具体实施方式

参见附图对多个实施方式进行说明。在各个实施方式中，对功能上和/或结构上的对应部分和/或关联部分，有时标记为相同的附图标记，或标记为仅百位以上的数位不同的附图标记。对于对应部分和/或关联部分，可以参考其他实施方式中的相关说明。

第一实施方式

在图1中，内燃机用旋转电机(以下简称为旋转电机)10也被称为发电电动机、起动发动机或交流起动发电机(AC Generator Starter)。旋转电机10的用途的一个示例为，交通工具用内燃机12的发电电动机。交通工具是车辆、船舶、飞机、娱乐设备或模拟设备。交通工具的一个典型示例是鞍乘型车辆。旋转电机10也可以用于发电机或空调设备等固定的内燃机。

旋转电机10，与包含逆变电路(INV)以及控制装置(ECU)的电路11电连接。电路11提供三相电力转换电路。电路11在旋转电机10作为发电机工作时，提供整流电路，该整流电路对被输出的交流电力进行整流并向包括电池在内的电负载供电。电路11提供信号处理电路，该信号处理电路接收由旋转电机10提供的点火控制用、和/或燃料喷射控制用的基准位置信号。电路11提供执行点火控制和/或燃料喷射控制的点火控制器、和/或燃料喷射控制器。点火控制在规定的曲轴转角执行点火。基于基准信号确定规定的曲柄角。燃料喷射控制在规定的曲轴转角执行燃料喷射。基于基准信号确定规定的曲柄角。

电路11提供使旋转电机10作为电动机发挥功能的驱动电路。；电路11从旋转电机10接收旋转位置信号，该旋转位置信号用于使旋转电机10作为电动机发挥功能。电路11根据检测出的旋转位置控制对旋转电机10的通电，从而使旋转电机10作为电动机发挥功能。

本说明书中的控制装置有时也被称为电子控制装置(ECU：Electronic ControlUnit)。控制装置或控制系统，由(a)作为被称为if-then-else形式的多个逻辑的算法、或(b)通过机器学习调整而成的学习完成模型，例如，由作为神经网络的算法提供。

控制装置由包括至少一台计算机的控制系统提供。控制系统可以包括由数据通信装置链接的多台计算机。计算机包括作为硬件的至少一个处理器(硬件处理器)。硬件处理器可以由以下(i)、(ii)或(iii)来提供。

(i)硬件处理器可以是执行保存在至少一个存储器中的程序的至少一个处理器内核。在这种情况下，计算机由至少一个存储器和至少一个处理器内核提供。处理器内核被称为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics ProcessingUnit，GPU)、RISC(Reduced Instruction Set Computing(精简指令集计算机))-CPU等。存储器也被称为存储介质。存储器是非暂时性且实体性的存储介质，其非暂时地保存可由处理器读取的“程序和/或数据”。存储介质由半导体存储器、磁盘、或光盘等提供。程序可以以其本身、或作为保存有程序的存储介质来通用。

(ii)硬件处理器可以是硬件逻辑电路。在这种情况下，计算机由包括编程而得的多个逻辑单元(门电路)的数字电路提供。数字电路也被称为逻辑电路阵列，例如专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)、片上系统(System on a Chip，SoC)、可编程逻辑门阵列(Programmable Gate Array，PGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice，CPLD)等。数字电路可以包括保存程序和/或数据的存储器。计算机可由模拟电路提供。计算机也可由数字电路和模拟电路的组合提供。

(iii)硬件处理器可以是上述(i)和上述(ii)的组合。(i)和(ii)配置在不同的芯片上、或者在共同的芯片上。在这些情况下，(ii)部分也被称为加速器。

控制装置、信号源和受控对象提供多种元件。这些元件中的至少一部分，可以被称为块、模块或区段。此外，控制系统中包括的元件仅在有意图的情况下被称为功能性单元。

本公开所记载的控制部及其方法可以利用通过构成处理器以及存储器而被提供的专用计算机来实现，该处理器被编程为执行通过计算机程序具体化的一个或多个功能。可替代地，本公开所记载的控制部及其方法也可以利用通过使处理器由一个以上的专用硬件逻辑电路构成而被提供的专用计算机来实现。可替代地，本公开所记载的控制部及其方法还可以利用一个以上的专用计算机来实现，该一个以上的专用计算机包括被编程为执行一个或多个功能的处理器、以及存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合。此外，计算机程序可以作为由计算机执行的指令，存储在计算机可读非暂时有形记录介质中。

