DE-102023103272-B4 - ROTATIONSWINKEL DETEKTIONSVORRICHTUNG UND ROTATIONSWINKEL DETEKTIONSVERFAHREN

Abstract

Eine Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100), welche aufweist: eine Strommesseinheit (133A), die konfiguriert ist, um einen Strom zu messen, welcher in einem Gleichstrommotor (10) fließt; einen Filter (110), konfiguriert, um eine Welligkeitskomponente von dem Strom zu extrahieren; eine Welligkeitsdetektionseinheit (122), konfiguriert, um eine Welligkeit von einem Signal zu detektieren, das den Filter (110) passiert hat; und eine Rotationswinkel Detektionseinheit (133B), konfiguriert zum Detektieren eines Rotationswinkels des Gleichstrommotors (10) basierend auf einer Anzahl von durch die Welligkeitsdetektionseinheit (122) detektierten Welligkeiten, wobei die Rotationswinkel Detektionseinheit (133B) eine Beobachtungsperiode basierend auf aufeinanderfolgenden, mittels der Welligkeitsdetektionseinheit (122) detektierten Welligkeiten misst, wobei die Beobachtungsperiode eine Zeitspanne zwischen den aufeinanderfolgenden Welligkeiten ist, eine wahre Periode zwischen den aufeinanderfolgenden Welligkeiten, basierend auf der Beobachtungsperiode, als eine Schätzperiode berechnet, bestimmt ob die Beobachtungsperiode innerhalb eines normalen Bereichs liegt, basierend auf der Schätzperiode und der Beobachtungsperiode, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Beobachtungsperiode innerhalb des normalen Bereichs liegt und eine unmittelbar vorhergehende Beobachtungsperiode außerhalb des normalen Bereichs liegt, berechnen einer Anzahl von Korrekturwelligkeiten CRN, um die Anzahl der Welligkeiten basierend auf einer Gleichung (1) unten zu korrigieren, CRN = TRN − SN in welcher TRN ein Wert ist, der erhalten wird durch Teilen einer Summe von Beobachtungsperioden während einer abnormalen Zeitperiode, in welcher die Beobachtungsperioden aufeinanderfolgend als außerhalb des normalen Bereichs liegend bestimmt werden, durch die Schätzungsperiode, wobei der TRN eine geschätzte Anzahl von Welligkeiten während der abnormalen Zeitperiode kennzeichnet, und SN eine Anzahl von Welligkeiten ist, die von der Welligkeitsdetektionseinheit (122) während der abnormalen Zeitperiode detektiert werden, in welcher die Beobachtungsperioden aufeinanderfolgend als außerhalb des normalen Bereichs liegend bestimmt werden.

Inventors

• Ikuyasu Miyako
• Wataru Kimura
• Ryo Maeda

Assignees

• ALPS ALPINE CO., LTD.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20230210

Priority Date

20220301

Claims (8)

