JP7081390B2 - Rotation angle detector - Google Patents
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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 detecting device for detecting the rotation angle of a rotating shaft in a rotating electric machine.
従来、磁気センサを用いて、モータ(回転電機)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1~3)。これらの回転角度検出装置では、漏れ磁束や温度上昇等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。
Conventionally, a rotation angle detection device that detects a rotation angle on a rotation axis of a motor (rotary electric machine) by using a magnetic sensor is known (for example,
ところで、モータがエンジンのクランク軸に連結されるオルタネータやISG等である場合、次のような要因により角度誤差が生じると考えられる。例えば、エンジンの圧縮行程においては、混合気を圧縮するため、クランク軸の回転速度が減速し、それに伴い、モータの回転軸も減速すると考えられる。また、燃焼行程においては、混合気の燃焼によりクランク軸の回転速度が加速し、それに伴い、モータの回転軸も加速すると考えられる。すなわち、エンジンの動作による回転速度のムラにより、検出される回転角度に誤差が生じる可能性がある。 By the way, when the motor is an alternator, ISG, or the like connected to the crank shaft of the engine, it is considered that an angle error occurs due to the following factors. For example, in the compression stroke of the engine, it is considered that the rotation speed of the crank shaft is decelerated because the air-fuel mixture is compressed, and the rotation shaft of the motor is also decelerated accordingly. Further, in the combustion stroke, it is considered that the rotation speed of the crank shaft is accelerated by the combustion of the air-fuel mixture, and the rotation shaft of the motor is also accelerated accordingly. That is, there is a possibility that an error may occur in the detected rotation angle due to the unevenness of the rotation speed due to the operation of the engine.
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 detecting device capable of improving the detection accuracy of the rotation angle.
上記課題を解決するための第1の手段は、内燃機関のクランク軸に対して変速機構を介して回転軸が連結される回転電機の回転角度検出装置において、前記回転電機の前記回転軸に設けられた角度検出センサと、前記角度検出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、前記内燃機関及び前記回転電機が所定の運転状態であるか否かを判定する運転状態判定部と、前記判定部により所定の運転状態であると判定された場合に、前記変速機構の変速比に基づいて特定される変動周期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の補正に利用されるマップを設定するマップ設定部と、前記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補正部と、を備えることを要旨とする。 The first means for solving the above-mentioned problems is provided on the rotary shaft of the rotary electric machine in the rotation angle detection device of the rotary electric machine in which the rotary shaft is connected to the crank shaft of the internal combustion engine via a speed change mechanism. Based on the detected angle detection sensor and the detection result detected from the angle detection sensor, the calculation unit that calculates the rotation angle of the rotation shaft as the rotation angle before correction, and the internal combustion engine and the rotation electric machine are in a predetermined operating state. The correction detected in the fluctuation cycle specified based on the gear ratio of the speed change mechanism when the operation state determination unit for determining whether or not the case is determined to be in a predetermined operation state is determined by the determination unit. Based on the front rotation angle, the map setting unit that sets the map used to correct the error of the pre-correction rotation angle and the error correction value of the pre-correction rotation angle are estimated and estimated with reference to the map. The gist is to include a correction unit that corrects the rotation angle before correction according to an error correction value.
クランク軸の回転速度に速度変動が生じた場合、当該クランク軸に連結されている回転軸の回転角度にも影響を与える。このため、例えば、回転軸が等速であることを前提として誤差を補正すると、正確に誤差を補正することができず、回転角度の検出精度が悪くなる。 When the rotation speed of the crank shaft fluctuates, the rotation angle of the rotation shaft connected to the crank shaft is also affected. Therefore, for example, if the error is corrected on the premise that the rotation axis has a constant velocity, the error cannot be corrected accurately, and the detection accuracy of the rotation angle deteriorates.
そこで、内燃機関及び回転電機が所定の運転状態である場合に補正前回転角度を検出し、当該補正前回転角度に基づいて、補正前回転角度の誤差の補正に利用されるマップを設定した。このマップには、クランク軸の回転速度変動の影響が反映されているため、このマップを基準として、検出された補正前回転角度を比較判定すれば、クランク軸の回転速度変動による影響を取り除いて誤差を推定することができ、誤差の推定精度を向上することができる。よって、回転角度の検出精度を向上させることができる。 Therefore, when the internal combustion engine and the rotary electric machine are in a predetermined operating state, the pre-correction rotation angle is detected, and a map used for correcting the error of the pre-correction rotation angle is set based on the pre-correction rotation angle. Since this map reflects the influence of the rotation speed fluctuation of the crank shaft, if the detected pre-correction rotation angle is compared and judged based on this map, the influence of the rotation speed fluctuation of the crank shaft can be removed. The error can be estimated, and the error estimation accuracy can be improved. Therefore, the accuracy of detecting the rotation angle can be improved.
ところで、マップと補正前回転角度との比較判定を行う都合上、マップを設定する場合、補正前回転角度の変動周期を特定して、マップを設定する必要がある。しかしながら、補正前回転角度のみでは、回転軸が何回転した場合に、内燃機関の状態(例えば、クランク角)が同じ状態となるか不明である。そこで、変速比を用いることにより、変動周期を特定し、その変動周期において検出した補正前回転角度に基づいてマップを設定した。これにより、補正前回転角度の変動周期ごとにマップを設定することができ、マップと補正前回転角度との比較判定を適切に行うことができる。 By the way, for the convenience of comparing and determining the map and the rotation angle before correction, when setting the map, it is necessary to specify the fluctuation cycle of the rotation angle before correction and set the map. However, it is unclear how many rotations of the rotation shaft the internal combustion engine state (for example, the crank angle) will be in the same state only by the rotation angle before correction. Therefore, the fluctuation cycle was specified by using the gear ratio, and the map was set based on the pre-correction rotation angle detected in the fluctuation cycle. As a result, the map can be set for each fluctuation cycle of the rotation angle before correction, and the comparison determination between the map and the rotation angle before correction can be appropriately performed.
