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WO2018072778A1 - Method for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor - Google Patents

Method for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor Download PDF

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WO2018072778A1
WO2018072778A1 PCT/DE2017/100643 DE2017100643W WO2018072778A1 WO 2018072778 A1 WO2018072778 A1 WO 2018072778A1 DE 2017100643 W DE2017100643 W DE 2017100643W WO 2018072778 A1 WO2018072778 A1 WO 2018072778A1
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WO
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sine
correction
rotor
static
deviations
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2017/100643
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jochen Reith
Marco BENDER
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE112017005234.3T priority Critical patent/DE112017005234A5/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

Definitions

  • the invention relates to a method for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor for determining a rotational speed and / or an angular position of a rotating about a rotation axis component, wherein static errors of the sine-cosine rotation sensor can be compensated by a static correction.
  • DE 10 2013 205 905 A1 discloses a method for determining and / or controlling a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, in which the position of a rotor of the electric motor is outside a rotational axis of the motor Electric motor is arranged on a stator of the electric motor sensor system is removed, wherein the removed from the sensor position signal is evaluated by an evaluation, wherein the output during a sinusoidal control of the electric motor emitted by the sensor position signal by means of at least one, detected during a block drive of the electric motor position signal is plausibility.
  • a method for determining a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle in which a position signal of a rotor of the electric motor arranged by a, outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor Sensor system is removed and is evaluated by an evaluation unit with respect to the position of the electric motor, wherein after detection of a change in the position signal, a commutation of a control of the electric motor is triggered, wherein after the detection of the change of positi- Onssignals a determination of the current position of the rotor is performed, wherein the commutation of the electric motor is triggered in response to the detected current position of the rotor.
  • a method for determining a position of an electric motor in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, known in which a position signal of a rotor of the electric motor of a, arranged outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor sensor which is evaluated by an evaluation unit with respect to the position of the electric motor, which is acted upon by a voltage at standstill of the rotor and a corresponding position of the rotor response response of a commutation of the electric motor is assigned.
  • a method for determining and / or controlling a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle is known from DE 10 2013 222 366 A1, in which the position of a rotor of the electric motor of a, outside a rotational axis of the electric motor a sensed by the sensor position signal is evaluated by an evaluation unit, wherein the position signal in response to a transmission distance between the sensor and evaluation at short transmission distances by means of an SPI protocol signal and / or at longer transmission distances is transmitted by means of a PWM signal.
  • a rotor support device for a rotor and a stator having electric machine is known, with a rotatably mounted on a rotor shaft rotor support member, in particular rotatably mounted rotor support member, on the outer circumference of the rotor can be arranged, wherein an axially on the rotor support member arranged sheet metal ring protrudes radially beyond the outer circumference of the rotor support member and forms a collar for receiving a resolver of the electric machine to its rotor armature side facing away from the side.
  • a dynamoelectric machine comprising a stator, arranged in the stator and an air gap of this offensive rotor, a resolver for determining the rotor position and a reshaped produced Resolverhalter for holding a Resolversta- sector of the resolver , wherein the resolver is disposed within the space occupied by the rotor in the axial and radial directions.
  • the invention has for its object to improve an aforementioned method for correcting errors in a sine-cosine rotation sensor.
  • the object is achieved with a method for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor having the features of claim 1.
  • the dynamic correction is taken into account in the subsequent static correction.
  • the dynamic correction can be offset with the static correction.
  • the dynamic correction can be subtracted from the static correction.
  • a look-up table can be used for static correction.
  • the look-up table can be created before starting the procedure.
  • the look-up table can be created by means of a type and / or a piece test in comparison with a high-precision reference sensor.
  • exactly one value of the look-up table can be changed.
  • several values of the look-up table can be changed.
  • all values of the look-up table can be changed.
  • Measurement deviations that have already been compensated by the dynamic correction can be offset with the values of the look-up table.
  • Measurement deviations that have already been compensated by the dynamic correction can be subtracted from the look-up table.
  • a least-squares estimation can be carried out.
  • the rotating around the axis of rotation component whose speed and / or angular position is determined by the sine-cosine rotation sensor may be a rotor.
  • the rotor may be a rotor of a dynamoelectric machine.
  • the rotor may be a rotor of an electric motor.
  • the rotor can be a commutated rotor
  • the rotor may be a rotor of an electric motor in a
  • the rotating about the axis of rotation component whose speed and / or angular position is determined by the sine-cosine rotation sensor may be part of an electrical machine.
  • the electric machine may be a synchronous machine.
  • the electric machine may be a brushless DC machine.
  • the electric machine may have at least one phase.
  • the electric machine may in particular have three phases.
  • the electric machine can have at least two pole pairs.
  • the electric machine can have four to fourteen pole pairs, in particular five pole pairs or eleven pole pairs.
  • the three-phase windings can be controlled offset in time to form a moving drive field, which causes a drive torque on a permanent-magnet rotor.
  • the rotor can move synchronously in operation to an AC voltage.
  • the electric machine can be commutated depending on a movement position of the rotor, a movement speed of the rotor and / or a movement moment.
  • a frequency and / or an amplitude can be variable depending on a movement position of the runner, a movement speed of the runner and / or a movement moment.
  • the electric machine can be operable as a motor and / or as a generator.
  • the electric machine may be for use in a motor vehicle.
  • the electric machine can be used to drive a motor vehicle.
  • the electric machine can be used to actuate a friction coupling device.
  • the electric machine can be used to operate a hybrid disconnect clutch.
  • the hybrid disconnect clutch may be for connecting an electric machine to or disconnecting an electric machine from a hybrid powertrain of a motor vehicle.
  • the electric machine can be used to actuate a hydrostatic clutch actuator.
  • the electric machine can be used to actuate a master cylinder of a hydrostatic clutch actuator.
  • the electric machine can be used to actuate a transmission device.
  • the electric machine may be a rotary machine in which the rotor is designed as a rotor and performs a rotary movement during operation.
  • the rotor can be designed like a hollow shaft.
  • the electric machine can be a linear machine in which the rotor executes a linear movement during operation.
  • the electric machine can be mutated blockkom.
  • the electric machine may have a structurally integrated electrical control device.
  • the electric machine can be controlled by means of a structurally separate electrical control device.
  • the electric machine may have at least one electrical power interface.
  • the electric machine may have at least one electrical signal interface.
  • the electric machine can also be referred to as an actuator or actuator.
  • a high signal sampling rate can be used.
  • a Newton method can be used.
  • An estimate of the signal deviations can be made by means of Kalman filters.
  • An estimate of the signal deviations can be made by means of neural networks.
  • the sine-cosine rotation sensor may be formed as a resolver.
  • a resolver is an electromagnetic transducer for converting the angular position of a rotor into an electrical variable.
  • the sine-cosine rotation sensor can operate on the basis of the AMR effect (anisotropic magnetoresistive effect).
  • the sine-cosine rotation sensor can operate on the basis of the GMR (giant magnetoresistance) effect.
  • the sine-cosine rotation sensor can operate based on the TMR (Magnetic Tunnel Resistance) effect.
  • the invention thus provides, inter alia, a method for increasing the measuring accuracy of sine-cosine rotation sensors, in particular resolvers. As a rule, static and dynamic signal deviations occur together in sine-cosine rotation sensors.
  • the invention can be used in all angular speed and acceleration measurements with high accuracy requirements.
  • An application of the described adjustment method is conceivable in the field of electric drives. This will There are advantages in the sensor costs as well as in the efficiency and the control quality.
  • a method for the correction of measurement deviations of sine-cosine rotation sensors is provided which enables a compensation of static and dynamic signal deviations to increase the measurement accuracy.
  • a combined adjustment method of sine-cosine rotation sensors is provided.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a method according to the invention for correcting measurement deviations of a resolver
  • FIG. 3 shows angle deviations of differently corrected measurement deviations of the resolver.
  • FIG. 1 shows a sine-cosine rotation sensor known from the prior art, also referred to as a quadrature sensor, which is embodied here as a resolver 100.
  • a resolver 100 is known, for example, from the data sheet "AD2S1210, variable resolution, 10-bit to 16-bit R / D converter with reference oscillator" from the year 2010.
  • a first stator winding 102 is supplied with a sinusoidal first alternating voltage 104.
  • the first alternating voltage 104 is calculated as a function of the time t to Eo ' sin (cot) with Eo: excitation amplitude, co: excitation frequency.
  • a rotor 106 has a rotation angle 110 relative to a reference angle position 108 (angle of rotation a).
  • a second stator winding 1 12 is located on one of the first stator winding 102 opposite side of the rotor 106.
  • a third stator winding 1 14 is arranged opposite the second stator winding 1 12 rotated by 90 degrees.
  • the first alternating voltage 104 excites a second alternating voltage 16 in the second stator winding 12.
  • the second alternating voltage 1 16 is calculated as a function of the time t and the angle of rotation 110 (angle of rotation a): Eo 'Tsin (cot) ⁇ cos (a) with Eo: excitation amplitude, co: excitation frequency, T: transformation ratio.
  • the second AC voltage 1 16 is modulated by the cosine of the angle of rotation 1 10 (angle of rotation a).
  • the first alternating voltage 104 excites a third alternating voltage 1 18 in the third stator winding 14.
  • the third alternating voltage 1 18 is calculated as a function of the time t and the angle of rotation 1 10 (angle of rotation a): E o 'T sin (cot) ⁇ sin (a) with Eo: excitation amplitude, co: excitation frequency, T: transformation ratio.
  • the third AC voltage 1 18 is modulated by the sine of the rotation angle 1 10 (rotation angle a).
  • the amplitudes of the second alternating voltage 1 16 and the dnt alternating voltage 1 18 are thus dependent on the angle of rotation 1 10 (rotational angle a) of the rotor 106.
  • a resolver-digital converter (analogue converter) arranged between the resolver 100 and a system microprocessor. Digital converter) uses the sine and cosine signals of the second and third AC voltages 1 16, 1 18 to decode the angular position and speed of the rotor 106th
  • FIG 2 shows schematically a method 120 according to the invention for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor using the example of the resolver 100.
  • the resolver 100 supplies the second AC voltage I 16 and the third AC voltage I 18 during the method 120 as analog output signals.
  • a dynamic correction of the two output signals second AC voltage 1 16 and third AC voltage 1 18 takes place.
  • the dynamic correction 122 effects a compensation of amplitude deviations and / or offset deviations of the second alternating voltage 1 16 and the third alternating voltage 1 18 determined online during the method 120 or estimated online.
  • step 124 is a static correction of the two output signals second AC voltage 1 16 and third AC voltage 1 18 instead.
  • the previously made dynamic correction 122 of the output signals is taken into account in the static correction 124, in particular deducted.
  • a look-up table is stored in the software. The look-up table contains information used during method 120 to avoid costly calculations.
  • the look-up table is determined prior to the start of the method 120 based on individual end-of-line measurements, that is, measurements in the final assembly area of the resolver 100, or on typical values for the sensor series of the resolver 100. Based on the look-up table, the necessary static correction can be calculated for each angle of rotation 1 10 (angle of rotation a) by means of interpolation.
  • the measurement deviations which were previously compensated by the dynamic correction 122 are subtracted in the look-up table. These include, in particular, amplitude and offset deviations in the sine and cosine signals of the two output signals, second alternating voltage 1 16 and third alternating voltage 1 18. Dynamic correction 122 and the subsequent static correction 124 result in a corrected measurement result 126.
  • the described dynamic compensation is performed by the Newton method and then the static compensation.
  • the signal deviation parameters can thus be determined on the basis of a measurement series as follows.
  • the Hesse matrix H is needed, ie the second derivative of the quality function J according to the parameter vector:
  • the gradient and the Hesse matrix are calculated iteratively. To do this, the argument of the sum function is determined in each time step and added to the scaled previous value.
  • the scaling factor is referred to as the forgetting factor.
  • the signal parameters can be estimated iteratively.
  • the step size can be adapted, for example by means of so-called backtracking. Due to a high sampling rate of the sensor signals, a fast convergence of this parameter estimation can be ensured.
  • FIG. 3 shows the results of the correction in a diagram by way of example for the resolver 100.
  • the angular deviations above an electrical illustrated angle 126 which in this case corresponds to the angle of rotation 1 10 of the rotor 106.
  • the value of an uncorrected angular deviation 128 varies over an electrical angle 126 of 360 °, which corresponds in particular to one revolution of the rotor 106, between a minimum uncorrected angular deviation 130 and a maximum uncorrected angular deviation 132.
  • the value of a statically corrected angular deviation 134 varies over the electrical angle 126 of 360 ° between a minimum statically corrected angular deviation 136 and a maximum statically corrected angular deviation 138.
  • the value of a dynamically corrected angular deviation 140 varies over the electrical angle 126 of 360 ° between a minimum dynamically corrected angular deviation 142 and a maximum dynamically corrected angular deviation 144.
  • the value of a statically and dynamically corrected angular deviation 146 varies over the electrical angle of 360 ° between a minimum statically and dynamically corrected angular deviation 148 and a maximum statically and dynamically corrected angle deviation 150.
  • the measurement accuracy can thus be improved by almost a factor of three with the aid of the method 120 according to the invention.
  • the invention described is also applicable to other sine-cosine rotation sensors which operate, for example, on the basis of the AMR effect (anisotropic magnetoresistive effect) and / or GMR effect (giant magnetoresistance) and / or TMR effect (magnetic tunnel resistance).
  • AMR effect anisotropic magnetoresistive effect
  • GMR effect giant magnetoresistance
  • TMR effect magnetic tunnel resistance

