CN111448382A - 用于确定内燃机曲轴的旋转角位置的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定轴（17）的旋转参量、特别是旋转角位置（
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 839810DEST_PATH_IMAGE002
）的方法，所述轴特别是内燃机（112）的曲轴（17'），所述轴与电机（30）直接耦合或转换地耦合，所述电机包括转子（32）和具有至少两个相绕组（U，V，W）的定子（33），从所述相绕组分别导出至少一个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW），其中所述相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）分别具有上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）、下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）和/或过零点（FlU0，FlV0，FlW0），其中产生包括所述电机（30）的多个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）的总和信号（USum），使得分别给所述上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）、下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）和/或过零点（FlU0，FlV0，FlW0）分配所述总和信号（USum）中的特征性脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3），其中将所述脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）采用用于确定所述转子（32）的转速（n）、旋转角位置（
Figure 756950DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 536687DEST_PATH_IMAGE002
）或旋转方向（α+，α‑）。本发明还涉及一种用于由多个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）来产生总和信号（USum）的设备，所述总和信号用于确定轴（17）的转速（n），本发明还涉及被设立用于执行该方法的相应计算单元，以及用于执行该方法的计算机程序。

Description

用于确定内燃机曲轴的旋转角位置的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于确定轴的旋转参量、特别是旋转角位置的方法和设备，所述轴特别是内燃机的曲轴，所述轴与电机直接耦合或转换地耦合，所述电机包括转子和具有至少两个相绕组的定子，从这些相绕组分别导出至少一个相信号。
背景技术
内燃机曲轴的转速是电子发动机控制的许多功能的重要输入参量。为了确定所述转速，可以在与所述内燃机的曲轴一起旋转的主体上以相同的角度间隔设置标记。由于曲轴旋转而导致的标记划过可以被传感器检测到并作为电信号转发到评估电子装置。
该电子装置针对所述曲轴的相应旋转角位置来确定分别为此所存放的用于所述标记的信号或测量两个标记之间的时间差，并且能够基于两个标记彼此间的已知的角度间隔来确定角速度并且由此确定转速。在机动车、尤其是摩托车、机动脚踏两用车或机器脚踏车的情况下能够例如通过金属的、优选由铁磁材料制成的齿轮的、所谓的发信轮的齿来提供所述标记，这些齿通过自身在传感器中的运动而引起磁场的改变。一些齿的空隙可以用作为用于识别绝对位置的参考标记。在Pkw（载客汽车）的情况下大多使用60-2个齿（均匀分布60个齿，其中有两个保持留空来作为参考标记）,而在摩托车或机器脚踏车的情况下则例如使用到36-2、24-2个齿。在这种确定转速或确定所述曲轴的旋转角位置的间接原理情况下，转数信号的分辨率或者旋转角位置的绝对检测通过齿的数量并且通过参考标记的可靠识别而确定。
在每个具有内燃机的现代车辆中都安装有发电机，所述发电机由所述曲轴的旋转来驱动。所述旋转提供电信号并用于为所述车辆供应电能和对车辆电池充电。在没有所述发电机的情况下，车辆就不可能按规定运行，或者只能按规定运行很短的时间。
例如在EP 0664887 B1中将经由所述曲轴驱动的电机（发电机）的电输出参量用于确定转速。为此，提供所述发电机的如下相来作为参考，在该相上施加脉动式直流电压。在使用多个相来确定转速的情况下，通常会检测这些相的相应信号并将相应信号单独地转发到评估单元，所述评估单元根据这些信号确定所述发电机的转速。
因此，值得期望的是，说明一种可能性，以进一步简化根据电机的相信号来确定旋转参量，特别是旋转角位置，并且也在还不使用附加部件的情况下更简单并且必要时以更高的精度至少获得所述电机的转子或内燃机的曲轴的旋转角位置或角位置，该旋转角位置或角位置可以用于控制所述内燃机。
发明内容
根据本发明，提出了一种具有权利要求1的特征的方法以及一种具有权利要求10的特征的设备。有利的构型是从属权利要求以及以下描述的主题。
本发明的优点
本发明涉及一种用于确定轴、特别是内燃机的曲轴的旋转参量的方法，所述轴与电机直接耦合或转换地耦合，所述电机包括转子和具有至少两个相绕组的定子，从这些相绕组分别导出至少一个相信号，其中，这些相信号分别具有上升边沿、下降边沿和/或过零点 ，其中，产生包括所述电机的多个相信号的总和信号，使得给所述上升边沿、下降边沿和/或过零点分别分配所述总和信号中的特征性脉冲，其中该参量用于确定所述电机的转子的旋转参量。在此，所述旋转参量特别是包括轴、优选转子轴的旋转角位置，其中所述转子轴与所述内燃机的曲轴固定或转换地耦合或能够固定或转换地耦合。因此，在了解所述转子轴的相应旋转参量的情况下，可以直接推断出所述内燃机的曲轴的相应旋转参量。
在所述方法的范畴内，根据所述电机的至少两个相的相信号来产生所述总和信号。产生用于确定旋转参量，特别是旋转角位置的总和信号是特别有利的，因为该总和信号可以借助于单个信号线路被转发给评估单元，特别是转发给控制设备，以便在那里基于所述总和信号从它们的信号中导出相应发电机相的基于旋转参量的各个旋转信息，由此不仅可以特别简单地并且基于特别简单的信号线路基础设施来确定轴的旋转角位置，而且还能够用常见的精度来确定轴的旋转角位置。这特别是通过以下方式引起：给相应相信号中各个符号的相应上升边沿、下降边沿和/或过零点分配所述总和信号中的特征性脉冲，其中能够基于所述总和信号中各个脉冲的符号来导出相应的旋转参量。
该方法是特别有利的，因为在现有技术中相应相的信号通常借助分别分配给该相应相的信号线路转发给评估单元，以便在那里将其输送给评估装置。这相应地是耗费的且成本密集的。
在本发明的范畴内优选的是，将与相信号的上升边沿、相信号的下降边沿和/或相信号的过零点相关联的脉冲中的至少一个脉冲的至少一个值用于传送所述总和信号中的相应脉冲，由此可以确定相应脉冲的时间上的绝对位置和相应脉冲之间的相对间距，并且特别是可以从中确定轴的旋转角位置。该构型是特别有利的，因为所述相信号的通过上述编码相应地转换为所述总和信号内的脉冲的过零点、上升边沿和下降边沿都能被特别简单且精确地探测到，这使得可以相应可靠和精确地确定轴的前述旋转参量。所述相信号可以是定子相的原始信号。但是，也可以使用经过相应电子处理的相信号。
在另一优选的实施方式中，通过对相应的相信号的下降边沿进行编码产生所述总和信号中的第一脉冲，以及通过对相应的相信号的上升边沿进行编码分别产生所述总和信号中的其他脉冲。通过相应不同地选择这些脉冲，给出至少一个标准，以便使上升边沿和下降边沿能够以其被转换成脉冲的形式相应地在所述总和信号中得以区分。再次应注意的是，相应边沿的时间上的位置及其类型，即上升边沿和/或下降边沿，被相应地转换为所述总和信号中的脉冲并且能够得以区分。