(第1実施形態)
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。
(First Embodiment)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be used for the parts having the same reference numerals. The rotary electric machine according to the present embodiment is mounted on a vehicle. FIG. 1 shows a rotary electric machine according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a control system for controlling the rotary electric 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 rotary electric machine shown in FIGS. 1 and 2 is a generator with a motor function having a
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
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
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
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 12a is formed in an annular shape by a magnetic material, and its axis is coaxial with the
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. Then, the armature winding 12b generates a magnetic flux by being supplied with electric power (AC power). Further, the armature winding 12b generates electric power (alternating current power) by interlinking with the magnetic flux generated by the
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
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 Randell type pole core, which is provided with an annular hollow portion, and the field winding 13b is housed in the hollow portion. The rotor core 13a is arranged so that its outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator core 12a in a state of being separated from the inner peripheral surface. Further, a rotating
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
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、変速機構15、例えば、ベルト及びプーリを用いた動力伝達機構等を介してエンジン200のクランク軸200aに連結される。
The
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 portion of the rotating shaft 14 (the end portion on the
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と対向する角度検出センサとしての磁気センサ92が固定されている。
Further, a
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
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
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
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。
The functions of the
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、電機子巻線12bや界磁巻線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がある。また、磁石91の温度変化などにより、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、運転状態判定部24と、マップ設定部25と、基準状態判定部26としての機能を備える。
By the way, the rotation angle calculated based on the detection result detected by the
算出部21として機能する制御装置20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
補正値学習部22として機能する制御装置20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(NM信号))が入力された位置である。基準位置信号とは、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
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。
Hereinafter, the learning method will be described in detail with reference to FIG. The correction
割込み角A(n)=360°/定数N×変数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が一定の回転速度RS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。
Interrupt angle A (n) = 360 ° / constant N × variable n ... (1)
In the present embodiment, N = 16 and the interrupt angles A (n) are 22.5 ° (n = 1), 45 ° (n = 2), and 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). Further, in FIG. 3, the solid line shows the rotation angle before correction based on the detection result of the
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が一定の回転速度RS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。
Next, when the correction
割り込み実角I(n)=360°×経過時間t(n)/回転時間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。
Interrupt real angle I (n) = 360 ° x elapsed time t (n) / rotation time T ... (2)
Then, the correction
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の回転速度RS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 real angle I (n) ... (3)
When the rotation speed RS of the
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。