旋转电机10被组装于内燃机12。该内燃机12包括：机身13及旋转轴14，该旋转轴14可旋转地支承于机身13并与内燃机12联动旋转。旋转电机10被组装于作为安装对象的机身13和旋转轴14。机身13为内燃机12的曲轴箱、变速箱等结构体。旋转轴14为内燃机12的曲轴或与曲轴联动的旋转轴。旋转轴14通过内燃机12运转而旋转。

旋转轴14使旋转电机10旋转，以使旋转电机10作为发电机发挥功能。旋转轴14，是在旋转电机10作为电动机发挥功能时、能够通过旋转电机10的旋转来启动内燃机12的旋转轴。此外，旋转轴14，是在旋转电机10作为电动机发挥功能时、能够通过旋转电机10的旋转来支援(协助)内燃机12的旋转的旋转轴。旋转轴14也是在旋转电机10作为电动机发挥功能时、代替内燃机12提供旋转动力的旋转轴。

旋转电机10包括：转子21、定子31以及传感器单元37。在以下的说明中，轴向AD一词意指将定子31看作圆筒体的情况下的中心轴的方向。径向RD一词意指将定子31看作圆筒体的情况下的直径方向。周向CD一词意指将定子31看作圆筒体的情况下的圆周方向。

转子21为励磁元件。定子31为电枢。转子21整体呈杯状。转子21，被定位成其开口端朝向机身13。转子21，被固定在旋转轴14的端部。转子21与旋转轴14经由旋转方向上的键嵌合等定位机构相连接。转子21通过由固定螺栓25紧固于旋转轴14而被固定。转子21与旋转轴14一起旋转。转子21通过永久磁铁提供励磁、即旋转励磁。

转子21具有杯状的转子芯22。转子芯22连接到内燃机12的旋转轴14上。转子芯22具有固定于旋转轴14的内筒、位于内筒的径向外侧的外筒、以及在内筒与外筒之间扩展的环状的底板。转子芯22提供用于后述永久磁铁的磁轭。转子芯22也被称为铁碗。转子芯22由磁性金属制成。

转子21具有配置在转子芯22的内面上的永久磁铁23。永久磁铁23固定在外筒的内侧。永久磁铁23通过配置于径向内侧的保持杯24而在轴向AD以及径向RD上被固定。保持杯24由薄的非磁性金属制成。保持杯24固定在转子芯22上。

永久磁铁23具有多个磁铁片。段片(segment)也被称为磁铁片。各个磁铁片为部分圆筒状。永久磁铁23通过12个磁铁片，提供六对N极和S极、即12极励磁。磁极数也可以是其他的数。永久磁铁23，在其内侧提供多个N极和多个S极。

永久磁铁23提供多个基本磁极。多个基本磁极形成为极性以规定的基本周期(PT)交替。多个基本磁极提供用于旋转电机的旋转磁场，以使旋转电极作为发电机或电动机发挥功能。永久磁铁23至少提供励磁。转子21向定子31提供旋转磁场。基本磁极提供用于使旋转电机10至少作为电动机发挥功能的旋转位置信号。基本磁极也被称为旋转信号用磁极。

永久磁铁23提供部分特殊磁极。特殊磁极以在一个磁极片中具有与基本磁极不同的极性的方式形成在永久磁铁的一部分上。特殊磁极提供用于点火控制、和/或燃料喷射控制的基准位置信号。特殊磁极由与用于励磁的磁极排列不同的一部分磁极提供。特殊磁极也被称为基准位置信号用磁极。