Landscapes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

The invention relates to a method (120) for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor (100) for determining a rotational speed and/or an angular position of a component (106) rotating about a rotational axis, wherein static measurement deviations of the sine-cosine rotation sensor (100) are compensated by a static correction (124), characterized in that additionally a dynamic correction (122) occurs.

Description

Verfahren zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus-Cosinus- Method for correcting measurement deviations of a sine-cosine

Rotationssensors rotation sensor

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus- Cosinus-Rotationssensors zur Ermittlung einer Drehzahl und/oder einer Winkelposition eines um eine Drehachse drehenden Bauteils, wobei statische Messabweichungen des Sinus-Cosinus-Rotationssensors durch eine statische Korrektur kompensiert werden. The invention relates to a method for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor for determining a rotational speed and / or an angular position of a rotating about a rotation axis component, wherein static errors of the sine-cosine rotation sensor can be compensated by a static correction.

Aus der DE 10 2013 205 905 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Ansteue- rung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetäti- gungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem die Position eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird, wobei das von der Sensorik abgenommene Positionssignal von einer Auswerteeinheit ausgewertet wird, wobei das während einer Sinusansteuerung des Elektromotors von der Sensorik abgegebene Positionssignal mittels mindestens eines, während einer Blockansteuerung des Elektromotors erfassten Positionssignals plausibilisiert wird. DE 10 2013 205 905 A1 discloses a method for determining and / or controlling a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, in which the position of a rotor of the electric motor is outside a rotational axis of the motor Electric motor is arranged on a stator of the electric motor sensor system is removed, wherein the removed from the sensor position signal is evaluated by an evaluation, wherein the output during a sinusoidal control of the electric motor emitted by the sensor position signal by means of at least one, detected during a block drive of the electric motor position signal is plausibility.