在所述方法的另一优选实施方式中，被分配给具有上升边沿或下降边沿的第一边沿类型的脉冲具有恒定的第一脉冲宽度，而被分配给相应另一种边沿类型的脉冲具有针对相应相信号恒定但是关于分别另一种边沿类型和/或分别另一个相而不同的其他脉冲宽度。这种构型是有利的，因为以这种方式，通过为其中一种边沿类型选择恒定的脉冲宽度能够在所述总和信号中相应简单地探测到这种类型的边沿。由此可以减少不同脉冲宽度的数量而不会丢失信息。由此，根据用于将各个脉冲分配至相应的边沿类型和相信号的针对总和信号的评估算法的构型而定，可以对其简化。相应地，可以为相应的边沿类型或边沿种类和/或相应的相选择特征性脉冲宽度，由此能够明确地分配相应的边沿类型和与所述边沿类型进行逻辑运算的相。
在优选实施方式的范畴内，这特别是通过以下方式给出：通过确定所述总和信号中的所述第一脉冲宽度识别出所述第一边沿类型，并且通过确定所述总和信号中的所述其他脉冲宽度之一识别出相应另一种边沿类型。
在所述方法的另一优选实施方式的范畴内，可以通过确定来自所述总和信号的对应于相同的边沿类型（上升边沿或下降边沿）的两个脉冲之间的至少一个时间差来确定所述电机的转子的转速。优选地，使用可以追溯到所述相之一的相同类型的边沿。如已经提到的，在与相无关地为其中一种边沿类型选择相同的脉冲持续时间的情况下，提供了一种基于脉冲彼此间的相对间距确定所述电机的转速的特别简单的可能性。在另一优选的实施方式中，基于两个相邻的脉冲、优选两个紧邻的脉冲来确定转速。
在所述方法的另一优选实施方式中，通过确定脉冲的至少一个第一时间序列推断出所述转子的第一旋转方向或者通过确定脉冲的至少一个其他时间序列推断出所述转子的与所述第一旋转方向不同的其他旋转方向。相信号内的相应边沿由于设定的机器参数（如所述电机内极对的布置）以及其他参量相应地在时间上是确定的。因此，可以借助于按时间顺序评估相应脉冲的序列推断出所述电机的转子的旋转方向。为此，在所述总和信号中分别以不同的脉冲宽度来编码来自相应相信号的边沿及其边沿类型（上升或下降），以便由此这些边沿使得能够区分。因此，根据来自相应相信号的下降边沿和上升边沿的相应序列，可以基于所述总和信号推断出所述电机内的转子的旋转方向。
在所述方法的另一优选实施方式中，通过确定脉冲宽度来确定相应的脉冲，并且在采用所述电机的属性的情况下根据相应的脉冲来确定所述电机的转子的旋转角位置。因此如前面已经描述的，通过确定所述脉冲宽度，可以以根据相应的相信号分辨的方式来推断出下降边沿和上升边沿。如已经描述的那样，由于各个边沿与电机参数、如所述电机内极对的空间布置有关，因此可以通过确定相应的边沿并通过与所述电机参数的逻辑运算至少推断出相应的角度增量，在探测到在所述总和信号内的相应边沿的时刻所述转子正好在所述角度增量内移动。由此可以相应地推断出所述转子的旋转角位置。
在所述方法的另一优选实施方式中，进一步在采用两个相邻脉冲之间的转速值以及采用在一个位置与至少一个脉冲之间的至少一个时间间隔的情况下确定所述转子的旋转角位置。前面提到的位置是所述总和信号中的任意的时间上的位置，在该位置处应当确定所述转子的相应旋转角位置。这特别是可以在所述电机正在进行的运行中进行，但是也可以在停用驱动所述电机的内燃机时进行。后一种情况特别适合于确定所述电机的转子的静止位置。如前面已经描述的，通过使用与相的相应边沿进行逻辑运算的脉冲以及通过进一步使用机器参数，可以推断出所述转子在确定位置的时刻正好所处的角度增量。通过进一步采用说明所述角度增量的时间上的变化的转速值以及所述位置与相应脉冲的相应时间间隔，可以更精确地确定所述角度增量内的位置。
此外，本发明涉及一种用于由多个相信号产生总和信号的设备，所述总和信号可以用于确定轴的旋转参量、特别是旋转角位置，所述轴特别是内燃机的曲轴，所述轴与电机直接耦合或转换地耦合，所述电机包括转子和具有至少两个相绕组的定子，从所述相绕组能够分别导出至少一个具有上升边沿、下降边沿和/或过零点的相信号。在此，所述设备具有至少两个输入端，经由这些输入端分别将相信号引导至编码单元，其中所述编码单元将各个相信号组合成总和信号，并对其中至少一个相信号进行编码，使得给所述至少一个相信号的上升边沿和/或下降边沿分别分配所述总和信号中的特征性脉冲，其中所述编码单元将所述总和信号输出至输出端以用于确定所述旋转参量。与根据本发明的方法类似，可以特别简单地处理从所述总和信号中确定所述转子的旋转角位置或角位置，因为为了将所述总和信号转发至评估装置只需要一条数据线路。为了确定相应的旋转参量所需要的来自相信号的特征性参量、即相应相信号的相应边沿同样如前面已经描述的那样被转换为所述总和信号内的相应脉冲，其中可以根据所述总和信号对这些脉冲进行评估而不会丢失信息。
因此，通过所述编码单元对所述总和信号中的相应的相信号内的边沿进行编码，使得这些边沿被转换为能直接分配给这些边沿的脉冲，由此可以保证在明显简化评估基础设施的同时特别准确地确定所述旋转参量。
在所述设备的另一优选的实施方式中，所述编码单元具有至少一个时滞元件，所述至少一个时滞元件能够分配给所述电机的至少一个相并且向所述至少一个相信号施加特征性属性。该时滞元件用于特别是与多个异或门的组合一起向所述至少一个相信号分别施加特征性属性。这尤其是通过以下方式引起的：通过所述时滞元件的相应构型，将相应特征性的脉冲持续时间分配给如下脉冲，所述脉冲分别被分配给所述相信号的相应上升边沿或下降边沿。通过针对不同的相信号使用不同的时滞元件，可以根据分别使用的时滞元件向相应的相信号施加特征性属性，由此如前面已经描述的，可以向来自相应相信号的各个边沿类型特别是以不同脉冲持续时间的形式施加根本不同的属性。
此外可以理解，也可以部分地向来自相信号的特征性特征，特别是相应相信号的两种边沿类型（上升边沿或下降边沿）之一分配相同的脉冲持续时间，并且对于每个相信号仅向相应另一种边沿类型的边沿分配不同的脉冲持续时间，以便能够区分这些边沿。在所述至少一个时滞元件内，优选借助于至少一个电容器和/或至少一个电阻来引起：选择相应脉冲的脉冲持续时间。在此，相应的时间常数通过相应地选择所述电阻或所述电容器的电容来给出。随后，来自被分配给所述相的相应编码单元的信号优选地通过与门来彼此逻辑运算，并且形成总和信号。
在另一优选实施方式中，在所述编码单元的上游连接了触发电路，所述触发电路产生经触发的相信号，所述经触发的相信号被传递给所述编码单元的输入端至少之一。所述触发电路使得在经触发的相信号中的相信号的边沿与输入信号相比明显更强地被施加，这使得可以特别简单地实现对所述边沿的识别以及将所述边沿相应时间正确地转换为所述总和信号中的脉冲。由此通过边沿位置的相应更高的时间上的分辨率，可以根据所述总和信号更准确地确定所述旋转参量，特别是所述转子的旋转角位置。
在一种优选实施方式中，所述触发电路具有时滞元件，所述时滞元件具有电阻和电容器。通过相应地选择所述电阻和所述电容器，可以相应地抑制在相信号的时间范围中在过零点附近转发所述触发的相信号。该构型是特别有利的，因为特别是在相电压的过零点附近，由于不平衡状态而可能在信号中出现干扰，所述干扰可以通过这种电路特别有效地被分离出或抑制。在此，相应的时间常数通过相应地选择所述电阻或所述电容器的电容来给出。原则上可以理解，上述异或门也可以由具有可比较的功能性的相应其他电子电路代替。
在所述方法的另一优选实施方式中，根据所述轴的第一转内的转速的时间上的变化过程来确定转速信号，其中在频率分析的范畴内确定较高阶的频率分量，其中对于所述轴的其他转来确定经过校正的转速，使得在经过校正的转速信号中抑制了较高阶的其中至少一个频率分量，优选6阶的分量和/或12阶的分量和/或18阶的分量。
优选地，对直接取决于所述电机的周期性的阶进行校正。可以按照如下方式来确定这些阶（括号中说明的值是以具有六个极对的三相电机为例得到的）：
假定N为所述电机的相数，p为所述电机的极对数。由此，对于电机的轴的每一转而言得到N乘以p个电周期，所述电周期分别具有带有上升边沿和下降边沿的过零点。因此，相应转速信号的采样点总数A为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
由上升边沿和下降边沿的可能不同的行为（与相无关）得到第三阶O3。在此，对于电机的轴的每一转而言，相应的上升边沿Fs或下降边沿Ff的数量为：
Figure 140911DEST_PATH_IMAGE002
由N个不同相的可能不同的行为得到第二阶O2。