1. Eine Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100), welche aufweist: eine Strommesseinheit (133A), die konfiguriert ist, um einen Strom zu messen, welcher in einem Gleichstrommotor (10) fließt; einen Filter (110), konfiguriert, um eine Welligkeitskomponente von dem Strom zu extrahieren; eine Welligkeitsdetektionseinheit (122), konfiguriert, um eine Welligkeit von einem Signal zu detektieren, das den Filter (110) passiert hat; und eine Rotationswinkel Detektionseinheit (133B), konfiguriert zum Detektieren eines Rotationswinkels des Gleichstrommotors (10) basierend auf einer Anzahl von durch die Welligkeitsdetektionseinheit (122) detektierten Welligkeiten, wobei die Rotationswinkel Detektionseinheit (133B) eine Beobachtungsperiode basierend auf aufeinanderfolgenden, mittels der Welligkeitsdetektionseinheit (122) detektierten Welligkeiten misst, wobei die Beobachtungsperiode eine Zeitspanne zwischen den aufeinanderfolgenden Welligkeiten ist, eine wahre Periode zwischen den aufeinanderfolgenden Welligkeiten, basierend auf der Beobachtungsperiode, als eine Schätzperiode berechnet, bestimmt ob die Beobachtungsperiode innerhalb eines normalen Bereichs liegt, basierend auf der Schätzperiode und der Beobachtungsperiode, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Beobachtungsperiode innerhalb des normalen Bereichs liegt und eine unmittelbar vorhergehende Beobachtungsperiode außerhalb des normalen Bereichs liegt, berechnen einer Anzahl von Korrekturwelligkeiten CRN, um die Anzahl der Welligkeiten basierend auf einer Gleichung (1) unten zu korrigieren, CRN = TRN − SN in welcher TRN ein Wert ist, der erhalten wird durch Teilen einer Summe von Beobachtungsperioden während einer abnormalen Zeitperiode, in welcher die Beobachtungsperioden aufeinanderfolgend als außerhalb des normalen Bereichs liegend bestimmt werden, durch die Schätzungsperiode, wobei der TRN eine geschätzte Anzahl von Welligkeiten während der abnormalen Zeitperiode kennzeichnet, und SN eine Anzahl von Welligkeiten ist, die von der Welligkeitsdetektionseinheit (122) während der abnormalen Zeitperiode detektiert werden, in welcher die Beobachtungsperioden aufeinanderfolgend als außerhalb des normalen Bereichs liegend bestimmt werden.
2. Die Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 , wobei die Rotationswinkel Detektionseinheit (133B) den Rotationswinkel des Gleichstrommotors (10) jedes Mal detektiert, wenn die Welligkeit mittels der Welligkeitsdetektionseinheit (122) detektiert wird.
3. Die Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2 , wobei die Rotationswinkel Detektionseinheit (133B) ein Anomalie Signal ausgibt, das eine Anomalie anzeigt, in einem Fall, wo eine Anzahl von Zeiten, in denen eine falsche Detektion oder eine fehlende Detektion einer Welligkeit während einer Rotation des Gleichstrommotors (10) aufgetreten ist, größer ist als eine vorbestimmte Anzahl.
4. Die Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei die Rotationswinkel Detektionseinheit (133B) bestimmt, dass die Beobachtungsperiode innerhalb des normalen Bereichs liegt, in einem Fall, in dem eine Divergenz, die mittels Division eines absoluten Werts von einer Differenz zwischen der Beobachtungsperiode und der Schätzungsperiode mittels der Schätzungsperiode erhalten wird, kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist.
5. Die Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei der TRN, welcher die geschätzte Anzahl der Welligkeiten während der abnormalen Zeitperiode anzeigt, ein Wert ist, der mittels Division der Summe der Beobachtungsperioden während der abnormalen Zeitperiode mittels eines Durchschnittswerts der Schätzungsperioden während der abnormalen Zeitperiode erhalten wird.
6. Die Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei die Rotationswinkel Detektionseinheit (133B) ein Array erzeugt, in welchem eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Beobachtungsperioden in der Reihenfolge ihrer Länge neu angeordnet sind, und einen Median des Arrays als Schätzungsperiode definiert.
