JP7353930B2 - Rotating electrical machine system - Google Patents

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Description

本発明は、転電機システムに関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine system.

従来から、界磁用の複数のマグネットを有するロータと、回転磁界を発生させるコイルを有するステータと、ロータの回転位置を検出する複数のセンサとを備える回転電機が知られている。複数のセンサは、複数の第1のセンサと、1つの第2のセンサと、を備える。複数の第1のセンサは、ロータを回転駆動する際のステータのコイルに対する通電を制御するためにロータの複数の回転位置を検出する。第2のセンサは、ロータに連結された内燃機関を始動させるためなどにロータの絶対的な所定回転位置を検出する。第2のセンサは、ロータの複数のマグネットのうちマグネット本体に対して磁気特性が異なる一部の異磁性部を有する1つのマグネット(異磁性マグネット)を検出する。 BACKGROUND ART Rotary electric machines have been known that include a rotor having a plurality of field magnets, a stator having a coil that generates a rotating magnetic field, and a plurality of sensors that detect the rotational position of the rotor. The multiple sensors include multiple first sensors and one second sensor. The plurality of first sensors detect a plurality of rotational positions of the rotor in order to control energization to the coils of the stator when rotating the rotor. A second sensor detects an absolute predetermined rotational position of the rotor, such as for starting an internal combustion engine coupled to the rotor. The second sensor detects one of the plurality of magnets of the rotor (different magnetic magnet) having some different magnetic parts having different magnetic properties with respect to the magnet main body.

特開2009-89588号公報JP2009-89588A

ところで、上記したような回転電機では、第2のセンサは異磁性マグネットの異磁性部の位置を検出することによって、ロータの絶対的な所定回転位置を検出する。ここで、例えば既に一方の磁性に着磁済みのマグネットに対し、その一部に後から他方の磁性を着磁して異磁性部を形成した場合、異磁性部の磁気特性の位置精度がなまり、第2のセンサの位置検出精度が第1のセンサの位置検出精度に比べて低下するおそれがある。 By the way, in the above-mentioned rotating electric machine, the second sensor detects the absolute predetermined rotational position of the rotor by detecting the position of the different magnetic part of the different magnetic magnet. Here, for example, if a part of a magnet that has already been magnetized with one type of magnetism is later magnetized with the other magnetism to form a different magnetic part, the position accuracy of the magnetic characteristics of the different magnetic part will be distorted. , the position detection accuracy of the second sensor may be lower than the position detection accuracy of the first sensor.

そこで、本発明は、ロータの絶対的な所定回転位置の検出精度を向上させることができる転電機システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine system that can improve the accuracy of detecting an absolute predetermined rotational position of a rotor.

上記の課題を解決するために、本発明に係る回転電機システムは、回転電機と、制御装置と、を備え、前記回転電機は、回転方向に沿って交互に異なる磁極を並べる複数のマグネットを有するロータと、前記ロータを回転させる磁界を発生させるステータと、前記複数のマグネットに向かい合う位置に配置され、前記複数のマグネットの各々の前記磁極に応じた信号を出力する複数の磁気センサと、を備え、前記複数のマグネットは、本体である主磁性部、及び前記主磁性部の磁気特性とは異なる磁気特性であるとともに前記回転方向の後方側における前記主磁性部の端面から前記回転方向の前方側にずれた位置に配置された異磁性部を有する異磁性マグネットを備え、前記複数の磁気センサは、前記異磁性マグネットの前記異磁性部の回転軌道に向かい合う位置に配置され、前記主磁性部の磁気特性に応じた信号及び前記異磁性部の磁気特性に応じた信号を出力する第1の磁気センサと、前記主磁性部の回転軌道と向き合い、かつ前記異磁性部の回転軌道とは向かい合わない位置に配置され、前記異磁性部の磁気特性に応じた信号を出力せずに前記主磁性部の磁気特性に応じた信号を出力する少なくとも1つの第2の磁気センサと、を備え、前記制御装置は、前記第1の磁気センサから前記異磁性部の磁気特性に応じた信号の出力が開始された後に、前記第1の磁気センサから前記異磁性部の磁気特性に応じた信号の出力が終了するタイミングを検出準備開始タイミングとし、前記検出準備開始タイミングの検知後に、前記第1の磁気センサから前記回転方向で隣り合う前記マグネット同士間の前記磁極の切り替わりに応じた信号が出力されたタイミングを絶対位置検出タイミングとし、前記絶対位置検出タイミングに応じて前記ロータの絶対的な所定回転位置を取得することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a rotating electric machine system according to the present invention includes a rotating electric machine and a control device, and the rotating electric machine has a plurality of magnets in which different magnetic poles are arranged alternately along the rotation direction. A rotor, a stator that generates a magnetic field that rotates the rotor, and a plurality of magnetic sensors that are arranged to face the plurality of magnets and output signals according to the magnetic poles of each of the plurality of magnets. , the plurality of magnets have a main magnetic part that is a main body, and have magnetic properties different from those of the main magnetic part, and are arranged from an end face of the main magnetic part on the rear side in the rotational direction to the front side in the rotational direction. The plurality of magnetic sensors are arranged at positions facing the rotation orbit of the different magnetic parts of the different magnetic magnet, and the plurality of magnetic sensors are arranged opposite to the rotation orbit of the different magnetic parts of the different magnetic parts, and a first magnetic sensor that outputs a signal according to a magnetic property and a signal according to a magnetic property of the different magnetic part, and a first magnetic sensor that faces the rotational orbit of the main magnetic part and does not face the rotational orbit of the different magnetic part. at least one second magnetic sensor arranged at a position that outputs a signal according to the magnetic property of the main magnetic part without outputting a signal according to the magnetic property of the different magnetic part, and the second magnetic sensor outputs a signal according to the magnetic property of the main magnetic part , The apparatus is configured such that after the first magnetic sensor starts outputting a signal according to the magnetic property of the different magnetic part, the first magnetic sensor starts outputting a signal according to the magnetic property of the different magnetic part. The timing at which the detection preparation ends is defined as the detection preparation start timing, and after the detection preparation start timing is detected, the timing at which the first magnetic sensor outputs a signal corresponding to the switching of the magnetic poles between the magnets adjacent in the rotational direction. is an absolute position detection timing, and the absolute predetermined rotational position of the rotor is obtained in accordance with the absolute position detection timing .

上記構成では、前記主磁性部の磁極の向きと前記異磁性部の磁極の向きとは逆向きであってもよい。 In the above configuration, the direction of the magnetic pole of the main magnetic part and the direction of the magnetic pole of the different magnetic part may be opposite.

上記構成では、前記主磁性部の材料と前記異磁性部の材料とは異なってもよい。 In the above configuration, the material of the main magnetic part and the material of the different magnetic part may be different.

本発明によれば、複数のマグネットのうちで回転方向の後方側での主磁性部の端面から回転方向の前方側にずれた位置に配置された異磁性部を有する異磁性マグネットと、主磁性部及び異磁性部の各々に応じた信号を出力する第1の磁気センサとを備えることによって、ロータの絶対的な所定回転位置を精度良く検知することが可能となる。 According to the present invention, a heteromagnetic magnet having a heteromagnetic portion disposed at a position shifted toward the front side in the rotational direction from the end face of the main magnetic portion on the rear side in the rotational direction among the plurality of magnets; By providing a first magnetic sensor that outputs a signal corresponding to each of the magnetic portion and the different magnetic portion, it becomes possible to accurately detect the absolute predetermined rotational position of the rotor.

本発明の実施形態での回転電機及び回転電機システムの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a rotating electrical machine and a rotating electrical machine system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態での回転電機のロータを取り外した状態を回転軸方向から見た平面図。FIG. 2 is a plan view of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention, with the rotor removed, as viewed from the direction of the rotating shaft. 本発明の実施形態での回転電機のロータを回転軸方向と平行な平面で破断して回転軸方向の直交方向から見た側面図。FIG. 2 is a side view of the rotor of the rotating electric machine according to the embodiment of the present invention, cut along a plane parallel to the rotation axis direction and viewed from a direction orthogonal to the rotation axis direction. 本発明の実施形態での回転電機のステータの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a stator of a rotating electric machine in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態での回転電機のロータの内周側を展開した図。FIG. 2 is a developed view of the inner peripheral side of the rotor of the rotating electric machine according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態での回転電機のロータの回転時に第1から第4のホールICから出力される信号の時間変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the time change of the signal output from 1st to 4th Hall IC when the rotor of the rotating electrical machine in embodiment of this invention rotates. 本発明の実施形態での回転電機のロータの回転時に異磁性マグネットの周辺で第1のホールICから出力される信号の時間変化の例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a temporal change in a signal output from a first Hall IC around a different magnetic magnet during rotation of a rotor of a rotating electric machine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の比較例での回転電機のロータの回転時に異磁性マグネットの周辺で第1のホールICから出力される信号の時間変化の例を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temporal change in a signal output from a first Hall IC around a different magnetic magnet during rotation of a rotor of a rotating electric machine in a comparative example of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の第1変形例での回転電機のロータの回転時に異磁性マグネットの周辺で第1のホールICから出力される信号の時間変化の例を示す図。The figure which shows the example of the time change of the signal output from the 1st Hall IC in the vicinity of a different magnetism magnet when the rotor of the rotating electric machine rotates in the 1st modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第2変形例での回転電機のロータの内周側を展開した図。FIG. 6 is a developed view of the inner peripheral side of a rotor of a rotating electrical machine in a second modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の第2変形例での回転電機のロータの回転時に第1から第4のホールICから出力される信号の時間変化の例を示す図。The figure which shows the example of the time change of the signal output from 1st to 4th Hall IC when the rotor of the rotating electric machine rotates in the 2nd modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第3変形例での回転電機のロータの内周側を展開した図。FIG. 6 is a developed view of the inner peripheral side of the rotor of the rotating electric machine in a third modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の第3変形例での回転電機のロータの回転時に第1から第4のホールICから出力される信号の時間変化の例を示す図。The figure which shows the example of the time change of the signal output from 1st to 4th Hall IC when the rotor of the rotating electric machine rotates in the 3rd modification of embodiment of this invention.