Therefore, the correction
積算値X=変動誤差E(1)+変動誤差E(2)+・・・+変動誤差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RS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。
Integrated value X = fluctuation error E (1) + fluctuation error E (2) + ... + fluctuation error E (N) ... (4)
Here, it is assumed that the
基準位置ずれG=積算値X/定数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。
Reference position deviation G = integrated value X / constant N ... (5)
Then, as shown in the mathematical formula (6), the correction
誤差補正値C(n)=変動誤差E(n)-基準位置ずれ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。
Error correction value C (n) = Fluctuation error E (n) -Reference position deviation G ... (6)
Then, the correction
補正部23として機能する制御装置20は、回転軸14の回転速度RSが閾値以上である場合、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RAを算出してもよい。
When the rotation speed RS of the
ところで、回転軸14の回転速度RSが遅い場合、早い場合と比較して、検出期間中に、回転速度RSに変動が生じやすい。すなわち、回転軸14の回転速度RS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RS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回転速度RSと、180~360度まで回転する際における回転速度RSが異なるという状態が生じやすい。
By the way, when the rotation speed RS of the
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、加速しやすく、圧縮行程では、減速しやすい。つまり、回転軸14の回転速度RSにばらつきが生じやすい。このことは、回転軸14の回転速度RSが遅い場合、早い場合と比較して、特に顕著となる。つまり、回転軸14の回転速度RSの変動幅が大きくなりやすい。
In particular, in the present embodiment, the
そして、このように検出期間における回転軸14の回転速度RS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軸14の回転速度RSが一定であることを前提として誤差補正値C(n)を算出している。このため、この誤差補正値C(n)を誤差補正に利用すると、回転角度RAの検出精度が低下する。そこで、本実施形態では、エンジン200の駆動中、回転軸14の回転速度RSが遅い場合等、前述した方法で学習した値では、高精度な誤差補正値C(n)を算出することが期待できない場合には、以下に説明するマップにより、誤差補正値を推定することとした。なお、以下では、補正値学習部22による学習に基づく誤差補正値を、誤差補正値C(n)と示す場合がある一方、マップに基づいて推定される誤差補正値を、誤差補正値Dと示す場合がある。
Then, despite the large fluctuation range of the rotation speed RS of the
まず、マップ設定処理について図4に基づいて説明する。マップ設定処理は、イグニッションオン後、所定周期ごとに制御装置20により実行される。
First, the map setting process will be described with reference to FIG. The map setting process is executed by the
制御装置20は、エンジン200が所定の運転状態であるか否かを判定する(ステップS301)。所定の運転状態とは、例えば、エンジン200がアイドリング状態である状態のことである。アイドリング状態とするのは、クランク軸200aが車軸(図示略)に対して駆動力を伝えない状態となっているため、駆動力を伝える状態と比較して、燃焼行程等に基づく回転軸14の回転速度RSの変化が大きいからである。つまり、回転角度RAの変化が大きく、把握しやすいからである。また、加減速しない状態であるため、回転速度RSの平均がそろいやすいという利点や、平均回転速度が車両走行中である場合に比較して低速であるため、回転角度RAの角度変化に要する時間が長くなるという利点もあるからである。すなわち、アイドリング状態としたのは、検出精度を向上させることができるという利点があるからである。
The
具体的に所定の運転状態(アイドリング状態)の成立条件について説明すると、例えば、エンジン200のエンジン回転数(エンジン200の回転速度NE)が予め決められた範囲内であることが成立条件に含まれる。エンジン200の回転速度NEは、エンジン200(より詳しくは、エンジン200を制御するエンジンECU)から、取得してもよいし、補正前回転角度の検出結果に基づいて算出してもよい。つまり、補正前回転角度を時間微分して極値(又は変曲点)を特定し、当該極値(又は変曲点)の間隔に基づいてエンジン200の回転速度NEを特定してもよい。また、回転軸14が基準位置に到達する間隔(つまり、回転軸14の回転周期)及び変速比(ギヤ比、プーリー比又は減速比)に基づいてエンジン200の回転速度NEを算出してもよい。
Specifically, the condition for establishing a predetermined operating state (idling state) will be described. For example, the condition for establishing the
なお、エンジン200の回転速度NE(エンジン回転数)の代わりに、回転軸14の回転速度RSが予め決められた範囲内であることが成立条件に含めてもよい。回転軸14の回転速度RSは、例えば、回転軸14が基準位置に到達する間隔に基づき、算出可能である。
Instead of the rotation speed NE (engine rotation speed) of the
また、本実施形態において、所定の運転状態の成立条件には、例えば、ISG100の温度が予め決められた範囲内であることが含まれる。温度は、ISG100に設けられた温度センサの検出結果に基づき判定すればよい。なお、ISG100の温度の代わりに、エンジン200の温度(水温)が予め決められた範囲内であるか否かを判定してもよい。また、本実施形態において、所定の運転状態の成立条件には、例えば、ISG100とバッテリ(図示略)との間において通電が行われていないこと、すなわち、ISG100の電機子巻線12b及び界磁巻線13bに、通電が行われていないことが含まれる。
Further, in the present embodiment, the conditions for establishing the predetermined operating state include, for example, that the temperature of the
このステップS301の処理を実行することにより、制御装置20は、運転状態判定部24としての機能を備えていることとなる。
By executing the process of step S301, the
制御装置20は、所定の運転状態であると判定しなかった場合(ステップS301:NO)、設定処理を終了する。一方、制御装置20は、所定の運転状態であると判定した場合(ステップS301:YES)、回転軸14の回転角度の変動周期を特定する(ステップS302)。
If the
ステップS302について詳しく説明する。エンジン200の回転速度NEは、一般的に、燃焼サイクル内の各行程に応じて上昇と降下とを繰り返し、図5に示すような波形(放物線が連続するような波形)となる。つまり、180°CAごとに極小値となり、その後、各気筒での燃焼により回転速度NEが上昇する。したがって、エンジン200の回転速度NEの極小値が上死点(又は下死点)に相当する。そして、エンジン200の気筒が1往復することにより、エンジン200のクランク軸200aは1回転(360°CA)する。なお、本実施形態におけるエンジン200は、4気筒であるため、クランク軸200aは2回転(720°CA)することにより、エンジン200の動作周期(1燃焼サイクル:吸気行程-圧縮行程-膨張行程(燃焼行程)-排気行程)が終了する。つまり、エンジン200は、4ストローク/1サイクルエンジンである。なお、図5では、各気筒#1~#4の行程に関連付けて、エンジン200の回転速度NEを示す。
