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JP2019191011A - Rotation angle detection device - Google Patents

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JP2019191011A
JP2019191011A JP2018084520A JP2018084520A JP2019191011A JP 2019191011 A JP2019191011 A JP 2019191011A JP 2018084520 A JP2018084520 A JP 2018084520A JP 2018084520 A JP2018084520 A JP 2018084520A JP 2019191011 A JP2019191011 A JP 2019191011A
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JP
Japan
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rotation angle
correction value
rotation
error
correction
Prior art date
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Pending
Application number
JP2018084520A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
中山 英明
Hideaki Nakayama
英明 中山
哲生 森田
Tetsuo Morita
哲生 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2018084520A priority Critical patent/JP2019191011A/en
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Abstract

To provide a rotation angle detection device that can improve detection accuracy of a rotation angel.SOLUTION: A rotation angle detection device (1) comprises: a calculation unit (21) that calculates a rotation angle of a rotation shaft (14) on the basis of a detection result detected from a sensor (92) as a pre-correction rotation angle; a correction value learning unit (22) that detects and learns an error correction value to be used in an error correction of a pre-correction rotation angle on the basis of the pre-correction rotation angle detected during a detection period in which the rotation shaft rotates from a reference position to a prescribed angle, and learns the error correction value; and a second correction unit (23) that, when a rotation velocity of the rotation shaft is less than a threshold, estimate the error correction value of the pre-correction rotation angle with a reference to an error map, and when the rotation velocity is equal to or more than the threshold while the pre-correction rotation angle is corrected by the estimated error correction value, corrects the pre-correction rotation angle by the error correction value learned by the correction value learning unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、回転電機における回転軸の回転角度を検出する回転角度検出装置に関するものである。   The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotation shaft in a rotating electrical machine.

従来、磁気センサを用いてモータの回転軸における回転角度を検出する回転角度検出装置が知られている(例えば、特許文献1,2)。これらの回転角度検出装置では、漏れ磁束等や磁気センサ等の取り付け誤差に基づく回転角度の検出誤差を算出し、検出誤差を補正することにより、回転角度の検出精度を向上させている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a rotation angle detection device that detects a rotation angle on a rotation shaft of a motor using a magnetic sensor is known (for example, Patent Documents 1 and 2). In these rotation angle detection devices, the rotation angle detection error is calculated based on the leakage magnetic flux or the like or the attachment error of the magnetic sensor or the like, and the detection error is corrected, thereby improving the rotation angle detection accuracy.

特開2016−133376号公報JP 2006-133376 A 特開2016−128772号公報JP 2006-128772 A

ところで、回転角度の検出誤差を算出する場合、例えば、回転軸が基準位置(ノースマーカ信号が出力される位置)から1回転するまでに磁気センサにより検出された補正前回転角度及び1回転する際の回転時間等に基づいて、回転角度誤差を算出し、学習する方法がある。具体的には、回転軸の速度が一定であることを前提として回転時間に基づき算出された理想値と、検出された補正前回転角度と、を比較して、回転角度誤差を算出し、学習する。そして、学習した検出誤差を利用して、学習後の回転において検出された補正前回転角度を補正する方法である。   By the way, when calculating the detection error of the rotation angle, for example, when the rotation axis rotates one rotation from the reference position (the position where the north marker signal is output) and the rotation angle before correction detected by the magnetic sensor. There is a method of calculating and learning a rotation angle error based on the rotation time of the above. Specifically, the rotation angle error is calculated by comparing the ideal value calculated based on the rotation time on the assumption that the speed of the rotation axis is constant and the detected rotation angle before correction, and learning. To do. And it is the method of correct | amending the rotation angle before correction | amendment detected in the rotation after learning using the learned detection error.

ところで、このような学習補正を行う場合、回転軸の速度が一定であることを前提としているため、1回転する間に回転速度が大きく変動する場合、算出精度が低下する。特に、回転速度が低速である場合、高速である場合と比較して、1回転する間に回転速度が大きく変動しやすくなっており、回転角度誤差の算出精度が低下しやすい。   By the way, when performing such learning correction, it is premised that the speed of the rotating shaft is constant. Therefore, when the rotational speed fluctuates greatly during one rotation, the calculation accuracy decreases. In particular, when the rotation speed is low, the rotation speed is likely to fluctuate greatly during one rotation compared to the case where the rotation speed is high, and the calculation accuracy of the rotation angle error is likely to decrease.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、回転角度の検出精度を向上することができる回転角度検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a rotation angle detection device capable of improving the detection accuracy of the rotation angle.

上記課題を解決するため、第1の手段は、回転電機の回転軸に設けられ、前記回転軸と共に回転する信号出力部と、前記信号出力部からの信号を検出するセンサと、を備え、前記センサの検出結果に基づき、前記回転軸の回転角度を検出する回転角度検出装置において、前記センサから検出された検出結果に基づき、前記回転軸の回転角度を補正前回転角度として算出する算出部と、前記回転軸が基準位置から所定角度まで回転する検出期間において検出された補正前回転角度に基づき、前記補正前回転角度の誤差補正に利用される誤差補正値を算出し、学習する補正値学習部と、前記回転軸の回転速度が閾値未満である場合には、誤差マップを参照して前記補正前回転角度の誤差補正値を推定し、推定された誤差補正値によって前記補正前回転角度を補正する第1補正部と、前記回転速度が閾値以上である場合には、前記補正値学習部により学習された誤差補正値によって前記補正前回転角度を補正する第2補正部と、を備える。   In order to solve the above-described problem, the first means includes a signal output unit that is provided on a rotating shaft of a rotating electrical machine and rotates together with the rotating shaft, and a sensor that detects a signal from the signal output unit, In a rotation angle detection device that detects a rotation angle of the rotation shaft based on a detection result of the sensor, a calculation unit that calculates the rotation angle of the rotation shaft as a rotation angle before correction based on the detection result detected from the sensor; Correction value learning for calculating and learning an error correction value used for error correction of the rotation angle before correction based on a rotation angle before correction detected in a detection period in which the rotation shaft rotates from a reference position to a predetermined angle. And the rotation speed of the rotary shaft is less than a threshold value, an error correction value of the pre-correction rotation angle is estimated with reference to an error map, and the pre-correction is calculated by the estimated error correction value A first correction unit that corrects a rotation angle; and a second correction unit that corrects the pre-correction rotation angle based on an error correction value learned by the correction value learning unit when the rotation speed is equal to or greater than a threshold value; Is provided.

上記構成により、回転速度が閾値未満である場合には、誤差マップを参照して誤差補正値を推定し、推定された誤差補正値によって補正前回転角度を補正する一方、回転速度が閾値以上である場合には、補正値学習部により学習された誤差補正値によって補正前回転角度を補正するようにした。これにより、回転速度が遅く、検出期間中における回転速度の変動が大きくなりやすい場合、すなわち、補正値学習部が誤差補正値を算出する際に誤差が生じやすい場合には、誤差マップの誤差補正値を利用することにより、回転角度の検出精度を向上させることができる。   With the above configuration, when the rotation speed is less than the threshold value, the error correction value is estimated with reference to the error map, and the rotation angle before correction is corrected by the estimated error correction value. In some cases, the rotation angle before correction is corrected by the error correction value learned by the correction value learning unit. As a result, if the rotation speed is slow and fluctuations in the rotation speed during the detection period are likely to increase, that is, if an error is likely to occur when the correction value learning unit calculates the error correction value, error correction of the error map is performed. By using the value, the detection accuracy of the rotation angle can be improved.

一方、回転速度が速く、検出期間中における回転速度の変動が小さくなりやすい場合、すなわち、補正値学習部が誤差補正値を算出する際に誤差が生じにくい場合には、学習した誤差補正値を利用することにより、回転角度の検出精度を向上させることができる。   On the other hand, if the rotation speed is fast and fluctuations in the rotation speed during the detection period tend to be small, i.e., if the correction value learning unit does not easily generate an error when calculating the error correction value, the learned error correction value is used. By using this, the detection accuracy of the rotation angle can be improved.