以下、発明の実施形態に係る回転電機及び回転電機システムについて、添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a rotating electrical machine and a rotating electrical machine system according to embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<回転電機>
図1は、回転電機1及び回転電機システム100の斜視図である。図2は、回転電機1のロータ4を取り外した状態を回転軸方向Zから見た平面図である。図3は、回転電機1のロータ4を回転軸方向Zと平行な平面で破断して回転軸方向Zの直交方向から見た側面面である。回転軸方向Zは回転電機1の回転軸線と平行な方向である。
実施形態の回転電機1及び回転電機システム100は、例えば、自動二輪車などの車両に搭載され、車両の内燃機関(図示せず)の始動及び内燃機関の動力による発電を行う。回転電機1は、3相ブラシレス型及びアウターロータ型の回転電機である。回転電機システム100は、回転電機1及び制御装置101を備える。
<Rotating electrical machinery>
FIG. 1 is a perspective view of a rotating electrical machine 1 and a rotating electrical machine system 100. FIG. 2 is a plan view of the rotary electric machine 1 with the rotor 4 removed, viewed from the rotation axis direction Z. FIG. 3 is a side surface of the rotor 4 of the rotating electric machine 1 cut along a plane parallel to the rotation axis direction Z and viewed from a direction orthogonal to the rotation axis direction Z. The rotational axis direction Z is a direction parallel to the rotational axis of the rotating electric machine 1.
The rotating electrical machine 1 and the rotating electrical machine system 100 of the embodiment are mounted on a vehicle such as a motorcycle, for example, and start an internal combustion engine (not shown) of the vehicle and generate electricity using the power of the internal combustion engine. The rotating electrical machine 1 is a three-phase brushless type and outer rotor type rotating electrical machine. The rotating electrical machine system 100 includes a rotating electrical machine 1 and a control device 101.

図1、図2及び図3に示すように、回転電機1は、ステータ2と、ロータ4と、位置検出センサユニット6とを備える。ステータ2は、例えば内燃機関のクランクケース(図示せず)に固定されている。ロータ4は、例えば内燃機関のクランクシャフト(図示せず)に固定されている。位置検出センサユニット6は、ロータ4の回転位置を検出する。
以下の説明では、回転軸方向Zのうち軸方向内側(各図中に示すの内側)は、クランクシャフト(図示せず)が延びる側であり、クランクシャフトにロータ4が固定される側である。回転軸方向Zのうち軸方向外側(各図中に示す外側)は、軸方向内側とは反対側である。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the rotating electric machine 1 includes a stator 2, a rotor 4, and a position detection sensor unit 6. The stator 2 is fixed to, for example, a crankcase (not shown) of an internal combustion engine. The rotor 4 is fixed to, for example, a crankshaft (not shown) of an internal combustion engine. The position detection sensor unit 6 detects the rotational position of the rotor 4.
In the following explanation, the axially inner side (the inner side shown in each figure) of the rotation axis direction Z is the side where the crankshaft (not shown) extends, and the side where the rotor 4 is fixed to the crankshaft. . In the rotation axis direction Z, the axially outer side (the outer side shown in each figure) is the opposite side to the axially inner side.

図4は、ステータ2の斜視図である。
図1から図4に示すように、ステータ2は、ステータ鉄心2Aと、複数のコイル10と、を備える。
ステータ鉄心2Aは、例えば積層された電磁鋼板によって形成されている。ステータ鉄心2Aは、本体部2aと、複数のティース部2bとを備える。本体部2aの外形は、例えば円環状である。複数のティース部2bは、本体部2aの外周面から径方向外側に向かって放射状に突出している。各ティース部2bは、突出方向の先端部から円周方向両側に張り出す爪片3を備える。爪片3の外形は、例えばT字状である。複数のティース部2bは、例えば12極18スロットの回転電機1の場合、18個のティース部2bである。
FIG. 4 is a perspective view of the stator 2.
As shown in FIGS. 1 to 4, the stator 2 includes a stator core 2A and a plurality of coils 10.
The stator core 2A is formed of, for example, laminated electromagnetic steel sheets. The stator core 2A includes a main body portion 2a and a plurality of teeth portions 2b. The outer shape of the main body portion 2a is, for example, annular. The plurality of teeth portions 2b radially protrude radially outward from the outer peripheral surface of the main body portion 2a. Each tooth portion 2b includes a claw piece 3 that projects from the tip end in the protruding direction to both sides in the circumferential direction. The outer shape of the claw piece 3 is, for example, T-shaped. For example, in the case of a rotating electric machine 1 with 12 poles and 18 slots, the plurality of teeth parts 2b are 18 teeth parts 2b.

複数のティース部2bのうち一部のティース部2bの爪片3には1つ又は2つの切欠き部7が形成されている。切欠き部7は、例えば、爪片3の円周方向での端部のうち回転軸方向Zでの中央部から軸方向外側端に至る部分が切り欠けられるように形成されている。
円周方向で隣り合う一部のティース部2b同士に対し、円周方向で隣り合うように対を成す切欠き部7は、円周方向で隣接する2つの爪片3に跨って長方形状の溝部8を形成する。円周方向に連続的に並ぶように形成された3対の切欠き部7は、円周方向に連続的に並ぶような3つの溝部8を形成する。
3対の切欠き部7による3つの溝部8には、後述する位置検出センサユニット6の第1の脚部61a、第2の脚部61b及び第3の脚部61cが配置されている。
One or two notches 7 are formed in the claw pieces 3 of some of the teeth parts 2b among the plurality of teeth parts 2b. The notch portion 7 is formed, for example, so that a portion of the end portion of the claw piece 3 in the circumferential direction from the center portion in the rotation axis direction Z to the axially outer end is cut out.
For some teeth portions 2b that are adjacent to each other in the circumferential direction, the notch portions 7 that form a pair so as to be adjacent to each other in the circumferential direction are rectangular shaped so as to straddle two claw pieces 3 that are adjacent to each other in the circumferential direction. A groove portion 8 is formed. The three pairs of notches 7 formed so as to be continuously arranged in the circumferential direction form three grooves 8 that are continuously arranged in the circumferential direction.
In the three grooves 8 formed by the three pairs of notches 7, a first leg 61a, a second leg 61b, and a third leg 61c of a position detection sensor unit 6, which will be described later, are arranged.

複数のコイル10は、複数のティース部2bにインシュレータ(図示せず)を介して巻き付けられるように装着されている。図1及び図2に示すように、複数のコイル10の端末部は、複数のリード線21aの第1端に接続されている。複数のリード線21aは、例えば、3相のU相、V相及びW相に対応付けられた3つのリード線21aである。複数のリード線21aは、保護チューブ22aによって束ねられ、ステータ2の軸方向外側端でステータ2の円周方向に沿うように円弧状に配置されている。複数のリード線21aの第2端は、内燃機関のクランクケース(図示せず)に設けられたグロメット23を介してクランクケースの外部に引き出され、制御装置101に接続されている。複数のコイル10は、例えば12極18スロットの回転電機1の場合、18個のコイル10である。 The plurality of coils 10 are mounted so as to be wound around the plurality of teeth portions 2b via insulators (not shown). As shown in FIGS. 1 and 2, the terminal portions of the plurality of coils 10 are connected to the first ends of the plurality of lead wires 21a. The plurality of lead wires 21a are, for example, three lead wires 21a associated with three phases, U phase, V phase, and W phase. The plurality of lead wires 21a are bundled by a protective tube 22a and arranged in an arc shape along the circumferential direction of the stator 2 at the outer end in the axial direction of the stator 2. The second ends of the plurality of lead wires 21 a are led out of the crankcase of the internal combustion engine via a grommet 23 provided in the crankcase (not shown), and are connected to the control device 101 . For example, in the case of a rotating electrical machine 1 with 12 poles and 18 slots, the plurality of coils 10 are 18 coils 10.

ステータ2の軸方向外側端には、後述するセンサケース30から引き出された複数のセンサ線21bが保護チューブ22bによって束ねられ、ステータ2の円周方向に沿うように円弧状に引き回されている。複数のセンサ線21bは、後述するセンサケース30の内部空間で第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dに接続されている。複数のセンサ線21bは、内燃機関のクランクケース(図示せず)に設けられたグロメット24を介してクランクケースの外部に引き出され、制御装置101に接続されている。
ステータ2の軸方向外側端に配置された複数のリード線21a及びセンサ線21bは、クリップ25を介してステータ鉄心2Aの軸方向外側端に保持されている。
At the outer end of the stator 2 in the axial direction, a plurality of sensor wires 21b pulled out from a sensor case 30, which will be described later, are bundled together by a protective tube 22b and routed in an arc shape along the circumferential direction of the stator 2. . The plurality of sensor wires 21b are connected to first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d in the interior space of the sensor case 30, which will be described later. The plurality of sensor wires 21b are led out of the crankcase (not shown) of the internal combustion engine via a grommet 24 provided in the crankcase, and are connected to the control device 101.
A plurality of lead wires 21a and sensor wires 21b arranged at the axially outer end of the stator 2 are held at the axially outer end of the stator core 2A via clips 25.

図5は、ロータ4の内周側を展開した図である。図6は、12極18スロットの回転電機1でのロータ4の回転時に第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dから出力される信号の時間変化の例を示す図である。図7は、ロータ4の回転時に異磁性マグネット16cの周辺で第1のホールIC38aから出力される信号の時間変化の例を示す図である。
図1、図3及び図5に示すように、ロータ4は、ロータヨーク12と、ボス部14とを備える。ロータヨーク12の外形は、例えば有底円筒状である。ロータヨーク12は、磁性材料によって形成されている。ボス部14は、ロータヨーク12の底壁12aに同軸に固定されている。ボス部14は、内燃機関のクランクシャフトと連結されて、クランクシャフトと一体的に回転する。
FIG. 5 is a developed view of the inner peripheral side of the rotor 4. As shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of temporal changes in signals output from the first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d during rotation of the rotor 4 in the rotating electrical machine 1 with 12 poles and 18 slots. FIG. 7 is a diagram showing an example of a temporal change in a signal output from the first Hall IC 38a around the different magnetic magnet 16c when the rotor 4 rotates.
As shown in FIGS. 1, 3, and 5, the rotor 4 includes a rotor yoke 12 and a boss portion 14. The outer shape of the rotor yoke 12 is, for example, a cylindrical shape with a bottom. The rotor yoke 12 is made of a magnetic material. The boss portion 14 is coaxially fixed to the bottom wall 12a of the rotor yoke 12. The boss portion 14 is connected to the crankshaft of the internal combustion engine and rotates integrally with the crankshaft.