在此，对于电机的轴的每一转而言相应的边沿Fp的数量为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
由各个相的上升边沿和下降边沿的可能不同的行为得到第一阶O1。
在此，对于电机的轴的每一转而言相应的上升边沿Fsp或下降边沿FfP的数量为：
Figure 120369DEST_PATH_IMAGE004
关于电机的轴的一转（基本频率）而言得到主要与电机相关的阶，这些阶必要时必须根据上述不同边沿的数量来予以补偿：
•对应于极对数，阶O1（=6）用于各个相的上升边沿和下降边沿之间的偏差
•对应于极对数的双倍，阶O2（=12）用于不同相的边沿之间的偏差
•对应于双倍极对数乘以边沿数，阶O3（=18）用于上升边沿和下降边沿（与相无关）之间的偏差。
原则上可以理解，也可以考虑偏离所述基本频率的其他频率分量。此外可以理解，可以将转速信号从时域变换到频域，特别是为了执行频率分析。在所述转速信号被清除了至少一个更高阶的贡献之后，也可以再次将所述转速信号从频域变换回时域，以便获得经过校正的转速的时间上的变化过程。这些变换特别是可以借助于FFT方法（Fast FourierTransformation，快速傅立叶变换）或可比的方法来完成。
作为基本转速频率存在的所述转速信号典型地叠加有通过所述电机的结构性特征引起的干扰影响，并且通常是基本频率的整数倍。在对所述转速信号进行频率分析的范畴内可以在第一转中检测较高阶的频率分量，并且可以如此提取这些特征性转速分量，使得可以在轴的接下来的转的范畴内抑制或挑选出这些特征性转速分量，从而从所述信号中分离出较高阶的频率分量，由此实现明显更好的信号质量。在上述措施的范畴内还可以考虑并不精准满足所述基本频率的高次谐波的其他干扰频率分量，因此较高阶频率一般被理解为与所述基本频率不同且与转速贡献相应的频率。
在电机具有三相的情况下，频率分量的相应阶、特别是作为基本频率的谐波的第6阶、第12阶和第18阶在此可以与所述电机的可探测的误差源相关联并且可以相应有针对性地得到抑制，这导致所述转速信号的改善。所述基本频率一般涉及所述内燃机的曲轴的旋转频率和/或所述电机的转子的旋转频率。
在所述方法的另一优选的实施方式中，特别是借助于低通滤波器抑制或滤除所有较高阶的频率分量，或者特别是借助于带通滤波器抑制或滤除较高阶的频率分量的部分范围。为了实现期望的目标，即抑制较高阶的频率分量，特别是较高的谐波频率，使用让基本转速频率通过但抑制较高阶分量的低通滤波器或带通滤波器是一种特别简单的构型。
在所述方法的另一优选实施方式中，从一个时间范围内的转速时间上的变化过程中选择一定数量的时间上连续的转速值，其中从这些转速值的至少一个第一子集和这些转速值的至少一个其他子集中分别计算平均值并从中确定转速趋势，其中通过将至少一个转速值、优选相应数量的转速值与对应于至少相应时刻的转速趋势值进行比较来计算校正因子，借助于所述校正因子来确定进一步校正的转速。通过上述措施可以更精确地确定转速信号，其中通过相应的平均值形成特别是可以对较高阶的干扰影响进行平均。在此，特别优选地，采用用于平均值形成的转速值的数量是所述电机的相数
Figure DEST_PATH_IMAGE005
的整数倍。这特别有利于为了平均值形成来提供足够的采样点。可以理解，这些方法特征与抑制较高阶频率分量的特征的组合导致所述转速信号的进一步改善。
此外优选的是，在具有尽可能线性的、优选基本恒定的转速变化过程的转速变化过程内执行以下时间范围，在这些时间范围内确定所述转速趋势，即基于已经确定的转速值预期的转速变化过程。这是特别有利的，因为由此在所述时间范围内由于所述转速变化过程中的动态性预期很低而使得所述转速信号内的变化相应较小。因此，由于明显偏离平均值的转速值的数量较少，可以确定高质量的速度趋势。在此适合以下时间范围，在这些时间范围内所述内燃机处于气体交换时钟的运行状态中。
不仅针对借助于基于频率的方法来校正所述转速变化过程，也在借助于转速趋势估计或者这两种方法的组合来进行所述校正的情况下，可以随后将经过校正的转速用于校正所述轴的旋转角位置信息，并且因此改善对所述内燃机的控制。
校正例如可以按照以下方式进行，即，为了根据旋转信号的两个信号边沿之间的所测量的时间来计算转速而假定所述轴在该时间内扫过的相关角度。由于所述信号中的错误，可能在假定的轴位置处未探测到所述信号边沿，也就是说所述角度和从中计算出的转速是错误的。在经过校正的转速中校正这些错误，从而可以在使用相同的时间信息的情况下反算出所述信号边沿之间的实际角度，并且因此也可以相应地校正所述边沿的位置并由此校正所述旋转角位置。
在所述方法的另一优选实施方式中，将所述轴的所述旋转参量、特别是旋转角位置用于控制所述内燃机，特别是用于控制所述内燃机的至少一个汽缸的点火和/或喷射。对所述电机的相信号的检测和处理，特别是通过发动机控制设备进行的检测和处理可以相应地在所述内燃机的控制设备中被采用用于控制所述内燃机的点火或用于控制所述内燃机的转矩。相应地也可以探测出所述电机的转子的静止位置并且由此探测出所述内燃机的曲轴的静止位置。在上级控制设备、特别是发动机控制设备中进行相应的控制是特别优选的，因为无论如何所述上级控制设备已经存在并且可以相应地动用到系统资源，由此可以将用于识别所述旋转角位置的功能性和用于控制所述内燃机的功能性组合在一个控制设备中。由此得到了鉴于可共同使用的规则与通信基础设施方面的协同效应。基于所使用的用于与所述控制设备进行数据交换的总和信号也得到了其他优点，因为为此只需要一个数据线路。
为此，所使用的计算单元具有相应的集成电路和/或存储在存储器上的计算机程序，所述集成电路或所述计算机程序被设立用于执行上述方法步骤，其中所述计算单元优选被构造为用于所述内燃机的发动机控制设备。
所述方法以计算机程序的形式实现或者设置集成电路、特别是ASIC（专用集成电路）是有利的，因为特别是在进行执行的控制设备还用于其他任务并因此无论如何已经存在的情况下，这导致特别低的成本，其中所述计算机程序以软件形式优选存储在数据载体上、特别是存储在存储器上并且在所述计算单元中可供使用，以用于实施所述方法。适用于提供所述计算机程序的数据载体如通常从现有技术中已知的那样特别是磁的、光学的和电的存储器。
附图说明
从说明书和附图中得到本发明的其他优点和构型。
图1示意性示出根据现有技术的具有传感器的发信轮，其尤其是用于的转速确定；
图2a至图2c示出了耦合到内燃机的电机的示意图（a，b）以及相关的信号变化过程（c）；
图3示意性地示出了具有相应的相关相信号的电机；
图4a和4b示意性地示出了根据实施方式的用于相电压的评估电路（a）和与相电压相关联的相信号（b）；
图5a至图5c示意性地示出了根据另一实施方式的用于相电压的评估电路（a），与相电压相关联的相信号（b）以及所述评估电路的各个组件上的典型信号变化过程（c）；
图6a和6b示出了从电压变化过程获得的三相电机的相的相信号（a）以及这些信号的放大图（b）；
图7a和7b示意性地示出了用于由多个相信号产生总和信号的电路（a）以及各个相信号的时间变化过程和总和信号（b）；
图8a至图8d示意性地示出了总和信号的时间变化过程，基于该时间变化过程解释了对轴的旋转方向的确定（a）；示意性地示出了总和信号的时间变化过程，基于该时间变化过程解释了根据第一实施方式对轴的旋转角位置的确定（b）；示意性地示出了总和信号的时间变化过程，基于该时间变化过程解释了根据其他实施方式对轴的旋转角位置的确定（c）；示出了用于解释根据一种实施方式的方法的示意性流程图（d）；
图9示出了用于确定轴的转速的方法的流程图；
图10a至图10f示出了三个相电压的变化过程（a），在基本频率的高次谐波上根据来自（a）的相电压的幅度进行频率分析的图示（b），根据来自（a）的相电压所确定的转速信号（c），在基本频率的高次谐波上根据来自（a）的相电压的幅度进行频率分析的另一图示（d）和放大图（e），通过干扰因子影响的转速信号的图示以及相应地借助于其他方法校正的转速信号（f）；
图11a至图11c示出了根据另一实施方式的用于轴的经改善的转速确定的方法的通过转速值示出的流程图（a-c）；以及
图12示出了通过干扰因子影响的转速信号的图示和借助于其他方法相应校正的转速信号。
具体实施方式
在图1中，示意性地示出了发信轮20和转速传感器G的相关的感应传感器10，它们在现有技术中用于确定曲轴的转速或用于近似确定曲轴的旋转角位置。在此，发信轮20固定地与内燃机的曲轴连接，并且传感器10位置固定地安装在合适的位置上。