定子31与机身13经由固定螺栓34连接。定子31通过多个固定螺栓34紧固于机身13而被固定。定子31配置在转子21与机身13之间。定子31具有隔着间隙与转子21的内表面相对的假想的外周面。假想的外周面由多个磁极35提供。定子31固定在机身13上。

定子31具有定子芯32。定子芯32具有第一端面SD1、作为与第一端面SD1相反一侧的第二端面SD2、以及外周面。定子芯32，通过固定于内燃机12的机身13，配置于转子21的内侧。定子芯32具有多个齿部分。一个齿部分提供一个磁极35。定子芯32提供多个磁极35。定子芯32提供外突极型的铁芯。定子31具有例如十八个磁极35。

定子31具有安装于定子芯32的定子线圈33。定子线圈33提供电枢绕组。在定子芯32与定子线圈33之间配置有绝缘体36。绝缘体36是电绝缘构件。绝缘体36由电绝缘性的树脂制成。定子线圈33是三相绕组。定子线圈33可以选择性地将转子21和定子31作为发电机或电动机发挥功能。

传感器单元37提供内燃机用旋转位置检测装置。传感器单元37设置于与内燃机12联动的旋转电机10。传感器单元37设置在定子31上。传感器单元37设置在旋转电机10的定子芯32上。传感器单元37通过固定螺栓39固定在定子芯32的第一端面SD1上。固定螺栓39从第二端面SD2朝向第一端面SD1贯通。

传感器单元37包括多个传感器38。传感器单元37将传感器38定位在相邻的两个磁极35之间。一个传感器38被定位成输出基准位置信号。一个传感器38也被称为基准位置传感器。其他至少一个传感器38被定位成输出旋转信号。其他至少一个传感器38也被称为旋转位置传感器。在本实施方式中，多个传感器38中的一个传感器38提供基准位置传感器。在该实施方式中，多个传感器38中的三个传感器38提供旋转位置传感器。在多个传感器38包括四个传感器的情况下，一个传感器可以提供基准位置传感器，而其余三个传感器可以提供旋转位置传感器。在多个传感器38包括三个传感器的情况下，一个传感器可以提供基准位置传感器，三个传感器可以全部提供旋转位置传感器。

传感器单元37具有用于将从多个传感器38输出的信号向外部取出的外部连接用的配线15。配线15能够传递基准位置信号和旋转信号。旋转电机10具有连接定子线圈33与电路11的多根电力线16。电力线16由可挠性电缆提供。电力线16在旋转电机10作为发电机发挥功能时，向电路11供给由定子线圈33感应出的电力。而电力线16在旋转电机10作为电动机发挥功能时，用于将激励定子线圈33的电力自电路11向定子线圈33供给。

在图2中，图示了相对配置的转子21和定子31的展开图。转子21以箭头RT为正转方向。另外，基本磁极26中的S极26a与N极26b能够交换。特殊磁极27的S极27a与N极27b能够交换。

永久磁铁23具有多个磁铁片23a、23b、23c、23d。多个磁铁片23a、23b、23c、23d按每个基本磁极26被磁化，提供基本磁极26。在本实施方式中，使用被磁化为4种磁化图案的4种磁铁片。多个磁铁片23a、23b、23c、23d包括仅具有基本磁极26的两种的多个磁铁片23a、23b。多个磁铁片包括具有基本磁极26和特殊磁极27两者的两种的两个磁铁片23c、23d。多个磁铁片23a具有作为基本磁极26的S极26a。多个磁铁片23b具有作为基本磁极26的N极26b。多个基本磁极26的极性交替的基本周期PT取决于多个磁体片23a、23b、23c和23d的周向宽度。

一个磁铁片23c具有作为基本磁极26的N极26b和作为特殊磁极27的S极27a。在磁铁片23c中，基本磁极26的面积比特殊磁极27的面积大。特殊磁极27是基本磁极26的一部分。特殊磁极27配置成在永久磁铁23中被基本磁极26夹着。特殊磁极27配置成在永久磁铁23的轴向的中间被基本磁极26夹着。特殊磁极27在轴向上被基本磁极26夹着，但也可以在周向上被基本磁极26夹着。