ロータ4は、ロータヨーク12の内周面に取り付けられた複数のマグネット16を備える。複数のマグネット16は、ロータヨーク12の円周方向に沿って等間隔に配置されている。各マグネット16の外形は、例えばロータヨーク12の円周方向に沿って湾曲した板状のセグメント型又は矩形板状の角型等である。セグメント型又は角型等の各マグネット16の厚さ方向の少なくとも一部はロータヨーク12の径方向と平行である。各マグネット16の磁化方向は厚さ方向と平行である。複数のマグネット16のうち円周方向で隣り合うマグネット16同士の磁化方向は反転している。つまり円周方向で隣り合う2つのマグネット16同士では、磁極の向きが逆向きである。 The rotor 4 includes a plurality of magnets 16 attached to the inner peripheral surface of the rotor yoke 12. The plurality of magnets 16 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rotor yoke 12. The outer shape of each magnet 16 is, for example, a plate-like segment type curved along the circumferential direction of the rotor yoke 12 or a rectangular plate-like square type. At least a part of the thickness direction of each magnet 16, such as a segment type or square type, is parallel to the radial direction of the rotor yoke 12. The magnetization direction of each magnet 16 is parallel to the thickness direction. Among the plurality of magnets 16, the magnetization directions of adjacent magnets 16 in the circumferential direction are reversed. In other words, the magnetic poles of two magnets 16 that are adjacent to each other in the circumferential direction are opposite in direction.

例えば、ロータ4の内周側がN極及び外周側がS極に着磁されたマグネット16をN極マグネット16aとし、ロータ4の内周側がS極及び外周側がN極に着磁されたマグネット16をS極マグネット16bとした場合、複数のN極マグネット16a及びS極マグネット16bは、円周方向に交互に配置されている。複数のマグネット16は、例えば12極18スロットの回転電機1の場合、12個のマグネット16である。 For example, the magnet 16 in which the inner circumferential side of the rotor 4 is magnetized with an N pole and the outer circumferential side with an S pole is referred to as the N-pole magnet 16a, and the magnet 16 in which the inner circumferential side of the rotor 4 is magnetized with an S pole and the outer circumferential side is magnetized with an N pole. In the case of the S-pole magnet 16b, the plurality of N-pole magnets 16a and S-pole magnets 16b are arranged alternately in the circumferential direction. The plurality of magnets 16 are, for example, 12 magnets 16 in the case of a rotating electrical machine 1 with 12 poles and 18 slots.

複数のマグネット16のうち所定の1つのマグネット16は、主要部に対して一部の磁気特性が異なるように、主磁性部18及び異磁性部19を備える異磁性マグネット16cである。異磁性部19は、主磁性部18の磁化方向と反対の磁化方向を有する又は主磁性部18の材料と異なる材料で形成されることによって、主磁性部18の磁気特性と異なる磁気特性を有する。 One predetermined magnet 16 among the plurality of magnets 16 is a heteromagnetic magnet 16c that includes a main magnetic part 18 and a different magnetic part 19 so that some magnetic properties are different from the main part. The different magnetic part 19 has magnetic properties different from those of the main magnetic part 18 by having a magnetization direction opposite to that of the main magnetic part 18 or by being formed of a material different from that of the main magnetic part 18. .

例えば、異磁性マグネット16cは、相互の磁化方向が異なる主磁性部18及び異磁性部19を備える。異磁性マグネット16cは、円周方向の両側でN極マグネット16aに隣り合う。主磁性部18は、S極マグネット16bと同様にロータ4の内周側がS極及び外周側がN極に着磁されていることに対して、異磁性部19は、ロータ4の内周側がN極及び外周側がS極に着磁されている。これにより、ロータ4では、円周方向に並ぶ特定の1組のN極マグネット16a,16aの間に異磁性マグネット16cが配置され、円周方向に他の組み合わせで並ぶN極マグネット16a,16a間に、S極マグネット16bが配置されている。 For example, the different magnetic magnet 16c includes a main magnetic part 18 and a different magnetic part 19 having mutually different magnetization directions. The different magnetic magnets 16c are adjacent to the N-pole magnets 16a on both sides in the circumferential direction. In the main magnetic part 18, the inner circumferential side of the rotor 4 is magnetized with an S pole and the outer circumferential side is magnetized with an N pole, similar to the S-pole magnet 16b. The pole and outer circumferential side are magnetized to the S pole. As a result, in the rotor 4, the different magnetic magnet 16c is arranged between a specific set of N-pole magnets 16a, 16a arranged in the circumferential direction, and between the N-pole magnets 16a, 16a arranged in other combinations in the circumferential direction. An S-pole magnet 16b is disposed at.

図5及び図7に示すように、異磁性マグネット16cの異磁性部19は、異磁性マグネット16cの厚さ方向の内周側及び外周側のうち内周側の端部に設けられている。異磁性部19は、異磁性マグネット16cの内周側の端面(内周面)16Aから内周側に露出している。
異磁性部19は、ロータ4の回転方向(つまり複数のマグネット16の回転方向)RDの前方側及び後方側のうち後方側での異磁性マグネット16cの端面(後方側端面)16Bから回転方向RDの前方側に離れて設けられている。これにより、異磁性マグネット16cの後方側端面16Bは、回転方向RDの後方側での主磁性部18の端面(後方側端面)18Aと同一である。異磁性部19の後方側端面19Aは、異磁性マグネット16cの後方側端面16B及び主磁性部18の後方側端面18Aから回転方向RDの前方側に離れている。
As shown in FIGS. 5 and 7, the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c is provided at the end on the inner circumferential side of the inner circumferential side and the outer circumferential side in the thickness direction of the different magnetic magnet 16c. The different magnetic part 19 is exposed to the inner circumferential side from the inner circumferential end surface (inner circumferential surface) 16A of the different magnetic magnet 16c.
The different magnetic part 19 is arranged in the rotation direction RD from the end surface (rear side end surface) 16B of the different magnetic magnet 16c on the rear side of the front side and rear side of the rotor 4 rotation direction (that is, the rotation direction of the plurality of magnets 16) RD. It is located far away in front of the Thereby, the rear end surface 16B of the different magnetic magnet 16c is the same as the end surface (rear end surface) 18A of the main magnetic part 18 on the rear side in the rotation direction RD. The rear end surface 19A of the different magnetic part 19 is separated from the rear end surface 16B of the different magnetic magnet 16c and the rear end surface 18A of the main magnetic part 18 toward the front side in the rotation direction RD.

例えば、異磁性部19は、回転方向RDの前方側での異磁性マグネット16cの端部及び回転軸方向Zの軸方向内側及び軸方向外側のうち軸方向外側での異磁性マグネット16cの端部に設けられている。異磁性部19は、回転方向RDの前方側での異磁性マグネット16cの端面(前方側端面)16C及び回転軸方向Zの軸方向外側での異磁性マグネット16cの端面(軸方向外側端面)16Dの各々から露出している。 For example, the different magnetic part 19 includes an end of the different magnetic magnet 16c on the front side in the rotational direction RD and an end of the different magnetic magnet 16c on the axially outer side of the axially inner and axially outer sides in the rotational axis direction Z. It is set in. The different magnetic portion 19 includes an end face (front end face) 16C of the different magnetic magnet 16c on the front side in the rotation direction RD and an end face (axial outer end face) 16D of the different magnetic magnet 16c on the axially outer side in the rotation axis direction Z. exposed from each.

ロータ4の径方向の内方から外方に向かって内周側の複数のマグネット16を見た場合、回転軸方向Zの軸方向外側以外では、N極とS極が円周方向に交互に並んで配置されている。一方、軸方向外側では、異磁性マグネット16cの異磁性部19及び回転方向RDの前方側で異磁性マグネット16cに連続して並ぶ1つのマグネット16(例えば、N極マグネット16a)の分だけ同じ磁極(例えば、N極)が連続的に配置されている。
複数のマグネット16の内周側及び軸方向外側の領域は、ロータ4の絶対的な所定回転位置に対応付けられた内燃機関の点火タイミングを規定するための領域である。複数のマグネット16の内周側及び軸方向外側以外の他の領域は、主に、コイル10に対する通電の転流タイミングを規定する検出するための領域である。
When looking at the plurality of magnets 16 on the inner circumferential side from the inner side in the radial direction of the rotor 4 to the outer side in the radial direction, the N pole and the S pole are alternately arranged in the circumferential direction except on the axially outer side in the rotation axis direction Z. are placed side by side. On the other hand, on the outside in the axial direction, the different magnetic portion 19 of the different magnetic magnet 16c and one magnet 16 (for example, N-pole magnet 16a) that is continuously aligned with the different magnetic magnet 16c on the front side in the rotation direction RD have the same magnetic poles. (for example, N poles) are arranged continuously.
The inner peripheral side and axially outer areas of the plurality of magnets 16 are areas for defining the ignition timing of the internal combustion engine that corresponds to an absolutely predetermined rotational position of the rotor 4. Areas other than the inner circumferential side and the axially outer side of the plurality of magnets 16 are mainly areas for detecting to define the commutation timing of energization to the coil 10.