Aus der DE 10 2013 208 986 A1 ist ein Magnetgeberring einer Rotorlagesensorik eines elektrisch kom mutierten Motors bekannt, welcher drehfest mit einem Rotor des elektrisch kommutierten Motors verbunden ist und welcher eine vorgegebene Anzahl von Magnetpolen mit einer alternierenden Magnetisierungsrichtung aufweist, wobei jedes Magnetpolpaar mindestens eine Einbuchtung aufweist. From DE 10 2013 208 986 A1 discloses a magnetic encoder ring rotor position sensor of an electrically kom mutated motor is known, which is rotatably connected to a rotor of the electrically commutated motor and which has a predetermined number of magnetic poles with an alternating direction of magnetization, each magnetic pole pair at least one indentation having.

Aus der DE 10 2013 21 1 041 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird und von einer Auswerteeinheit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird, wobei nach einer Erkennung einer Änderung des Positionssignals eine Kommutierung einer Ansteuerung des Elektromotors ausgelöst wird, wobei nach der Erkennung der Änderung des Positi- onssignals eine Bestimmung der aktuellen Position des Rotors ausgeführt wird, wobei die Kommutierung des Elektromotors in Abhängigkeit von der detektierten aktuellen Position des Rotors ausgelöst wird. Aus der DE 10 2013 213 948 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einem, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensor abgenommen wird, welches von einer Auswerteein- heit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird, wobei im Stillstand des Rotors dieser mit einer Spannung beaufschlagt wird und eine der Position des Rotors entsprechende Antwortreaktion einer Kommutierung des Elektromotors zugeordnet wird. Aus der DE 10 2013 222 366 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Ansteue- rung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem die Position eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird, wobei das von der Sensorik abgenommene Positionssignal von einer Auswerteeinheit ausgewertet wird, wobei das Positionssignal in Abhängigkeit von einer Übertragungsentfernung zwischen Sensorik und Auswerteeinheit bei kurzen Übertragungsentfernungen mittels eines SPI-Protokoll-Signals und/oder bei längeren Übertragungsentfernungen mittels eines PWM-Signals übertragen wird. From DE 10 2013 21 1 041 A1 a method for determining a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, is known, in which a position signal of a rotor of the electric motor arranged by a, outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor Sensor system is removed and is evaluated by an evaluation unit with respect to the position of the electric motor, wherein after detection of a change in the position signal, a commutation of a control of the electric motor is triggered, wherein after the detection of the change of positi- Onssignals a determination of the current position of the rotor is performed, wherein the commutation of the electric motor is triggered in response to the detected current position of the rotor. From DE 10 2013 213 948 A1 a method for determining a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, known in which a position signal of a rotor of the electric motor of a, arranged outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor sensor which is evaluated by an evaluation unit with respect to the position of the electric motor, which is acted upon by a voltage at standstill of the rotor and a corresponding position of the rotor response response of a commutation of the electric motor is assigned. A method for determining and / or controlling a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, is known from DE 10 2013 222 366 A1, in which the position of a rotor of the electric motor of a, outside a rotational axis of the electric motor a sensed by the sensor position signal is evaluated by an evaluation unit, wherein the position signal in response to a transmission distance between the sensor and evaluation at short transmission distances by means of an SPI protocol signal and / or at longer transmission distances is transmitted by means of a PWM signal.

Aus der DE 10 2012 220 629 A1 ist eine Rotorträgervorrichtung für eine einen Rotor und einen Stator aufweisende elektrische Maschine bekannt, mit einem auf einer Rotorwelle drehfest befestigbaren Rotorträgerelement, insbesondere drehfest befestigten Rotorträgerelement, an dessen Außenumfang der Rotor anordenbar ist, wobei ein axial am Rotorträgerelement angeordneter Blechring radial über den Außenumfang des Rotorträgerelements hinausragt und zu seiner dem Rotorträgerelement abgewandten Seite hin einen Kragen zur Aufnahme eines Resolvers der elektrischen Maschine ausbildet. Aus der DE 10 2012 205 024 A1 ist eine dynamoelektrische Maschine bekannt, aufweisend einen Stator, einem im Stator angeordneten und über einen Luftspalt von diesem beanstandeten Rotor, einem Resolver zur Bestimmung der Rotorlage und einem umformtechnisch hergestellten Resolverhalter zur Halterung eines Resolversta- tors des Resolvers, wobei der Resolver innerhalb des vom Rotor in axialer und radialer Richtung eingenommen Bauraums angeordnet ist. From DE 10 2012 220 629 A1 discloses a rotor support device for a rotor and a stator having electric machine is known, with a rotatably mounted on a rotor shaft rotor support member, in particular rotatably mounted rotor support member, on the outer circumference of the rotor can be arranged, wherein an axially on the rotor support member arranged sheet metal ring protrudes radially beyond the outer circumference of the rotor support member and forms a collar for receiving a resolver of the electric machine to its rotor armature side facing away from the side. From DE 10 2012 205 024 A1 discloses a dynamoelectric machine is known, comprising a stator, arranged in the stator and an air gap of this offensive rotor, a resolver for determining the rotor position and a reshaped produced Resolverhalter for holding a Resolversta- sector of the resolver , wherein the resolver is disposed within the space occupied by the rotor in the axial and radial directions.

Durch die Auslegung und Fertigungsstreuungen von aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren sowie durch Bauteilstreuungen in der Signalaufbereitung und Ana- log-Digital-Wandlung entstehen winkelabhängige und statische Abweichungen in den Signalen. Bei variierenden mechanischen Fehlstellungen von Sensor-Stator zu Sensor-Rotor sowie bei Umgebungs- und Alterungseinflüssen auf die Elektronik entstehen außerdem dynamische Signalabweichungen im Betrieb. Hierdurch ergeben sich Messabweichungen bei der Winkel-, Drehzahl- und Beschleunigungsbestimmung. The design and production variations of sensors known from the prior art as well as component scatters in signal processing and analog-to-digital conversion result in angle-dependent and static deviations in the signals. In the case of varying mechanical misalignments from sensor stator to sensor rotor and in the event of environmental and aging influences on the electronics, dynamic signal deviations also occur during operation. This results in errors in the angular, speed and acceleration determination.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors zu verbessern. The invention has for its object to improve an aforementioned method for correcting errors in a sine-cosine rotation sensor.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . The object is achieved with a method for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor having the features of claim 1.

Dadurch, dass zusätzlich zu der statischen Korrektur eine dynamische Korrektur erfolgt, lässt sich die Korrektur von Messabweichungen gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren weiter verbessern. Die dynamische Korrektur kann zeitlich vor der statischen Korrektur erfolgen.  The fact that, in addition to the static correction, a dynamic correction takes place, the correction of measurement deviations can be further improved compared with methods known from the prior art. The dynamic correction can take place before the static correction.

Vorzugsweise wird die dynamische Korrektur bei der sich anschließenden statischen Korrektur berücksichtigt. Die dynamische Korrektur kann mit der statischen Korrektur verrechnet werden. Die dynamische Korrektur kann von der statischen Korrektur abgezogen werden.  Preferably, the dynamic correction is taken into account in the subsequent static correction. The dynamic correction can be offset with the static correction. The dynamic correction can be subtracted from the static correction.