ISGの断面図。Sectional drawing of ISG. 制御システムのブロック図。The block diagram of a control system. 割込み角ごとの補正前回転角度と経過時間を示す図。The figure which shows the rotation angle before correction | amendment for every interruption angle, and elapsed time. 補正値学習処理を示すフローチャート。The flowchart which shows a correction value learning process. 補正処理を示すフローチャート。The flowchart which shows a correction process. 別例における制御システムのブロック図。The block diagram of the control system in another example.

以下、実施形態について図面に基づき説明を行う。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。本実施形態に係る回転電機は、車両に搭載されるものである。図1に本実施形態に係る回転電機を示し、図2に当該回転電機を制御する制御システムについて示す。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used. The rotating electrical machine according to the present embodiment is mounted on a vehicle. FIG. 1 shows a rotating electrical machine according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a control system for controlling the rotating electrical machine.

図1及び図2に示す回転電機は、電動部であるモータ10と、モータ10を制御する制御部である制御装置20と、を有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のISG(Integrated Starter Generator)として構成されている。以下、単にISG100と示す。モータ10は、巻線界磁型のものであり、具体的には3相巻線を有する巻線界磁型同期機である。ISG100は、内燃機関としてのエンジン200のクランク軸200aや車軸の回転により発電(回生発電)を行う発電機能と、クランク軸200aに駆動力(回転力)を付与する力行機能とを備えている。   The rotating electrical machine shown in FIG. 1 and FIG. 2 is a generator with a motor function having a motor 10 that is an electric part and a control device 20 that is a control part that controls the motor 10, and is an integrated electromechanical ISG (Integrated Type). Starter Generator). Hereinafter, it is simply indicated as ISG100. The motor 10 is of a wound field type, and is specifically a wound field type synchronous machine having a three-phase winding. The ISG 100 has a power generation function for generating power (regenerative power generation) by rotation of a crankshaft 200a and an axle of an engine 200 as an internal combustion engine, and a power running function for applying a driving force (rotational force) to the crankshaft 200a.

モータ10は、ハウジング11と、ハウジング11に固定される固定子12と、固定子12に対して回転する回転子13と、回転子13が固定される回転軸14と、を備える。以下、本実施形態において、軸方向とは、回転軸14の軸方向のことを示し(図において矢印Y1で示す)、径方向とは、回転軸14の径方向のことを示す(図において矢印Y2で示す)。   The motor 10 includes a housing 11, a stator 12 fixed to the housing 11, a rotor 13 that rotates with respect to the stator 12, and a rotating shaft 14 to which the rotor 13 is fixed. Hereinafter, in the present embodiment, the axial direction indicates the axial direction of the rotating shaft 14 (indicated by an arrow Y1 in the figure), and the radial direction indicates the radial direction of the rotating shaft 14 (indicated by the arrow in the figure). Y2).

ハウジング11は、円筒形状に形成されており、その軸心が回転軸14と同軸となっている。ハウジング11の軸方向外側(図1では、右側)に、制御装置20が固定されている。その一方で、ハウジング11内には、固定子12及び回転子13等が収容されている。   The housing 11 is formed in a cylindrical shape, and its axis is coaxial with the rotating shaft 14. A control device 20 is fixed to the outside of the housing 11 in the axial direction (right side in FIG. 1). On the other hand, a stator 12 and a rotor 13 are accommodated in the housing 11.

固定子12は、ハウジング11の軸方向略中央において、ハウジング11の内周に沿って円筒状に設けられており、ハウジング11に固定されている。固定子12は、磁気回路の一部を構成するものであり、固定子コア12aと、電機子巻線12bとを備える。   The stator 12 is provided in a cylindrical shape along the inner periphery of the housing 11 at the approximate center in the axial direction of the housing 11, and is fixed to the housing 11. The stator 12 constitutes a part of a magnetic circuit, and includes a stator core 12a and an armature winding 12b.

固定子コア12aは、磁性体によって円環状に形成されており、その軸心が回転軸14と同軸となっている。固定子コア12aは、電機子巻線12bを保持する。なお、固定子コア12aは、電機子巻線12bを収容する複数のスロットを備えており、電機子巻線12bは、当該スロットに収容され保持されている。   The stator core 12 a is formed in an annular shape from a magnetic material, and its axis is coaxial with the rotary shaft 14. The stator core 12a holds the armature winding 12b. The stator core 12a includes a plurality of slots for accommodating the armature windings 12b, and the armature windings 12b are accommodated and held in the slots.

電機子巻線12bは、2組のY結線された3相巻線により構成されている。そして、電機子巻線12bは、電力(交流電力)が供給されることで磁束を発生する。また、電機子巻線12bは、回転子13が発生する磁束と鎖交することで電力(交流電力)を発生する。   The armature winding 12b is composed of two sets of Y-connected three-phase windings. The armature winding 12b generates magnetic flux when electric power (AC power) is supplied. The armature winding 12b generates electric power (alternating current power) by interlinking with the magnetic flux generated by the rotor 13.

回転子13は、磁気回路の一部を構成するものであり、磁性体からなる回転子コア13aと、回転子コア13aに保持される界磁巻線13bと、を備える。   The rotor 13 constitutes a part of a magnetic circuit, and includes a rotor core 13a made of a magnetic material and a field winding 13b held by the rotor core 13a.

回転子コア13aは、いわゆるランデル型ポールコアであり、円環状の中空部を備え、当該中空部に界磁巻線13bが収容されている。回転子コア13aは、その外周面を、固定子コア12aの内周面と離間させた状態で対向するように配置されている。また、回転子コア13aには、回転軸14が挿通され、回転軸14と一体回転するように回転軸14に固定されている。   The rotor core 13a is a so-called Landel-type pole core, and includes an annular hollow portion, and the field winding 13b is accommodated in the hollow portion. The rotor core 13a is arranged so as to face the outer peripheral surface thereof in a state of being separated from the inner peripheral surface of the stator core 12a. A rotating shaft 14 is inserted through the rotor core 13 a and is fixed to the rotating shaft 14 so as to rotate integrally with the rotating shaft 14.

界磁巻線13bは、直流電力が供給されることで磁束を発生し、回転子コア13aの外周面に磁極を形成する。これにより、固定子12に交流電力が供給されている場合には、固定子12が発生する磁束と鎖交し、回転子13が回転することとなる。また、回転子13が回転することにより、固定子12の電機子巻線12bに交流電力を発生させることとなる。   The field winding 13b generates magnetic flux when DC power is supplied, and forms magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor core 13a. As a result, when AC power is supplied to the stator 12, the rotor 13 rotates by interlinking with the magnetic flux generated by the stator 12. Further, when the rotor 13 rotates, AC power is generated in the armature winding 12b of the stator 12.

回転軸14は、ハウジング11に設けられた軸受11a,11bを介して、ハウジング11に回転可能に支持されている。回転軸14には、その軸方向中央部分において回転子13が固定されている。また、軸方向において、回転軸14の両端部は、ハウジング11から突出しており、制御装置20とは反対側(図1において左側)の端部は、エンジン200のクランク軸200aや車軸等に連結される。   The rotating shaft 14 is rotatably supported by the housing 11 via bearings 11 a and 11 b provided on the housing 11. A rotor 13 is fixed to the rotary shaft 14 at the central portion in the axial direction. Further, in the axial direction, both end portions of the rotary shaft 14 protrude from the housing 11, and the end portion on the side opposite to the control device 20 (left side in FIG. 1) is connected to the crankshaft 200 a of the engine 200, the axle, or the like. Is done.

また、軸方向において、回転軸14の端部(制御装置20側の端部)は、制御装置20内に挿入されている。当該回転軸14の端部には、ブラシ80と接触し、ブラシ80を介してバッテリから供給される直流電力を界磁巻線13bに供給するスリップリング14aが設けられている。そして、図示しない配線を介してスリップリング14aは、界磁巻線13bに接続されている。   Further, in the axial direction, the end of the rotating shaft 14 (the end on the control device 20 side) is inserted into the control device 20. A slip ring 14 a that contacts the brush 80 and supplies DC power supplied from the battery via the brush 80 to the field winding 13 b is provided at the end of the rotating shaft 14. The slip ring 14a is connected to the field winding 13b via a wiring (not shown).