<位置検出センサユニット>
図1から図3に示すように、位置検出センサユニット6は、センサケース30と、第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dとを備える。
センサケース30は、ステータ鉄心2Aの軸方向外側に配置されている。センサケース30は、樹脂材料によって形成されている。センサケース30は、第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dが実装された複数の回路基板(図示せず)を収容する。
<Position detection sensor unit>
As shown in FIGS. 1 to 3, the position detection sensor unit 6 includes a sensor case 30 and first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d.
Sensor case 30 is arranged axially outside of stator core 2A. Sensor case 30 is made of resin material. The sensor case 30 accommodates a plurality of circuit boards (not shown) on which first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d are mounted.

センサケース30は、外枠部材60と、第1から第3の脚部61a,61b,61cとを備える。
外枠部材60の外形は、例えばステータ鉄心2Aの外周に沿うように湾曲した有底筒状である。外枠部材60は、径方向内方に向かって延び出るように一体に設けられた配線ガイド68を備える。配線ガイド68は、外枠部材60から引き出された複数のセンサ線21bを束ねる。配線ガイド68は径方向内側にボルト座69を備える。配線ガイド68は、ボルト座69に形成されたボルト孔(図示せず)に挿入されるボルト71による締結などによってステータ鉄心2Aに固定されている。
外枠部材60は、径方向外方に突出する舌片部73を備える。外枠部材60は、舌片部73に形成されたボルト孔73aに挿入されるボルト(図示せず)による締結などによって内燃機関のクランクケース(図示せず)に固定されている。
The sensor case 30 includes an outer frame member 60 and first to third leg portions 61a, 61b, and 61c.
The outer shape of the outer frame member 60 is, for example, a bottomed cylindrical shape that is curved along the outer periphery of the stator core 2A. The outer frame member 60 includes a wiring guide 68 integrally provided so as to extend radially inward. The wiring guide 68 bundles the plurality of sensor wires 21b drawn out from the outer frame member 60. The wiring guide 68 includes a bolt seat 69 on the inside in the radial direction. The wiring guide 68 is fixed to the stator core 2A by fastening with a bolt 71 inserted into a bolt hole (not shown) formed in a bolt seat 69.
The outer frame member 60 includes a tongue portion 73 that projects radially outward. The outer frame member 60 is fixed to a crankcase (not shown) of an internal combustion engine by fastening with bolts (not shown) inserted into bolt holes 73a formed in the tongue portion 73.

第1から第3の脚部61a,61b,61cは、外枠部材60から軸方向内側に向かって突出するように一体に設けられている。各脚部61a,61b,61cの外形は、例えば有底角筒状である。第1から第3の脚部61a,61b,61cは、ステータ2の3対の切欠き部7によって形成された3つの溝部8に挿入されている。第1から第3の脚部61a,61b,61cの各々の径方向外側の表面は、ステータ2の爪片3の径方向外側の表面に対して面一に配置されている。 The first to third leg portions 61a, 61b, and 61c are integrally provided so as to protrude inward in the axial direction from the outer frame member 60. The outer shape of each leg portion 61a, 61b, 61c is, for example, a rectangular tube shape with a bottom. The first to third leg portions 61a, 61b, and 61c are inserted into three groove portions 8 formed by three pairs of notch portions 7 of the stator 2. The radially outer surface of each of the first to third leg portions 61a, 61b, and 61c is arranged flush with the radially outer surface of the claw piece 3 of the stator 2.

第1から第3の脚部61a,61b,61cは、ロータ4の回転方向RDの後方側から前方側に向かって円周方向に沿って順次に配置されている。第1の脚部61aの内部空間には、第1のホールIC38a及び第2のホールIC38bが実装された回路基板(図示せず)が収容されている。例えば、第1のホールIC38a及び第2のホールIC38bは、回転軸方向Zに沿って配置されている。第1のホールIC38aは、第2のホールIC38bよりも軸方向外側に配置されている。 The first to third leg portions 61a, 61b, and 61c are sequentially arranged along the circumferential direction from the rear side to the front side in the rotational direction RD of the rotor 4. A circuit board (not shown) on which the first Hall IC 38a and the second Hall IC 38b are mounted is housed in the internal space of the first leg 61a. For example, the first Hall IC 38a and the second Hall IC 38b are arranged along the rotation axis direction Z. The first Hall IC 38a is arranged axially outer than the second Hall IC 38b.

第2の脚部61bの内部空間には、第3のホールIC38cが実装された回路基板(図示せず)が収容されている。第3の脚部61cの内部空間には、第4のホールIC38dが実装された回路基板(図示せず)が収容されている。例えば、第3のホールIC38c及び第4のホールIC38dは、回転軸方向Zに第2のホールIC38bと同一の位置に配置されている。
第1のホールIC38a及び第2のホールIC38bと、第3のホールIC38cと、第4のホールIC38dとは、円周方向に電気角120°の間隔で配置されている。
A circuit board (not shown) on which a third Hall IC 38c is mounted is accommodated in the internal space of the second leg portion 61b. A circuit board (not shown) on which a fourth Hall IC 38d is mounted is accommodated in the internal space of the third leg portion 61c. For example, the third Hall IC 38c and the fourth Hall IC 38d are arranged at the same position in the rotation axis direction Z as the second Hall IC 38b.
The first Hall IC 38a, the second Hall IC 38b, the third Hall IC 38c, and the fourth Hall IC 38d are arranged at intervals of 120 electrical degrees in the circumferential direction.

図5に示すように、各ホールIC38a,38b,38c,38dは、ロータ4の各マグネット16と対向するように配置されている。第1のホールIC38aは、径方向で異磁性マグネット16cの異磁性部19と対向する回転軸方向Zの第1位置M1に配置されている。回転軸方向Zの第1位置M1は、ロータ4の回転に伴う異磁性部19の回転軌道の一部に径方向で向かい合う位置である。第2から第4のホールIC38b,38c,38dは、径方向で異磁性マグネット16cの異磁性部19と対向しない回転軸方向Zの第2位置M2に配置されている。回転軸方向Zの第2位置M2は、例えば、ロータ4の回転に伴う各マグネット16の中央部の回転軌道及び異磁性マグネット16cの主磁性部18の回転軌道の各一部に径方向で向かい合う位置である。 As shown in FIG. 5, each Hall IC 38a, 38b, 38c, and 38d is arranged to face each magnet 16 of the rotor 4. The first Hall IC 38a is disposed at a first position M1 in the rotation axis direction Z, facing the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c in the radial direction. The first position M1 in the rotation axis direction Z is a position radially facing a part of the rotation orbit of the different magnetic part 19 as the rotor 4 rotates. The second to fourth Hall ICs 38b, 38c, and 38d are arranged at a second position M2 in the rotation axis direction Z that does not face the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c in the radial direction. The second position M2 in the rotational axis direction Z is, for example, radially opposite to each part of the rotational orbit of the central part of each magnet 16 and the rotational orbit of the main magnetic part 18 of the different magnetic magnet 16c as the rotor 4 rotates. It's the location.

第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dは、センサケース30の内部空間で複数の回路基板(図示せず)を介して複数のセンサ線21bに接続されている。
図1及び図2に示すように、第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dが実装された複数の回路基板(図示せず)を収容するセンサケース30の内部空間には、充填剤90が充填されている。充填剤90は、センサケース30の内部空間を封止する。
The first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d are connected to a plurality of sensor wires 21b via a plurality of circuit boards (not shown) in the inner space of the sensor case 30.
As shown in FIGS. 1 and 2, the inner space of the sensor case 30 that accommodates a plurality of circuit boards (not shown) on which the first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d are mounted is filled with agent 90 is filled. Filler 90 seals the interior space of sensor case 30 .

<ロータの回転位置の検出>
図6及び図7に示すように、第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dの各々は、径方向で対向する各マグネット16の部位の磁極に応じて「1」又は「0」の信号を出力する。例えば、各ホールIC38a,38b,38c,38dは、径方向でN極の部位に対向する場合に「1」の信号を出力し、径方向でS極の部位に対向する場合に「0」の信号を出力する。
<Detection of rotor rotational position>
As shown in FIGS. 6 and 7, each of the first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d has a value of "1" or "0" depending on the magnetic pole of the portion of each magnet 16 facing each other in the radial direction. Outputs the signal. For example, each Hall IC 38a, 38b, 38c, and 38d outputs a signal of "1" when facing the north pole part in the radial direction, and outputs a signal of "0" when facing the south pole part in the radial direction. Output a signal.

第1のホールIC38aは、異磁性マグネット16cの主磁性部18及び異磁性部19を含む全てのマグネット16の磁極に応じた第1信号Pを出力する。第2から第4のホールIC38b,38c,38dは、順次にU相、V相及びW相の3相に対応付けられ、全てのマグネット16のうち異磁性マグネット16cの異磁性部19以外の部位の磁極に応じた第2信号U、第3信号V及び第4信号Wを出力する。第1のホールIC38a及び第2のホールIC38bは回転軸方向Zに沿って配置されていることによって、第1のホールIC38aから出力される第1信号Pと第2のホールIC38bから出力される第2信号Uとは、全てのマグネット16のうち異磁性マグネット16cの異磁性部19以外の部位に対して同一である。 The first Hall IC 38a outputs a first signal P corresponding to the magnetic poles of all the magnets 16 including the main magnetic part 18 and the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c. The second to fourth Hall ICs 38b, 38c, and 38d are sequentially associated with three phases, U-phase, V-phase, and W-phase, and the portions other than the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c among all the magnets 16 A second signal U, a third signal V, and a fourth signal W are output according to the magnetic poles of. The first Hall IC 38a and the second Hall IC 38b are arranged along the rotation axis direction Z, so that the first signal P output from the first Hall IC 38a and the second signal P output from the second Hall IC 38b are The two signals U are the same for all the magnets 16 other than the different magnetic portion 19 of the different magnetic magnet 16c.

制御装置101は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、CPU等のプロセッサ、プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)及びタイマー等の電子回路を備えるECU(Electronic Control Unit)である。なお、制御装置101の少なくとも一部は、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路であってもよい。 The control device 101 is, for example, a software functional unit that functions by executing a predetermined program by a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The software function unit is an ECU (Electronic Control Unit) that includes a processor such as a CPU, a ROM (Read Only Memory) that stores programs, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and electronic circuits such as a timer. . Note that at least a portion of the control device 101 may be an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration).