Zur statischen Korrektur kann eine Look-Up-Tabelle verwendet werden. Die Look-Up- Tabelle kann vor dem Beginn des Verfahrens erstellt werden. Die Look-Up-Tabelle kann anhand einer Typen- und/oder einer Stückprüfung im Vergleich mit einem hochgenauen Referenzsensor erstellt werden. Während des Verfahrens kann genau ein Wert der Look-Up-Tabelle verändert werden. Während des Verfahrens können mehrere Werte der Look-Up-Tabelle verändert werden. Während des Verfahrens können sämtliche Werte der Look-Up- Tabelle verändert werden. Messabweichungen, die bereits durch die dynamische Korrektur kompensiert wurden, können mit den Werten der Look-Up-Tabelle verrechnet werden. Messabweichungen, die bereits durch die dynamische Korrektur kompensiert wurden, können aus der Look-Up-Tabelle abgezogen werden. Um die Messabweichungen aus der Look-Up-Tabelle herauszunehmen, kann eine Least- Squares-Schätzung durchgeführt werden. For static correction, a look-up table can be used. The look-up table can be created before starting the procedure. The look-up table can be created by means of a type and / or a piece test in comparison with a high-precision reference sensor. During the procedure, exactly one value of the look-up table can be changed. During the procedure, several values of the look-up table can be changed. During the procedure all values of the look-up table can be changed. Measurement deviations that have already been compensated by the dynamic correction can be offset with the values of the look-up table. Measurement deviations that have already been compensated by the dynamic correction can be subtracted from the look-up table. In order to remove the measurement deviations from the look-up table, a least-squares estimation can be carried out.

Das um die Drehachse drehende Bauteil, dessen Drehzahl und/oder Winkelposition durch den Sinus-Cosinus-Rotationssensor ermittelt wird, kann ein Rotor sein. Der Rotor kann ein Rotor einer dynamoelektrischen Maschine sein. Der Rotor kann ein Rotor eines Elektromotors sein. Der Rotor kann ein Rotor eines kommutierten The rotating around the axis of rotation component whose speed and / or angular position is determined by the sine-cosine rotation sensor may be a rotor. The rotor may be a rotor of a dynamoelectric machine. The rotor may be a rotor of an electric motor. The rotor can be a commutated rotor

Elektromotors sein. Der Rotor kann ein Rotor eines Elektromotors in einem Be electric motor. The rotor may be a rotor of an electric motor in a

Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeugs sein. Be clutch actuation system of a motor vehicle.

Das um die Drehachse drehende Bauteil, dessen Drehzahl und/oder Winkelposition durch den Sinus-Cosinus-Rotationssensor ermittelt wird, kann Bestandteil einer elektrischen Maschine sein. Die elektrische Maschine kann eine Synchronmaschine sein. Die elektrische Maschine kann eine bürstenlose Gleichstrommaschine sein. Die elektrische Maschine kann wenigstens eine Phase aufweisen. Die elektrische Maschine kann insbesondere drei Phasen aufweisen. Die elektrische Maschine kann wenigs- tens zwei Polpaare aufweisen. Die elektrische Maschine kann insbesondere vier bis vierzehn Polpaare, insbesondere fünf Polpaare oder elf Polpaare aufweisen. Die Drehstromwicklungen können zeitlich versetzt ansteuerbar sein, um ein bewegtes Antriebsfeld zu bilden, welches an einem permanenterregten Läufer ein Antriebsmoment bewirkt. Der Läufer kann sich in einem Betrieb zu einer Wechselspannung synchron bewegen. Die elektrische Maschine kann abhängig von einer Bewegungslage des Läufers, einer Bewegungsgeschwindigkeit des Läufers und/oder einem Bewegungsmoment kommutierbar sein. Eine Frequenz und/oder eine Amplitude kann abhängig von einer Bewegungslage des Läufers, einer Bewegungsgeschwindigkeit des Läufers und/oder einem Bewegungsmoment veränderbar sein. Die elektrische Maschine kann als Motor und/oder als Generator betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug dienen. Die elektrische Maschine kann zum Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen einer Reibungskupplungsvorrichtung dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen einer Hybridtrennkupplung dienen. Die Hybridtrennkupplung kann zum Verbinden einer elektrischen Maschine mit bzw. zum Trennen einer elektrischen Maschine von einem Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen eines hydrostatischen Kupplungsaktuators dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen eines Geberzylinders eines hydrostatischen Kupplungsaktuators dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen einer Getriebevorrichtung dienen. Die elektrische Maschine kann eine Rotationsmaschine sein, bei der der Läufer als Rotor ausgeführt ist und bei einem Betrieb eine Drehbewegung ausführt. Der Rotor kann hohlwellenartig ausgeführt sein. Die elektrische Maschine kann eine Linearmaschine sein, bei der der Läufer bei einem Betrieb eine Linearbe- wegung ausführt. Die elektrische Maschine kann blockkom mutiert sein. Die elektrische Maschine kann eine baulich integrierte elektrische Steuereinrichtung aufweisen. Die elektrische Maschine kann mithilfe einer baulich gesonderten elektrischen Steuereinrichtung kontrollierbar sein. Die elektrische Maschine kann wenigstens eine elektrische Leistungsschnittstelle aufweisen. Die elektrische Maschine kann wenigstens ei- ne elektrische Signalschnittstelle aufweisen. Die elektrische Maschine kann auch als Aktuator oder Aktor bezeichnet werden. The rotating about the axis of rotation component whose speed and / or angular position is determined by the sine-cosine rotation sensor may be part of an electrical machine. The electric machine may be a synchronous machine. The electric machine may be a brushless DC machine. The electric machine may have at least one phase. The electric machine may in particular have three phases. The electric machine can have at least two pole pairs. In particular, the electric machine can have four to fourteen pole pairs, in particular five pole pairs or eleven pole pairs. The three-phase windings can be controlled offset in time to form a moving drive field, which causes a drive torque on a permanent-magnet rotor. The rotor can move synchronously in operation to an AC voltage. The electric machine can be commutated depending on a movement position of the rotor, a movement speed of the rotor and / or a movement moment. A frequency and / or an amplitude can be variable depending on a movement position of the runner, a movement speed of the runner and / or a movement moment. The electric machine can be operable as a motor and / or as a generator. The electric machine may be for use in a motor vehicle. The electric machine can be used to drive a motor vehicle. The electric machine can be used to actuate a friction coupling device. The electric machine can be used to operate a hybrid disconnect clutch. The hybrid disconnect clutch may be for connecting an electric machine to or disconnecting an electric machine from a hybrid powertrain of a motor vehicle. The electric machine can be used to actuate a hydrostatic clutch actuator. The electric machine can be used to actuate a master cylinder of a hydrostatic clutch actuator. The electric machine can be used to actuate a transmission device. The electric machine may be a rotary machine in which the rotor is designed as a rotor and performs a rotary movement during operation. The rotor can be designed like a hollow shaft. The electric machine can be a linear machine in which the rotor executes a linear movement during operation. The electric machine can be mutated blockkom. The electric machine may have a structurally integrated electrical control device. The electric machine can be controlled by means of a structurally separate electrical control device. The electric machine may have at least one electrical power interface. The electric machine may have at least one electrical signal interface. The electric machine can also be referred to as an actuator or actuator.