一个磁铁片23d具有作为基本磁极26的S极26a和作为特殊磁极27的N极27b。在磁铁片23d中，基本磁极26的面积比特殊磁极27的面积大。特殊磁极27是基本磁极26的一部分。特殊磁极27位于被基本磁极26夹着的位置。

磁铁片23a、23b、23c、23d配置成基本磁极26沿着周向CD交替。两个磁体片23c、23d被配置成基本磁极26和特殊磁极27示出了沿着周向CD连续的极性。两个磁铁片23c、23d配置成特殊磁极27示出了沿着周向CD反转的极性。磁铁片23c例如配置成磁铁片23a所提供的作为基本磁极26的S极26a与磁铁片23c所提供的作为特殊磁极27的S极27a示出了连续的极性。磁铁片23c和磁铁片23d提供磁特性可检测地不同的两个特殊磁极27。磁铁片23c和磁铁片23d配置成两个特殊磁极27示出了沿着周向CD反转的极性。磁铁片23d例如配置成磁铁片23b所提供的作为基本磁极26的N极26b与磁铁片23d所提供的作为特殊磁极27的N极27b示出了连续的极性。特殊磁极27具有被沿周向CD相邻的两个磁铁片23c、23d磁化、并具有不同极性的S极27a及N极27b。

基本磁极26被配置成在沿周向CD延伸的基本磁极轨道28上呈现。在基本磁极轨道28上，仅呈现多个基本磁极26。特殊磁极27被配置成在沿周向CD延伸的特殊磁极轨道29上呈现。特殊磁极轨道29设定在永久磁铁23的轴向的基本上的中央处。在特殊磁极轨道29上，呈现多个基本磁极26和所有特殊磁极27。

传感器单元37具有配置在基本磁极轨道28上的多个传感器38a、38b、38c。基本磁极轨道28是沿转子21的旋转方向配置有基本磁极26的轨道。传感器38a、38b、38c输出旋转信号。传感器单元37具有配置在特殊磁极轨道29上的一个传感器38d。特殊磁极轨道29是沿转子21的旋转方向配置有特殊磁极27的轨道。传感器38d输出基准位置信号。多个传感器38a、38b、38c、38d检测永久磁铁23提供的磁通量。多个传感器38a、38b、38c、38d可由响应于磁通量的各种传感器元件提供。多个传感器38a、38b、38c、38d例如可以由利用霍尔效应的传感器提供。

根据本实施方式，特殊磁极27在沿周向相邻的两个磁铁片上提供相同极性的磁极。特殊磁极27在沿周向相邻的三个磁极上不提供相同极性的磁极。特殊磁极27例如在沿周向相邻的两个磁铁片23a、23c上提供相同极性的磁极、即S极26a和S极27a。特殊磁极27例如在沿周向相邻的两个磁铁片23d、23b上提供相同极性的磁极、即N极26b和N极27b。

特殊磁极27配置为，在示出了基准位置的区间中，在沿周向CD相邻的两个磁铁片23c、23d上提供不同极性的磁极。在图示的实施方式中，S极27a和N极27b配置在沿周向CD相邻的两个磁铁片23c、23d上，并且被赋予不同的极性。另外，S极27a与N极27b能够交换。不同极性包括S极与N极的关系、S极与无磁化的关系、或者无磁化与N极的关系。

图3示出了多个传感器38a、38b、38c、38d的输出信号波形。波形A、B、C、D分别与多个传感器38a、38b、38c、38d的每一个对应。作为旋转位置传感器的三个传感器38a、38b、38c输出多个输出波形A、B、C。输出波形A、B、C作为基本磁极26规定的基本周期PT的矩形波输出。输出波形A、B、C的相位每周期1/3×PT发生偏移。其结果，旋转位置信号能够实现周期1/3×PT的分辨率。