通常由铁磁材料制成的发信轮20具有齿22，该发信轮具有齿22，这些齿以在两个齿22之间的间隔21来布置在外侧上。在外侧上的一个位置处，该发信轮20具有以预先确定的数目个齿的长度的空隙23。该空隙23用作用于识别该发信轮20的绝对位置的参考标记。
传感器10具有条形磁体11，在所述条形磁体上安装有软磁性的极接触销12。极接触销12又被感应线圈13包围。当所述发信轮旋转时，齿22和位于每两个齿之间的间隙交替地经过传感器10的感应线圈13。由于所述发信轮由铁磁材料制成并且由此齿22也由铁磁材料制成，因此在所述旋转时在所述线圈中感生信号，利用该信号可以区分齿22和空气间隙。
由于在两个齿之间的时间差与这两个齿所围成的角的相关性，能够近似地计算出角速度或者转速并且此外也近似地计算出曲轴的相应的角位置。
在空隙23处，在所述感应线圈中感生的信号具有与在其他情况的与间隙交替的齿22的情况下不同的变化过程。
在图2a中描绘内燃机112，其中电机30以直接地或者经转换地耦合的方式连接到内燃机上，其中通过内燃机112的曲轴17’来驱动电机30。因此，电机30的转速nGen和曲轴17’的转速nBKM以及电机30的转子的角位置
Figure DEST_PATH_IMAGE007
和曲轴17’的旋转角位置
Figure DEST_PATH_IMAGE009
彼此具有固定比例。给电机30此外分配充电调节器LR，与电池B的还剩余的容量相应地，该充电调节器以能量来供给在车载电网110之内的电池B。
此外，设置计算单元、尤其是发动机控制设备122，该发动机控制设备通过通信连接124来与电机30或与内燃机112交换数据并且被设立用于，相应地操控内燃机112和电机30。外部传感器数据，如用于感应地检测内燃机112的转速nBKM或优选固定耦合到内燃机112的电机30的转速（nGen）的传感器10的传感器数据，同样可以纳入到通信连接124中，其中基于电机30的传感器数据和/或传感器10的其他传感器数据，发动机控制设备122向内燃机112发送用于控制内燃机112的控制信号。同样说明了转子32及其轴17的旋转方向α+，α-，其中α+描述了在内燃机112的优先方向上的正向旋转，而α-描述了在相反方向上的反向旋转。同样说明了曲轴17'的旋转角位置
Figure 274007DEST_PATH_IMAGE010
和转子32的旋转角位置
Figure DEST_PATH_IMAGE011
。
在图2b中再次以放大形式示意性地示出电机30。电机30具有转子32和定子33，该转子具有轴17，该转子具有励磁绕组，该定子具有定子绕组U，V，W。因此涉及就如尤其是在机动车的情况下常见的那样的他励的机器。然而，尤其是针对机器脚踏车、尤其是在小型机器脚踏车和轻便型机器脚踏车的情况下，大多使用具有永磁体的发动机、也即永磁激励的电机。在本发明的范畴内，原则上能够使用两种类型的电机，其中根据本发明的方法尤其是并不取决于对相应类型的电机、即永磁激励的电机或他励的电机的应用。
例如，电机30构造为交流发电机，在该电机中感生三个彼此以120°而相移的相电压信号。这样的三相发电机通常被使用作为在现代的机动车中的发电机并且适合用于执行根据本发明的方法。在本发明的范畴内，原则上能够与电机的相的数目无关地使用所有电机，其中根据本发明的方法尤其是并不取决于对相应类型的电机的应用。
用U，V，W表示三相发电机30的三相。经由被构造为正二极管34和负二极管35的整流元件对在这些相上降落的电压进行整流。因此，在极B+和B-之间施加发电机电压UG，在该发电机电压处负极接地。由这种三相发电机30例如为车载电网110内的电池B或其他耗电器供电。
在图2c中示出了三个图表，这些图表示出相对于电机30的转子32的旋转角的相关电压变化过程。在上图表中绘制出相U，V，W的电压变化过程。一般可以理解，在该图表和接下来的图表中说明的数目和值范围仅是示例性的，并且因此原则上不限制本发明。
在中间的图表中示出了发电机电压UG，其由电压变化过程U，V，W的正半波和负半波的包络线形成。
最后，在下图表中示出了经整流的发电机电压UG-（参见图2a）连同该发电机电压UG-的有效值UGeff，所述发电极电压施加在B+和B-之间。
在图3中示意性地示出了具有相U，V，W的定子33以及来自图2b的正二极管34和负二极管35。原则上可以理解，这里以正二极管34和负二极管35的形式描绘的整流器元件在有源整流器的情况下也可以被构造为晶体管（未示出），特别是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。此外示出了对出现的电压和电流的在下面使用的专门用语。
UU，UV，UW替代地表示相关的相U，V，W的就如在外部导体和定子33的星形点之间降落的那样的相电压。Uuv，Uvw，Uwu表示两个相或其相关的外部导体之间的电压。
IU，IV，IW表示从相U，V，W的相应外部导体到所述星形点的相电流。I表示整流后所有相的总电流。
图4示意性地示出了用于相电压UU的根据第一实施方式的施密特触发器形式的评估电路80a，以及相电压UU（上图）和借助于评估电路80a获得的电机30的相U的经触发的相电压UUt。在图4a中示意性地示出了所谓的施密特触发器80a。借助于这种评估电路80a，基于在当前情况下对应于相电压Uu的输入信号UI1，产生基于评估电路80a获得的输出信号UO1，如基于图4b的下图表中的经触发的相电压UUt所示。上图表中说明的水平虚线（参见图4a）相应地说明了评估电路80a的开关阈值。
运算放大器O的反馈支路中的电阻R1a和R2a根据瞬时输出电压UO1导致所述输出的这些不同的开关阈值。因此，通过预给定相应的开关阈值，可以实现在信号变化过程中示出的行为，并且可以确保声点周围的信号噪声不会导致运算放大器O的变化的输出电平。借助于该评估电路可以生成可相应简单评估的所触发的相信号UUt，基于所触发的相信号UUt的陡峭边沿和各相邻边沿FL的时间间隔可以被采用用于确定电机30的转速。
图5示出了评估电路80b的另一实施方式，借助于该评估电路80b基于输入信号UI2产生输出信号UO2，所述输入信号在当前情况下示例性地对应于相电压UU，所述输出信号在当前情况下对应于经触发的相电压UUt。相电压UUt在图5b的下图表中示出。可以理解，在输入端UI2上也能够施加另外的相电压UU，UV，UW，这些另外的相电压导致在经触发的相电压UUt，UVt，UWt的输出端UO2或UO2U，UO2V，UO2W上的输出（为此特别是参见图6和7）。
评估电路80b具有用于借助于对相应的相信号UU，UV，UW的时间上的滤波来抑制噪声的阻塞设备B。在此，阻塞设备B位于至少一个运算放大器O的下游，在该运算放大器的输入端Oin上施加相信号UU，UV，UW。阻塞设备B具有时滞元件T、两个开关F1和F2以及反相级I，所述时滞元件的可调停滞时间定义了所述时间上的滤波的时间常数。时滞元件T具有电阻R1c和电容器C1c，所述电容器以流过运算放大器O的输出端的电流充电。在切换了所述评估电路的输出端UO2之后，通过由时滞元件T和第一开关F1构成的组合在开关F1的输出端上产生脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲具有相对于静态电压（低电平，低）为正的输出电压（高电平，高），其中所述第一开关优选以R/S触发器的形式构造而成。在此，所述脉冲信号的上升边沿与运算放大器O的输出端处的信号Oout的上升边沿同时出现。所述脉冲的随后下降边沿出现在时滞元件T的停滞时间之后。并行地，通过反相级I生成运算放大器O的输出信号Oout的反相信号。将该反相信号发送到第二开关F2的设置输入端S，第二开关F2优选以R/S触发器的形式构造而成，并且将所述脉冲信号发送到复位输入端R。在此，开关F2将所述反相信号的第一信号边沿传递到输出端UO2，并且随后只要存在所述脉冲信号的高电平或所述输出信号本身已经具有高电平，就阻止重新切换输出端。