制御装置101は、第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dから出力される各信号P,U,V,Wに基づいてロータ4の回転を制御する。制御装置101は、各信号P,U,V,Wをロータ4の回転位置を把握するための回転位置信号として受け取る。制御装置101は、第2から第4のホールIC38b,38c,38dから出力される第2信号U、第3信号V及び第4信号Wによって3相のコイル10の通電に対する転流タイミングを制御する。制御装置101は、第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dから出力される第1信号P、第2信号U、第3信号V及び第4信号Wによって内燃機関の始動時の点火タイミング及び燃料噴射タイミングを制御する。 The control device 101 controls the rotation of the rotor 4 based on each signal P, U, V, W output from the first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d. The control device 101 receives each signal P, U, V, and W as a rotational position signal for grasping the rotational position of the rotor 4. The control device 101 controls the commutation timing for energization of the three-phase coil 10 using the second signal U, third signal V, and fourth signal W output from the second to fourth Hall ICs 38b, 38c, and 38d. . The control device 101 controls the ignition at the time of starting the internal combustion engine using the first signal P, second signal U, third signal V, and fourth signal W output from the first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d. Controls timing and fuel injection timing.

例えば、制御装置101は、ロータ4の回転駆動時に第1信号P、第2信号U、第3信号V及び第4信号Wの組み合わせによる信号群S(P,U,V,W)によって、クランクシャフトの所定状態又はクランクシャフトに連結されたピストン(図示せず)の所定位置(例えば、上死点など)と対応付けられているロータ4の絶対的な所定回転位置を把握する。 For example, when the rotor 4 is driven to rotate, the control device 101 uses a signal group S (P, U, V, W) that is a combination of a first signal P, a second signal U, a third signal V, and a fourth signal W to crank the crank. An absolute predetermined rotational position of the rotor 4 that is associated with a predetermined state of the shaft or a predetermined position (for example, top dead center, etc.) of a piston (not shown) connected to the crankshaft is grasped.

図5、図6及び図7に示すように、先ず、第1のホールIC38aと第2のホールIC38bとを回転軸方向Zに揃えて配置した場合、第1のホールIC38aが異磁性部19を検出していない領域においては、第1のホールIC38aの第1信号Pと第2のホールIC38bの第2信号Uが一致する。一方、第1のホールIC38aが異磁性部19を検出する領域では、第1のホールIC38aの第1信号Pと第2のホールIC38bの第2信号Uとが異なる。これにより、第1のホールIC38aが異磁性部19と対向するタイミングを検出することができる。 As shown in FIGS. 5, 6, and 7, first, when the first Hall IC 38a and the second Hall IC 38b are aligned in the rotational axis direction Z, the first Hall IC 38a In the undetected region, the first signal P of the first Hall IC 38a and the second signal U of the second Hall IC 38b match. On the other hand, in the region where the first Hall IC 38a detects the different magnetic part 19, the first signal P of the first Hall IC 38a and the second signal U of the second Hall IC 38b are different. Thereby, the timing at which the first Hall IC 38a faces the different magnetic part 19 can be detected.

ここで、制御装置101は、第1のホールIC38aによって異磁性マグネット16cの異磁性部19の検出が開始された後に、異磁性部19の検出が終了するタイミングを検出準備開始タイミングPD0とする。検出準備開始タイミングPD0は、例えば、信号群S(P,U,V,W)が第1の信号群S1(P,U,V,W)=(1,0,1,1)から第2の信号群S2(P,U,V,W)=(0,0,0,1)に切り替わるタイミングである。 Here, the control device 101 sets the timing at which detection of the different magnetic part 19 of the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c ends after the first Hall IC 38a starts detecting the different magnetic part 19 as the detection preparation start timing PD0. At the detection preparation start timing PD0, for example, the signal group S (P, U, V, W) changes from the first signal group S1 (P, U, V, W) = (1, 0, 1, 1) to the second signal group S (P, U, V, W) = (1, 0, 1, 1). This is the timing at which the signal group S2 (P, U, V, W) = (0, 0, 0, 1) is switched.

次に、制御装置101は、検出準備開始タイミングPD0の検知後に、第1のホールIC38aによって円周方向で隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりが検出されたタイミングを絶対位置検出タイミングPDとする。絶対位置検出タイミングPDは、例えば、信号群S(P,U,V,W)が第2の信号群S2(P,U,V,W)=(0,0,0,1)から第3の信号群S3(P,U,V,W)=(1,1,0,1)に切り替わるタイミングである。
そして、制御装置101は、内燃機関の始動時に絶対位置検出タイミングPDに応じて内燃機関の点火タイミング及び燃料噴射タイミングを設定する。
Next, after detecting the detection preparation start timing PD0, the control device 101 sets the timing at which the switching of the magnetic poles between the circumferentially adjacent magnets 16 is detected by the first Hall IC 38a as the absolute position detection timing PD. . The absolute position detection timing PD is, for example, when the signal group S (P, U, V, W) is changed from the second signal group S2 (P, U, V, W) = (0, 0, 0, 1) to the third signal group S (P, U, V, W). This is the timing at which the signal group S3 (P, U, V, W) = (1, 1, 0, 1) is switched.
Then, the control device 101 sets the ignition timing and fuel injection timing of the internal combustion engine according to the absolute position detection timing PD when starting the internal combustion engine.

図7に示すように、制御装置101は、異磁性マグネット16cの異磁性部19に起因する検出準備開始タイミングPD0の検知後に、円周方向で隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりに起因する絶対位置検出タイミングPDを検知する。これにより、例えば異磁性部19の磁気特性の位置精度が、異磁性マグネット16c以外の他のマグネット16の磁気特性の位置精度に比べて低い場合であっても、ロータ4の絶対的な所定回転位置を精度良く把握することができる。
例えば異磁性マグネット16cの異磁性部19が、既に着磁済みの主磁性部18に対して、その一部に後から着磁されることなどによって形成されることによって、異磁性部19の磁気特性の位置精度が低下して、検出準備開始タイミングPD0の誤差dPD0が増大する場合であっても、絶対位置検出タイミングPDをより小さな誤差で精度良く検知することができる。
As shown in FIG. 7, after the control device 101 detects the detection preparation start timing PD0 caused by the different magnetic portion 19 of the different magnetic magnet 16c, the control device 101 detects the detection preparation start timing PD0 caused by the switching of the magnetic poles between the circumferentially adjacent magnets 16. Detect absolute position detection timing PD. As a result, even if, for example, the positional accuracy of the magnetic properties of the different magnetic portion 19 is lower than the positional accuracy of the magnetic properties of the other magnets 16 other than the different magnetic magnet 16c, the absolute predetermined rotation of the rotor 4 is ensured. The position can be grasped with high precision.
For example, the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c is formed by later magnetizing a part of the main magnetic part 18 that has already been magnetized. Even if the positional accuracy of the characteristic decreases and the error dPD0 of the detection preparation start timing PD0 increases, the absolute position detection timing PD can be detected accurately with a smaller error.

制御装置101は、内燃機関の始動後に回転電機1を発電機として作動させる場合には、ロータ4の回転に伴う発電電力をバッテリ(図示せず)に充電又は直接的に各種機器(図示せず)に供給する。例えば、制御装置101は、第2信号U、第3信号V及び第4信号Wの組み合わせに応じて、回転電機1に接続されたインバータ(図示せず)の通電切替タイミングを制御することによって、インバータに接続されたバッテリを充電する。 When operating the rotating electrical machine 1 as a generator after starting the internal combustion engine, the control device 101 charges a battery (not shown) with the power generated by the rotation of the rotor 4 or directly connects it to various devices (not shown). ). For example, the control device 101 controls the energization switching timing of an inverter (not shown) connected to the rotating electric machine 1 according to the combination of the second signal U, the third signal V, and the fourth signal W. Charge the battery connected to the inverter.

<回転電機の比較例>
図8は、実施形態の比較例での回転電機1Aのロータ4Aの回転時に異磁性マグネット16dの周辺で第1のホールIC38aから出力される信号の時間変化の例を示す図である。
比較例での回転電機1Aと実施形態での回転電機1とで異なる点は、所定の1つのマグネット16での異磁性部19の位置である。比較例での回転電機1Aは、実施形態での回転電機1の異磁性マグネット16cを有するロータ4の代わりに、異磁性マグネット16dを有するロータ4Aを備える。比較例の異磁性マグネット16dは、ロータ4Aの回転方向(つまり複数のマグネット16の回転方向)RDの前方側及び後方側のうち前方側での異磁性マグネット16dの端面(前方側端面)16Cから回転方向RDの後方側に離れて設けられた異磁性部19を備える。これにより、比較例の異磁性マグネット16dの前方側端面16Cは、回転方向RDの前方側での主磁性部18の端面(前方側端面)18Bと同一である。異磁性部19の前方側端面19Bは、例えば主磁性部18の前方側端面18Bから回転方向RDの後方側に離れている。異磁性部19の後方側端面19Aは、異磁性マグネット16dの後方側端面16Eと面一である。
<Comparison example of rotating electrical machinery>
FIG. 8 is a diagram showing an example of a temporal change in a signal output from the first Hall IC 38a around the different magnetic magnet 16d during rotation of the rotor 4A of the rotating electric machine 1A in a comparative example of the embodiment.
The difference between the rotating electrical machine 1A in the comparative example and the rotating electrical machine 1 in the embodiment is the position of the different magnetic part 19 in one predetermined magnet 16. The rotating electrical machine 1A in the comparative example includes a rotor 4A having a different magnetic magnet 16d instead of the rotor 4 including the different magnetic magnet 16c of the rotating electrical machine 1 in the embodiment. The different magnetic magnet 16d of the comparative example has an end face (front end face) 16C of the different magnetic magnet 16d on the front side of the front side and the rear side of the rotor 4A (that is, the rotation direction of the plurality of magnets 16) RD. A different magnetic part 19 is provided apart from the rear side in the rotation direction RD. Thereby, the front end surface 16C of the different magnetic magnet 16d of the comparative example is the same as the end surface (front end surface) 18B of the main magnetic part 18 on the front side in the rotation direction RD. The front end surface 19B of the different magnetic part 19 is spaced from the front end surface 18B of the main magnetic part 18 toward the rear side in the rotation direction RD, for example. The rear end surface 19A of the different magnetic part 19 is flush with the rear end surface 16E of the different magnetic magnet 16d.