7. Die Rotationswinkel Detektionsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei die Rotationswinkel Detektionseinheit (133B) ein Array erzeugt, in welchem eine erste vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Beobachtungsperioden in der Reihenfolge ihrer Länge neu angeordnet sind, eine zweite vorbestimmte Anzahl von kürzesten Beobachtungsperioden und die zweite vorbestimmte Anzahl von längsten Beobachtungsperioden von der ersten vorbestimmten Anzahl der in dem Array enthaltenen Beobachtungsperioden ausschließt und einen Durchschnittswert einer dritten vorbestimmten Anzahl von verbleibenden mittleren Beobachtungsperioden als die Schätzungsperiode definiert, wobei die zweite vorbestimmte Anzahl kleiner als die erste vorbestimmte Anzahl ist.
8. Ein Rotationswinkel Detektionsverfahren aufweisend: einen Strommessprozess zum Messen eines Stromes, welcher in einem Gleichstrommotor (10) fließt; einen Filterprozess zum Extrahieren einer Welligkeitskomponente von dem Strom; einen Welligkeitsdetektionsprozess zum Detektieren einer Welligkeit von einem Signal, welches mittels des Filterprozesses erhalten wurde; und einen Rotationswinkel Detektionsprozess zum Detektieren eines Rotationswinkels von dem Gleichstrommotor (10) basierend auf einer Anzahl von Welligkeiten detektiert mittels des Welligkeitsdetektionsprozess, wobei der Rotationswinkel Detektionsprozess aufweist Messen einer Beobachtungsperiode basierend auf aufeinanderfolgenden Welligkeiten, welche durch den Welligkeitsdetektionsprozess detektiert wurden, wobei die Beobachtungsperiode eine Zeitspanne zwischen den aufeinanderfolgenden Welligkeiten ist, Berechnen, als eine Schätzungsperiode, einer wahren Periode zwischen den aufeinanderfolgenden Welligkeiten, basierend auf der Beobachtungsperiode, Bestimmen, ob die Beobachtungsperiode innerhalb eines normalen Bereichs liegt, basierend auf der Schätzungsperiode und der Beobachtungsperiode, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Beobachtungsperiode innerhalb des normalen Bereichs liegt und eine unmittelbar vorhergehende Beobachtungsperiode außerhalb des normalen Bereichs liegt, Berechnen einer Anzahl von Korrekturwelligkeiten CRN, um die Anzahl der Welligkeiten basierend auf einer nachstehenden Gleichung (2) zu korrigieren, CRN = TRN − SN in welcher TRN ein Wert ist, der erhalten wird durch Teilen einer Summe von Beobachtungsperioden während einer abnormalen Zeitperiode, in welcher die Beobachtungsperioden aufeinanderfolgend als außerhalb des normalen Bereichs liegend bestimmt werden, durch die Schätzungsperiode, wobei der TRN eine geschätzte Anzahl von Welligkeiten während der abnormalen Zeitperiode kennzeichnet, und SN eine Anzahl von Welligkeiten ist, die von dem Welligkeitsdetektionsprozess während der abnormalen Zeitperiode detektiert werden, in welcher die Beobachtungsperioden aufeinanderfolgend als außerhalb des normalen Bereichs liegend bestimmt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Rotationswinkel Detektionsvorrichtung und ein Rotationswinkel Detektionsverfahren. Stand der Technik DE 10 2011 015 450 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung eines Motorsignals eines Gleichstrommotors, insbesondere eines Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs, bei dem der Ankerstrom und die Motorspannung des Gleichstrommotors erfasst und zur Ermittlung dessen Gegeninduktionsspannung herangezogen werden, anhand derer eine Anzahl von Steuersignale mit unterschiedlichen Rippelfrequenzen für steuerbare Frequenzfilter erzeugt werden. Konventionell gibt es eine Rotationswinkel Detektionsvorrichtung, die eine variable Grenzfrequenz-Filtereinheit umfasst, die Stromwellen, die im Ankerstrom eines Gleichstrommotors enthalten sind, extrahiert und eine Welligkeits-Wellenform erhält, eine Wellenperioden-Detektionseinheit, die Wellenperioden basierend auf der Welligkeits-Wellenform erhält, und eine Grenzfrequenz-Steuereinheit, die die Grenzfrequenz der