由此通过以下方式在输出端UO2上抑制运算放大器O的输入端Oin上的下降边沿区域中的噪声：只要在复位输入端R上不存在高电平，开关F2就无法重新切换输出。对于所述运算放大器的输入端Oin上的上升边沿，在开关F2的复位输入端R上存在开关F1的脉冲信号的脉冲。该脉冲信号导致开关F2将输出端UO2设置为低电平。通过以下方式抑制输入端Oin上的上升边沿区域中的可能噪声：只要在复位输入端R上存在高电平，开关F2就无法重新将输出端UO2设置为高电平。由此在脉冲长度期间无法切换输出端UO2，并抑制了可能的噪声。通过相应地选择电阻R1c和电容器C1c来产生用于这种噪声抑制的特征性时间常数。
通过使用阻塞设备B可以抑制如图5b中在上图表中以围绕时间范围或持续时间Z0中的零线的方式示出（分别通过圆表示）的相应噪声影响，所述噪声影响。这导致经触发的相信号UUt，UVt，UWt的信号质量得到改善。在图5c中示出了在运算放大器O的输出端上的典型信号变化过程、在电阻R或电容器C上的典型信号变化过程、在反相级I上的典型信号变化过程或在触发器F1或F2处的典型信号变化过程。
与施密特触发器解决方案（参见图3）相比，该电路的优势在于，探测到相信号UU，UV，UW形式的输入信号明显更精确的过零点，其中在施密特触发器80a的情况下始终要求所述相信号的开关阈值>0（参见图3）。由此，可以使用相信号UU的特征性值WU0，或者在存在多个相信号的情况下使用这些触发电路的相应并联布置。这些特征性值WU0，WV0，WW0特别是可以被采用用于确定电机30的转子32的转速n或旋转角位置。
这里，噪声抑制不是通过不同的阈值实现的，而是通过借助于时滞元件进行时间滤波实现的。所述时滞元件防止了在切换输出端UO2之后的第一（短）时间内由于输入端上的过零点而直接再次切换回输出端UO2（特别是由于噪声）。只有在停滞时间结束并且随后出现过零点之后才可以触发输出端UO2的重新切换，其中然后才接通位于运算放大器O和时滞元件T下游的触发器开关F1和/或F2并输出以经触发的相信号UUt的形式的输出信号UO2。
在图6a中，现在以三个图表相对于时间示出如在具有带有六个永磁体的外极转子的发电机中出现的、具有关于B-的参考电位的三个相电压信号UU，UV，UW。具有三相的定子绕组33的电机30的该示图仅仅应视为示例性的，其中原则上在没有一般性的限制的情况下根据本发明的方法也能够在如下发电机上实施，该发电机具有相应地符合需要的数目个相或永磁体或励磁线圈。替代于定子线圈的星形接线，也能够同样地选择三角接线或其他接线方式。
在具有电流输出的电机30的情况下，相电压UU、UV、UW的变化过程以第一近似的方式是矩形的。这尤其是由此说明：通过发电机电压要么使得正二极管要么使得负二极管在流动方向上导通，并且因此要么测量出约15-16伏特（在12V的铅酸蓄电池情况下的电池充电电压以及在正二极管上的电压）要么测量出负0.7-1伏特（在负二极管上的电压）。该测量的参考电位分别是地电位。也能够选择其他参考电位，诸如该定子的星形接点。然而，这种得出的偏差的信号变化过程并不改变能评估的信息、对所述信息的获取和评估。
原则上，能够以不同方式来获取相信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）。例如可能的是：相对彼此来确定相电压（UUV、UUW、UWU）；通过所连接的整流器的二极管相反于其输出端子（B+，B-）来确定相电压；如果电机的定子是以具有能分接的星形点的星形电路的形式的话，观察相对于星形点（UU、UV、UW）的支路（Strang）的输出电压；或者对相电流的能比较的评估。
在图6b中，在一个图表中共同绘制来自图6a的借助于触发电路80a，b（为此参见图4或图5）处理过的相电压UUt，UVt，UWt。在这里可以清楚地识别出均匀的相偏移。相电压UU，UV，UW的术语或经过处理的相电压UUt，UVt，UWt的术语在下面部分同义地使用，因为经过处理的相电压UUt，UVt，UWt直接来自相电压UU，UV，UW。
在电机30的转子32的完整一转期间，电压信号通过六个磁体（特别是永磁体）、即所谓的极对重复六次。因此，与此相应地，对于每个相而言、也即对于每个相电压UU、UV、UW而言，转子32的每一转出现六个下降边沿FLD和六个上升边沿FLU（对于相应的相是FLUU，FLVU，FLWU和FLUD，FLVD，FLWD）。
这些边沿规定角度区段，也就是正好是通过所述磁体沿所述定子的径向外周覆盖的角度区段。因此可以在识别出相应的边沿FLU或FLD时，也即在知道每一转的绝对参考点的情况下来确定，所述绝对参考点例如基于具有相电压UU，UV，UW的与其他磁体偏离的特征或经触发的相电压UUt，UVt，UWt的变化过程的参考磁体来表征。
现在利用合适的装置不仅可以识别出下降边沿FLD还可以识别出上升边沿FLU或相电压的过零点。例如，可以借助于图4或图5中所示的电路以TTL信号的形式为每个相电压生成经触发的相电压UUt，UVt，UWt的变化过程，并传送给控制设备，特别是发动机控制设备122。所需的触发器（参见图4或图5）可以集成在所述控制设备中或者集成在控制电子装置中，例如用于电池电压的调节器、控制设备和/或在有源整流器的情况下集成在相应的发电机调节器中，或者也可以在外部对其分配。特别是在使用控制设备，特别是发动机控制设备122（参见图2a）的情况下，各个TTL信号可以被组合为总和信号USum（参见图7和图8），并且优选地经由线路传送，或通过上游组合电子装置或者以另外的形式适当组合地仅经由一条数据线路124（参见图2a）传送。在此，总和信号USum对应于图7中所示的电路80c的输出信号UOut。
在图6b中，给相电压UU，UV，UW的相应下降边沿的末端分别分配值WU，WV，WW，这些值也表示为WUd，WVd，WWd。同样，也可以给上升边沿FLU分配相应的值WUu，WVu，WWu。也可以给相电压的过零点分配相应的值WU0，WV0，WW0。这些值可用于识别转子32的转速n或耦合到所述转子32上的曲轴17'的转速n。还可以基于相信号的平台区域或在其间的其他区域来识别转子32的旋转角位置α1。这些值用于基于时间差Δt1，Δt2，Δt3确定电机30的转速。使用相应的触发电路80a，80b（参见图4和图5）从所述相信号中生成经触发的相信号UUt，UVt，UWt，其中相应的边沿对相应值WU，WV，WW， WU0，WV0，WW0的出现时刻进行标记。
在此，在电机30中均匀布置六个永磁体的情况下总共出现18个下降边沿FLd，因此每一转以彼此分别相等的间隔出现18个关联值。因此在时间差Δt1，Δt2或Δt3期间，扫过360°/18=20°的角度。如开始时已经提到的那样，这也可以用于识别转子32的旋转方向α+，α-，其中示例性确定的20°表示可探测的角度增量。此外，由此也可以确定角速度
Figure 669216DEST_PATH_IMAGE012
。所述角速度是由
Figure DEST_PATH_IMAGE013
得到的，相关的转速ni是由
Figure DEST_PATH_IMAGE015
得到的，其单位是转/分钟。
原则上可以理解，作为下降边沿FLD的替代，相应的相U，V，W的上升边沿FLU不仅可以用于确定转子32的旋转方向α+，α-而且也可以用于确定电机30的瞬时转速nGen。通过使每一转的值的数量加倍，与之相应地不仅得到转子32的旋转方向α+，α-的更高分辨率而且得到转速nGen的更高分辨率。此外，可以通过多种其他方式来评估相的边沿，例如通过分别同一相的上升边沿FLU和下降边沿FLD之间的时间间隔或相应相彼此之间的上升边沿FLU和下降边沿FLD之间的时间间隔或者通过同一相或所有相一起的上升边沿FLU或下降边沿FLD的时间间隔。
除了上升边沿FLU和下降边沿FLD之外，相信号UU，UV，UW的过零点WU0，WV0，WW0也可以被采用用于确定轴17的转速nGen。
在图7a和7b中示出了用于将多个输入信号UIn1，UIn2和UIn3组合为输出信号UOut的电路80c。输入信号UIn1至UIn3可以例如与相应的相信号UU，UV和UW相关联。原则上，该应用不限于三个输入信号。然而比输入信号UIn1至UIn3更优选的是图4或图5中所示的触发电路80a，80b的输出信号Uo1或Uo2，或以合适的形式对电机的相信号进行预处理的另外的触发电路的输出信号。在相应的相信号作为触发电路80a，80b的输入信号的情况下借助于触发电路80a，80b得到的变化过程在图7b中作为输入信号UIn1，UIn2和UIn3示出。在当前情况下，电路2具有参考电位U+和U-。但是原则上也可以将该电路装置构造为使得该电路装置仅具有固定的参考电位。