また、回転軸14の先端部(制御装置20側の先端部)には、信号出力部としての磁石91が配置されている。また、制御装置20側には、先端部に配置された磁石91と対向するセンサとしての磁気センサ92が固定されている。   In addition, a magnet 91 as a signal output unit is disposed at the tip of the rotating shaft 14 (tip on the control device 20 side). Further, a magnetic sensor 92 is fixed on the control device 20 side as a sensor facing the magnet 91 disposed at the tip.

磁石91は、円板状に形成されており、磁束(信号)を発生する。磁石91の円形状の表面のうち、一方の半円部分にN極が、他方の半円部分にS極が形成されている。磁石91は、円の中心を回転軸14の軸心と一致させた状態で回転軸14に固定されている。   The magnet 91 is formed in a disk shape and generates a magnetic flux (signal). Of the circular surface of the magnet 91, an N pole is formed in one semicircular portion and an S pole is formed in the other semicircular portion. The magnet 91 is fixed to the rotating shaft 14 with the center of the circle being coincident with the axis of the rotating shaft 14.

磁気センサ92は、所定方向の磁束密度を検出する素子である。磁気センサ92は、制御装置20に固定され、磁石91から所定距離を隔てて配置されている。厚さ方向が回転軸14の軸方向となるとともに、中心が回転軸14の軸心と一致するように設けられている。磁気センサ92の出力端子は、制御装置20に接続されている。   The magnetic sensor 92 is an element that detects a magnetic flux density in a predetermined direction. The magnetic sensor 92 is fixed to the control device 20 and is arranged at a predetermined distance from the magnet 91. The thickness direction is the axial direction of the rotating shaft 14, and the center is provided to coincide with the axis of the rotating shaft 14. The output terminal of the magnetic sensor 92 is connected to the control device 20.

次に、制御装置20について説明する。前述したように、制御装置20は、モータ10のハウジング11の軸方向外側に固定されている。制御装置20は、CPU、ROM、RAM及びI/O等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されており、CPUがROMに記憶されているプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。   Next, the control device 20 will be described. As described above, the control device 20 is fixed to the outside in the axial direction of the housing 11 of the motor 10. The control device 20 is mainly configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and the like, and various functions are realized by the CPU executing programs stored in the ROM. Note that the various functions may be realized by an electronic circuit that is hardware, or may be realized at least in part by software, that is, processing executed on a computer.

制御装置20が備える機能としては、例えば、外部(例えばバッテリ)からの電力を変換し、モータ10に供給して駆動力を発生させる機能と、モータ10からの電力を変換して外部に電力を供給する機能を有する。また、例えば、制御装置20は、磁気センサ92から入力された回転角度に関する情報を利用して、モータ10の制御などを行う機能を備える。本実施形態の回転角度検出装置1は、制御装置20と、磁気センサ92と、磁石91と、を備えている。   For example, the control device 20 has a function of converting electric power from the outside (for example, a battery) and supplying the motor 10 to generate a driving force, and converting electric power from the motor 10 to supply electric power to the outside. It has a function to supply. Further, for example, the control device 20 has a function of controlling the motor 10 by using information on the rotation angle input from the magnetic sensor 92. The rotation angle detection device 1 of the present embodiment includes a control device 20, a magnetic sensor 92, and a magnet 91.

ところで、磁気センサ92が検出する検出結果に基づき算出された回転角度は、通常、角度誤差が含まれている。角度誤差の要因としては、例えば、磁気センサ92や、回転軸14、磁石91等の取り付け誤差に基づくものがある。また、例えば、界磁巻線13bに流れる電流に基づき発生する漏れ磁束により、磁気センサ92に影響を与え、角度誤差が生じる場合もある。また、磁石91の温度などにより、磁石91が発生する磁束密度が変化し、角度誤差が生じる場合もある。このため、制御装置20は、角度誤差を補正する機能を備える。詳しく説明すると、制御装置20は、算出部21と、補正値学習部22と、補正部23とを備える。   Incidentally, the rotation angle calculated based on the detection result detected by the magnetic sensor 92 usually includes an angle error. As a factor of the angle error, for example, there is one based on an installation error of the magnetic sensor 92, the rotary shaft 14, the magnet 91, or the like. In addition, for example, a leakage magnetic flux generated based on a current flowing through the field winding 13b may affect the magnetic sensor 92 and cause an angle error. Further, the magnetic flux density generated by the magnet 91 may change depending on the temperature of the magnet 91, and an angle error may occur. Therefore, the control device 20 has a function of correcting the angle error. More specifically, the control device 20 includes a calculation unit 21, a correction value learning unit 22, and a correction unit 23.

算出部21は、磁気センサ92から検出された検出結果に基づき、回転軸14の回転角度を補正前回転角度として算出する。すなわち、回転軸14の回転に伴い磁石91が、磁気センサ92に対して回転すると、磁気センサ92により検出される磁束密度が変化する。そこで、算出部21は、磁気センサ92により検出された磁束密度の変化に基づき、回転軸14の補正前回転角度を算出する。なお、当該補正前回転角度には、前述したような角度誤差が含まれている場合がある。   The calculation unit 21 calculates the rotation angle of the rotating shaft 14 as the rotation angle before correction based on the detection result detected from the magnetic sensor 92. That is, when the magnet 91 rotates with respect to the magnetic sensor 92 as the rotating shaft 14 rotates, the magnetic flux density detected by the magnetic sensor 92 changes. Therefore, the calculation unit 21 calculates the pre-correction rotation angle of the rotary shaft 14 based on the change in magnetic flux density detected by the magnetic sensor 92. The rotation angle before correction may include an angle error as described above.

補正値学習部22は、回転軸14が基準位置から所定角度まで回転する検出期間において検出された補正前回転角度に基づき、補正前回転角度の誤差補正に利用される誤差補正値を算出し、学習するものである。基準位置とは、基準位置信号(ノースマーカ信号)が入力された位置である。ノースマーカ信号とは、回転子13(及び回転軸14)が基準とする角度に位置したときに出力される信号である。また、所定角度は、360°(1回転)としている。すなわち、基準位置信号が入力されたときから、次の基準位置信号が入力されるまでの期間が、検出期間に相当する。   The correction value learning unit 22 calculates an error correction value used for error correction of the rotation angle before correction based on the rotation angle before correction detected in the detection period in which the rotation shaft 14 rotates from the reference position to a predetermined angle. To learn. The reference position is a position where a reference position signal (north marker signal) is input. The north marker signal is a signal that is output when the rotor 13 (and the rotation shaft 14) is positioned at a reference angle. The predetermined angle is 360 ° (one rotation). That is, the period from when the reference position signal is input to when the next reference position signal is input corresponds to the detection period.

以下、学習方法について詳しく図3に基づき説明する。補正値学習部22は、検出期間において、補正前回転角度が、予め決められた割込み角A(n)と一致するごとに、基準位置からの経過時間t(n)を取得する。基準位置からの経過時間t(n)とは、基準位置信号を入力してからの経過時間である。当該経過時間は、制御装置20が計測している。そして、割込み角A(n)と対応付けて経過時間t(n)を制御装置20の記憶装置に記憶する。また、割込み角A(n)は、数式(1)に示すように、1回転(360°)を定数Nで分割して求められる。なお、定数Nは、2以上の自然数であり、変数nは、定数N以下の自然数である。
割込み角A(n)=360°/定数N×変数n・・・(1)
Hereinafter, the learning method will be described in detail with reference to FIG. The correction value learning unit 22 acquires the elapsed time t (n) from the reference position every time the pre-correction rotation angle matches the predetermined interrupt angle A (n) during the detection period. The elapsed time t (n) from the reference position is the elapsed time from the input of the reference position signal. The elapsed time is measured by the control device 20. Then, the elapsed time t (n) is stored in the storage device of the control device 20 in association with the interrupt angle A (n). Further, the interrupt angle A (n) is obtained by dividing one rotation (360 °) by a constant N as shown in Equation (1). The constant N is a natural number equal to or greater than 2, and the variable n is a natural number equal to or less than the constant N.
Interrupt angle A (n) = 360 ° / constant N × variable n (1)

本実施形態では、N=16とし、割込み角A(n)を、図3に示すように、22.5°(n=1),45°(n=2),67.5°(n=3),・・・・,337.5°(n=15),360°(n=16)とする。また、検出期間の開始から終了までに経過する時間、すなわち、基準位置信号を入力してから次の基準位置信号を入力するまでの時間を、回転時間Tとして取得し、記憶する。図3において、割込み角A(n)と経過時間t(n)との関係を示す。また、図3では、実線が、磁気センサ92の検出結果に基づく補正前回転角度を示し、破線が、回転軸14が一定の速度で回転していることを前提として、回転時間Tが経過する時に当該回転軸14が1回転する場合における理想角度(理想値)を示す。   In this embodiment, N = 16, and the interrupt angle A (n) is 22.5 ° (n = 1), 45 ° (n = 2), 67.5 ° (n =) as shown in FIG. 3),..., 337.5 ° (n = 15), 360 ° (n = 16). Further, the time elapsed from the start to the end of the detection period, that is, the time from the input of the reference position signal to the input of the next reference position signal is acquired and stored as the rotation time T. FIG. 3 shows the relationship between the interrupt angle A (n) and the elapsed time t (n). In FIG. 3, the solid line indicates the rotation angle before correction based on the detection result of the magnetic sensor 92, and the broken line indicates that the rotation time T elapses on the assumption that the rotating shaft 14 rotates at a constant speed. Sometimes an ideal angle (ideal value) when the rotating shaft 14 makes one rotation is shown.