Step S302 will be described in detail. The rotation speed NE of the
一方、クランク軸200aと回転軸14とは、変速機構15を介して連結されている。つまり、回転軸14は、クランク軸200aに対して所定の変速比で連結されている。このため、クランク軸200aの状態(クランク角CA)と、回転軸14の状態(回転角度RA)とが、それぞれ同じ状態(同じ位相)となる変動周期を特定するためには、変速比を考慮する必要がある。本実施形態では、回転軸14の回転回数を単位として変動周期を特定する。例えば、変速比が1:3(クランク軸200a:回転軸14)の関係にある場合、変動周期は、回転軸14が3回転したときに、1周期経過したこととなる。同様に、変速比が1.0:2.3(クランク軸200a:回転軸14)の関係にある場合、変動周期は、回転軸14が23回転(クランク軸200aが10回転)したときに、1周期経過したこととなる。
On the other hand, the crank shaft 200a and the
つまり、クランク軸200aの回転回数をM(ただしMは整数)とし、回転軸14の回転回数をL(ただし、Lは整数)とした場合において、M:Lが変速比に一致する場合、Lの最小値が変動周期に相当する。
That is, when the number of rotations of the crank shaft 200a is M (where M is an integer) and the number of rotations of the
変動周期を特定した後、制御装置20は、ISG100及びエンジン200が基準状態となったか否かを判定する(ステップS303)。例えば、回転軸14の回転角度RAが第1角度となった場合であって、クランク角CAが第2角度となった場合に、基準状態となったと判定する。ステップS303を実施することにより、制御装置20は、基準状態判定部26としての機能を備えることとなる。
After specifying the fluctuation period, the
第1角度は、任意であるが、最も精度よく検出できる基準位置を示す角度(基準位置信号を入力する角度)であることが望ましい。第1角度を、基準位置を示す角度とした場合、基準位置信号を入力した時点が、回転軸14の回転角度RAが第1角度となった時点に相当する。同様に、第2角度は、任意であるが、最も精度よく検出できる上死点(又は下死点)を示す角度であることが望ましい。上死点(又は下死点)を示す角度であるか否かの判定方法は、前述したように、エンジンECUから取得してもよいし、補正前回転角度を時間微分して判定してもよい。
The first angle is arbitrary, but it is desirable that it is an angle indicating a reference position that can be detected most accurately (an angle at which a reference position signal is input). When the first angle is an angle indicating a reference position, the time when the reference position signal is input corresponds to the time when the rotation angle RA of the
なお、回転軸14の回転角度RAが第1角度となった時点と、クランク角CAが第2角度となった時点とは、必ずしも同時である必要はなく、所定の範囲内であれば、ステップS303を肯定判定してもよい。
It should be noted that the time when the rotation angle RA of the
ステップS303の判定結果が否定の場合、制御装置20は、マップ設定処理を終了する。一方、ステップS303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し、基準状態に達した時からの経過時間に関係づけて共に記憶する(ステップS304)。
If the determination result in step S303 is negative, the
次に、制御装置20は、ステップS302で特定した変動周期を経過したか否かを判定する(ステップS305)。変動周期が経過したか否かは、回転軸14の回転角度RAが変動周期に相当する角度分回転したか否かに基づいて、判定してもよい。また、基準位置となった回数(つまり、回転軸14の回転回数)が変動周期に相当する回数に達したか否かに基づいて、判定してもよい。また、エンジンECUから取得したクランク軸200aの回転回数に基づいて、判定してもよい。
Next, the
ステップS305の判定結果が否定の場合(ステップS305:NO)、制御装置20は、ステップS304の処理に移行し、変動周期を経過するまで、繰り返し実行する。
If the determination result in step S305 is negative (step S305: NO), the
一方、変動周期が終了した場合(ステップS305:YES)、制御装置20は、記憶した補正前回転角度と経過時間との関係に基づいて、マップを設定する(ステップS306)。具体的には、記憶した補正前回転角度と経過時間との関係に基づいて、図6に示すような回転軸14の回転角度RAの時間変化を示す近似曲線を算出し、当該近似曲線をマップとして設定する。このマップは、所定の運転状態である場合における磁気センサ92の検出結果を利用して設定されている。つまり、エンジン200の回転速度NEがほぼ一定である状況下で、ISG100の温度が所定の範囲内であり、かつ、漏れ磁束が少ない状況下における磁気センサ92の検出結果を利用して設定されている。このため、速度変化に基づく誤差や、温度に基づく誤差、及び漏れ磁束に基づく誤差が少ない基準として利用しうるマップであるといえる。なお、図6における破線は、エンジン200の回転速度NEを模式的に示し、図6では、変速比が1:3であることを前提として図示している。
On the other hand, when the fluctuation cycle ends (step S305: YES), the
制御装置20は、マップの設定後、マップを記憶し(ステップS307)、マップ設定処理を終了する。これらのステップS304~S307の処理により、制御装置20は、マップ設定部25としての機能を備えることとなる。
After setting the map, the
そして、補正部23は、エンジン200の駆動中、回転軸14の回転速度RSが予め決められた閾値未満である場合、このマップを参照して補正前回転角度の誤差補正値Dを推定し、推定された誤差補正値Dによって補正前回転角度を補正する。
Then, when the rotation speed RS of the
具体的には、回転軸14の回転速度RSに応じて、マップの変動周期を比例変化させて比較する。例えば、補正時における回転軸14の回転速度RSが、マップ設定時における回転速度RSの2倍である場合、マップの変動周期が1/2となるように縮小する。
Specifically, the fluctuation period of the map is proportionally changed and compared according to the rotation speed RS of the
そして、基準状態となったタイミングからの経過時間に基づき、補正前回転角度と、当該マップにより特定される回転角度RAとを比較し、誤差補正値Dを推定(算出)する。そして、算出した誤差補正値Dを用いて補正前回転角度を補正する。 Then, based on the elapsed time from the timing when the reference state is reached, the rotation angle before correction is compared with the rotation angle RA specified by the map, and the error correction value D is estimated (calculated). Then, the calculated error correction value D is used to correct the rotation angle before correction.