Zur Parameterschätzung kann eine hohe Signal-Abtastrate verwendet werden. Zur Parameterschätzung kann ein Newton-Verfahren verwendet werden. Eine Schätzung der Signalabweichungen kann mittels Kaiman-Filtern erfolgen. Eine Schätzung der Signalabweichungen kann mittels neuronaler Netze erfolgen. For parameter estimation, a high signal sampling rate can be used. For parameter estimation, a Newton method can be used. An estimate of the signal deviations can be made by means of Kalman filters. An estimate of the signal deviations can be made by means of neural networks.

Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann als ein Resolver ausgebildet sein. Als Re- solver wird ein elektromagnetischer Messumformer zur Wandlung der Winkellage ei- nes Rotors in eine elektrische Größe bezeichnet. Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann auf Basis des AMR-Effekts (Anisotroper magnetoresistiver Effekt) arbeiten. Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann auf Basis des GMR-Effekts (Riesenmagnetowi- derstand) arbeiten. Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann auf Basis des TMR- Effekts (Magnetischer Tunnelwiderstand) arbeiten. Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Verfahren zur Erhöhung der Messgenauigkeit von Sinus- Cosinus-Rotationssensoren, insbesondere Resolvern. In der Regel treten bei Sinus- Cosinus-Rotationssensoren statische und dynamische Signalabweichungen gemeinsam auf. Werden nur die einen oder die anderen kompensiert, verbleibt immer eine nicht kompensierte Messabweichung. Dies ist beispielsweise bei einem aus der Veröffentlichung„Q. Lin, T. Li, Z. Zhou: Error Analysis and Compensation of the Orthogonal Magnetic Encoder, 201 1 International Conference on Instrumentation, Measurement, Computer, Communication and Control" bekannten Verfahren der Fall, da die Signalabweichungen lediglich einmalig bestimmt werden, und statisch im Betrieb korrigiert werden, wobei dynamische Signalabweichungen bei dieser Lösung weiterhin zu Messabweichungen führen. Erfindungsgemäß wird zur Erhöhung der Messgenauigkeit von Sinus-Cosinus- Rotationssensoren eine Kombination von offline- und online-basierter Korrektur vorgeschlagen. Hiermit können gleichzeitig sowohl statische als auch dynamische Messabweichungen kompensiert werden. Als offline-basierte Kompensation wird eine einfache Look-Up-Tabelle vorgeschlagen, welche anhand einer Typen- oder einer Stück- prüfung im Vergleich mit einem hochgenauen Referenzsensor beschrieben wird. Bei dieser offline-basierten Kompensation ist es wichtig, dass die Anteile der dynamischen Kompensation aus der Look-Up-Tabelle herausgenommen werden. Dies beruht auf der Idee, dass diese dynamischen Anteile online kompensiert werden. In der Software werden eine Schätzung der Signalabweichungen und deren Kompensation vor diese Offline-Look-Up-Tabelle geschaltet. Hiermit können dynamischen Veränderungen im Betrieb kompensiert werden. Um bei zeitlich schnellen Variationen folgen zu können, wird eine hohe Signal-Abtastrate und das Newton-Verfahren zur Parameterschätzung vorgeschlagen. Durch alternative Verfahren zur Schätzung der Signalabweichungen könnten vergleichbar schnelle Parameter-Konvergenzen erreicht werden, beispiels- weise mittels Kaiman-Filtern oder neuronalen Netzen. The sine-cosine rotation sensor may be formed as a resolver. A resolver is an electromagnetic transducer for converting the angular position of a rotor into an electrical variable. The sine-cosine rotation sensor can operate on the basis of the AMR effect (anisotropic magnetoresistive effect). The sine-cosine rotation sensor can operate on the basis of the GMR (giant magnetoresistance) effect. The sine-cosine rotation sensor can operate based on the TMR (Magnetic Tunnel Resistance) effect. In summary and in other words, the invention thus provides, inter alia, a method for increasing the measuring accuracy of sine-cosine rotation sensors, in particular resolvers. As a rule, static and dynamic signal deviations occur together in sine-cosine rotation sensors. If only one or the other is compensated, an uncompensated error always remains. This is the case, for example, in one from the publication "Q. Lin, T. Li, Z. Zhou: Error Analysis and Compensation of the Orthogonal Magnetic Encoder, 2011 International Conference on Instrumentation, Measurement, Computer, Communication and Control "known method of the case, since the signal deviations are determined only once, and static Corresponding to the invention, a combination of off-line and online-based correction is proposed to increase the measurement accuracy of sine-cosine rotation sensors, thereby compensating for both static and dynamic measurement deviations For off-line compensation, a simple look-up table is proposed, which is described by a type or part check compared to a high-precision reference sensor dynamic compensation be taken out of the look-up table. This is based on the idea that these dynamic components are compensated online. In the software, an estimate of the signal deviations and their compensation are switched before this offline look-up table. This compensates for dynamic changes in operation. In order to be able to follow fast temporal variations, a high signal sampling rate and the Newton method for parameter estimation are proposed. Alternative methods for estimating the signal deviations would allow comparatively fast parameter convergence to be achieved, for example by means of Kalman filters or neural networks.

Die Erfindung kann bei allen Winkel- Drehzahl- und Beschleunigungsmessungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen eingesetzt werden. Ein Einsatz des beschriebenen Justierungsverfahrens ist im Bereich der elektrischen Antriebe denkbar. Hierdurch er- geben sich Vorteile bei den Sensorkosten sowie beim Wirkungsgrad und der Regelgüte. The invention can be used in all angular speed and acceleration measurements with high accuracy requirements. An application of the described adjustment method is conceivable in the field of electric drives. This will There are advantages in the sensor costs as well as in the efficiency and the control quality.

Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Korrektur von Messabweichungen von Sinus- Cosinus-Rotationssensoren zur Verfügung gestellt, das eine Kompensation von statischen und dynamischen Signalabweichungen zur Erhöhung der Messgenauigkeit ermöglicht. Insbesondere ist ein kombiniertes Justierungsverfahren von Sinus-Cosinus- Rotationssensoren zur Verfügung gestellt. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen. With the invention, a method for the correction of measurement deviations of sine-cosine rotation sensors is provided which enables a compensation of static and dynamic signal deviations to increase the measurement accuracy. In particular, a combined adjustment method of sine-cosine rotation sensors is provided. Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to figures. From this description, further features and advantages. Concrete features of this embodiment may represent general features of the invention. Features associated with other features of this embodiment may also represent individual features of the invention.

Es zeigen schematisch und beispielhaft: They show schematically and by way of example:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Resolvers, 1 is a schematic representation of a known from the prior art resolver,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur von Messabweichungen eines Resolvers, und FIG. 2 shows a schematic illustration of a method according to the invention for correcting measurement deviations of a resolver, and FIG

Fig. 3 Winkelabweichungen unterschiedlich korrigierter Messabweichungen des Re- solvers. FIG. 3 shows angle deviations of differently corrected measurement deviations of the resolver.

Fig. 1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Sinus-Cosinus- Rotationssensor, auch Quadratur-Sensor genannt, der vorliegend als ein Resolver 100 ausgeführt ist. Ein solcher Resolver 100 ist beispielsweise aus dem Datenblatt „AD2S1210, Variable Resolution, 10-Bit to 16-Bit R/D Converter with Reference Oscil- lator" aus dem Jahr 2010 bekannt. Eine erste Statorwicklung 102 wird mit einer sinusförmigen ersten Wechselspannung 104 beaufschlagt. Die erste Wechselspannung 104 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t zu Eo ' sin (cot) mit Eo: Anregungsamplitude, co: Anregungsfrequenz. 1 shows a sine-cosine rotation sensor known from the prior art, also referred to as a quadrature sensor, which is embodied here as a resolver 100. Such a resolver 100 is known, for example, from the data sheet "AD2S1210, variable resolution, 10-bit to 16-bit R / D converter with reference oscillator" from the year 2010. A first stator winding 102 is supplied with a sinusoidal first alternating voltage 104. The first alternating voltage 104 is calculated as a function of the time t to Eo ' sin (cot) with Eo: excitation amplitude, co: excitation frequency.