次に、補正値学習部22は、数式(2)に基づき、回転時間T及び経過時間t(n)を利用して、回転軸14が一定の速度で回転していると仮定した場合に、基準位置から当該経過時間t(n)を経過した時における理想角度である割り込み実角I(n)を算出する。つまり、回転角度(理想値)と、経過時間t(n)と、が比例関係にあるとして、回転角度を比例配分することにより、割り込み実角I(n)を算出する。
割り込み実角I(n)=360°×経過時間t(n)/回転時間T・・・(2)
Next, the correction value learning unit 22 assumes that the rotating shaft 14 is rotating at a constant speed using the rotation time T and the elapsed time t (n) based on Equation (2). The interrupt actual angle I (n), which is an ideal angle when the elapsed time t (n) has elapsed from the reference position, is calculated. That is, assuming that the rotation angle (ideal value) and the elapsed time t (n) are in a proportional relationship, the actual interrupt angle I (n) is calculated by proportionally distributing the rotation angle.
Interruption angle I (n) = 360 ° × elapsed time t (n) / rotation time T (2)

そして、補正値学習部22は、検出値である割込み角A(n)と、理想値である割り込み実角I(n)とを比較して、角度誤差を取得する。具体的には、補正値学習部22は、数式(3)に基づき、割込み角A(n)から割り込み実角I(n)を減算することにより、変動誤差E(n)を算出する。なお、経過時間t(N)は、回転時間Tとし、変動誤差E(N)は、「0」とする。   Then, the correction value learning unit 22 compares the detected interrupt angle A (n) with the ideal interrupt actual angle I (n) to obtain an angle error. Specifically, the correction value learning unit 22 calculates the fluctuation error E (n) by subtracting the interrupt actual angle I (n) from the interrupt angle A (n) based on Equation (3). The elapsed time t (N) is the rotation time T, and the fluctuation error E (N) is “0”.

変動誤差E(n)=割込み角A(n)−割り込み実角I(n)・・・(3)
回転軸14の速度が一定でない場合、基準位置から補正前回転角度が360°となった時と、基準位置から再び基準位置に達した時とで、ずれが生じる場合がある。この場合、上記数式(3)で算出した変動誤差E(n)には、このずれに基づく誤差が含まれている。
Fluctuation error E (n) = interrupt angle A (n) −interrupt actual angle I (n) (3)
If the speed of the rotary shaft 14 is not constant, there may be a difference between when the pre-correction rotation angle is 360 ° from the reference position and when the reference position is reached again from the reference position. In this case, the fluctuation error E (n) calculated by the above equation (3) includes an error based on this deviation.

そこで、補正値学習部22は、数式(4)〜(6)を利用して、このずれに基づく誤差を変動誤差E(n)から取り除き、誤差補正値C(n)を算出する。すなわち、補正値学習部22は、数式(4)に示すように、変動誤差E(n)の積算値を算出する。
積算値X=変動誤差E(1)+変動誤差E(2)+・・・+変動誤差E(N)・・・(4)
Therefore, the correction value learning unit 22 uses Equations (4) to (6) to remove an error based on this deviation from the fluctuation error E (n), and calculates an error correction value C (n). That is, the correction value learning unit 22 calculates an integrated value of the fluctuation error E (n) as shown in the mathematical formula (4).
Integrated value X = variation error E (1) + variation error E (2) +... + Variation error E (N) (4)

ここで、回転軸14が1回転する間に、元の基準位置に戻ること(誤差がゼロとなること)、及び回転速度は一定であることを前提としている。すなわち、1回転時におけるずれは、各割込み角において均等に生じているとして、補正値学習部22は、数式(5)に示すように、積算値Xを定数Nで除算することにより、各変動誤差E(n)に含まれる基準位置ずれGを算出する。
基準位置ずれG=積算値X/定数N・・・(5)
Here, it is assumed that the rotation shaft 14 returns to the original reference position during one rotation (the error becomes zero) and that the rotation speed is constant. In other words, assuming that the deviation during one rotation occurs evenly at each interrupt angle, the correction value learning unit 22 divides the integrated value X by a constant N as shown in Equation (5), thereby changing each variation. A reference position deviation G included in the error E (n) is calculated.
Reference position deviation G = integrated value X / constant N (5)

そして、補正値学習部22は、数式(6)に示すように、各変動誤差E(n)から当該基準位置ずれGを減算することにより、各割込み角A(n)における誤差補正値C(n)を算出する。
誤差補正値C(n)=変動誤差E(n)−基準位置ずれG・・・(6)
Then, the correction value learning unit 22 subtracts the reference position deviation G from each variation error E (n), as shown in Equation (6), thereby obtaining an error correction value C (() at each interrupt angle A (n). n) is calculated.
Error correction value C (n) = variation error E (n) −reference position deviation G (6)

そして、補正値学習部22は、算出した誤差補正値C(n)を、割込み角A(n)ごとに学習する。すなわち、補正値学習部22は、誤差補正値C(n)を、割込み角A(n)ごとに対応付けて制御装置20の記憶装置に記憶する。   Then, the correction value learning unit 22 learns the calculated error correction value C (n) for each interrupt angle A (n). That is, the correction value learning unit 22 stores the error correction value C (n) in the storage device of the control device 20 in association with each interrupt angle A (n).

補正部23は、学習された誤差補正値C(n)に基づき、補正前回転角度を補正する。なお、学習された誤差補正値C(n)に基づき、どのように補正前回転角度を補正するかは任意の方法でよい。例えば、誤差補正値C(n)から誤差補正値の近似曲線を演算し、誤差補正値の近似曲線を利用して、補正前回転角度ごとの誤差補正値を特定し、補正前回転角度を補正してもよい。また、例えば、補正前回転角度が割込み角A(n)と一致するごとに、当該割込み角A(n)に対応する誤差補正値C(n)を加減算することにより、補正後の回転角度を算出してもよい。   The correcting unit 23 corrects the rotation angle before correction based on the learned error correction value C (n). An arbitrary method may be used to correct the pre-correction rotation angle based on the learned error correction value C (n). For example, an approximate curve of the error correction value is calculated from the error correction value C (n), and an error correction value for each pre-correction rotation angle is specified using the approximate curve of the error correction value, and the pre-correction rotation angle is corrected. May be. Further, for example, every time the rotation angle before correction coincides with the interrupt angle A (n), the error correction value C (n) corresponding to the interrupt angle A (n) is added or subtracted. It may be calculated.

ところで、回転軸14の回転速度が遅い場合、早い場合と比較して、検出期間中に、回転速度に変動が生じやすい。すなわち、回転速度が遅い場合、早い場合と比較して、基準位置から1回転するまでの間における回転速度が一定でなく、ムラが生じやすい。例えば、0〜180度まで回転する際における速度と、180〜360度まで回転する際における速度が異なるという状態が生じやすい。   By the way, when the rotation speed of the rotating shaft 14 is low, the rotation speed is likely to fluctuate during the detection period as compared with the case where the rotation speed is high. That is, when the rotation speed is low, the rotation speed from the reference position to one rotation is not constant and unevenness is likely to occur as compared with the case where the rotation speed is high. For example, a state in which the speed when rotating from 0 to 180 degrees is different from the speed when rotating from 180 to 360 degrees tends to occur.

