DE102016220188A1 - Method for correcting measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor - Google Patents

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Abstract

Verfahren (120) zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors (100) zur Ermittlung einer Drehzahl und/oder einer 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.

Figure DE102016220188A1_0000
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 rotating about a rotation axis member (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.
Figure DE102016220188A1_0000

Description

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.

  • Aus der DE 10 2013 205 905 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Ansteuerung 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 während einer Sinusansteuerung des Elektromotors von der Sensorik abgegebene Positionssignal mittels mindestens eines, während einer Blockansteuerung des Elektromotors erfassten Positionssignals plausibilisiert wird.
  • Aus der DE 10 2013 208 986 A1 ist ein Magnetgeberring einer Rotorlagesensorik eines elektrisch kommutierten 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.
  • Aus der DE 10 2013 211 041 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 Positionssignals 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 Auswerteeinheit 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 Ansteuerung 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.
  • 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 Resolverstators des Resolvers, wobei der Resolver innerhalb des vom Rotor in axialer und radialer Richtung eingenommen Bauraums angeordnet ist.
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 an axis component, wherein static errors of the sine-cosine rotation sensor are compensated by a static correction.
  • From the DE 10 2013 205 905 A1 is a method for determining and / or controlling a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, known, in which the position of a rotor of the electric motor is removed from a, arranged outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor sensor, wherein the position signal picked up by the sensor system is evaluated by an evaluation unit, wherein the position signal output by the sensor system during a sinusoidal control of the electric motor is made plausible by means of at least one position signal detected during a block control of the electric motor.
  • From the DE 10 2013 208 986 A1 is a magnetic encoder ring rotor position sensor of an electrically commutated 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 has at least one indentation.
  • From the DE 10 2013 211 041 A1 is 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 is removed from a, arranged outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor sensor and by an evaluation unit with respect to Position of the electric motor is evaluated, wherein after detection of a change in the position signal, a commutation of a control of the electric motor is triggered, wherein after detecting the change of the position signal, a determination of the current position of the rotor is performed, wherein the commutation of the electric motor in dependence detected current position of the rotor is triggered.
  • From the DE 10 2013 213 948 A1 is 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 is removed from a, arranged outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor sensor, which from an evaluation unit in terms the position of the electric motor is evaluated, which is acted upon by a voltage at standstill of the rotor and a response of the position of the rotor corresponding response response of a commutation of the electric motor is assigned.
  • From the DE 10 2013 222 366 A1 is a method for determining and / or controlling a position of an electric motor, in particular in a clutch actuation system of a motor vehicle, known, in which the position of a rotor of the electric motor is removed from a, arranged outside a rotational axis of the electric motor to a stator of the electric motor sensor, wherein the position signal picked up by the sensor system is evaluated by an evaluation unit, wherein the position signal is transmitted as a function of a transmission distance between sensor and evaluation unit at short transmission distances by means of an SPI protocol signal and / or at longer transmission distances by means of a PWM signal.
  • From the DE 10 2012 220 629 A1 a rotor support device for a rotor and a stator having electrical 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 radially over the outer circumference of the rotor support member protrudes and forms a collar for receiving a resolver of the electric machine to its side facing away from the rotor support member side.
  • From the DE 10 2012 205 024 A1 a dynamo-electric machine is known, comprising a stator, arranged in the stator and an air gap of the latter rotor, a resolver for determining the rotor position and a deformed Resolverhalter for holding a Resolverstators the resolver, wherein the resolver within the rotor in the axial and radial direction occupied space is arranged.

Durch die Auslegung und Fertigungsstreuungen von aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren sowie durch Bauteilstreuungen in der Signalaufbereitung und Analog-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.Due to the design and manufacturing variations of known from the prior art sensors as well as component scatters in the signal processing and analog-to-digital conversion arise angle-dependent and static deviations in the signals. With varying mechanical deformities of Sensor-stator to sensor-rotor as well as environmental and aging influences on the electronics also cause dynamic signal deviations 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. 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.The object is achieved with a method for the correction of measurement deviations of a sine-cosine rotation sensor having the features of claim 1. By virtue of the fact that a dynamic correction takes place in addition to the static correction, the correction of measurement deviations can be compared with those known from the prior art Continue to improve the process.

Die dynamische Korrektur kann zeitlich vor der statischen Korrektur erfolgen. 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.The dynamic correction can take place before the static correction. 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.For static correction, a look-up table can be used. The lookup 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.

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.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 performed.