一方、補正部23は、回転速度RS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C(n)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C(n)に基づき、補正前回転角度を補正する。
On the other hand, when the rotation speed RS is equal to or higher than a predetermined threshold value, the
なお、本実施形態では、エンジン200が駆動していない場合であって、回転速度RSが予め決められた閾値未満である場合、誤差補正を行わない。また、回転速度RSが予め決められた閾値以上である場合に、前回の検出期間において誤差補正値C(n)が学習されていない場合においても、誤差補正を行わない。また、回転速度RSが予め決められた閾値未満である場合に、マップが設定されていない場合においても、誤差補正を行わない。
In this embodiment, if the
また、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RS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RS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RS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。
Further, the threshold value is set to a larger value when the
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RSに比較して、今回の検出期間における回転速度RS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
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。
Further, the correction
すなわち、補正値学習部22は、前回の検出期間における回転速度RSに比較して、今回の検出期間における回転速度RS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。
That is, the correction
次に、補正値学習処理の流れについて図7に基づき説明する。補正値学習処理は、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. 7. The correction value learning process is executed by the
制御装置20は、回転軸14の回転速度RSが閾値以上であるか否かを判定する(ステップS101)。この判定結果が否定の場合、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、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S102)。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S103)。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S104)。
The
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S105)。ステップS104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S106)。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S103以降の処理を再び実行する。
If this determination result is affirmative, the
一方、ステップS106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S107)。つまり、ステップS102の基準位置信号を入力してからステップS106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, if the determination result in step S106 is affirmative, the
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S108)。ステップS108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RSに比較して、今回の検出期間における回転速度RS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。つまり、所定の精度以上の誤差補正値C(n)を算出可能であるか否かを判定する。
Next, the
ステップS108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S109)。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S110)。そして、補正値学習処理を終了する。一方、ステップS108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。
If the determination result in step S108 is affirmative, the
次に、補正処理について図8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、補正処理の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
制御装置20は、回転軸14の回転速度RS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。ステップS201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C(n)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
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C(n)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。一方、ステップS202の判定結果が否定の場合、制御装置20は、補正処理を終了する。
If the determination result in step S202 is affirmative, the
一方、ステップS201の判定結果が否定の場合、制御装置20は、エンジン200が駆動中であるか否かを判定する(ステップS204)。この判定結果が否定の場合、補正処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in step S201 is negative, the
ステップS204の判定結果が肯定の場合、制御装置20は、マップ設定処理により設定されたマップが記憶されているか否かを判定する(ステップS205)。この判定結果が否定の場合、制御装置20は、補正処理を終了する。
If the determination result in step S204 is affirmative, the
一方、ステップS205の判定結果が肯定の場合、マップを読み出し、読み出したマップを参照し、誤差補正値Dを推定する(ステップS206)。制御装置20は、ステップS205で推定された誤差補正値D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S207)。そして、補正処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in step S205 is affirmative, the map is read out, the read map is referred to, and the error correction value D is estimated (step S206). The
制御装置20は、補正処理終了後、補正された回転角度RAに基づき、モータ10の制御などを実行する。
After the correction process is completed, the
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 above-described embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
エンジン200の回転速度NEに変動が生じた場合、クランク軸200aに連結されている回転軸14の回転角度RAにも影響を与える。このため、例えば、回転軸14が等速であることを前提として学習した誤差補正値C(n)に基づいて誤差補正すると、正確に誤差を補正することができず、回転角度RAの検出精度が悪くなる。
When the rotation speed NE of the
そこで、エンジン200及びISG100が所定の運転状態である場合に補正前回転角度を検出し、当該補正前回転角度に基づいて、補正前回転角度の誤差の補正に利用されるマップを設定した。このマップには、クランク軸200aの回転速度変動の影響が反映されているため、このマップを基準として、検出された補正前回転角度を比較判定すれば、クランク軸200aの回転速度変動による影響を取り除いて誤差を推定することができ、誤差の推定精度を向上することができる。よって、回転角度RAの検出精度を向上させることができる。
Therefore, when the
ところで、マップと補正前回転角度との比較判定を行う都合上、マップを設定する場合、補正前回転角度の変動周期を特定して、マップを設定する必要がある。すなわち、図6に示すように、回転軸14の回転角度RAの変動周期は、回転軸14が1回転(360°)する周期と一致するわけではなく、クランク軸200aの回転周期を考慮する必要がある。また、クランク軸200aと回転軸14とは変速機構15により連結しているため、クランク軸200aの回転周期を考慮する際には、その変速比も考慮する必要がある。すなわち、補正前回転角度のみでは、回転軸14が何回転した場合に、エンジン200のクランク角CAが同じ位相となるか不明である。そこで、変速比を用いることにより、変動周期を特定し、その変動周期において検出した補正前回転角度に基づいてマップを設定した。これにより、補正前回転角度の変動周期ごとにマップを設定することができ、マップと補正前回転角度との比較判定を適切に行うことができる。