Ein Rotor 106 weist gegenüber einer Referenzwinkellage 108 einen Drehwinkel 1 10 (Drehwinkel a) auf. A rotor 106 has a rotation angle 110 relative to a reference angle position 108 (angle of rotation a).

Eine zweite Statorwicklung 1 12 liegt auf einer der ersten Statorwicklung 102 gegenüberliegenden Seite des Rotors 106. Eine dritte Statorwicklung 1 14 ist gegenüber der zweiten Statorwicklung 1 12 um 90 Grad gedreht angeordnet. A second stator winding 1 12 is located on one of the first stator winding 102 opposite side of the rotor 106. A third stator winding 1 14 is arranged opposite the second stator winding 1 12 rotated by 90 degrees.

Die erste Wechselspannung 104 erregt in der zweiten Statorwicklung 1 12 eine zweite Wechselspannung 1 16. Die zweite Wechselspannung 1 16 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t und des Drehwinkels 1 10 (Drehwinkel a) zu: Eo ' T- sin (cot)■ cos (a) mit Eo: Anregungsamplitude, co: Anregungsfrequenz, T: Transformationsverhältnis. Die zweite Wechselspannung 1 16 wird vom Cosinus des Drehwinkels 1 10 (Drehwinkel a) moduliert. The first alternating voltage 104 excites a second alternating voltage 16 in the second stator winding 12. The second alternating voltage 1 16 is calculated as a function of the time t and the angle of rotation 110 (angle of rotation a): Eo 'Tsin (cot) ■ cos (a) with Eo: excitation amplitude, co: excitation frequency, T: transformation ratio. The second AC voltage 1 16 is modulated by the cosine of the angle of rotation 1 10 (angle of rotation a).

Die erste Wechselspannung 104 erregt in der dritten Statorwicklung 1 14 eine dritte Wechselspannung 1 18. Die dritte Wechselspannung 1 18 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t und des Drehwinkels 1 10 (Drehwinkel a) zu: Eo ' T- sin (cot)■ sin (a) mit Eo: Anregungsamplitude, co: Anregungsfrequenz, T: Transformationsverhältnis. Die dritte Wechselspannung 1 18 wird vom Sinus des Drehwinkels 1 10 (Drehwinkel a) moduliert. Die Amplituden der zweiten Wechselspannung 1 16 und der dntten Wechselspannung 1 18 sind somit abhängig von dem Drehwinkel 1 10 (Drehwinkel a) des Rotors 106. Ein zwischen dem Resolver 100 und einem System-Mikroprozessor angeordneter Resol- ver-Digital-Wandler (Analog-Digital-Wandler) nutzt die Sinus- und Cosinussignale der zweiten und dritten Wechselspannungen 1 16, 1 18 zum Dekodieren der Winkelposition und Drehzahl des Rotors 106. The first alternating voltage 104 excites a third alternating voltage 1 18 in the third stator winding 14. The third alternating voltage 1 18 is calculated as a function of the time t and the angle of rotation 1 10 (angle of rotation a): E o 'T sin (cot) ■ sin (a) with Eo: excitation amplitude, co: excitation frequency, T: transformation ratio. The third AC voltage 1 18 is modulated by the sine of the rotation angle 1 10 (rotation angle a). The amplitudes of the second alternating voltage 1 16 and the dnt alternating voltage 1 18 are thus dependent on the angle of rotation 1 10 (rotational angle a) of the rotor 106. A resolver-digital converter (analogue converter) arranged between the resolver 100 and a system microprocessor. Digital converter) uses the sine and cosine signals of the second and third AC voltages 1 16, 1 18 to decode the angular position and speed of the rotor 106th

Durch die Auslegung und die Fertigungsstreuungen von Sinus-Cosinus- Rotationssensoren, vorliegend des Resolvers 100, sowie durch Bauteilstreuungen in der Signalaufbereitung und die Analog-Digital-Wandlung entstehen winkelabhängige und statische Abweichungen in den Signalen. Bei variierenden mechanischen Fehlstellungen von Stator zu Rotor 106 sowie bei Umgebungs- und Alterungseinflüssen auf die Elektronik entstehen außerdem dynamische Signalabweichungen im Betrieb. Due to the design and manufacturing variations of sine-cosine rotation sensors, in the present case of the resolver 100, as well as component scatters in the signal conditioning and the analog-to-digital conversion arise angle-dependent and static deviations in the signals. In the case of varying mechanical misalignments from stator to rotor 106 and in the event of environmental and aging influences on the electronics, dynamic signal deviations also occur during operation.

Fig. 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren 120 zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors am Beispiel des Resolvers 100. Der Resolver 100 liefert während des Verfahrens 120 als analoge Ausgangssignale die zweite Wechselspannung 1 16 und die dritte Wechselspannung 1 18. 2 shows schematically a method 120 according to the invention for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor using the example of the resolver 100. The resolver 100 supplies the second AC voltage I 16 and the third AC voltage I 18 during the method 120 as analog output signals.

In einem Verfahrensschritt 122 findet eine dynamische Korrektur der beiden Ausgangssignale zweite Wechselspannung 1 16 und dritte Wechselspannung 1 18 statt. Die dynamische Korrektur 122 bewirkt eine Kompensation von während des Verfahrens 120 online ermittelten oder online geschätzten Amplitudenabweichungen und/oder Offsetabweichungen der zweiten Wechselspannung 1 16 und der dritten Wechselspannung 1 18. In a method step 122, a dynamic correction of the two output signals second AC voltage 1 16 and third AC voltage 1 18 takes place. The dynamic correction 122 effects a compensation of amplitude deviations and / or offset deviations of the second alternating voltage 1 16 and the third alternating voltage 1 18 determined online during the method 120 or estimated online.

In einem der dynamischen Korrektur 122 nachgeschalteten Verfahrensschritt 124 findet eine statische Korrektur der beiden Ausgangssignale zweite Wechselspannung 1 16 und dritte Wechselspannung 1 18 statt. Dabei findet eine Kompensation von bereits vor dem Beginn des Verfahrens 120 ermittelten statischen Messabweichungen zu einem in den Figuren nicht dargestellten hochgenauen Referenzsensor statt. Die bereits zuvor erfolgte dynamische Korrektur 122 der Ausgangssignale wird in der statischen Korrektur 124 berücksichtigt, insbesondere abgezogen. Zur Kompensation der statischen Messabweichungen wird eine Look-Up-Tabelle in der Software hinterlegt. Die Look-Up-Tabelle enthält Informationen, die während des Verfahrens 120 zur Vermeidung aufwendiger Berechnungen benutzt werden. Die Look-Up-Tabelle wird vor dem Beginn des Verfahrens 120 anhand von individuellen End-of-Line-Vermessungen, das heißt Messungen im Montageendbereich des Resol- vers 100, oder anhand von typischen Werten für die Sensorserie des Resolvers 100 bestimmt. Anhand der Look-Up-Tabelle kann mittels Interpolation für jeden Drehwinkel 1 10 (Drehwinkel a) die notwendige statische Korrektur berechnet werden. In one of the dynamic correction 122 downstream method step 124 is a static correction of the two output signals second AC voltage 1 16 and third AC voltage 1 18 instead. In this case, a compensation of static measurement deviations already determined prior to the beginning of the method 120 to a high-precision reference sensor, which is not shown in the figures, takes place. The previously made dynamic correction 122 of the output signals is taken into account in the static correction 124, in particular deducted. To compensate for the static measurement deviations, a look-up table is stored in the software. The look-up table contains information used during method 120 to avoid costly calculations. The look-up table is determined prior to the start of the method 120 based on individual end-of-line measurements, that is, measurements in the final assembly area of the resolver 100, or on typical values for the sensor series of the resolver 100. Based on the look-up table, the necessary static correction can be calculated for each angle of rotation 1 10 (angle of rotation a) by means of interpolation.