给输入信号UIn1至UIn3分别分配自己的脉冲整形单元P1至P3关联，这些脉冲整形单元被设计为：分别将所述输入信号的上升边沿或下降边沿转换为相应的脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3（参见图7b）。相应的脉冲整形单元P1，P2，P3的输出通过用于将各个信号UIn1至UIn3逻辑运算成共同信号USum的下游电路来被组合，并在输出端Uout上被提供。如所示，为了所述逻辑运算例如使用“与”环节。但是，也可以为此使用其他合适的逻辑运算可能性，例如借助于晶体管（不同类型，例如MOSFET或双极型晶体管）或运算放大器。
每个脉冲整形单元P1至P3的一种可能的实现形式具有分别多个部件和异或门，所述部件特别是电容器、至少两个电阻、晶体管（可能不同类型，除了所示的双极型晶体管之外还可以例如使用MOSFET或其他的晶体管类型）。可以通过选择在相应脉冲整形单元P1至P3中的相应部件来相应地调整与来自输入信号UIn1至UIn3的上升边沿和下降边沿相关联的脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3或它们的特征性属性，例如脉冲长度或脉冲宽度TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2，TPr3。
在此，例如单元P1中的电容器C1和电阻R3形成第一时滞元件T11，电容器C2和电阻R6形成脉冲整形单元P2中的第二时滞元件T12，而电容器C3和电阻R9形成脉冲整形单元P3中的另一时滞元件T13。脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3的脉冲宽度 TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2，TPr3主要通过确定时滞元件T11，T12，T13的尺寸，特别是通过确定电阻R3，R6和R9的尺寸和/或电容器C1，C2和C3的尺寸来予以相应确定。由此，如在图7b中可看出的，可以对脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3进行编码。
在此，输入信号UIn1至UIn3的所有边沿获得具有关联的不同脉冲宽度TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2，TPr3的相应脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3。因此，例如输入信号UIn3的上升脉冲获得具有脉冲宽度TPr1的脉冲Pr1，输入信号UIn1的上升边沿获得具有脉冲宽度TPr2的脉冲Pr2，并且输入信号UIn2的下降边沿获得具有脉冲宽度TPf1的脉冲Pf1，其中相应脉冲的脉冲宽度具有不同的宽度（参见图7b）。
因此，脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2和Pr3的下降边沿对来自输入信号UIn1至UIn3的相应边沿的精确时间位置进行标记。与经编码的信号的接下来的上升边沿的时间间隔TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2和TPr3包含有关如下内容的信息：相应输入信号的过零点具有何种方向，即具有相应信号的下降边沿还是上升边沿，以及该过零点应当被分配给哪个相。如已经提到的，用相应的脉冲明确地对输入信号中的所有相应的边沿进行编码，这些边沿相应地也可以与过零点相关联。
原则上，以下边界条件适用：相应脉冲的最大可用脉冲长度由两个接连的过零点之间的最短可能时间来得出并因此由电机30的最大转速来得出。借助于各个总和信号UIn1至UIn3的所生成的总和信号USum，可以借助于相应的控制设备特别是确定所述转速。
在此可以使用所述边沿和与所述边沿关联的脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2和Pr3以及脉冲之间的时间间隔。为了补偿上升边沿和下降边沿之间的可能的差，优选地可以根据相同类型的两个边沿（上升边沿或下降边沿）之间或它们的所分配的脉冲之间的时间间隔来确定转速。为此所需要的这里示例性地针对下降信号边沿的脉冲Pf1，Pf2，Pf3示出的相应脉冲之间的间隔Δt1，Δt2，Δt3在当前情况下由时间Δt1=t2+t3；Δt2=t4+t5以及Δt3=t6和相应未示出的时间区段t7得到。如开始已经提到的，所述边沿通过一定数量的永磁体在所述电机内的相应布置给出。因此在6个永磁体（也称为极对）的情况下，只要这些极对相应地等距布置，就得到总共18个下降边沿fld并且因此每一转以彼此分别相等的间隔得到18个相关值。因此在所述时间差Δt1，Δt2或Δt3期间扫过了360度除以18=20度的角度。所述电机的这些机器信息既可以用于确定所述转速，又可以用于确定转子32的旋转方向α+，α-，还可以用于确定电机30的转子32的绝对位置。可以理解，相应地可以用分配给上升边沿的脉冲Pr1，Pr2，Pr3以及这些脉冲的时间间隔来执行。
通过确定由
Figure 545906DEST_PATH_IMAGE016
得到的角速度ωi，可以由
Figure DEST_PATH_IMAGE017
计算转速ni，其单位是转/分钟。用于确定所述转速的该方法步骤在下面也称为步骤A3。此外，脉冲信息Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2至Pr3也可以用于确定转子32的旋转方向α+，α-。该步骤表示为A1并在图8a中示意性地示出。随后，可以基于脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2至Pr3的时间序列推断出电机30的转子32的旋转方向，这些脉冲特别是由于相应的脉冲宽度TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2，TPr3而能够彼此区分。因此，如果具有脉冲宽度TPr1的脉冲Pr1之后跟随脉冲Pf1并且随后是Pr2，则所述曲轴在顺时针方向α+上旋转。取而代之的是，如果具有脉冲宽度TPr1的脉冲Pr1之后跟随脉冲Pf3并且随后是Pr3，则所述曲轴在相反方向a-上旋转，因此是逆时针旋转。因此，基于对脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2和Pr3的识别，可以反推出所述电机的转子32的旋转方向。
此外，也可以通过确定相应的脉冲宽度TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2和TPr3确定相应的脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2和Pr3并利用电机30的属性，特别是利用所述永磁体在所述电机内的上述定位来确定转子32的旋转角位置
Figure 430685DEST_PATH_IMAGE011
。如开始已经提到的，对相应脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2和Pr3与输入信号UIn1至UIn3中的上升边沿和下降边沿进行逻辑运算。这些上升边沿和下降边沿又与机器参数、例如所述永磁体、即所谓极对在所述电机内的布置进行逻辑运算。因此，所述脉冲及其彼此之间的相对间隔说明了相应的角度增量，所述电机的转子32处于所述角度增量之内。
在图8中示出了对转子的旋转角位置
Figure 697718DEST_PATH_IMAGE011
的确定或用于确定相应旋转角位置的步骤，并且该步骤在下面用A2表示。在图8c中详细解释了由总和信号USum确定旋转角位置
Figure 896618DEST_PATH_IMAGE011
的另一构型。在此，假定要确定的任何位置点P。在当前情况下，该位置点位于脉冲Pf1和脉冲Pr2之间，但是原则上可以任意选择。因此，该位置位于经由脉冲Pf2和脉冲Pr2与电机30的极对相关联的角度增量内。因此，通过使用对于脉冲Pf1的时间间隔ΔtPf1和对于脉冲Pr2的时间间隔ΔtPr2并且使用转速，特别是在脉冲Pf1和Pr2之间的时间区段内的平均转速，可以还要更准确地说明所述转子在超出所述角度增量的位置P上的姿态。