By the way, for the convenience of comparing and determining the map and the rotation angle before correction, when setting the map, it is necessary to specify the fluctuation cycle of the rotation angle before correction and set the map. That is, as shown in FIG. 6, the fluctuation cycle of the rotation angle RA of the
基準状態判定部26が、回転軸14の回転角度RAが予め定められた第1角度であり、かつ、クランク角CAが予め定められた第2角度である場合に、基準状態であると判定する。そして、補正部23は、基準状態であると判定されたことを契機に、マップを参照して、補正前回転角度を補正する。これにより、マップと補正前回転角度との比較判定を行う際の始点を揃えることができ、マップと補正前回転角度との比較判定を適切に行うことができる。つまり、検出精度を向上させることができる。
The reference
マップ設定部25は、変速機構15の変速比に基づいて、基準状態となってから、次の基準状態となるまでの変動周期を特定している。これにより、マップと補正前回転角度との比較判定を行う際の始点及び終点を揃えることができ、マップと補正前回転角度との比較判定を適切に行うことができる。つまり、検出精度を向上させることができる。
The
回転軸14の基準位置は、他の角度と異なり、特定しやすい。また、気筒の上死点又は下死点を示す角度は、極値(又は変曲点)となるため、他の角度と異なり、特定しやすい。そこで、第1角度を、回転軸14の基準位置を示す角度にし、第2角度を、気筒の上死点(又は下死点)を示す角度にした。このため、基準状態を正確に判定しやすくなる。
The reference position of the
制御装置20は、エンジン200がアイドリング状態であることを条件にして、所定の運転状態であると判定した。より詳しくは、制御装置20は、エンジン200の回転速度NEが予め決められた範囲内であることを条件にして、所定の運転状態であると判定した。これにより、速度変化が小さく、かつ、回転速度RSが低速の状態で取得した検出結果に基づいてマップを設定するため、基準として適切なものとすることができ、検出精度を向上することができる。
The
また、制御装置20は、ISG100の温度が予め決められた範囲内であることを条件にして、所定の運転状態と判定する。これにより、温度に基づく誤差が少ない状態でマップを設定するため、基準として適切なものとすることができ、検出精度を向上することができる。
Further, the
また、制御装置20は、ISG100への通電が行われてないことを条件にして、所定の運転状態と判定する。これにより、漏れ磁束の影響が少ない場合に、マップを設定するため、基準として適切なものとすることができ、検出精度を向上することができる。
Further, the
制御装置20は、回転軸14の回転速度RSが閾値未満である場合には、マップを参照して誤差補正値Dを推定し、推定された誤差補正値D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RS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RAの検出精度を向上させることができる。
When the rotation speed RS of the
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RA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
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の制御装置について説明する。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。
(Second Embodiment)
Next, the control device of the second embodiment will be described. In the following, the parts that are the same or equal to each other in each embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be referred to for the portions having the same reference numerals.
エンジン200の気筒数が複数存在する場合(例えば4気筒の場合)において、気筒特性により、図9に示すように、1燃焼サイクル中において、エンジン200の回転速度NEに変動が生じる場合がある。つまり、各気筒#1~#4の燃焼行程ごとに、回転速度NEの変動波形が異なる場合がある。具体的には、エンジン200の回転変動において、気筒ごとに、最低回転速度NL、最高回転速度NH、回転変動量ΔNKを算出した場合、最低回転速度NLはほぼ同じである一方、最高回転速度NH(つまり、回転変動量ΔNK)が異なる。この違いは、気筒におけるシール性の違いや、インジェクタの劣化度合い、気筒内のクリアランス(死容積等)の違いなどによるものである。また、気筒の燃料噴射の状態が相違しても、回転変動量ΔNKの気筒間ばらつきが生じる。
When there are a plurality of cylinders of the engine 200 (for example, in the case of four cylinders), the rotation speed NE of the
このため、マップ設定処理においてマップを設定する場合には、気筒の違いも考慮して、変動周期を設定することが望ましい。ここで、第2実施形態におけるマップ設定処理について図10に基づいて説明する。 Therefore, when setting the map in the map setting process, it is desirable to set the fluctuation cycle in consideration of the difference in cylinders. Here, the map setting process in the second embodiment will be described with reference to FIG.
制御装置20は、第1実施形態のステップS301と同様に、エンジン200が所定の運転状態であるか否かを判定する(ステップS401)。制御装置20は、所定の運転状態であると判定しなかった場合(ステップS401:NO)、設定処理を終了する。一方、制御装置20は、所定の運転状態であると判定した場合(ステップS401:YES)、回転軸14の回転角度RAの変動周期を特定する(ステップS402)。
Similar to step S301 of the first embodiment, the
ステップS402について詳しく説明する。エンジン200が4気筒である場合、エンジン200の回転速度NEは、1燃焼サイクルごとに、同じような変動を繰り返す。つまり、クランク軸200aは2回転(720°CA)するごとに、同じような変動を繰り返す。一方、回転軸14は、クランク軸200aに対して所定の変速比(ギヤ比)で連結されている。
Step S402 will be described in detail. When the
このため、予め決められた気筒(例えば、気筒#3)が燃焼行程である場合におけるクランク角CAと、回転軸14の回転角度RAとが、それぞれ同じ状態(同じ位相)となる変動周期を特定するためには、気筒数及び変速比を考慮する必要がある。そして、本実施形態では、回転軸14の回転回数を単位として変動周期を特定する。
Therefore, a fluctuation period in which the crank angle CA and the rotation angle RA of the
例えば、気筒数が4で、変速比が1:3(クランク軸200a:回転軸14)の関係にある場合、変動周期は、回転軸14が6回転(クランク軸200aが2回転)したときに、1周期経過したこととなる。同様に、変速比が1.0:2.3(クランク軸200a:回転軸14)の関係にある場合、変動周期は、回転軸14が23回転(クランク軸200aが10回転)したときに、1周期経過したこととなる。
For example, when the number of cylinders is 4 and the gear ratio is 1: 3 (crank shaft 200a: rotary shaft 14), the fluctuation cycle is when the
つまり、クランク軸200aの回転回数を2M(ただし2Mは偶数)とし、回転軸14の回転回数をL(ただし、Lは整数)とした場合において、2M:Lが変速比に一致する場合、Lの最小値が変動周期に相当する。
That is, when the number of rotations of the crank shaft 200a is 2M (however, 2M is an even number) and the number of rotations of the
変動周期を特定した後、制御装置20は、ISG100及びエンジン200が基準状態となったか否かを判定する(ステップS403)。例えば、回転軸14の回転角度RAが第1角度となった場合であって、予め決められた気筒(例えば、気筒#3)が燃焼サイクルにおいて所定の行程(例えば、燃焼行程)となり、かつ、クランク角が予め定められた第2角度である場合に、基準状態となったと判定する。なお、気筒#3が燃焼行程であるか否かは、例えば、補正前回転角度から、エンジン200の回転速度NEや死点の間隔を算出して、推定すればよい。また、エンジンECUから情報を取得してもよい。
After specifying the fluctuation period, the
第1角度は、任意であるが、最も精度よく検出できる基準位置を示す角度(基準位置信号を入力する角度)であることが望ましい。同様に、第2角度は、任意であるが、最も精度よく検出できる上死点(又は下死点)を示す角度であることが望ましい。 The first angle is arbitrary, but it is desirable that it is an angle indicating a reference position that can be detected most accurately (an angle at which a reference position signal is input). Similarly, the second angle is arbitrary, but preferably an angle indicating the top dead center (or bottom dead center) that can be detected most accurately.