Während der statischen Korrektur 124 werden in der Look-Up-Tabelle die Messabweichungen abgezogen, welche bereits zuvor durch die dynamische Korrektur 122 kompensiert wurden. Hierzu zählen insbesondere Amplituden- und Offset- Abweichungen in den Sinus- und Cosinus-Signalen der beiden Ausgangssignale zwei- te Wechselspannung 1 16 und dritte Wechselspannung 1 18. Durch die dynamische Korrektur 122 und die anschließende statische Korrektur 124 ergibt sich ein korrigiertes Messergebnis 126. During the static correction 124, the measurement deviations which were previously compensated by the dynamic correction 122 are subtracted in the look-up table. These include, in particular, amplitude and offset deviations in the sine and cosine signals of the two output signals, second alternating voltage 1 16 and third alternating voltage 1 18. Dynamic correction 122 and the subsequent static correction 124 result in a corrected measurement result 126.

Während des Verfahrens 120 wird die beschriebene dynamische Kompensation durch das Newton-Verfahren und anschließend die statische Kompensation durchgeführt. During method 120, the described dynamic compensation is performed by the Newton method and then the static compensation.

Zur Kompensation der Parameterschwankungen wird folgendes Modell der gegebenenfalls demodulierten Ausgangssignale angenommen. Die individuellen Signalamplituden von Cosinus und Sinus (zweite Wechselspannung 1 16, dritte Wechsel- Spannung 1 18) werden durch die Koeffizienten a, die Offsets durch b beschrieben. Ein Zeitindex wird mit k gekennzeichnet.

Figure imgf000011_0001
To compensate for the parameter fluctuations, the following model of the optionally demodulated output signals is assumed. The individual signal amplitudes of cosine and sine (second alternating voltage 1 16, third alternating voltage 1 18) are described by the coefficients a, the offsets by b. A time index is marked k.
Figure imgf000011_0001

Um die durch Amplituden- und Offset-Abweichungen entstehenden Messabweichungen aus der statischen Look-Up-Tabelle herauszunehmen, kann eine Least-Squares- Schätzung dieser Parameter und damit von den dadurch bedingten Messabweichun- gen durchgeführt werden. Hierzu werden die beiden obigen Gleichungen quadriert und addiert:

Figure imgf000012_0001
Die dazugehörigen Mess- und Parametervektor sowie die vereinfachte Vektorgleichung lauten damit: In order to remove the measurement deviations resulting from amplitude and offset deviations from the static look-up table, a least-squares estimation of these parameters and thus of the resulting measurement deviations can be performed. be carried out. For this, the two equations above are squared and added:
Figure imgf000012_0001
The associated measurement and parameter vector and the simplified vector equation are:

Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0002

Die Signalabweichungsparameter können damit anhand einer Messreihe wie folgt bestimmt werden.

Figure imgf000012_0003
The signal deviation parameters can thus be determined on the basis of a measurement series as follows.
Figure imgf000012_0003

Diese Parameter erlauben die Bestimmung der damit verbundenen dynamischen winkelabhängigen Messabweichungen. Diese werden von den Messabweichungen zu einem hochgenauen Referenzsensor abgezogen und das Resultat in der statischen Look-Up-Tabelle abgelegt. These parameters allow the determination of the associated dynamic angle-dependent measurement deviations. These are deducted from the measurement deviations to a high-precision reference sensor and the result is stored in the static look-up table.

Das Gleichungssystem in Matrixdarstellung zur dynamischen Online-Kompensation lautet: The system of equations in matrix representation for dynamic online compensation is:

Figure imgf000012_0004
Figure imgf000012_0004

■k Auf Basis des Quadrats der L2-Norm wird die Gütefunktion J definiert: ■ k Based on the square of the L2 standard, the merit function J is defined:

Figure imgf000013_0001
Die Ableitung der Gütefunktion J nach dem Parametervektor Theta ergibt sich zu:
Figure imgf000013_0001
The derivation of the quality function J according to the parameter vector theta results in:

Figure imgf000013_0002
Figure imgf000013_0002

Für das Newton-Verfahren wird außerdem die Hesse-Matrix H benötigt, also die zweite Ableitung der Gütefunktion J nach dem Parametervektor: For the Newton method, moreover, the Hesse matrix H is needed, ie the second derivative of the quality function J according to the parameter vector:

Figure imgf000013_0003
Figure imgf000013_0003

Der Gradient und die Hesse-Matrix werden dabei iterativ berechnet. Dazu wird das das Argument der Summenfunktion in jedem Zeitschritt bestimmt und auf den skalierten vorherigen Wert aufaddiert. Der Skalierungsfaktor wird dabei als Vergessens- Faktor bezeichnet. The gradient and the Hesse matrix are calculated iteratively. To do this, the argument of the sum function is determined in each time step and added to the scaled previous value. The scaling factor is referred to as the forgetting factor.

Mit einer Schrittweite Gamma können die Signalparameter iterativ geschätzt werden. Die Schrittweite kann adaptiert werden, beispielsweise mittels sogenanntem Backtra- cking. Durch eine hohe Abtastrate der Sensorsignale kann eine schnelle Konvergenz dieser Parameterschätzung sichergestellt werden.

Figure imgf000013_0004
With a step size gamma, the signal parameters can be estimated iteratively. The step size can be adapted, for example by means of so-called backtracking. Due to a high sampling rate of the sensor signals, a fast convergence of this parameter estimation can be ensured.
Figure imgf000013_0004

In Fig. 3 sind die Ergebnisse der Korrektur in einem Diagramm beispielhaft für den Resolver 100 dargestellt. Dabei sind die Winkelabweichungen über einem elektri- schen Winkel 126 dargestellt, der vorliegend dem Drehwinkel 1 10 des Rotors 106 entspricht. Der Wert einer nicht korrigierten Winkelabweichung 128 variiert über einen elektrischen Winkel 126 von 360°, der insbesondere einer Umdrehung des Rotors 106 entspricht, zwischen einer minimalen nicht korrigierten Winkelabweichung 130 und ei- ner maximalen nicht korrigierten Winkelabweichung 132. Der Wert einer statisch korrigierten Winkelabweichung 134 variiert über den elektrischen Winkel 126 von 360° zwischen einer minimalen statisch korrigierten Winkelabweichung 136 und einer maximalen statisch korrigierten Winkelabweichung 138. Der Wert einer dynamisch korrigierten Winkelabweichung 140 variiert über den elektrischen Winkel 126 von 360° zwischen einer minimalen dynamisch korrigierten Winkelabweichung 142 und einer maximalen dynamisch korrigierten Winkelabweichung 144. Der Wert einer statisch und dynamisch korrigierten Winkelabweichung 146 variiert über den elektrischen Winkel von 360° zwischen einer minimalen statisch und dynamisch korrigierten Winkelabweichung 148 und einer maximalen statisch und dynamisch korrigierten Winkelab- weichung 150. FIG. 3 shows the results of the correction in a diagram by way of example for the resolver 100. The angular deviations above an electrical illustrated angle 126, which in this case corresponds to the angle of rotation 1 10 of the rotor 106. The value of an uncorrected angular deviation 128 varies over an electrical angle 126 of 360 °, which corresponds in particular to one revolution of the rotor 106, between a minimum uncorrected angular deviation 130 and a maximum uncorrected angular deviation 132. The value of a statically corrected angular deviation 134 varies over the electrical angle 126 of 360 ° between a minimum statically corrected angular deviation 136 and a maximum statically corrected angular deviation 138. The value of a dynamically corrected angular deviation 140 varies over the electrical angle 126 of 360 ° between a minimum dynamically corrected angular deviation 142 and a maximum dynamically corrected angular deviation 144. The value of a statically and dynamically corrected angular deviation 146 varies over the electrical angle of 360 ° between a minimum statically and dynamically corrected angular deviation 148 and a maximum statically and dynamically corrected angle deviation 150.

In dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel betragen die maximalen Abweichungen des elektrischen Winkels 126 ohne Korrektur -1 ,29° bis 1 ,32°, mit statischer Korrektur -1 ,04° bis 1 ,09°, mit dynamischer Korrektur -0,608 bis 0,651 ° und mit statisch und dy- namischer Korrektur -0,468° bis 0,447°. Die Messgenauigkeit lässt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens 120 somit um nahezu einen Faktor drei verbessern. In the example shown in FIG. 3, the maximum deviations of the electrical angle 126 without correction amount to -1, 29 ° to 1, 32 °, with static correction -1, 04 ° to 1, 09 °, with dynamic correction -0.608 to 0.651 ° and with static and dynamic correction -0.468 ° to 0.447 °. The measurement accuracy can thus be improved by almost a factor of three with the aid of the method 120 according to the invention.

Die beschriebene Erfindung ist ebenso für andere Sinus-Cosinus-Rotationssensoren anwendbar, die beispielsweise auf Basis des AMR-Effekts (Anisotroper magnetore- sistiver Effekt) und/oder GMR-Effekts (Riesenmagnetowiderstand) und/oder TMR- Effekts (Magnetischer Tunnelwiderstand) arbeiten. Bezuqszeichenliste The invention described is also applicable to other sine-cosine rotation sensors which operate, for example, on the basis of the AMR effect (anisotropic magnetoresistive effect) and / or GMR effect (giant magnetoresistance) and / or TMR effect (magnetic tunnel resistance). LIST OF REFERENCES

00 Resolver 00 resolver

102 erste Statorwicklung  102 first stator winding

104 erste Wechselspannung  104 first AC voltage

106 Rotor  106 rotor

108 Referenzwinkellage  108 reference angle position

1 10 Drehwinkel  1 10 rotation angle

1 12 zweite Statorwicklung  1 12 second stator winding

1 14 dritte Statorwicklung  1 14 third stator winding

1 16 zweite Wechselspannung  1 16 second AC voltage

1 18 dritte Wechselspannung  1 18 third AC voltage

120 Verfahren  120 procedures

122 Verfahrensschritt, dynamische Korrektur  122 method step, dynamic correction

124 Verfahrensschritt, statische Korrektur  124 process step, static correction

26 elektrischer Winkel  26 electrical angle

128 nicht korrigierte Winkelabweichung  128 uncorrected angular deviation

130 minimale nicht korrigierte Winkelabweichung  130 minimum uncorrected angular deviation

132 maximale nicht korrigierte Winkelabweichung  132 maximum uncorrected angle deviation

134 statisch korrigierte Winkelabweichung  134 statically corrected angle deviation

136 minimale statisch korrigierte Winkelabweichung  136 minimum statically corrected angular deviation

138 maximale statisch korrigierte Winkelabweichung  138 maximum statically corrected angle deviation

140 dynamisch korrigierte Winkelabweichung  140 dynamically corrected angle deviation

142 minimale dynamisch korrigierte Winkelabweichung  142 minimum dynamically corrected angle deviation

144 maximale dynamisch korrigierte Winkelabweichung  144 maximum dynamically corrected angle deviation

146 statisch und dynamisch korrigierte Winkelabweichung  146 statically and dynamically corrected angle deviation

148 minimale statisch und dynamisch korrigierte Winkelabweichung 148 minimum static and dynamically corrected angular deviation

150 maximale statisch und dynamisch korrigierte Winkelabweichung 150 maximum statically and dynamically corrected angular deviation

Claims

Patentansprüche claims 1 . Verfahren (120) zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus-Cosinus- Rotationssensors (100) zur Ermittlung einer Drehzahl und/oder einer 1 . Method (120) for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor (100) for determining a rotational speed and / or a rotational speed Winkelposition eines um eine Drehachse drehenden Bauteils (106), wobei statische Messabweichungen des Sinus-Cosinus-Rotationssensors (100) durch eine statische Korrektur (124) kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine dynamische Korrektur (122) erfolgt.  Angular position of a rotating about a rotation axis component (106), wherein static errors of the sine-cosine rotation sensor (100) by a static correction (124) are compensated, characterized in that in addition a dynamic correction (122) takes place. 2. Verfahren (120) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Korrektur (122) zeitlich vor der statischen Korrektur (124) erfolgt. 2. The method (120) according to claim 1, characterized in that the dynamic correction (122) takes place temporally before the static correction (124). 3. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Korrektur (122) bei der anschließenden statischen Korrektur (124) berücksichtigt wird, insbesondere von der statischen Korrektur (124) abgezogen wird. 3. The method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the dynamic correction (122) is taken into account in the subsequent static correction (124), in particular by the static correction (124) is subtracted. 4. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur statischen Korrektur (124) eine Look-Up-Tabelle verwendet wird, die insbesondere vor dem Beginn des Verfahrens (120) erstellt wurde. 4. The method (120) according to claim 1, characterized in that a look-up table is used for the static correction (124), which was created in particular before the start of the method (120). 5. Verfahren (120) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verfahrens (120) wenigstens ein Wert der Look-Up-Tabelle verändert wird, insbesondere Messabweichungen, die bereits durch die dynamische Korrektur (122) kompensiert wurden, aus der Look-Up-Tabelle abgezogen werden. 5. Method (120) according to claim 4, characterized in that during the method (120) at least one value of the look-up table is changed, in particular measurement deviations which have already been compensated by the dynamic correction (122), from the look -Up table be deducted. 6. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Least-Squares-Schätzung durchgeführt wird, um6. Method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a least squares estimation is carried out in order to Messabweichungen aus der Look-Up-Tabelle herauszunehmen. Remove measurement deviations from the look-up table. 7. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das um die Drehachse drehenden Bauteil ein Rotor (106) einer elektrischen Maschine, ist. 7. The method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the component rotating about the axis of rotation is a rotor (106) of an electrical machine. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine hohe Signal-Abtastrate und/oder ein Newton- Verfahren zur Parameterschätzung verwendet wird. Method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a high signal sampling rate and / or a Newton method for parameter estimation is used. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schätzung der Signalabweichungen mittels Kaiman- Filtern und/oder neuronalen Netzen erfolgt. Method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that an estimation of the signal deviations takes place by means of Kalman filters and / or neural networks. 10. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sinus-Cosinus-Rotationssensor als ein Resolver (100) ausgebildet ist. 10. The method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sine-cosine rotation sensor is designed as a resolver (100).
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