特に、本実施形態では、ISG100の回転軸14は、エンジン200のクランク軸200aと連結されるものであり、クランク軸200aと連動するため、その回転の影響を受けやすい。すなわち、エンジン200の駆動中、燃焼行程では、回転軸14は、加速し、圧縮行程では、減速しやすい。このことは、回転速度が遅い場合、早い場合と比較して、特に顕著となる。つまり、回転速度の変動幅が大きくなりやすい。   In particular, in the present embodiment, the rotating shaft 14 of the ISG 100 is connected to the crankshaft 200a of the engine 200 and is interlocked with the crankshaft 200a, so that it is easily affected by the rotation. That is, during driving of the engine 200, the rotating shaft 14 is accelerated during the combustion stroke, and is easily decelerated during the compression stroke. This is particularly noticeable when the rotational speed is low compared to when it is fast. That is, the fluctuation range of the rotation speed tends to increase.

そして、このように検出期間における回転速度の変動幅が大きいにもかかわらず、前述したように、検出期間における回転速度が一定であることを前提として誤差補正値を算出すると、誤差補正値の算出精度が低下する。そこで、本実施形態では、回転速度が遅く、誤差補正値を高精度に算出できないと予想される場合には、マップにより、誤差補正値を推定することとした。また、回転速度が遅く、誤差補正値を高精度に算出できないと予想される場合には、学習することを禁止することとした。   As described above, when the error correction value is calculated on the assumption that the rotation speed in the detection period is constant, as described above, the error correction value is calculated even though the fluctuation range of the rotation speed in the detection period is large. Accuracy is reduced. Therefore, in the present embodiment, when it is predicted that the rotation speed is slow and the error correction value cannot be calculated with high accuracy, the error correction value is estimated from the map. In addition, learning is prohibited when the rotation speed is slow and it is predicted that the error correction value cannot be calculated with high accuracy.

具体的には、第1補正部としての補正部23は、回転速度が予め決められた閾値未満である場合、補正前回転角度に応じた誤差マップを参照して補正前回転角度の誤差補正値を推定し、推定された誤差補正値によって前記補正前回転角度を補正する。誤差マップは、例えば、基準位置からの経過時間をパラメータとして、誤差補正値が特定されるマップであり、補正前回転角度ごとに用意され、記憶されている。回転速度は、例えば、回転時間などから制御装置20により算出される。   Specifically, when the rotation speed is less than a predetermined threshold, the correction unit 23 as the first correction unit refers to an error map corresponding to the rotation angle before correction and an error correction value of the rotation angle before correction. And the pre-correction rotation angle is corrected by the estimated error correction value. The error map is, for example, a map in which an error correction value is specified using the elapsed time from the reference position as a parameter, and is prepared and stored for each rotation angle before correction. The rotation speed is calculated by the control device 20 from the rotation time, for example.

また、本実施形態では、エンジン200の駆動の有無により、誤差マップを異ならせている。すなわち、エンジン200の駆動している場合、クランク軸200aからの影響により、回転軸14の角度誤差が大きくなる傾向がある。そこで、誤差マップを、エンジン200が駆動しているか否かにより変更して、角度誤差の推定精度を向上させている。   In the present embodiment, the error map varies depending on whether the engine 200 is driven. That is, when the engine 200 is driven, the angle error of the rotating shaft 14 tends to increase due to the influence from the crankshaft 200a. Therefore, the error map is changed depending on whether or not the engine 200 is driven to improve the accuracy of angle error estimation.

一方、第2補正部としての補正部23は、回転速度が予め決められた閾値以上である場合、前回の検出期間において誤差補正値が学習されていれば、前述したように、学習された誤差補正値に基づき、補正前回転角度を補正する。   On the other hand, if the error correction value is learned in the previous detection period when the rotation speed is equal to or higher than a predetermined threshold, the correction unit 23 as the second correction unit learns the learned error as described above. Based on the correction value, the rotation angle before correction is corrected.

なお、閾値は、エンジン200が駆動中である場合には、停止中である場合と比較して、大きな値が設定される。すなわち、回転速度が低速時である場合、高速時である場合と比較して、エンジン200の駆動に基づく影響を受けやすい。つまり、検出期間中における回転速度の変動幅が大きくなりやすい。一方、エンジン200が停止している場合、検出期間中における回転速度の変動幅が小さくなりやすい。そこで、閾値は、エンジン200が駆動中である場合には、停止中である場合と比較して大きくしている。   The threshold value is set to a larger value when the engine 200 is being driven than when the engine 200 is stopped. In other words, when the rotation speed is low, it is more susceptible to the influence of driving the engine 200 than when it is high. That is, the fluctuation range of the rotation speed during the detection period tends to increase. On the other hand, when engine 200 is stopped, the fluctuation range of the rotational speed during the detection period tends to be small. Therefore, the threshold value is set larger when the engine 200 is being driven than when it is stopped.

また、補正値学習部22は、前回の検出期間における回転速度に比較して、今回の検出期間における回転速度の変動幅が所定の速度幅よりも大きい場合、学習を禁止する。例えば、前回の回転時間に対する今回の回転時間の割合が所定の許容範囲外である場合、学習を禁止する。   Further, the correction value learning unit 22 prohibits learning when the fluctuation range of the rotation speed in the current detection period is larger than the predetermined speed width compared to the rotation speed in the previous detection period. For example, when the ratio of the current rotation time to the previous rotation time is outside a predetermined allowable range, learning is prohibited.

また、補正値学習部22は、ISG100に流れる電流の変動幅が所定の電流幅よりも大きい場合、学習を禁止する。ISG100に流れる電流とは、例えば、界磁巻線13bの界磁電流であり、また、電機子巻線12bに流れる電機子電流である。前回の検出期間において検出した電流と、今回の検出期間において検出した電流との差が、所定範囲外である場合、学習を禁止する。電流は、例えば、電流センサなどにより計測すればよい。   The correction value learning unit 22 prohibits learning when the fluctuation range of the current flowing through the ISG 100 is larger than a predetermined current width. The current flowing through the ISG 100 is, for example, the field current of the field winding 13b and the armature current flowing through the armature winding 12b. If the difference between the current detected in the previous detection period and the current detected in the current detection period is outside the predetermined range, learning is prohibited. What is necessary is just to measure an electric current with a current sensor etc., for example.

以上により、補正値学習部22は、前回の検出期間における回転速度に比較して、今回の検出期間における回転速度の変動幅が所定の速度幅以内であって、ISG100に流れる電流の変動幅が所定の電流幅以内であることを条件として、誤差補正値を算出し、学習することとなる。   As described above, the correction value learning unit 22 has a fluctuation width of the rotation speed in the current detection period within a predetermined speed width compared to the rotation speed in the previous detection period, and the fluctuation width of the current flowing in the ISG 100 is smaller. The error correction value is calculated and learned on condition that the current is within a predetermined current width.

次に、補正値学習処理の流れについて図4に基づき説明する。補正値学習処理は、回転軸14の回転中、制御装置20により所定周期ごとに実行される。   Next, the flow of the correction value learning process will be described with reference to FIG. The correction value learning process is executed by the control device 20 at predetermined intervals while the rotary shaft 14 is rotating.

制御装置20は、回転軸14が基準位置であるか否か、すなわち、基準位置信号を入力したか否かを判定する(ステップS101)。この判定結果が否定の場合には、補正値学習処理を終了する。一方、ステップS101の判定結果が肯定の場合、制御装置20は、磁気センサ92の検出結果に基づき、補正前回転角度を算出する(ステップS102)。そして、制御装置20は、算出された補正前回転角度が割込み角A(n)と一致したか否かを判定する(ステップS103)。   The control device 20 determines whether or not the rotation shaft 14 is at the reference position, that is, whether or not a reference position signal has been input (step S101). If this determination result is negative, the correction value learning process is terminated. On the other hand, when the determination result of step S101 is affirmative, the control device 20 calculates the pre-correction rotation angle based on the detection result of the magnetic sensor 92 (step S102). Then, the control device 20 determines whether or not the calculated rotation angle before correction matches the interrupt angle A (n) (step S103).