作为基准位置传感器的传感器38d输出输出波形D。输出波形D是基准位置信号。输出波形D具有基本周期PT的基本周期期间和周期2×PT的缺齿期间。缺齿期间示出了基准位置。输出波形D在缺齿期间也以基本周期PT交替。输出波形D在时刻t101与时刻t103之间提供缺齿部分。输出波形D在时刻t102也交替。输出波形D在缺齿期间也基本上能够示出两次基准位置。换言之，输出波形D在缺齿期间也能够实现基本周期PT的分辨率。其结果，输出波形D在缺齿期间提供比周期3/2×PT(1.5×PT)更高的分辨率。

由特殊磁极27和基本磁极26提供的相同极性的周向长度LG超过基本周期PT的1/2、且为基本周期PT以下。长度LG为1/2×PT<LG≤PT。不需要超过基本周期PT的长期间，就能够示出基准位置。其结果，提供了一种基准位置的检测精度高的内燃机用旋转电机的转子。

基准位置的到来能够基于从旋转位置信号给出的信号周期1/3×PT来判断。在内燃机12起动时转速逐渐上升的过程中，信号周期1/3×PT与基本周期PT的差也能够判断缺齿机关的到来。此外，基准位置信号所提供的周期2×PT的缺齿期间，提供了两次缺齿判断的机会。

电路11基于来自传感器单元37的多个信号检测基准位置。电路11基于基准位置执行点火控制、和/或燃料喷射控制。除来自传感器38d的信号之外，电路11例如还使用三个传感器38a、38b、38c中的两个传感器作为相位传感器来确定点火位置、和/或燃料喷射位置。根据本实施方式，能够抑制内燃机12中发生所谓的失火。因此，即使在内燃机12起动时，也能够可靠地执行点火和/或燃料喷射。其结果，快速完成内燃机12的起动。

根据以上所述的实施方式，提供了一种基准位置的检测精度高的内燃机用旋转电机。从一个观点来看，即使在内燃机12的转速慢的起动时，也能够以高精度示出缺齿部分的到来(基准位置的到来)。能够在内燃机起动时在早期示出基准位置。其结果，提供了一种内燃机12的起动快的内燃机用旋转电机。

第二实施方式

本实施方式是将在先的实施方式作为基础方式的变形例。在上述实施方式中，作为基准位置信号的输出波形D提供基本周期PT的分辨率。取而代之地，在本实施方式中，基准位置信号提供周期性3/4×PT的分辨率。

在图4中，永久磁铁23包括按每个基本磁极26被磁化的多个磁铁片223a、223b、223c。特殊磁极227a、227b、227c被所有多个磁铁片磁化。特殊磁极27形成为极性以基本周期PT的1/2交替。在本实施方式中，使用被磁化为3种磁化图案的3种磁铁片。多个磁铁片223a、223b、223c包括具有基本磁极26和两个特殊磁极227a、227b的两种的多个磁铁片223a、223b。多个磁铁片223a、223b、223c包括具有基本磁极26和一个特殊磁极227c的一个磁铁片223c。在本实施方式中，基本磁极26中的S极26a与N极26b也能够交换。特殊磁极27的S极227a与N极227b也能够交换。

转子21具有多个磁铁片223a、223b、223c。多个磁体片223a具有作为基本磁极26的S极26a、作为特殊磁极27的S极227a和N极227b。多个磁体片223b具有作为基本磁极26的N极26b、作为特殊磁极27的S极227a和N极227b。作为特殊磁极227的S极227a和N极227b是通过将一个磁铁片223a、223b在周向CD上分为两部分被磁化的。

一个磁铁片223c具有作为基本磁极26的S极26a和作为特殊磁极27的N极227c。N极227c在一个磁铁片223c的周向CD的整体上延伸。

多个磁铁片223a、223b、223c配置成作为基本磁极26的S极26a和N极26b交替。磁铁片223c配置成提供与周向CD上的任一特殊磁极(S极227a或N极227b)连续的极性。

在图5中，作为基准位置传感器的传感器38d输出输出波形D。输出波形D是基准位置信号。输出波形D具有周期1/2×PT的期间和周期3/4×PT的缺齿期间。缺齿期间示出了基准位置。输出波形D在时刻t201与时刻t203之间提供缺齿部分。输出波形D在缺齿期间提供比周期3/2×PT(1.5×PT)更高的分辨率。