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 Elektromotors sein. Der Rotor kann ein Rotor eines Elektromotors in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeugs sein.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 may be a rotor of a commutated electric motor. The rotor may be a rotor of an electric motor in a 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 wenigstens 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 Linearbewegung ausführt. Die elektrische Maschine kann blockkommutiert 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 eine 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 operated 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 may be a linear machine in which the rotor performs a linear movement during operation. The electric machine can be block commutated. 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 electrical 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 Kalman-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 using 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 Resolver wird ein elektromagnetischer Messumformer zur Wandlung der Winkellage eines 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 (Riesenmagnetowiderstand) 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, 2011 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.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 magnetoresistor) 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, for example, 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, since the signal deviations are determined only once, and are statically corrected in operation, with dynamic signal deviations in this solution continue to lead to errors.

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 Stückprüfung 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, beispielsweise mittels Kalman-Filtern oder neuronalen Netzen.According to the invention, a combination of off-line and online-based correction is proposed to increase the measurement accuracy of sine-cosine rotation sensors. This can be used to compensate both static and dynamic deviations. For offline-based compensation, a simple look-up table is proposed, which is described by means of a type or a piece test in comparison with a high-precision reference sensor. In this off-line compensation, it is important that the portions of the dynamic compensation be removed from 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. By alternative methods of estimating the signal deviations, comparatively fast parameter convergences could 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 ergeben 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 results in 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.The invention provides a method for correcting measurement deviations of sine-cosine rotation sensors, 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.

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.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:

  • 1 eine schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Resolvers,
  • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur von Messabweichungen eines Resolvers, und
  • 3 Winkelabweichungen unterschiedlich korrigierter Messabweichungen des Resolvers.
They show schematically and by way of example:
  • 1 a schematic representation of a known from the prior art resolver,
  • 2 a schematic representation of a method according to the invention for the correction of errors of a resolver, and
  • 3 Angular deviations of differently corrected measuring deviations of the resolver.

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 Oscillator“ aus dem Jahr 2010 bekannt. 1 shows a known from the prior art sine-cosine rotation sensor, also called a quadrature sensor, which in the present case as a resolver 100 is executed. 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.

Eine erste Statorwicklung 102 wird mit einer sinusförmigen ersten Wechselspannung 104 beaufschlagt. Die erste Wechselspannung 104 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t zu E 0 s i n ( ω t )

Figure DE102016220188A1_0001
mit E0: Anregungsamplitude, ω: Anregungsfrequenz.A first stator winding 102 comes with a sinusoidal first AC voltage 104 applied. The first alternating voltage 104 is calculated as a function of time t e 0 s i n ( ω t )
Figure DE102016220188A1_0001
with E 0 : excitation amplitude, ω: excitation frequency.

Ein Rotor 106 weist gegenüber einer Referenzwinkellage 108 einen Drehwinkel 110 (Drehwinkel α) auf.A rotor 106 points opposite to a reference angle position 108 a rotation angle 110 (Angle of rotation α).

Eine zweite Statorwicklung 112 liegt auf einer der ersten Statorwicklung 102 gegenüberliegenden Seite des Rotors 106. Eine dritte Statorwicklung 114 ist gegenüber der zweiten Statorwicklung 112 um 90 Grad gedreht angeordnet.A second stator winding 112 lies on one of the first stator windings 102 opposite side of the rotor 106 , A third stator winding 114 is opposite to the second stator winding 112 arranged rotated by 90 degrees.

Die erste Wechselspannung 104 erregt in der zweiten Statorwicklung 112 eine zweite Wechselspannung 116. Die zweite Wechselspannung 116 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t und des Drehwinkels 110 (Drehwinkel α) zu: E 0 T s i n ( ω t ) c o s ( α )

Figure DE102016220188A1_0002
mit E0: Anregungsamplitude, ω: Anregungsfrequenz, T: Transformationsverhältnis.The first alternating voltage 104 energized in the second stator winding 112 a second AC voltage 116 , The second AC voltage 116 is calculated as a function of the time t and the angle of rotation 110 (Angle of rotation α) to: e 0 T s i n ( ω t ) c O s ( α )
Figure DE102016220188A1_0002
with E 0 : excitation amplitude, ω: excitation frequency, T: transformation ratio.

Die zweite Wechselspannung 116 wird vom Cosinus des Drehwinkels 110 (Drehwinkel α) moduliert.The second AC voltage 116 is the cosine of the rotation angle 110 (Angle of rotation α) modulated.