比較例の場合、異磁性マグネット16dの異磁性部19と、異磁性マグネット16dに回転方向RDの後方側で隣り合うマグネット16とでは、第1のホールIC38aによって同一磁極が検出される。これにより、比較例では、回転方向RDの前方側の異磁性部19の前方側端面19Bでの磁極の切り替わりによって絶対位置検出タイミングPDが検知される。上述したように、異磁性部19の境界によって絶対位置検出タイミングPDを検知する場合、例えば異磁性マグネット16dの異磁性部19が、既に着磁済みの主磁性部18に対して、その一部に後から着磁されることなどによって形成されることによって、異磁性部19の磁気特性の位置精度が低下して、絶対位置検出タイミングPDの誤差dPDが増大するおそれがある。 In the case of the comparative example, the same magnetic pole is detected by the first Hall IC 38a in the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16d and the magnet 16 adjacent to the different magnetic magnet 16d on the rear side in the rotation direction RD. As a result, in the comparative example, the absolute position detection timing PD is detected by switching the magnetic pole at the front side end surface 19B of the different magnetic section 19 on the front side in the rotation direction RD. As described above, when detecting the absolute position detection timing PD by the boundary of the different magnetic part 19, for example, the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16d is partially connected to the already magnetized main magnetic part 18. If the different magnetic portion 19 is formed by being later magnetized, the positional accuracy of the magnetic characteristics of the different magnetic portion 19 may decrease, and the error dPD of the absolute position detection timing PD may increase.

これに対して、実施形態では、異磁性部19の境界によって検出準備開始タイミングPD0を検知した後に、より磁気特性の位置精度が高い異磁性マグネット16c以外の他のマグネット16の境界によって絶対位置検出タイミングPDを検知するので、ロータ4の絶対的な所定回転位置をより精度良く検知することができる。 On the other hand, in the embodiment, after detecting the detection preparation start timing PD0 by the boundary of the different magnetic part 19, the absolute position is detected by the boundary of other magnets 16 other than the different magnetic magnet 16c whose magnetic characteristics have higher position accuracy. Since the timing PD is detected, the absolute predetermined rotational position of the rotor 4 can be detected with higher accuracy.

以上説明したように、実施形態の回転電機1によれば、異磁性マグネット16cの異磁性部19は、回転方向RDの後方側での異磁性マグネット16c及び主磁性部18の端面(後方側端面)16B,18Aから回転方向RDの前方側に離れて設けられている。そして、主磁性部18及び異磁性部19の各々に応じた第1信号Pを出力する第1のホールIC38aは、先ず、異磁性部19の検出後に異磁性部19の検出停止に応じた第1信号Pを出力する。次に、第1のホールIC38aは、異磁性部19の検出停止後に回転方向RDで隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりに応じた第1信号Pを出力する。
これにより、異磁性部19に応じた第1信号Pに比べて、より高い位置精度を有するマグネット16同士間の磁極の切り替わりに応じた第1信号Pを、異磁性部19に対応付けられたロータ4の絶対的な所定回転位置を把握するための情報として得ることができ、ロータ4の位置検出精度を向上させることができる。
As described above, according to the rotating electric machine 1 of the embodiment, the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c is the end face (rear side end face) of the different magnetic magnet 16c and the main magnetic part 18 on the rear side in the rotation direction RD. ) 16B and 18A on the front side in the rotational direction RD. The first Hall IC 38a that outputs the first signal P corresponding to each of the main magnetic part 18 and the different magnetic part 19 first outputs the first signal P corresponding to the stop of detection of the different magnetic part 19 after detecting the different magnetic part 19. 1 signal P is output. Next, the first Hall IC 38a outputs a first signal P corresponding to switching of magnetic poles between adjacent magnets 16 in the rotational direction RD after the detection of the different magnetic portion 19 is stopped.
As a result, compared to the first signal P corresponding to the different magnetic part 19, the first signal P corresponding to the switching of the magnetic poles between the magnets 16 having higher positional accuracy is associated with the different magnetic part 19. This can be obtained as information for grasping the absolute predetermined rotational position of the rotor 4, and the accuracy of detecting the position of the rotor 4 can be improved.

上述したように、実施形態の回転電機システム100によれば、異磁性部19の境界によって検出準備開始タイミングPD0を検知した後に、より磁気特性の位置精度が高い異磁性マグネット16c以外の他のマグネット16の境界によって絶対位置検出タイミングPDを検知するので、ロータ4の絶対的な所定回転位置をより精度良く検知することができる。これにより、クランクシャフトの所定状態又はクランクシャフトに連結されたピストン(図示せず)の所定位置(例えば、上死点など)と対応付けられているロータ4の絶対的な所定回転位置に基づいて、内燃機関の点火タイミング及び燃料噴射タイミングを精度良く設定することができる。 As described above, according to the rotating electric machine system 100 of the embodiment, after detection preparation start timing PD0 is detected by the boundary of the different magnetic part 19, other magnets other than the different magnetic magnet 16c whose magnetic characteristics have higher positional accuracy are detected. Since the absolute position detection timing PD is detected by the boundary of 16, the absolute predetermined rotational position of the rotor 4 can be detected with higher accuracy. Thereby, based on the absolute predetermined rotational position of the rotor 4 that is associated with a predetermined state of the crankshaft or a predetermined position (for example, top dead center, etc.) of a piston (not shown) connected to the crankshaft. , it is possible to accurately set the ignition timing and fuel injection timing of the internal combustion engine.

(変形例)
以下、実施形態の変形例について説明する。
(Modified example)
Modifications of the embodiment will be described below.

<第1変形例>
上述した実施形態では、異磁性マグネット16cの異磁性部19は、回転方向RDの前方側での異磁性マグネット16cの端部及び回転軸方向Zの軸方向外側での異磁性マグネット16cの端部に設けられているとしたが、これに限定されない。異磁性部19は、回転方向RDに異磁性マグネット16cの両端面(後方側端面16B及び前方側端面16F)から離れた位置に配置されてもよい。異磁性部19は、回転軸方向Zの適宜の位置に配置されてもよい。回転軸方向Zの適宜の位置は、第1のホールIC38aと径方向で対向する位置である。
<First modification example>
In the embodiment described above, the different magnetic portion 19 of the different magnetic magnet 16c is the end of the different magnetic magnet 16c on the front side in the rotation direction RD and the end of the different magnetic magnet 16c on the axially outer side in the rotation axis direction Z. However, it is not limited to this. The different magnetic part 19 may be arranged at a position away from both end surfaces (the rear end surface 16B and the front end surface 16F) of the different magnetic magnet 16c in the rotation direction RD. The different magnetic part 19 may be arranged at an appropriate position in the rotation axis direction Z. The appropriate position in the rotation axis direction Z is a position facing the first Hall IC 38a in the radial direction.

図9は、実施形態の第1変形例での回転電機1Bのロータ4Bの回転時に異磁性マグネット16eの周辺で第1のホールIC38aから出力される信号の時間変化の例を示す図である。
図9に示すように、第1変形例の回転電機1Bと実施形態での回転電機1とで異なる点は、所定の1つのマグネット16での異磁性部19の位置である。第1変形例での回転電機1Bは、実施形態での回転電機1の異磁性マグネット16cを有するロータ4の代わりに、異磁性マグネット16eを有するロータ4Bを備える。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a temporal change in a signal output from the first Hall IC 38a around the different magnetic magnet 16e during rotation of the rotor 4B of the rotating electrical machine 1B in the first modification of the embodiment.
As shown in FIG. 9, the difference between the rotating electrical machine 1B of the first modification and the rotating electrical machine 1 of the embodiment is the position of the different magnetic part 19 in one predetermined magnet 16. The rotating electric machine 1B in the first modification includes a rotor 4B having a different magnetic magnet 16e instead of the rotor 4 having the different magnetic magnet 16c of the rotating electric machine 1 in the embodiment.

第1変形例の異磁性マグネット16eは、ロータ4Bの回転方向(つまり複数のマグネット16の回転方向)RDでの前方側端面16Cから後方側及び後方側端面16Bから前方側に離れて設けられた異磁性部19を備える。これにより、異磁性マグネット16eの後方側端面16Bと主磁性部18の後方側端面18Aとは同一であり、異磁性マグネット16eの前方側端面16Cと主磁性部18の前方側端面18Bとは同一である。異磁性部19の後方側端面19Aは、異磁性マグネット16eの後方側端面16B及び主磁性部18の後方側端面18Aから回転方向RDの前方側に離れている。 The different magnetic magnets 16e of the first modification are provided away from the front end surface 16C and forward from the front end surface 16C in the rotational direction of the rotor 4B (that is, the rotational direction of the plurality of magnets 16) RD. A different magnetic part 19 is provided. As a result, the rear end surface 16B of the different magnetic magnet 16e and the rear end surface 18A of the main magnetic section 18 are the same, and the front end surface 16C of the different magnetic magnet 16e and the front end surface 18B of the main magnetic section 18 are the same. It is. The rear end surface 19A of the different magnetic part 19 is separated from the rear end surface 16B of the different magnetic magnet 16e and the rear end surface 18A of the main magnetic part 18 toward the front side in the rotation direction RD.