基准位置的到来能够基于在基本周期的期间给出的信号周期1/2×PT来判断。在内燃机12起动时转速逐渐上升的过程中，信号周期1/2×PT与周期3/4×PT的差也能够判断缺齿期间的到来。

根据以上所述的实施方式，提供了一种基准位置的检测精度高的内燃机用旋转电机。从一个观点来看，即使在内燃机12的转速慢的起动时，也能够以高精度示出缺齿部分的到来(基准位置的到来)。能够在内燃机起动时在早期示出基准位置。其结果，提供了一种内燃机12的起动快的内燃机用旋转电机。

第三实施方式

本实施方式是将在先的实施方式作为基础方式的变形例。在上述实施方式中，特殊磁极27形成在永久磁铁23的大致中央。取而代之地，特殊磁极27可以形成为偏向永久磁铁23的轴向的任一方。

在图6中，磁铁片23c具有配置在永久磁铁23的轴向的一端的作为特殊磁极27的S极327a。磁铁片23d具有配置在永久磁铁23的轴向的一端的作为特殊磁极27的N极327b。其结果，基本磁极26配置成在基本磁极轨道28上呈现。特殊磁极27配置成在特殊磁极轨道29上呈现。传感器单元37具有配置在基本磁极轨道28上的作为旋转位置传感器的传感器38a、38b、38c。传感器单元37具有配置在特殊磁极轨道29上的作为基准位置传感器的传感器38d。其结果，传感器38a、38b、38c输出示出了旋转位置的多个旋转位置信号。传感器38d输出示出了基准位置的基准位置信号。在本实施方式也能够获得与在先的第一实施方式同样的信号波形。

其他实施方式

本说明书及附图等中的公开，并不限于列举出的实施方式。本公开包括已列举出的实施方式、以及本领域技术人员基于它们而得到的变形实施方式。例如，本公开并不限于实施方式中所公开的部件和/或要素的组合。本公开可通过多种组合来实施。本公开还可包括可追加到实施方式中的追加部分。本公开包含实施方式中的部件和/或要素被省略的实施方式。本公开包含一个实施方式与其他实施方式间的部件和/或要素的置换或组合。本公开的技术范围不限于实施方式记载的范围。所公开的一些技术保护范围，由权利要求书的记载来确定，还应理解为包括与权利要求书的记载同等意义及范围内的所有变更。

本说明书以及说明书附图等中的公开内容并不限于权利要求书的记载。说明书及说明书附图等中的公开内容，包含权利要求书所记载的技术思想，并且进一步涉及比权利要求书所记载的技术思想更多样且更广泛的技术思想。因此，不受权利要求书的记载的限制，可以从说明书和说明书附图等的公开内容中提取多种技术思想。

在上述实施方式中，多个基本磁极26由多个磁铁片23a、23b、23c、23d提供。取而代之地，可以由一个磁铁片来提供多个基本磁极26。不同极性一词意指磁特性可检测地不同。此外，不同极性的一词是包含S极与N极的关系、S极与无磁化的关系、或者无磁化与N极的关系的术语。

在上述实施方式中，在一个周期T中设定了一个基准位置。取而代之地，也可以在一个周期T中设定两个以上的基准位置。例如，除多个磁铁片23a、23b之外，也可以在转子21的多个位置处配置多组磁铁片23c、23d。除多个磁铁片223a、223b之外，也可以在转子21的多个位置处配置多个磁铁片223c。同样地，除多个磁铁片23a、23b之外，也可以在转子21的多个位置处配置多组磁铁片323c、323d。

在上述实施方式中，传感器单元37包括4个传感器38。取而代之地，传感器单元37也可以包括3个传感器38。在这种情况下，传感器单元37还可以包括配置在基本磁极轨道28上的两个传感器38、以及配置在特殊磁极轨道29上的一个传感器38。配置在特定磁极轨道29上的一个传感器38作为基准位置传感器和旋转位置传感器两者而使用。