この判定結果が肯定の場合、制御装置20は、基準位置信号の入力時からの経過時間t(n)を取得し、割込み角A(n)に対応付けて記憶する(ステップS104)。ステップS103の判定結果が否定の場合、又はステップS104の処理後、制御装置20は、検出期間を経過したか否かを判定する(ステップS105)。すなわち、制御装置20は、基準位置信号を再び入力したか否かを判定する。この判定結果が否定の場合、制御装置20は、所定時間経過後、ステップS102以降の処理を再び実行する。   When this determination result is affirmative, the control device 20 acquires an elapsed time t (n) from the input of the reference position signal, and stores it in association with the interrupt angle A (n) (step S104). When the determination result of step S103 is negative, or after the process of step S104, the control device 20 determines whether or not the detection period has elapsed (step S105). That is, the control device 20 determines whether or not the reference position signal is input again. When the determination result is negative, the control device 20 executes the processes after step S102 again after a predetermined time has elapsed.

一方、ステップS105の判定結果が肯定の場合、制御装置20は、回転時間Tを取得する(ステップS106)。つまり、ステップS101の基準位置信号を入力してからステップS105における基準位置信号を入力するまでの時間を、回転時間Tとして取得する。   On the other hand, when the determination result of step S105 is affirmative, the control device 20 acquires the rotation time T (step S106). That is, the time from the input of the reference position signal in step S101 to the input of the reference position signal in step S105 is acquired as the rotation time T.

次に、制御装置20は、誤差補正値C(n)を算出可能であるか否かを判定する(ステップS107)。ステップS107において、制御装置20は、前回の検出期間における回転速度に比較して、今回の検出期間における回転速度の変動幅が所定の速度幅以内であって、モータ10に流れる電流の変動幅が所定の電流幅以内であるか否かを判定する。所定精度以上の誤差補正値を算出可能であるか否かを判定する。   Next, the control device 20 determines whether or not the error correction value C (n) can be calculated (step S107). In step S107, the control device 20 compares the rotation speed in the current detection period with the fluctuation width of the rotation speed in the current detection period within a predetermined speed width, and the fluctuation width of the current flowing in the motor 10 is less than the rotation speed in the previous detection period. It is determined whether it is within a predetermined current width. It is determined whether or not an error correction value with a predetermined accuracy or higher can be calculated.

ステップS107の判定結果が肯定の場合、制御装置20は、前述したように、数式(2)〜(6)を利用して、誤差補正値C(n)を、割込み角A(n)ごとに算出する(ステップS108)。そして、制御装置20は、誤差補正値C(n)を、割込み角A(n)ごとに対応付けて制御装置20の記憶装置に記憶(学習)する(ステップS109)。そして、補正値学習処理を終了する。一方、ステップS107の判定結果が否定の場合、制御装置20は、補正値学習処理を終了する。   When the determination result in step S107 is affirmative, as described above, the control device 20 uses the equations (2) to (6) to calculate the error correction value C (n) for each interrupt angle A (n). Calculate (step S108). Then, the control device 20 stores (learns) the error correction value C (n) in the storage device of the control device 20 in association with each interrupt angle A (n) (step S109). Then, the correction value learning process ends. On the other hand, when the determination result of step S107 is negative, the control device 20 ends the correction value learning process.

次に、補正処理について図5に基づいて説明する。補正処理は、所定周期ごとに制御装置20により実行される。なお、補正値学習処理の実行中であっても、実行周期となったことを契機に、補正値学習処理を中断して、補正処理を実行し、補正処理の終了後、中断した補正値学習処理を再開する。   Next, the correction process will be described with reference to FIG. The correction process is executed by the control device 20 at predetermined intervals. Even when the correction value learning process is being executed, the correction value learning process is interrupted at the execution cycle, the correction process is executed, and the correction value learning is interrupted after the correction process is completed. Resume processing.

制御装置20は、回転速度が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS201)。閾値は、エンジン200が駆動中であるか否かにより変更される。この判定結果が肯定の場合、制御装置20は、補正値学習処理において誤差補正値がすでに学習(記憶)されているか否かを判定する(ステップS202)。   The control device 20 determines whether or not the rotation speed is greater than or equal to a threshold value (step S201). The threshold value is changed depending on whether or not engine 200 is being driven. When the determination result is affirmative, the control device 20 determines whether or not the error correction value has already been learned (stored) in the correction value learning process (step S202).

ステップS202の判定結果が肯定の場合、制御装置20は、学習された誤差補正値に基づき、磁気センサ92の検出結果に基づいて算出された補正前回転角度を、補正する(ステップS203)。そして、補正処理を終了する。   When the determination result of step S202 is positive, the control device 20 corrects the pre-correction rotation angle calculated based on the detection result of the magnetic sensor 92 based on the learned error correction value (step S203). Then, the correction process ends.

一方、ステップS201の判定結果が否定の場合、すなわち、閾値未満である場合、又はステップS202の判定結果が否定の場合、すなわち、学習されていない場合、制御装置20は、誤差マップを特定する(ステップS204)。誤差マップは、エンジン200が駆動中であるか否かにより変更される。   On the other hand, when the determination result of step S201 is negative, that is, when it is less than the threshold value, or when the determination result of step S202 is negative, that is, when learning is not performed, the control device 20 specifies an error map ( Step S204). The error map is changed depending on whether or not the engine 200 is being driven.

そして、制御装置20は、特定した誤差マップを参照し、基準位置からの経過時間に応じて、誤差補正値を推定する(ステップS205)。制御装置20は、ステップS205で推定された誤差補正値に基づき、磁気センサ92の検出結果に基づいて算出された補正前回転角度を、補正する(ステップS206)。そして、補正処理を終了する。   Then, the control device 20 refers to the specified error map and estimates an error correction value according to the elapsed time from the reference position (step S205). The control device 20 corrects the pre-correction rotation angle calculated based on the detection result of the magnetic sensor 92 based on the error correction value estimated in step S205 (step S206). Then, the correction process ends.

制御装置20は、補正処理終了後、補正された回転角度に基づき、モータ10の制御などを実行する。   After completing the correction process, the control device 20 performs control of the motor 10 based on the corrected rotation angle.

以上詳述した上記実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。   According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained.

制御装置20は、回転軸14の回転速度が閾値未満である場合には、誤差マップを参照して誤差補正値を推定し、推定された誤差補正値によって補正前回転角度を補正する。一方、制御装置20は、回転速度が閾値以上である場合、補正値学習部22により学習された誤差補正値C(n)によって補正前回転角度を補正する。これにより、回転軸14の回転速度が遅く、検出期間中における回転速度の変動が大きくなりやすい場合、すなわち、補正値学習部22が誤差補正値C(n)を算出する際に誤差が生じやすい場合には、誤差マップの誤差補正値を利用することにより、回転角度の検出精度を向上させることができる。   When the rotational speed of the rotating shaft 14 is less than the threshold, the control device 20 estimates an error correction value with reference to the error map, and corrects the pre-correction rotation angle with the estimated error correction value. On the other hand, when the rotation speed is equal to or higher than the threshold value, the control device 20 corrects the pre-correction rotation angle with the error correction value C (n) learned by the correction value learning unit 22. Thereby, when the rotational speed of the rotating shaft 14 is slow and the fluctuation of the rotational speed during the detection period tends to be large, that is, when the correction value learning unit 22 calculates the error correction value C (n), an error is likely to occur. In this case, the accuracy of rotation angle detection can be improved by using the error correction value of the error map.

一方、回転軸14の回転速度が速く、検出期間中における回転速度の変動が小さくなりやすい場合、すなわち、補正値学習部22が誤差補正値C(n)を算出する際に誤差が生じにくい場合には、学習した誤差補正値C(n)を利用することにより、回転角度の検出精度を向上させることができる。   On the other hand, when the rotation speed of the rotating shaft 14 is fast and fluctuations in the rotation speed during the detection period are likely to be small, that is, when the correction value learning unit 22 does not easily generate an error when calculating the error correction value C (n). The accuracy of rotation angle detection can be improved by using the learned error correction value C (n).