Filtereinheit basierend auf den Wellenperioden steuert. Die Welligkeitsdetektionseinheit umfasst eine Welligkeitsperioden-Berechnungsmittel, welches sequentiell die Welligkeitsperioden basierend auf der Welligkeitswellenform berechnet, ein Array-Erstellungs-/Aktualisierungsmittel, welches ein Zeitserien-Array von einer festen Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitserien-Welligkeitsperioden, die als Arrayelemente dienen, erstellt und sequentiell aktualisiert, ein Arrayelement-Neuordnungsmittel, das die Welligkeitsperioden in dem Zeitserien-Array in der Reihenfolge ihrer Länge neu anordnet, um ein Array der Welligkeitsperioden in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge zu erzeugen, und ein Auswahl-/Berechnungsmittel, das eine vorbestimmte Anzahl von Welligkeitsperioden ausschließt, die sich am Anfang oder am Ende des Arrays in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge befinden, einen Durchschnittswert der verbleibenden mittleren Welligkeitsperioden berechnet und den Durchschnittswert als eine durchschnittliche Welligkeitsperiode definiert. Die Grenz-Frequenz-Steuereinheit steuert die Grenzfrequenz der Filtereinheit basierend auf der durchschnittlichen Welligkeitsperiode. Die Wellenperioden Detektionseinheit umfasst zumindest eines von einem Mittel zur Korrektur der verpassten Welligkeit und einem Mittel zur Korrektur der Erhöhung der Welligkeit nach dem Mittel zur Berechnung der Welligkeitsperiode. Falls die letzte Welligkeitsperiode größer ist als ein Bestimmungswert für die verpasste Welligkeit, der durch Multiplikation der durchschnittlichen Welligkeitsperiode mit einer vorbestimmten Vergrößerung von mehr als 1 und weniger als 2 erhalten wird, bestimmt das Korrekturmittel für verpasste Welligkeit, dass eine verpasste Detektion einer aktuellen Welligkeit auftritt, das heißt, dass eine aktuelle Welligkeit nicht detektiert wird. Dann sendet das Korrekturmittel für verpasste Welligkeit zwei Korrekturperioden für verpasste Welligkeit, die durch Division der letzten Welligkeitsperiode durch zwei erhalten werden, an das Array-Erstellungs-/Aktualisierungsmittel. Wenn die letzte Welligkeitsperiode kleiner ist als ein Bestimmungswert für die Welligkeitszunahme, der durch Multiplikation der durchschnittlichen Welligkeitsperiode mit einer vorbestimmten Vergrößerung von weniger als 1 erhalten wird, bestimmt das Welligkeitszunahme-Korrekturmittel, dass eine Welligkeitszunahme auftritt, d.h., dass Rauschen, das von einer aktuellen Welligkeit nicht zu unterscheiden ist, der Welligkeitswellenform überlagert wird. Dann sendet das Welligkeitszunahme-Korrekturmittel an das Array-Erstellungs-/Aktualisierungsmittel eine Welligkeitszunahme-Korrekturperiode, die durch Addieren der letzten Welligkeitsperiode und der nächsten zu detektierenden Welligkeitsperiode erhalten wird (siehe Patentdokument 1, zum Beispiel). [Stand der Technik Dokumente] [PATENT DOKUMENTE] Patent Dokument 1: Japanische Patentveröffentlichung JP 2011- 109 880 A Zusammenfassung der Erfindung PROBLEM DAS DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WIRD Wenn ein Anstieg der Welligkeit (falsche Detektion einer Welligkeit) zwei oder mehr Mal während einer Welligkeitsperiode auftritt, d.h. wenn Rauschen, das nicht von einer aktuellen Welligkeit zu unterscheiden ist, der Welligkeitswellenform zwei oder mehr Mal während einer Welligkeitsperiode überlagert wird, kann die herkömmliche Rotationswinkel Detektionsvorrichtung die falsche Detektion der Welligkeit nicht akkurat korrigieren. Daher kann der Rotationswinkel des Gleichstrommotors nicht korrekt detektiert werden. Ferner kann, wenn die verpasste Detektion einer Welligkeit zwei oder mehrere Male hintereinander auftritt, d.h. eine Stromwelligkeit der Welligkeitswellenform zwei oder mehrere Male hintereinander nicht detektiert wird, die konventionelle Rotationswinkel Detektionsvorrichtung die verpasste Detektion der Welligkeit nicht genau korrigieren. Daher kann der Rotationswinkel des Gleichstrommoto