第1変形例では実施形態と同様に、制御装置101は、異磁性マグネット16eの異磁性部19に起因する検出準備開始タイミングPD0の検知後に、円周方向で隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりに起因する絶対位置検出タイミングPDを検知する。これにより、例えば異磁性部19の境界での磁気特性の位置精度が、異磁性マグネット16e以外の他のマグネット16の磁気特性の位置精度に比べて低い場合であっても、ロータ4の絶対的な所定回転位置を精度良く把握することができる。 In the first modification, similarly to the embodiment, the control device 101 controls the magnetic poles between the circumferentially adjacent magnets 16 after detecting the detection preparation start timing PD0 caused by the different magnetic portion 19 of the different magnetic magnet 16e. Absolute position detection timing PD caused by switching is detected. As a result, even if, for example, the positional accuracy of the magnetic properties at the boundary of the different magnetic portion 19 is lower than the positional accuracy of the magnetic properties of the other magnets 16 other than the different magnetic magnet 16e, the absolute The predetermined rotational position can be determined with high precision.

<第2変形例>
上述した実施形態では、第1のホールIC38a及び第2のホールIC38bは、第1の脚部61aの内部空間で回転軸方向Zに沿って配置されているとしたが、これに限定されない。例えば第1のホールIC38aは、第1から第3の脚部61a,61b,61cとは異なる第4の脚部の内部空間に配置されることなどによって、第2のホールIC38bに対して円周方向にずれて配置されてもよい。
<Second modification example>
In the embodiment described above, the first Hall IC 38a and the second Hall IC 38b are arranged along the rotational axis direction Z in the internal space of the first leg portion 61a, but the present invention is not limited thereto. For example, the first Hall IC 38a is disposed in the internal space of the fourth leg, which is different from the first to third legs 61a, 61b, and 61c, so that the first Hall IC 38a has a circumferential position relative to the second Hall IC 38b. They may be arranged shifted in the direction.

図10は、第2変形例でのロータ4の内周側を展開した図である。図11は、第2変形例の12極18スロットの回転電機1Cでのロータ4の回転時に第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dから出力される信号の時間変化の例を示す図である。
第2変形例では、第1のホールIC38aと、第2のホールIC38bと、第3のホールIC38cと、第4のホールIC38dとは、ロータ4の回転方向RDの後方側から前方側に向かって、円周方向に電気角120°の間隔で配置されている。
FIG. 10 is a developed view of the inner peripheral side of the rotor 4 in the second modification. FIG. 11 shows an example of temporal changes in signals output from the first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d during rotation of the rotor 4 in the 12-pole, 18-slot rotating electric machine 1C of the second modification. It is a diagram.
In the second modification, the first Hall IC 38a, the second Hall IC 38b, the third Hall IC 38c, and the fourth Hall IC 38d move from the rear side to the front side in the rotational direction RD of the rotor 4. , are arranged at intervals of 120 electrical degrees in the circumferential direction.

第1のホールIC38a及び第4のホールIC38dは電気角360°の間隔で配置されていることによって、第1のホールIC38aから出力される第1信号Pと第4のホールIC38dから出力される第4信号Wとは、全てのマグネット16のうち異磁性マグネット16cの異磁性部19以外の部位に対して同一である。第1のホールIC38aと第4のホールIC38dとを電気角360°の間隔で配置した場合、第1のホールIC38aが異磁性部19を検出していない領域においては、第1のホールIC38aの第1信号Pと第4のホールIC38dの第4信号Wが一致する。一方、第1のホールIC38aが異磁性部19を検出する領域では、第1のホールIC38aの第1信号Pと第4のホールIC38dの第4信号Wとが異なる。これにより、第1のホールIC38aが異磁性部19と対向するタイミングを検出することができる。 The first Hall IC 38a and the fourth Hall IC 38d are arranged at an interval of 360 electrical degrees, so that the first signal P output from the first Hall IC 38a and the first signal P output from the fourth Hall IC 38d The four signals W are the same for all of the magnets 16 except for the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c. When the first Hall IC 38a and the fourth Hall IC 38d are arranged at an interval of 360 electrical degrees, in the region where the first Hall IC 38a does not detect the different magnetic part 19, the first Hall IC 38a 1 signal P and the fourth signal W of the fourth Hall IC 38d match. On the other hand, in the region where the first Hall IC 38a detects the different magnetic part 19, the first signal P of the first Hall IC 38a and the fourth signal W of the fourth Hall IC 38d are different. Thereby, the timing at which the first Hall IC 38a faces the different magnetic part 19 can be detected.

ここで、制御装置101は、第1のホールIC38aによって異磁性マグネット16cの異磁性部19の検出が開始された後に、異磁性部19の検出が終了するタイミングを検出準備開始タイミングPD0とする。検出準備開始タイミングPD0は、例えば、信号群S(P,U,V,W)が第4の信号群S4(P,U,V,W)=(1,1,1,0)から第5の信号群S5(P,U,V,W)=(0,0,1,0)に切り替わるタイミングである。 Here, the control device 101 sets the timing at which detection of the different magnetic part 19 of the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c ends after the first Hall IC 38a starts detecting the different magnetic part 19 as the detection preparation start timing PD0. The detection preparation start timing PD0 is, for example, when the signal group S (P, U, V, W) changes from the fourth signal group S4 (P, U, V, W) = (1, 1, 1, 0) to the fifth signal group S (P, U, V, W). This is the timing at which the signal group S5 (P, U, V, W) = (0, 0, 1, 0) is switched.

次に、制御装置101は、検出準備開始タイミングPD0の検知後に、第1のホールIC38aによって円周方向で隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりが検出されたタイミングを絶対位置検出タイミングPDとする。絶対位置検出タイミングPDは、例えば、信号群S(P,U,V,W)が第5の信号群S5(P,U,V,W)=(0,0,1,0)から第6の信号群S6(P,U,V,W)=(1,0,1,1)に切り替わるタイミングである。
そして、制御装置101は、内燃機関の始動時に絶対位置検出タイミングPDに応じて内燃機関の点火タイミング及び燃料噴射タイミングを設定する。
Next, after detecting the detection preparation start timing PD0, the control device 101 sets the timing at which the switching of the magnetic poles between the circumferentially adjacent magnets 16 is detected by the first Hall IC 38a as the absolute position detection timing PD. . The absolute position detection timing PD is, for example, when the signal group S (P, U, V, W) is changed from the fifth signal group S5 (P, U, V, W) = (0, 0, 1, 0) to the sixth signal group S (P, U, V, W). This is the timing at which the signal group S6 (P, U, V, W) = (1, 0, 1, 1) is switched.
Then, the control device 101 sets the ignition timing and fuel injection timing of the internal combustion engine according to the absolute position detection timing PD when starting the internal combustion engine.

第2変形例では実施形態と同様に、制御装置101は、異磁性マグネット16cの異磁性部19に起因する検出準備開始タイミングPD0の検知後に、円周方向で隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりに起因する絶対位置検出タイミングPDを検知する。これにより、例えば異磁性部19の境界での磁気特性の位置精度が、異磁性マグネット16e以外の他のマグネット16の磁気特性の位置精度に比べて低い場合であっても、ロータ4の絶対的な所定回転位置を精度良く把握することができる。 In the second modification, as in the embodiment, after detecting the detection preparation start timing PD0 caused by the different magnetic portions 19 of the different magnetic magnets 16c, the control device 101 controls the magnetic poles between the circumferentially adjacent magnets 16. Absolute position detection timing PD caused by switching is detected. As a result, even if, for example, the positional accuracy of the magnetic properties at the boundary of the different magnetic portion 19 is lower than the positional accuracy of the magnetic properties of the other magnets 16 other than the different magnetic magnet 16e, the absolute The predetermined rotational position can be determined with high precision.

<第3変形例>
上述した実施形態では、回転電機1は12極18スロットであるとしたが、これに限定されない。例えば回転電機1は、14極12スロット等の他の極数及びスロット数であってもよい。
図12は、第3変形例でのロータ4Dの内周側を展開した図である。図13は、第3変形例の14極の回転電機1Dでのロータ4Dの回転時に第1から第4のホールIC38a,38b,38c,38dから出力される信号の時間変化の例を示す図である。
<Third modification example>
In the embodiment described above, the rotating electric machine 1 has 12 poles and 18 slots, but the invention is not limited to this. For example, the rotating electric machine 1 may have other numbers of poles and slots, such as 14 poles and 12 slots.
FIG. 12 is a developed view of the inner peripheral side of the rotor 4D in the third modification. FIG. 13 is a diagram showing an example of temporal changes in signals output from the first to fourth Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d during rotation of the rotor 4D in the 14-pole rotating electrical machine 1D of the third modification. be.

第3変形例では、先ず、制御装置101は、第1のホールIC38aによって異磁性マグネット16cの異磁性部19の検出が開始された後に、異磁性部19の検出が終了するタイミングを検出準備開始タイミングPD0とする。検出準備開始タイミングPD0は、例えば、信号群S(P,U,V,W)が第7の信号群S7(P,U,V,W)=(1,1,1,0)から第8の信号群S8(P,U,V,W)=(0,1,0,0)に切り替わるタイミングである。 In the third modification, the control device 101 first starts detection preparation at the timing when the detection of the different magnetic part 19 ends after the first Hall IC 38a starts detecting the different magnetic part 19 of the different magnetic magnet 16c. The timing is set to PD0. The detection preparation start timing PD0 is, for example, when the signal group S (P, U, V, W) changes from the seventh signal group S7 (P, U, V, W) = (1, 1, 1, 0) to the eighth signal group S (P, U, V, W). This is the timing at which the signal group S8 (P, U, V, W) = (0, 1, 0, 0) is switched.

次に、制御装置101は、検出準備開始タイミングPD0の検知後に、第1のホールIC38aによって円周方向で隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりが検出されたタイミングを絶対位置検出タイミングPDとする。絶対位置検出タイミングPDは、例えば、信号群S(P,U,V,W)が第8の信号群S8(P,U,V,W)=(0,1,0,0)から第9の信号群S9(P,U,V,W)=(1,0,0,1)に切り替わるタイミングである。
そして、制御装置101は、内燃機関の始動時に絶対位置検出タイミングPDに応じて内燃機関の点火タイミング及び燃料噴射タイミングを設定する。
Next, after detecting the detection preparation start timing PD0, the control device 101 sets the timing at which the switching of the magnetic poles between the circumferentially adjacent magnets 16 is detected by the first Hall IC 38a as the absolute position detection timing PD. . The absolute position detection timing PD is, for example, when the signal group S (P, U, V, W) is changed from the eighth signal group S8 (P, U, V, W) = (0, 1, 0, 0) to the ninth signal group This is the timing at which the signal group S9 (P, U, V, W) = (1, 0, 0, 1) is switched.
Then, the control device 101 sets the ignition timing and fuel injection timing of the internal combustion engine according to the absolute position detection timing PD when starting the internal combustion engine.