回転軸14を、エンジン200のクランク軸200aに連動するように連結する場合、エンジン200の駆動時、クランク軸200aの回転により、回転軸14の回転速度に影響を与えることとなる。そして、エンジン200の駆動時、クランク軸200aは、圧縮行程において減速し、燃焼行程において加速する。このため、エンジン200が低速駆動している場合、回転軸14が基準位置から所定角度(本実施形態では360°)まで回転する検出期間において、とくに回転速度にムラが生じやすい。つまり、検出期間中における回転速度の変動幅が大きくなりやすい。一方、エンジン200が停止している場合、検出期間中における回転速度の変動幅が小さくなりやすい。そこで、閾値は、エンジン200が駆動中である場合には、停止中である場合と比較して大きくした。これにより、回転角度の検出精度を向上させることができる。   When the rotary shaft 14 is connected so as to be linked to the crankshaft 200a of the engine 200, the rotation speed of the rotary shaft 14 is affected by the rotation of the crankshaft 200a when the engine 200 is driven. When the engine 200 is driven, the crankshaft 200a is decelerated during the compression stroke and accelerated during the combustion stroke. For this reason, when the engine 200 is driven at a low speed, the rotation speed is particularly likely to be uneven in the detection period in which the rotation shaft 14 rotates from the reference position to a predetermined angle (360 ° in the present embodiment). That is, the fluctuation range of the rotation speed during the detection period tends to increase. On the other hand, when engine 200 is stopped, the fluctuation range of the rotational speed during the detection period tends to be small. Therefore, the threshold value is set larger when the engine 200 is being driven than when it is stopped. Thereby, the detection accuracy of a rotation angle can be improved.

また、モータ10の回転軸14が、エンジン200のクランク軸200aに連動する場合、一般的に、回転速度の下限から上限までの範囲が広くなりやすい。この場合、学習した誤差補正値C(n)を補正に利用することにより、誤差マップを作成する手間を少なくすることが望ましい。   Moreover, when the rotating shaft 14 of the motor 10 is interlocked with the crankshaft 200a of the engine 200, generally, the range from the lower limit to the upper limit of the rotational speed tends to be widened. In this case, it is desirable to reduce the trouble of creating an error map by using the learned error correction value C (n) for correction.

エンジン200が駆動している場合、停止している場合と異なり、回転速度に変動が生じやすく、角度誤差が大きくなりやすい。そこで、制御装置20は、エンジン200が駆動中である場合に参照される誤差マップと、停止中である場合に参照される誤差マップを異ならせて、誤差補正値の推定精度を向上させた。これにより、回転角度の検出精度を向上させることができる。   When the engine 200 is driven, unlike the case where the engine 200 is stopped, the rotational speed is likely to fluctuate and the angle error tends to increase. Accordingly, the control device 20 improves the estimation accuracy of the error correction value by differentiating the error map that is referred to when the engine 200 is being driven and the error map that is referred to when the engine 200 is being stopped. Thereby, the detection accuracy of a rotation angle can be improved.

制御装置20は、前回の検出期間における回転速度に比較して、今回の検出期間における回転速度の変動幅が所定の速度幅以内であって、ISG100に流れる電流の変動幅が所定の電流幅以内であることを条件として、誤差補正値C(n)を算出し、学習する。つまり、回転速度の変動幅が所定の速度幅より大きい場合、又は回転電機に流れる電流の変動幅が所定の電流幅より大きい場合には、誤差補正値C(n)を算出し、学習することを禁止した。これにより、電流の変動幅や回転速度の変動幅が小さく、変動に基づく誤差が小さくなる可能性が高い期間において検出された検出結果に基づき、誤差補正値C(n)を算出することができる。これにより、誤差補正値C(n)の算出精度を向上させ、回転角度の検出精度を向上させることができる。   The control device 20 compares the rotational speed in the current detection period with the fluctuation width of the rotational speed within the predetermined speed width and the fluctuation width of the current flowing through the ISG 100 within the predetermined current width compared to the rotational speed in the previous detection period. As a condition, an error correction value C (n) is calculated and learned. That is, when the fluctuation width of the rotational speed is larger than the predetermined speed width, or when the fluctuation width of the current flowing through the rotating electrical machine is larger than the predetermined current width, the error correction value C (n) is calculated and learned. Banned. As a result, the error correction value C (n) can be calculated based on the detection result detected in the period in which the current fluctuation range and the rotation speed fluctuation range are small and the error based on the fluctuation is likely to be small. . Thereby, the calculation accuracy of the error correction value C (n) can be improved, and the detection accuracy of the rotation angle can be improved.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example. In the following, parts that are the same or equivalent to each other in the respective embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the same reference numerals is used.

・上記実施形態において、回転角度検出装置1は、磁気センサ92が検出する磁束密度のうち、外乱による磁束密度を算出する外乱磁束密度算出部24を備えてもよい。そして、補正値学習部22は、外乱磁束密度算出部24により算出された磁束密度を考慮して、誤差補正値を算出してもよい。   In the above-described embodiment, the rotation angle detection device 1 may include the disturbance magnetic flux density calculation unit 24 that calculates the magnetic flux density due to the disturbance among the magnetic flux densities detected by the magnetic sensor 92. Then, the correction value learning unit 22 may calculate the error correction value in consideration of the magnetic flux density calculated by the disturbance magnetic flux density calculation unit 24.

別例における回転角度検出装置1について、図6に基づき具体的に説明する。図6に示すように、外乱磁束密度算出部24としての制御装置20は、検出期間において、界磁巻線13bに流れる界磁電流を電流センサ301により検出する。そして、制御装置20は、当該界磁電流に基づき、漏れ磁束を算出し、当該漏れ磁束に基づき、磁気センサ92により検出される磁束密度のうち、漏れ磁束に基づく磁束密度(外乱による磁束密度)をマップ演算やモデル演算により算出する。   A rotation angle detection device 1 in another example will be specifically described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the control device 20 as the disturbance magnetic flux density calculation unit 24 detects the field current flowing in the field winding 13 b with the current sensor 301 during the detection period. Then, the control device 20 calculates the leakage magnetic flux based on the field current, and among the magnetic flux densities detected by the magnetic sensor 92 based on the leakage magnetic flux, the magnetic flux density based on the leakage magnetic flux (magnetic flux density due to disturbance). Is calculated by map calculation or model calculation.

そして、制御装置20は、磁気センサ92が検出した磁束密度から、外乱に基づく磁束密度を取り除き、取り除いた磁束密度に基づき補正前回転角度を算出する。なお、制御装置20は、外乱に基づく磁束密度に基づく角度誤差を算出し、当該角度誤差を誤差補正値に反映させてもよい。また、漏れ磁束の発生原因となる電流は、界磁電流に限らず、電機子巻線12bに流れる電流や、制御装置20に流れる電流とし、これらの電流を検出して、漏れ磁束を算出してもよい。   Then, the control device 20 removes the magnetic flux density based on the disturbance from the magnetic flux density detected by the magnetic sensor 92 and calculates the pre-correction rotation angle based on the removed magnetic flux density. Note that the control device 20 may calculate an angle error based on the magnetic flux density based on the disturbance and reflect the angle error in the error correction value. Further, the current that causes the leakage magnetic flux is not limited to the field current, but the current flowing through the armature winding 12b and the current flowing through the control device 20, and these currents are detected to calculate the leakage magnetic flux. May be.

また、外乱は、漏れ磁束に限らない。例えば、制御装置20は、検出期間において、磁石91の温度を温度センサにより検出してもよい。そして、制御装置20は、磁気センサ92により検出される磁束密度のうち、当該磁石91の温度変化に基づく磁束密度(外乱による磁束密度)をマップ演算やモデル演算により算出する。そして、前述同様、制御装置20は、磁気センサ92が検出した磁束密度から、外乱に基づく磁束密度を取り除き、取り除いた磁束密度に基づき補正前回転角度を算出してもよい。   Further, the disturbance is not limited to the leakage magnetic flux. For example, the control device 20 may detect the temperature of the magnet 91 with a temperature sensor in the detection period. And the control apparatus 20 calculates the magnetic flux density (magnetic flux density by disturbance) based on the temperature change of the said magnet 91 among the magnetic flux densities detected by the magnetic sensor 92 by map calculation or model calculation. As described above, the control device 20 may remove the magnetic flux density based on the disturbance from the magnetic flux density detected by the magnetic sensor 92 and calculate the pre-correction rotation angle based on the removed magnetic flux density.