Die erste Wechselspannung 104 erregt in der dritten Statorwicklung 114 eine dritte Wechselspannung 118. Die dritte Wechselspannung 118 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t und des Drehwinkels 110 (Drehwinkel α) zu: E 0 T s i n ( ω t ) s i n ( α )

Figure DE102016220188A1_0003
mit E0: Anregungsamplitude, ω: Anregungsfrequenz, T: Transformationsverhältnis.The first alternating voltage 104 energized in the third stator winding 114 a third alternating voltage 118 , The third alternating voltage 118 is calculated as a function of the time t and the angle of rotation 110 (Angle of rotation α) to: e 0 T s i n ( ω t ) s i n ( α )
Figure DE102016220188A1_0003
with E 0 : excitation amplitude, ω: excitation frequency, T: transformation ratio.

Die dritte Wechselspannung 118 wird vom Sinus des Drehwinkels 110 (Drehwinkel α) moduliert.The third alternating voltage 118 is the sine of the rotation angle 110 (Angle of rotation α) modulated.

Die Amplituden der zweiten Wechselspannung 116 und der dritten Wechselspannung 118 sind somit abhängig von dem Drehwinkel 110 (Drehwinkel α) des Rotors 106. Ein zwischen dem Resolver 100 und einem System-Mikroprozessor angeordneter Resolver-Digital-Wandler (Analog-Digital-Wandler) nutzt die Sinus- und Cosinussignale der zweiten und dritten Wechselspannungen 116, 118 zum Dekodieren der Winkelposition und Drehzahl des Rotors 106.The amplitudes of the second alternating voltage 116 and the third AC voltage 118 are thus dependent on the angle of rotation 110 (Angle of rotation α) of the rotor 106 , One between the resolver 100 and a system microprocessor arranged resolver-to-digital converter (analog-to-digital converter) uses the sine and cosine signals of the second and third AC voltages 116 . 118 for decoding the angular position and speed of the rotor 106 ,

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 this case 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. With varying mechanical misalignments from stator to rotor 106 as well as environmental and aging influences on the electronics also cause dynamic signal deviations during operation.

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 116 und die dritte Wechselspannung 118. 2 schematically shows a method according to the invention 120 for correction of measuring deviations of a sine-cosine rotation sensor using the example of the resolver 100 , The resolver 100 delivers during the procedure 120 as analog output signals, the second AC voltage 116 and the third AC voltage 118 ,

In einem Verfahrensschritt 122 findet eine dynamische Korrektur der beiden Ausgangssignale zweite Wechselspannung 116 und dritte Wechselspannung 118 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 116 und der dritten Wechselspannung 118.In one process step 122 finds a dynamic correction of the two output signals second AC voltage 116 and third AC voltage 118 instead of. The dynamic correction 122 causes a Compensation during the procedure 120 determined online or online estimated amplitude deviations and / or offset deviations of the second AC voltage 116 and the third AC voltage 118 ,

In einem der dynamischen Korrektur 122 nachgeschalteten Verfahrensschritt 124 findet eine statische Korrektur der beiden Ausgangssignale zweite Wechselspannung 116 und dritte Wechselspannung 118 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.In one of the dynamic correction 122 downstream process step 124 finds a static correction of the two output signals second AC voltage 116 and third AC voltage 118 instead of. Thereby a compensation of already before the beginning of the procedure takes place 120 determined static deviations to a high-precision reference sensor, not shown in the figures instead. The previously made dynamic correction 122 the output signals will be in static correction 124 taken into account, in particular deducted.

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 Resolvers 100, oder anhand von typischen Werten für die Sensorserie des Resolvers 100 bestimmt. Anhand der Look-Up-Tabelle kann mittels Interpolation für jeden Drehwinkel 110 (Drehwinkel α) die notwendige statische Korrektur berechnet werden.To compensate for the static measurement deviations, a look-up table is stored in the software. The look-up table contains information during the procedure 120 be used to avoid complicated calculations. The look-up table will appear before the start of the procedure 120 based on individual end-of-line measurements, ie measurements in the final assembly area of the resolver 100 , or based on typical values for the sensor series of the resolver 100 certainly. Using the look-up table, you can use interpolation for each angle of rotation 110 (Rotation angle α) the necessary static correction can be calculated.