第3変形例では実施形態と同様に、制御装置101は、異磁性マグネット16cの異磁性部19に起因する検出準備開始タイミングPD0の検知後に、円周方向で隣り合うマグネット16同士間の磁極の切り替わりに起因する絶対位置検出タイミングPDを検知する。これにより、例えば異磁性部19の境界での磁気特性の位置精度が、異磁性マグネット16e以外の他のマグネット16の磁気特性の位置精度に比べて低い場合であっても、ロータ4の絶対的な所定回転位置を精度良く把握することができる。 In the third modification, similarly to the embodiment, after detecting the detection preparation start timing PD0 caused by the different magnetic portions 19 of the different magnetic magnets 16c, the control device 101 controls the magnetic poles between the circumferentially adjacent magnets 16. Absolute position detection timing PD caused by switching is detected. As a result, even if, for example, the positional accuracy of the magnetic properties at the boundary of the different magnetic portion 19 is lower than the positional accuracy of the magnetic properties of the other magnets 16 other than the different magnetic magnet 16e, the absolute The predetermined rotational position can be determined with high precision.

<他の変形例>
上述した実施形態では、第2のホールIC38bと、第3のホールIC38cと、第4のホールIC38dとは、円周方向に電気角120°の間隔で配置されているとしたが、これに限定されない。例えば、円周方向に電気角60°の間隔で配置されてもよい。この場合、制御装置101は、例えば、第3のホールIC38c及び第4のホールIC38dから出力される信号を反転させることによって第3信号V及び第4信号Wとしてもよい。
<Other variations>
In the embodiment described above, the second Hall IC 38b, the third Hall IC 38c, and the fourth Hall IC 38d are arranged at intervals of 120 degrees in electrical angle in the circumferential direction, but the present invention is not limited to this. Not done. For example, they may be arranged at intervals of 60 electrical degrees in the circumferential direction. In this case, the control device 101 may generate the third signal V and the fourth signal W by, for example, inverting the signals output from the third Hall IC 38c and the fourth Hall IC 38d.

上述した実施形態では、第2から第4のホールIC38b,38c,38dは回転軸方向Zの第2位置M2に配置されるとしたが、これに限定されず、回転軸方向Zでの異なる位置に配置されてもよい。
上述した実施形態では、各ホールIC38a,38b,38c,38dを備えるとしたが、これに限定されず、他の磁気センサを備えてもよい。
In the embodiment described above, the second to fourth Hall ICs 38b, 38c, and 38d are arranged at the second position M2 in the rotation axis direction Z, but the present invention is not limited to this, and they may be arranged at different positions in the rotation axis direction Z. may be placed in
In the embodiment described above, the Hall ICs 38a, 38b, 38c, and 38d are provided, but the present invention is not limited to this, and other magnetic sensors may be provided.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、上述の実施の形態では、回転電機1は、自動二輪車等の車両用内燃機関の始動発電機であるとしたが、これに限定されず、各種の用途に適用されてもよい。例えば、回転電機1は単に発電機であってもよいし、単に電動モータであってもよい。
The embodiments of the invention are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
For example, in the above-described embodiment, the rotating electrical machine 1 is a starter generator for an internal combustion engine for a vehicle such as a motorcycle, but the present invention is not limited thereto and may be applied to various uses. For example, the rotating electrical machine 1 may simply be a generator or may simply be an electric motor.

1,1A,1B,1C,1D…回転電機、2…ステータ、4,4A,4B,4D…ロータ、6…位置検出センサユニット、16…マグネット、16a…N極マグネット、16b…S極マグネット、16c,16d,16e…異磁性マグネット、18…主磁性部、18A…後方側端面、19…異磁性部、38a…第1のホールIC(磁気センサ、第1の磁気センサ)、38b…第2のホールIC(磁気センサ、第2の磁気センサ)、38c…第3のホールIC(磁気センサ、第2の磁気センサ)、38d…第4のホールIC(磁気センサ、第2の磁気センサ)、100…回転電機システム、101…制御装置 1, 1A, 1B, 1C, 1D... Rotating electric machine, 2... Stator, 4, 4A, 4B, 4D... Rotor, 6... Position detection sensor unit, 16... Magnet, 16a... N pole magnet, 16b... S pole magnet, 16c, 16d, 16e... Different magnetic magnet, 18... Main magnetic part, 18A... Rear side end surface, 19... Different magnetic part, 38a... First Hall IC (magnetic sensor, first magnetic sensor), 38b... Second Hall IC (magnetic sensor, second magnetic sensor), 38c... third Hall IC (magnetic sensor, second magnetic sensor), 38d... fourth Hall IC (magnetic sensor, second magnetic sensor), 100... Rotating electric machine system, 101... Control device

Claims (3)

回転電機と、
制御装置と、
を備え、
前記回転電機は、
回転方向に沿って交互に異なる磁極を並べる複数のマグネットを有するロータと、
前記ロータを回転させる磁界を発生させるステータと、
前記複数のマグネットに向かい合う位置に配置され、前記複数のマグネットの各々の前記磁極に応じた信号を出力する複数の磁気センサと、
を備え、
前記複数のマグネットは、本体である主磁性部、及び前記主磁性部の磁気特性とは異なる磁気特性であるとともに前記回転方向の後方側における前記主磁性部の端面から前記回転方向の前方側にずれた位置に配置された異磁性部を有する異磁性マグネットを備え、
前記複数の磁気センサは、
前記異磁性マグネットの前記異磁性部の回転軌道に向かい合う位置に配置され、前記主磁性部の磁気特性に応じた信号及び前記異磁性部の磁気特性に応じた信号を出力する第1の磁気センサと、
前記主磁性部の回転軌道と向き合い、かつ前記異磁性部の回転軌道とは向かい合わない位置に配置され、前記異磁性部の磁気特性に応じた信号を出力せずに前記主磁性部の磁気特性に応じた信号を出力する少なくとも1つの第2の磁気センサと、
を備え
前記制御装置は、
前記第1の磁気センサから前記異磁性部の磁気特性に応じた信号の出力が開始された後に、前記第1の磁気センサから前記異磁性部の磁気特性に応じた信号の出力が終了するタイミングを検出準備開始タイミングとし、
前記検出準備開始タイミングの検知後に、前記第1の磁気センサから前記回転方向で隣り合う前記マグネット同士間の前記磁極の切り替わりに応じた信号が出力されたタイミングを絶対位置検出タイミングとし、
前記絶対位置検出タイミングに応じて前記ロータの絶対的な所定回転位置を取得する
ことを特徴とする回転電機システム
rotating electric machine,
a control device;
Equipped with
The rotating electrical machine is
a rotor having a plurality of magnets with different magnetic poles arranged alternately along the rotational direction;
a stator that generates a magnetic field that rotates the rotor;
a plurality of magnetic sensors arranged at positions facing the plurality of magnets and outputting signals according to the magnetic poles of each of the plurality of magnets;
Equipped with
The plurality of magnets have a main magnetic part, which is a main body, and magnetic properties different from those of the main magnetic part, and extend from an end face of the main magnetic part on the rear side in the rotational direction to the front side in the rotational direction. Equipped with a different magnetic magnet having different magnetic parts arranged at shifted positions,
The plurality of magnetic sensors are
a first magnetic sensor that is disposed at a position facing the rotation orbit of the different magnetic part of the different magnetic magnet and outputs a signal according to the magnetic property of the main magnetic part and a signal depending on the magnetic property of the different magnetic part; and,
The magnetic property of the main magnetic part is arranged at a position facing the rotational orbit of the main magnetic part and not facing the rotational orbit of the different magnetic part, and does not output a signal corresponding to the magnetic property of the different magnetic part. at least one second magnetic sensor that outputs a signal according to the
Equipped with
The control device includes:
After the first magnetic sensor starts outputting a signal according to the magnetic property of the different magnetic part, the timing at which the first magnetic sensor ends outputting a signal according to the magnetic property of the different magnetic part. is the detection preparation start timing,
After the detection preparation start timing is detected, the timing at which the first magnetic sensor outputs a signal corresponding to switching of the magnetic poles between the magnets adjacent in the rotation direction is defined as an absolute position detection timing,
obtaining an absolute predetermined rotational position of the rotor according to the absolute position detection timing;
A rotating electric machine system characterized by:
前記主磁性部の磁極の向きと前記異磁性部の磁極の向きとは逆向きであることを特徴とする
請求項1に記載の回転電機システム
The rotating electric machine system according to claim 1, wherein the direction of the magnetic pole of the main magnetic part and the direction of the magnetic pole of the different magnetic part are opposite to each other.
前記主磁性部の材料と前記異磁性部の材料とは異なる
ことを特徴とする
請求項1に記載の回転電機システム
The rotating electric machine system according to claim 1, wherein the material of the main magnetic part and the material of the different magnetic part are different.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011030314A (en) 2009-07-23 2011-02-10 Panasonic Corp Ring magnet, motor and electrical apparatus including the same, and method of forming the ring magnet
JP2013102667A (en) 2011-06-06 2013-05-23 Denso Corp Rotary machine with output function of internal combustion engine control signal, and starter motor with output function of internal combustion engine control signal
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61195776U (en) * 1985-05-20 1986-12-06

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011030314A (en) 2009-07-23 2011-02-10 Panasonic Corp Ring magnet, motor and electrical apparatus including the same, and method of forming the ring magnet
JP2013102667A (en) 2011-06-06 2013-05-23 Denso Corp Rotary machine with output function of internal combustion engine control signal, and starter motor with output function of internal combustion engine control signal
WO2017122670A1 (en) 2016-01-12 2017-07-20 株式会社ミツバ Rotating electric machine

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