上記構成にすることにより、外乱による磁束密度の変化、例えば、磁石91の温度変化や、漏れ磁束の変化による誤差を除外して、誤差補正値を算出し、学習することができる。これにより、補正値学習部22により算出される誤差補正値の精度を向上させ、回転角度の検出精度を向上させることができる。   By adopting the above configuration, it is possible to calculate and learn an error correction value by excluding a change in magnetic flux density due to disturbance, for example, an error due to a change in temperature of the magnet 91 or a change in leakage magnetic flux. Thereby, the accuracy of the error correction value calculated by the correction value learning unit 22 can be improved, and the detection accuracy of the rotation angle can be improved.

・上記実施形態では、ISG100の制御装置20に、算出部21、補正値学習部22、補正部23を備えたが、ISG100の制御装置20とは別の制御装置に、算出部21、補正値学習部22、補正部23の機能のうち1部又は全部を備えてもよい。   In the above-described embodiment, the control unit 20 of the ISG 100 includes the calculation unit 21, the correction value learning unit 22, and the correction unit 23. However, the calculation unit 21 and the correction value are different from the control unit 20 of the ISG 100. One or all of the functions of the learning unit 22 and the correction unit 23 may be provided.

・上記実施形態において、基準位置は複数設けられていてもよい。すなわち、所定角度(例えば、180°)間隔で基準位置信号を出力するように構成されていてもよい。この場合、第1基準位置(0°)から第2基準位置(180°)までの間を検出期間として設定してもよい。   In the above embodiment, a plurality of reference positions may be provided. That is, the reference position signal may be output at a predetermined angle (for example, 180 °) interval. In this case, a period from the first reference position (0 °) to the second reference position (180 °) may be set as the detection period.

・上記実施形態において、閾値は、エンジン200が駆動中であるか否かによって、変更しなくてもよい。また、エンジン200が駆動中である場合に参照される誤差マップと、停止中である場合に参照される前記誤差マップと、を同じにしてもよい。また、誤差マップを回転速度ごとに設け、検出された回転速度に応じた誤差マップを参照するようにしてもよい。   In the above embodiment, the threshold value may not be changed depending on whether or not the engine 200 is being driven. Further, the error map referred to when the engine 200 is being driven may be the same as the error map referred to when the engine 200 is being stopped. Further, an error map may be provided for each rotation speed, and an error map corresponding to the detected rotation speed may be referred to.

・上記実施形態において、補正値学習部22は、回転速度の変動幅が所定の速度幅以内でなくても、誤差補正値を算出し、学習してもよい。同様に、ISG100に流れる電流の変動幅が所定の電流幅以内でなくても、誤差補正値を算出し、学習してもよい。   In the above embodiment, the correction value learning unit 22 may calculate and learn an error correction value even if the fluctuation range of the rotation speed is not within the predetermined speed range. Similarly, the error correction value may be calculated and learned even if the fluctuation range of the current flowing through the ISG 100 is not within the predetermined current width.

・上記実施形態において、磁石91及び磁気センサ92の代わりにレゾルバを採用してもよい。この場合、例えば、回転子に設けられるレゾルバの励磁コイルが信号出力部に相当し、検出コイルがセンサに相当する。   In the above embodiment, a resolver may be employed instead of the magnet 91 and the magnetic sensor 92. In this case, for example, the exciting coil of the resolver provided in the rotor corresponds to the signal output unit, and the detection coil corresponds to the sensor.

1…回転角度検出装置、14…回転軸、21…算出部、22…補正値学習部、23…補正部、91…磁石、92…磁気センサ、100…ISG。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation angle detection apparatus, 14 ... Rotary axis, 21 ... Calculation part, 22 ... Correction value learning part, 23 ... Correction part, 91 ... Magnet, 92 ... Magnetic sensor, 100 ... ISG.

Claims (5)

回転電機(100)の回転軸に設けられ、前記回転軸(14)と共に回転する信号出力部(91)と、前記信号出力部からの信号を検出するセンサ(92)と、を備え、前記センサの検出結果に基づき、前記回転軸の回転角度を検出する回転角度検出装置(1)において、
前記センサから検出された検出結果に基づき、前記回転軸の回転角度を補正前回転角度として算出する算出部(21)と、
前記回転軸が基準位置から所定角度まで回転する検出期間において検出された補正前回転角度に基づき、前記補正前回転角度の誤差補正に利用される誤差補正値を算出し、学習する補正値学習部(22)と、
前記回転軸の回転速度が閾値未満である場合には、誤差マップを参照して前記補正前回転角度の誤差補正値を推定し、推定された誤差補正値によって前記補正前回転角度を補正する第1補正部(23)と、
前記回転速度が閾値以上である場合には、前記補正値学習部により学習された誤差補正値によって前記補正前回転角度を補正する第2補正部(23)と、を備える回転角度検出装置。
A signal output unit (91) that is provided on a rotating shaft of the rotating electrical machine (100) and rotates together with the rotating shaft (14); and a sensor (92) that detects a signal from the signal output unit. In the rotation angle detection device (1) for detecting the rotation angle of the rotation shaft based on the detection result of
A calculation unit (21) that calculates a rotation angle of the rotation shaft as a rotation angle before correction based on a detection result detected from the sensor;
A correction value learning unit that calculates and learns an error correction value used for error correction of the rotation angle before correction based on a rotation angle before correction detected in a detection period in which the rotation axis rotates from a reference position to a predetermined angle. (22)
When the rotation speed of the rotation axis is less than a threshold value, an error correction value of the rotation angle before correction is estimated with reference to an error map, and the rotation angle before correction is corrected by the estimated error correction value. 1 correction unit (23);
A rotation angle detection device comprising: a second correction unit (23) that corrects the rotation angle before correction based on the error correction value learned by the correction value learning unit when the rotation speed is equal to or greater than a threshold value.
前記回転電機の回転軸は、内燃機関(200)のクランク軸(200a)に連動するように連結されており、
前記閾値は、前記内燃機関が駆動中である場合には、停止中である場合と比較して、大きな値が設定される請求項1に記載の回転角度検出装置。
The rotating shaft of the rotating electric machine is connected to the crankshaft (200a) of the internal combustion engine (200),
The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the threshold value is set to a larger value when the internal combustion engine is being driven than when the internal combustion engine is being stopped.
前記回転電機の回転軸は、内燃機関のクランク軸に連動するように連結されており、
前記第1補正部は、前記内燃機関が駆動中である場合に参照される前記誤差マップと、停止中である場合に参照される前記誤差マップと、を異ならせる請求項1又は2に記載の回転角度検出装置。
The rotating shaft of the rotating electrical machine is connected to interlock with the crankshaft of the internal combustion engine,
3. The first correction unit according to claim 1, wherein the error map that is referred to when the internal combustion engine is being driven differs from the error map that is referred to when the internal combustion engine is stopped. Rotation angle detection device.
前記補正値学習部は、前回の検出期間における回転速度に比較して今回の検出期間における回転速度の変動幅が所定の速度幅以内であって、回転電機に流れる電流の変動幅が所定の電流幅以内であることを条件として、前記誤差補正値を算出し、学習する請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の回転角度検出装置。   The correction value learning unit has a fluctuation range of the rotation speed in the current detection period within a predetermined speed range as compared to the rotation speed in the previous detection period, and the fluctuation range of the current flowing in the rotating electrical machine is a predetermined current. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the error correction value is calculated and learned on condition that the width is within a range. 前記検出期間において、前記センサが検出する磁束密度のうち、外乱による磁束密度を算出する外乱磁束密度算出部(24)を備え、
前記補正値学習部は、前記外乱磁束密度算出部により算出された前記外乱による磁束密度を考慮して、前記誤差補正値を算出し、学習する請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の回転角度検出装置。
In the detection period, a disturbance magnetic flux density calculation unit (24) for calculating a magnetic flux density due to a disturbance among magnetic flux densities detected by the sensor,
The said correction value learning part calculates the said error correction value in consideration of the magnetic flux density by the said disturbance calculated by the said disturbance magnetic flux density calculation part, and learns any one of Claims 1-4. Rotation angle detection device.
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