及具有沿磁軸線950的示例性對齊的扭矩機(jī)20的轉(zhuǎn)子930和定子922。在示例性實(shí)施例中，磁軸線950是轉(zhuǎn)子930的轉(zhuǎn)子d-軸線。傳感器定子942是使用銷-定位器960定位，使得相位-A的軸線與轉(zhuǎn)子d-軸線沿磁軸線950對齊。定子922具有多個(gè)相位，包括相位-A962、相位-B964和相位-C966。相位-A的磁軸線沿軸線950延伸并且定位于相位-A位置952與954之間。傳感器轉(zhuǎn)子944的傳感器轉(zhuǎn)子磁化946、傳感器定子942、轉(zhuǎn)子930和定子922全部沿轉(zhuǎn)子d-軸線950對齊。

圖10示出具有圓形支承結(jié)構(gòu)1036的旋轉(zhuǎn)位置傳感器的傳感器定子1042的示例性實(shí)施例的局部側(cè)視圖。在示例性實(shí)施例中，為了更穩(wěn)健的設(shè)計(jì)，傳感器定子1042的霍爾傳感器1044、1046、1048和ASIC 1040可以定位于圓形支承結(jié)構(gòu)1036上。

圖11以曲線圖示出了示例性旋轉(zhuǎn)位置傳感器輸出信號以及歸一化反電動(dòng)勢波形。曲線圖1100描繪了一個(gè)電周期1102內(nèi)的歸一化相位-A反電動(dòng)勢波形1104。曲線圖1110描繪了由霍爾傳感器產(chǎn)生的換向信號1112、1114、1116。換向信號1112是由霍爾傳感器H_A產(chǎn)生，換向信號1114是由霍爾傳感器H_B產(chǎn)生，換向信號1116是由霍爾傳感器H_C產(chǎn)生。由于霍爾傳感器H_A與相位-A的磁軸線對齊，換向脈沖1112的上升沿與相位-A反電動(dòng)勢1104的正過零對齊。曲線圖1120描繪由傳感器定子的ASIC產(chǎn)生的高分辨率正交信號1122和1124。曲線圖1120的水平軸線在90°的段中標(biāo)記為1126。高分辨率信號EA1122的前沿與相位-A反電動(dòng)勢1104的正過零對齊。高分辨率信號EB1124的前沿與高分辨率信號EA1122偏離90°。

傳感器控制模塊可以被配置成監(jiān)測由霍爾傳感器產(chǎn)生的換向信號1112、1114、1116以及由傳感器定子的ASIC產(chǎn)生的高分辨率正交信號1122和1124。傳感器控制模塊然后可基于監(jiān)測的換向信號1112、1114、1116、監(jiān)測的高分辨率正交信號1122、1124以及傳感器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁體與扭矩機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁極之間和傳感器定子與扭矩機(jī)定子之間的已知參考角來確定扭矩機(jī)的轉(zhuǎn)子的絕對轉(zhuǎn)子位置。

本發(fā)明已經(jīng)描述了某些優(yōu)選實(shí)施例及其修改。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀和理解本說明書可以想到進(jìn)一步的修改和改變。因此，期望本發(fā)明不限于作為預(yù)期用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式而公開的特定實(shí)施例，而是期望本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。