在图8d中一般化地说明了根据第一实施方式的方法的流程图。在步骤S1中，确定至少两个输入信号，优选以相信号的形式。在步骤S2中，利用相应的脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2和Pr3对输入信号UIn1至UIn3的上升边沿Flu和下降边沿Fld形式的边沿进行编码。由此得到的信号序列在步骤S3中被组合为总和信号USum。基于在步骤S3中生成的所述总和信号，可以如上所述基于脉冲Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2和Pr3的特征性属性或这些脉冲的顺序和/或这些脉冲彼此之间的时间间隔，确定所述轴、特别是电机30的转子32的步骤A3中的转速，步骤A1中的旋转方向和步骤A2中的旋转角位置，并且由此经由所述转子到电机30的曲轴的耦合还可以确定内燃机110的曲轴17的转速、旋转角位置或旋转方向。原则上可以理解，替代地，能够应用在其中确定所述转子的转速、旋转角位置或旋转方向的步骤A1至A3，但是也可以累加地应用步骤A1至A3。
除了所示的两种实现形式之外，还可以提出其他电路，这些电路将输入信号其中至少之一以扩展了明确的特征、具体而言扩展了具有明确长度的信号脉冲的方式来传递到输出端并且与另外的（未修改的）输入信号叠加，使得以后在评估所述总和信号时可以推断出哪个信号边沿是由哪个输入信号所引起的。
在图9中示出了用于确定转速n的方法的另一实施方式的另一时间流程图，该方法具有至少四个接连的步骤SU1，SU2，SU3和SU4。在第一步骤SU1中，确定电机30的各个相信号UU，UV，UW或IU，IV，IW。在另一步骤SU2中，对获得的相信号UU，UV，UW编码或根据相的数量而定地对其中各个相信号UU，UV，UW进行编码并组合为总和信号USum（为此参见图7和8）。在另一步骤SU3中，将总和信号USum解码并分解为其经触发或未触发的相信号UU，UV，UW的单个组成部分，其中还识别出相应相的相信号UU，UV，UW的上升边沿或下降边沿的间隔，并确定时间间隔Δt1，Δt2，Δt3（为此参见图6b）。在步骤SU4中，由时间间隔Δt1，Δt2，Δt3确定电机30的转速n。由于借助于编码C向总和信号USum中的相应相信号UU，UV，UW分别施加了特征性属性这一事实，可以很容易地将总和信号USum中的相信号彼此区分开，因此基于可以直接分配给各个相信号UU，UV，UW的各个下降边沿和上升边沿而能够确定时间间隔Δt并由此能够确定轴17的转速n。
应当基于图10中的图示解释用于校正相信号UU，UV，UW的另一方法步骤，该方法步骤用于消除对较高阶的相应相信号UU，UV，UW的基本周期性的干扰影响，以便由此保证更加准确地确定与所述基本周期性相关的转速n。该另一方法步骤可以以如下方式实现：在第一步骤SU4a中，如前所述由转速n的未净化的原始信号确定转速n，在另一步骤SU4b中确定校正因子K（参见图9），并且根据所确定的或已经存在的校正因子K计算出经过校正的转速ncorr1，即SU4c。由此可以从所述转速的原始信号中消除较高阶的频率影响。
为此，图10a示出了三个相电压UU，UV，UW的变化过程，这些相电压具有1阶的基本周期性和较高阶的频率分量。在图10b中相应地示出了对相信号UU，UV，UW中至少一个相信号的频率分析，其中这里在所述基本频率的整数倍上绘制幅度P。原则上应当注意，取决于电机30的结构，输出信号UU，UV，UW可以相应地变化。除了基本频率f0（在图10b中用相电压UU，UV，UW的1阶示出）之外，所述定子的磁体和线圈的成型以及转子32和定子30的设计也可能激发谐波，这些谐波是具有1阶的基本频率的整数倍，并相应地叠加该基本频率。这可以在图10中基于相信号UU，UV和UW的多重波纹看出，并且可以基于如图10b或图10b及10e中所示的频率分析相应清楚地看出，可以看到，除了具有1阶的基本频率（在图10d和10e中具有0.5阶）之外还叠加了更高阶的相应其他频率分量fn。相应地还可以识别出偏离所述基本频率并且相对于基本频率更高频率或更低频率的其他干扰影响。在此，在具有气缸的四冲程发动机的情况下，1阶对应于曲轴的频率，而0.5阶对应于内燃机的工作频率。前述方法能够相应地鉴于具有更多气缸的四冲程发动机也能够鉴于二冲程发动机来扩展。
所示出的这些公差和构造特征对转速信号n具有强烈的影响，该转速信号在图10c中示例性地作为所测量的信号示出。这里可以看出在时间变化过程中的曲线的明显锯齿。当前在相应的采样率情况下，该锯齿或这里示出的锯齿图案每三个采样点地重复，所述锯齿图案基于对具有六个极对的三相电机进行的测量，其中所述锯齿的周期性与电机30的相的数目相关。现在在下面解释用于补偿所述干扰影响的其他方法步骤，特别是以具有六个极对的三相电机为例。
原则上可以理解，下面描述的用于补偿这些干扰影响的方法步骤不限于具有相应数量的极对的三相电机，而是也能够应用于具有任意数量的相或极对的电机。
在用于校正转速n的第一方法步骤中，对工作循环的频谱或轴17的第一转的频谱进行评估（关于所述频谱参见图10b，10d和10e）。原则上可以识别出，对于轴17每一转而言，电机30的相应相电压UU，UV，UW以存在的磁体的数目而重复，因此每一转重复六次。在相UU，UV，UW的输出电压的每个周期，可以相应地识别出电压的两个过零点。在当前情况下，相电压UU，UV，UW的序列以六倍的曲轴频率重复。不同相的相应相电压UU，UV，UW的过零点序列以所使用的磁体数量的两倍重复，即在六个磁体的情况下以曲轴频率的十二倍重复。具有正斜率和负斜率、即相信号UU，UV和UW中的上升边沿和下降边沿的过零点序列以电压的每个第二过零点重复，即以曲轴频率的18倍重复。可以理解，所述曲轴频率始终是基本阶的频率，即在图10b的示例中，阶N=1或在图10d和10e的示例中，阶n=0.5。还应该简短地提及，在图10e中为了更好地显示所述基本频率的高次谐波而隐没了所述基本频率n=0。
优选地，校正直接取决于电机30的周期性的阶On。可以如下地确定这些阶（括号中说明的值以具有六个极对的三相电机为例得到）：
假定N为相U，V，W的数目，并且p为电机30的极对数。
由此，对于电机30的轴17的每一转而言得到N乘以p个电周期，所述电周期分别具有带有上升边沿和下降边沿的过零点。因此，相应转速信号n的采样点总数A为：
Figure 627814DEST_PATH_IMAGE001
由上升边沿和下降边沿的可能不同的行为（与相无关地）得到第三阶O3。在此对于电机的轴的每一转而言相应的上升边沿Fs或下降边沿Ff的数量为：
Figure 621178DEST_PATH_IMAGE002
由N个不同相的可能不同的行为得到第二阶O2。
在此，电机的轴的每一转的相应的边沿Fp的数量为：
Figure 375507DEST_PATH_IMAGE003
由各个相的上升边沿和下降边沿的可能不同的行为得到第一阶O1。
在此，电机的轴每一转相应的上升边沿Fsp或下降边沿FfP的数量为：
Figure 673371DEST_PATH_IMAGE004
就电机的轴的转（基本频率）而言得到主要与电机相关的阶，这些阶必要时必须根据上述不同边沿的数量来予以补偿：
•对应于极对数，阶O1（=6）用于各个相的上升边沿和下降边沿之间的偏差
•对应于极对数的双倍，阶O2（=12）用于不同相的边沿之间的偏差
•对应于双倍极对数乘以边沿数，阶O3（=18）用于上升边沿和下降边沿（与相无关）之间的偏差。
原则上应当注意，鉴于上述的频率分量、特别是鉴于在内燃机112具有直至五个汽缸的情况下较高阶（n＞1）的频率分量而言，不应预期有落入相似频谱内的其他干扰影响。如果现在将一个工作循环或第一转的相应转速信号n(t)转换到频率空间内，那么由于电机30的各个过零点或各个相之间的差异，必定会导致在图10d和10e中所示的在曲轴频率的六倍、十二倍和十八倍时的频谱分量。这些差异可以归因于作为根本原因的上面展示的公差或构造特征。
由此，可以为轴17的进一步的运转计算校正项，这些校正项由上述三个谐波的总和信号得到。为了消除最低频率振荡对六倍曲轴频率的影响，需要六个不同的校正项。因此，电机30的每个相的每个过零点都获得自己的校正项。