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 zweite Wechselspannung 116 und dritte Wechselspannung 118. Durch die dynamische Korrektur 122 und die anschließende statische Korrektur 124 ergibt sich ein korrigiertes Messergebnis 126.During the static correction 124 In the look-up table, the measurement deviations are deducted, which were previously due to the dynamic correction 122 were compensated. These include in particular amplitude and offset deviations in the sine and cosine signals of the two output signals second AC voltage 116 and third AC voltage 118 , Through the dynamic correction 122 and the subsequent static correction 124 results 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 the procedure 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 116, dritte Wechselspannung 118) werden durch die Koeffizienten a, die Offsets durch b beschrieben. Ein Zeitindex wird mit k gekennzeichnet. y c , k = a c cos ( α k ) + b c

Figure DE102016220188A1_0004
y s , k = a s sin ( α k ) + b s
Figure DE102016220188A1_0005
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 AC voltage 116 , third alternating voltage 118 ) are described by the coefficients a, the offsets by b. A time index is marked k. y c . k = a c cos ( α k ) + b c
Figure DE102016220188A1_0004
y s . k = a s sin ( α k ) + b s
Figure DE102016220188A1_0005

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 Messabweichungen durchgeführt werden. Hierzu werden die beiden obigen Gleichungen quadriert und addiert: 1 = 1 a c 2 y c , k 2 b c a c 2 y c , k + 1 a s 2 y s , k 2 b s a s 2 y s , k + b s 2 a s 2 + b c 2 a c 2

Figure DE102016220188A1_0006
In order to remove the measurement deviations resulting from amplitude and offset deviations from the static look-up table, it is possible to carry out a least-squares estimation of these parameters and thus of the measurement deviations caused thereby. For this, the two equations above are squared and added: 1 = 1 a c 2 y c . k 2 - b c a c 2 y c . k + 1 a s 2 y s . k 2 - b s a s 2 y s . k + b s 2 a s 2 + b c 2 a c 2
Figure DE102016220188A1_0006

Die dazugehörigen Mess- und Parametervektor sowie die vereinfachte Vektorgleichung lauten damit: Y _ = [ y c , k 2 y s , k 2 y c , k y s , k ]

Figure DE102016220188A1_0007
θ _ = [ 1 a c 2 1 a s 2 b c a c 2 b s a s 2 ] T
Figure DE102016220188A1_0008
1 _ = Y _ θ _ | b s 2 a s 2 + b c 2 a c 2 1
Figure DE102016220188A1_0009
The associated measurement and parameter vector and the simplified vector equation are: Y _ = [ y c . k 2 y s . k 2 y c . k y s . k ]
Figure DE102016220188A1_0007
θ _ = [ 1 a c 2 1 a s 2 - b c a c 2 - b s a s 2 ] T
Figure DE102016220188A1_0008
1 _ = Y _ θ _ | b s 2 a s 2 + b c 2 a c 2 " 1
Figure DE102016220188A1_0009

Die Signalabweichungsparameter können damit anhand einer Messreihe wie folgt bestimmt werden. θ ^ = ( Y ' Y ) 1 Y ' 1 _

Figure DE102016220188A1_0010
The signal deviation parameters can thus be determined on the basis of a measurement series as follows. θ ^ = ( Y ' Y ) - 1 Y ' 1 _
Figure DE102016220188A1_0010

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: [ cos  α k sin  α k ] = [ y c , k 1 0 0 0 0 y s , k 1 ] M k [ 1 a c b c a c 1 a s b s a s ] T θ _

Figure DE102016220188A1_0011
The system of equations in matrix representation for dynamic online compensation is: [ cos α k sin α k ] = [ y c . k 1 0 0 0 0 y s . k 1 ] } M k [ 1 a c - b c a c 1 a s - b s a s ] T } θ _
Figure DE102016220188A1_0011

Auf Basis des Quadrats der L2-Norm wird die Gütefunktion J definiert: 1 _ = M θ _ 2 2

Figure DE102016220188A1_0012
J = k = 0 N 1 ( M k θ _ 2 2 1 ) 2
Figure DE102016220188A1_0013
Based on the square of the L2 standard, the merit function J is defined: 1 _ = M θ _ 2 2
Figure DE102016220188A1_0012
J = Σ k = 0 N - 1 ( M k θ _ 2 2 - 1 ) 2
Figure DE102016220188A1_0013

Die Ableitung der Gütefunktion J nach dem Parametervektor Theta ergibt sich zu: J = k = 0 N 1 4 M k T M k θ _ ( θ _ T M k T M k θ _ 1 )

Figure DE102016220188A1_0014
The derivation of the quality function J according to the parameter vector theta results in: J = Σ k = 0 N - 1 4 M k T M k θ _ ( θ _ T M k T M k θ _ - 1 )
Figure DE102016220188A1_0014

Für das Newton-Verfahren wird außerdem die Hesse-Matrix H benötigt, also die zweite Ableitung der Gütefunktion J nach dem Parametervektor: H = k = 0 N 1 4 M k T M k ( I ( θ _ T M k T M k θ _ ) + 2 θ _ θ _ T M k T M k )

Figure DE102016220188A1_0015
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: H = Σ k = 0 N - 1 4 M k T M k ( I ( θ _ T M k T M k θ _ ) + 2 θ _ θ _ T M k T M k )
Figure DE102016220188A1_0015