ステップS403の判定結果が否定の場合、制御装置20は、マップ設定処理を終了する。一方、ステップS403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し、基準状態に達した時からの経過時間に関係づけて共に記憶する(ステップS404)。ステップS404以降の処理は、第1実施形態のステップS304以降の処理と同じであるため、説明を省略する。
If the determination result in step S403 is negative, the
この結果、図11に示すような回転軸14の回転角度RAの時間変化を示すマップが設定される。このマップに示すように、気筒の違いが反映されるように、変動周期が設定されている。このため、補正部23が、第1実施形態と同様にして、このマップを参照して補正前回転角度を補正する場合、変動周期及び気筒の違いも考慮して誤差補正が行われることとなる。つまり、気筒の違いによる誤差が抑制される。
As a result, a map showing the time change of the rotation angle RA of the
なお、図11における破線は、エンジン200の回転速度NEの速度変動を示し、図11では、変速比が1:3であることを前提として回転軸14の回転角度RAを図示している。
The broken line in FIG. 11 shows the speed fluctuation of the rotation speed NE of the
そして、補正部23は、第1実施形態と同様に、エンジン200の駆動中、回転軸14の回転速度RSが予め決められた閾値未満である場合、このマップを参照して補正前回転角度の誤差補正値Dを推定し、推定された誤差補正値Dによって補正前回転角度を補正する。
Then, as in the first embodiment, when the rotation speed RS of the
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 above-described embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
エンジン200の気筒が複数存在する場合、所定の運転状態であっても、気筒#1~#4の違いにより、回転速度RSが異なる場合がある(ムラが生じる場合がある)。このため、マップを設定する場合には、気筒の違いも考慮して、変動周期を設定することが望ましい。そこで、変速比及び気筒数に基づいて、基準状態となってから、次の基準状態となるまでの変動周期を特定することとした。これにより、気筒の違いによる回転速度RSの速度変化も考慮してマップを作成することができ、検出精度を向上させることができる。
When there are a plurality of cylinders of the
また、制御装置20は、回転角度RAが第1角度となった場合であって、気筒#3が燃焼行程となり、かつ、クランク角が第2角度である場合に、基準状態となったと判定する。これにより、気筒が複数存在する場合であっても、マップと補正前回転角度との比較判定を行う際の始点を揃えることができ、マップと補正前回転角度との比較判定を適切に行うことができる。つまり、検出精度を向上させることができる。
Further, the
(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, the parts that are the same or equal to each other in each embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be referred to for the portions having the same reference numerals.
・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、運転状態判定部24、マップ設定部25、及び基準状態判定部26を備えた。この別例として、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、運転状態判定部24、マップ設定部25、及び基準状態判定部26の機能のうち1部又は全部を備えてもよい。
In the above embodiment, the
・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, it may be configured to output a reference position signal at predetermined angle (for example, 180 °) intervals. In this case, the detection period may be set from the first reference position (0 °) to the second reference position (180 °).
・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。
-In the above embodiment, the threshold value does not have to be changed depending on whether or not the
・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
・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 adopted instead of the
・上記実施形態において、マップの設定方法を任意に変更してもよい。例えば、補正前回転角度を時間微分して、始点を特定し、始点の間隔(平均値)からエンジン200の回転速度NE(理想値)の変動波形を算出する。そして、エンジン200の回転速度NEと変速比を用いて、理想的な回転速度RSの変動波形を推定し、理想的な回転速度RSの変動波形を積分することにより、理想的な回転角度RAの変動波形を算出し、マップとして設定してもよい。
-In the above embodiment, the map setting method may be arbitrarily changed. For example, the rotation angle before correction is time-differentiated, the start point is specified, and the fluctuation waveform of the rotation speed NE (ideal value) of the
・上記実施形態において、回転速度RSが閾値未満であっても、誤差補正値C(n)を算出し、学習してもよい。 -In the above embodiment, even if the rotation speed RS is less than the threshold value, the error correction value C (n) may be calculated and learned.