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 Backtracking. Durch eine hohe Abtastrate der Sensorsignale kann eine schnelle Konvergenz dieser Parameterschätzung sichergestellt werden. θ _ θ _ γ H 1 J

Figure DE102016220188A1_0016
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. θ _ θ _ - γ H - 1 J
Figure DE102016220188A1_0016

In 3 sind die Ergebnisse der Korrektur in einem Diagramm beispielhaft für den Resolver 100 dargestellt. Dabei sind die Winkelabweichungen über einem elektrischen Winkel 126 dargestellt, der vorliegend dem Drehwinkel 110 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 einer 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 Winkelabweichung 150.In 3 the results of the correction in a diagram are exemplary for the resolver 100 shown. The angle deviations are over an electrical angle 126 represented, the present the angle of rotation 110 of the rotor 106 equivalent. The value of an uncorrected angular deviation 128 varies over an electrical angle 126 of 360 °, in particular one revolution of the rotor 106 corresponds to 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 angle 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 angular deviation 150 ,

In dem in 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 dynamischer 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 in 3 illustrated example, the maximum deviations of the electrical angle 126 without correction -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 -0.488 ° to 0.447 °. The measuring accuracy can be determined with the aid of the method according to the invention 120 thus improve by almost a factor of three.

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

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Resolverresolver
102102
erste Statorwicklungfirst stator winding
104104
erste Wechselspannungfirst alternating voltage
106106
Rotorrotor
108108
ReferenzwinkellageReference angular position
110110
Drehwinkelangle of rotation
112112
zweite Statorwicklungsecond stator winding
114114
dritte Statorwicklungthird stator winding
116116
zweite Wechselspannungsecond AC voltage
118118
dritte Wechselspannungthird alternating voltage
120120
Verfahrenmethod
122122
Verfahrensschritt, dynamische KorrekturProcedural step, dynamic correction
124124
Verfahrensschritt, statische KorrekturProcedural step, static correction
126126
elektrischer Winkelelectrical angle
128128
nicht korrigierte Winkelabweichunguncorrected angular deviation
130130
minimale nicht korrigierte Winkelabweichungminimal uncorrected angular deviation
132132
maximale nicht korrigierte Winkelabweichungmaximum uncorrected angular deviation
134134
statisch korrigierte Winkelabweichungstatically corrected angular deviation
136136
minimale statisch korrigierte Winkelabweichungminimal statically corrected angular deviation
138138
maximale statisch korrigierte Winkelabweichungmaximum statically corrected angular deviation
140140
dynamisch korrigierte Winkelabweichungdynamically corrected angular deviation
142142
minimale dynamisch korrigierte Winkelabweichungminimum dynamically corrected angle deviation
144144
maximale dynamisch korrigierte Winkelabweichungmaximum dynamically corrected angle deviation
146 146
statisch und dynamisch korrigierte Winkelabweichungstatically and dynamically corrected angle deviation
148148
minimale statisch und dynamisch korrigierte Winkelabweichungminimal statically and dynamically corrected angular deviation
150150
maximale statisch und dynamisch korrigierte Winkelabweichungmaximum statically and dynamically corrected angular deviation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102013208986 A1 [0001]DE 102013208986 A1 [0001]
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  • DE 102013222366 A1 [0001]DE 102013222366 A1 [0001]
  • DE 102012220629 A1 [0001]DE 102012220629 A1 [0001]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „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“ [0011]"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 "[0011]

Claims (10)

Verfahren (120) zur Korrektur von Messabweichungen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors (100) zur Ermittlung einer Drehzahl und/oder einer 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.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 rotating about a rotation axis member (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. Verfahren (120) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Korrektur (122) zeitlich vor der statischen Korrektur (124) erfolgt.Method (120) according to Claim 1 , characterized in that the dynamic correction (122) takes place before the static correction (124). 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.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 subtracted from the static correction (124). 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.Method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a look-up table is used for the static correction (124), which was created in particular before the beginning of the method (120). 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.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 that have already been compensated by the dynamic correction (122) are subtracted from the look-up table. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Least-Squares-Schätzung durchgeführt wird, um Messabweichungen aus der Look-Up-Tabelle herauszunehmen.Method (120) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a least-squares estimation is performed in order to remove measurement deviations from the look-up table. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das um die Drehachse drehenden Bauteil ein Rotor (106) einer elektrischen Maschine, ist.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 Kalman-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. Verfahren (120) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sinus-Cosinus-Rotationssensor als ein Resolver (100) ausgebildet ist.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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