・上記実施形態では、回転軸14の回転速度RSが予め決められた閾値未満である場合であって、エンジン200が駆動していない場合、誤差補正を行わないが、行ってもよい。この場合、例えば、マップ設定処理において設定されるマップとは異なる専用マップを予め記憶しておき、補正部23は、それを参照して誤差を補正すればよい。専用マップは、例えば、工場出荷時に、エンジン200が駆動していない場合であって、ISG100への通電が停止している場合に、手動などにより回転軸14を回転させることにより、取得すればよい。
-In the above embodiment, when the rotation speed RS of the
また、エンジン200の駆動していない場合、クランク軸200aからの影響が少なくなり、回転軸14の角度誤差が小さくなる傾向がある。このため、回転軸14の回転速度RSが予め決められた閾値未満である場合であっても、エンジン200が駆動していない場合、学習した誤差補正値C(n)に基づいて、補正前回転角度を補正してもよい。
Further, when the
・上記実施形態では、誤差補正値C(n)を学習していない場合、誤差補正を実施しなかったが、実施してもよい。この場合、例えば、マップ設定処理において設定されるマップ、又は異なる専用マップを予め記憶しておき、補正部23は、それを参照して誤差を補正すればよい。
-In the above embodiment, when the error correction value C (n) is not learned, the error correction is not performed, but it may be performed. In this case, for example, a map set in the map setting process or a different dedicated map may be stored in advance, and the
・上記実施形態において、マップ設定処理は、気筒間の噴射ばらつきを抑制する気筒間噴射量補正制御(FCCB補正制御)の実行後、実行されるようにしてもよい。これにより、各気筒間の回転速度変動の差が平滑化されるため、マップ設定処理においてより好適なマップを設定することができ、回転角度RAの検出精度を向上させることができる。 -In the above embodiment, the map setting process may be executed after the execution of the inter-cylinder injection amount correction control (FCCB correction control) for suppressing the injection variation between cylinders. As a result, the difference in the rotational speed fluctuation between the cylinders is smoothed, so that a more suitable map can be set in the map setting process, and the detection accuracy of the rotational angle RA can be improved.
1…回転角度検出装置、14…回転軸、15…変速機構、21…算出部、23…補正部、24…運転状態判定部、25…マップ設定部、92…磁気センサ、200…エンジン、200a…クランク軸。 1 ... Rotation angle detection device, 14 ... Rotation axis, 15 ... Speed change mechanism, 21 ... Calculation unit, 23 ... Correction unit, 24 ... Operating state determination unit, 25 ... Map setting unit, 92 ... Magnetic sensor, 200 ... Engine, 200a … Crank shaft.
Claims (12)
前記回転電機の前記回転軸に設けられた角度検出センサ(92)と、
前記角度検出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、
前記内燃機関及び前記回転電機が所定の運転状態であるか否かを判定する運転状態判定部(24)と、
前記運転状態判定部により所定の運転状態であると判定された場合に、前記変速機構の変速比に基づいて特定される変動周期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の補正に利用されるマップを設定するマップ設定部(25)と、
前記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補正部(23)と、を備える回転角度検出装置。 In the rotation angle detection device (1) of the rotary electric machine (100) in which the rotation shaft (14) is connected to the crank shaft (200a) of the internal combustion engine (200) via the speed change mechanism (15).
An angle detection sensor (92) provided on the rotating shaft of the rotating electric machine, and
Based on the detection result detected by the angle detection sensor, the calculation unit (21) that calculates the rotation angle of the rotation axis as the rotation angle before correction, and
An operating state determination unit (24) for determining whether or not the internal combustion engine and the rotary electric machine are in a predetermined operating state, and
When the operating state determination unit determines that the operating state is predetermined, the pre-correction rotation angle is determined based on the pre-correction rotation angle detected in the fluctuation cycle specified based on the gear ratio of the speed change mechanism. The map setting unit (25) that sets the map used for error correction, and
A rotation angle detection device including a correction unit (23) that estimates an error correction value of the pre-correction rotation angle with reference to the map and corrects the pre-correction rotation angle based on the estimated error correction value.
前記補正部は、前記基準状態であると判定されたことを契機に、前記マップ設定部により設定されたマップを参照して、前記補正前回転角度を補正する請求項1に記載の回転角度検出装置。 A reference state determination unit (26) for determining whether or not the rotary electric machine and the internal combustion engine are in a reference state in which each is in a predetermined state is provided.
The rotation angle detection according to claim 1, wherein the correction unit corrects the rotation angle before correction with reference to a map set by the map setting unit when it is determined to be in the reference state. Device.
前記第2角度は、前記内燃機関が備える気筒の上死点又は下死点を示す角度である請求項4又は6に記載の回転角度検出装置。 The first angle is an angle indicating a reference position of the rotation axis.
The rotation angle detecting device according to claim 4 or 6, wherein the second angle is an angle indicating a top dead center or a bottom dead center of a cylinder included in the internal combustion engine.
前記補正部は、前記回転軸の回転速度が閾値未満である場合、前記マップを参照して前記補正前回転角度を補正する一方、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請求項1~11のうちいずれか1項に記載の回転角度検出装置。 Correction value learning unit that calculates and learns the error correction value used for error correction of the pre-correction rotation angle based on the pre-correction rotation angle detected during the detection period when the rotation axis rotates from the reference position to a predetermined angle. With (22)
When the rotation speed of the rotation axis is less than the threshold value, the correction unit corrects the rotation angle before correction with reference to the map, while when the rotation speed is equal to or more than the threshold value, the correction value learning. The rotation angle detecting device according to any one of claims 1 to 11, wherein the rotation angle before correction is corrected by the error correction value learned by the unit.
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