相应的校正项是：
校正项(k)=
Figure DEST_PATH_IMAGE019
其中，绝对值NMot, Freq（k）表示所述频谱的第k次振荡的绝对值，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示所述频谱的第k次振荡的相位。
在此，第零次振荡表示频谱的直流分量。L表示用于计算所述频谱的转速采样点的数量，在具有六个极对的三相发电机的情况下L=36。
在内燃机的曲轴的转的期间确定所述频谱的情况下，得到36个采样点的长度。在所述曲轴的该转期间，所述发电机对每一相具有每相六个电周期。由此每相得到6乘以2个边沿，因此对于每一转而言针对所有三个相得到36个边沿或采样点。
除了根据一转的频谱来确定所述校正项的可能性之外，替代地，还可以使用另外的时间段、例如半转（L=18）或整个工作循环（两转，L=72）以用于确定。为此，必须将应当校正的阶和与这些阶关联的公式相应地适配于新的基本频率。
如已经解释的那样，一转或一个工作循环的校正项在借助于所述频谱来被计算出之后才可供使用。由于原则上两个接连的工作循环或转之间的转速差足够小，因此由此获得的基于轴17的第一工作循环或第一转所计算出的校正项可以用于校正轴17的接下来的工作循环或接下来的转，而不会预期通过相应的校正而导致额外的偏差。因此适用的是，将轴17的先前工作循环或先前转的已确定的项（参见校正方程式）用于轴17的工作循环或转圈期间的校正。
原则上可以理解，不强制性地需要了解轴17的第一工作循环或第一转的校正项，以便将这些校正项应用于轴17的紧接着接下来的转。原则上，只要转速n在有限的公差带内变动，也可以仅偶尔了解这些校正项并一直应用这些校正项。因此，对于位于先前定义的公差带之外的较大转速偏差才开始重新确定新的校正项。此外，还可以只偶尔了解相应的校正项，并根据电机30的转速n将这些校正项存储在特征曲线族中。在前述情况下，对所述校正项的了解可以总是在合适的操作点进行，例如在转速n内具有较小的动态性的范围中。
由于轴17的一个工作循环或一转的实际转速变化过程n是由频谱fn的所有分量的总和得到的，因此从计算出的转速n中减去转速采样点的相关校正项，以便消除这些谐波的影响并由此抑制公差和构造特征的影响。这种经过校正的转速nCorr1在图10f中以实线示出，其中虚线相应地示出了未校正的转速信号n(t)。
用于校正转速信号n和用于消除较高阶频率分量的另一种替代方案是所谓的低通滤波。在对应于上述说明来考虑具有三个相和六个极对的电机30的情况下，原则上所谓的6阶移动平均值滤波器是适合的，该滤波器在平滑的平均值的范畴内对六个值进行平均。通过这种设计在6阶时得到第一个零位。此外，该滤波器在12阶和18阶中具有零点，从而消除了所有相关的干扰。
原则上，可能是有利的是：经由简单的滤波器将所述滤波器产生的衰减进一步补偿至4阶。
替代地，也可以使用另外的更复杂的低通滤波器，其在6阶、12阶和/或18阶时具有足够的衰减（或者甚至零点）。通过将原始信号与经过滤波的值进行比较，可以为每个边沿确定校正值。有利地，在此还考虑了一般性的转速趋势nT（为此参见对图11和12的描述）。由于与第六阶的频率分量f6相关联的能量非常小，因此也可以使用抑制12阶或更高阶的滤波器。
这里例如适合的是3阶移动平均值滤波器，针对在这种情况下给定的36个边沿，利用该滤波器而在12阶时得出零点。这种设计的优点是：有用信号能量仅最小程度地衰减至大约3到4阶。针对不同的边沿数量必须相应地适配所述滤波器。然后基于该校正也可以再次计算用于这些边沿的校正因子k，因为运行时间，例如用于计算点火的运行时间在滤波时可以为负。除了基于所述转速信号的频谱来计算所述校正项并校正该变化过程的可能性之外，还可以从其频谱中为通过在相电压UU，UV或UW的两个过零点之间的时间给出的边沿时间的变化过程确定校正项，或者为在一个工作循环期间的能量变化过程确定校正项。
基于图11a至11c的流程图示出了用于改善地确定轴17的转速n的另一方法步骤。由此得到的经过校正的转速nCorr2在图12中示出。这些另外的方法步骤优选地作为步骤SU4a，SU4b，SU4c的替代来实施（参见图9、图10），但是也可以在之前或之后与此累加地执行。通过累加的校正可以实现更好的信号质量。在此，如在图11a，11b中可以看出，在所选择的时间范围tlin内选择一定数量的接连的转速点n1至nn，其中在当前情况下选择六个接连的转速点n1至n6。转速点的数量优选地是电机30的相U，V，W的数量的整数倍。如在图11a中可以看出，将转速点n1至n6划分为使得给第一转速值n1至n3分配第一平均值nM1并且给其他转速值n4至n6分配其他平均值nM2，其中由所分配的转速值n1至n6计算出相应的平均值nM1和nM2。由前面提到的转速值n1至n6计算出的这两个平均值nM1和nM2用于计算所选择的时间范围tlin内的线性转速趋势nT。
原则上可以理解，可以使用任何其他数量的转速点n1至nn来确定线性趋势nT。然而，原则上应当注意，所选择的范围tlin的时间宽度应当仅具有转速曲线n的适度动态性，优选是近似线性的变化过程，这是因为只进行转速趋势nT的线性近似。基于图11a中描述的方法步骤确定两个平均值nM1和nM2，这两个平均值被分配给n2和n5的出现时刻。这些值之间的时间间隔为Δt。在这些平均值nM1和nM2之间进行线性插值，并且因此为该时间间隔确定线性转速趋势nT。
根据图11b，将确定的平均值nM1和nM2之间的时间间隔Δt分为三部分，并由所述线性转速趋势计算出时刻t1和t2的相关转速。因此与第二平均值nM2一起得到三个转速点nLM1，nLM2，nLM3，这些转速点位于线性转速趋势nT上。
如开始已经提到的，在所述电机的相数
Figure 196756DEST_PATH_IMAGE022
不同于3的情况下，针对大于三个的相数量增大相应的区域tlin和校正因子的数量，或针对小于三个的相数量减小相应的区域tlin和校正因子的数量。
根据转速趋势nT的线性值nLM1，nLM2，nLM3与时间上相应的转速值n3至n5（以下也称为ngemessen）之间的关系，基于采样点确定轴17的一个工作循环或一转内的校正因子，所述校正因子将时间上对应的相应转速样点n3至n5与线性趋势nT适配。这特别是可以在图11b中看出，因为这里仅用相应的转速采样点n3补偿时间上对应的平均值nLM1，用转速采样点n4补偿平均值 nLM2，和用转速采样点n5补偿转速平均值 nLM3。由此得到相应的相的三个校正因子Kh，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE023
[1;3]：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
其中经过校正的转速nCorr2相应地根据以下公式得出：
Figure DEST_PATH_IMAGE027
。
由于与所述电机的极对的数量相应的相信号的周期性，相的信号在轴17的一个工作循环或一转内重复多次。因此，足以将根据上述公式确定的校正因子Kh（其中
Figure 751234DEST_PATH_IMAGE023
[1;3]）针对所述工作循环或所述转的进一步变化过程、针对相信号的转速点的其他出现时刻来应用于校正公差和构造影响，并且因此对整个工作循环或转获得经过校正的转速变化过程nCorr2。
如上所述，在下一个工作循环中可以为相应的时间范围计算三个新的校正因子。但是可以理解，替代地，只要转速n在有限的转速带内变动的话，也可以仅偶尔地了解用于轴17的其他工作循环或其他转的校正并对其一直使用。对于转速或转速偏差的超过相应定义的转速带的更大的动态性，才必须在相应的转速窗中计算新的校正项Kh，将这些校正项相应地应用于轴的随后的时间窗tlin或工作循环或转。还可以经由相应的转速变化过程n将校正因子Kh保存在特性曲线中，使得对应于当前分别存在的转速变化过程n(t)可以改善用于将转速n(t) 校正为进一步校正的转速nCorr2的相应校正因子Kh。
此外，除了基于转速n计算校正项Kh并校正所述变化过程的可能性之外，还可以基于上述方法以相同的方式确定边沿时间（如上文所定义的是相应相电压UU，UV，UW的两个过零点之间的时间）的变化过程的校正因子。
在图12中用虚线说明未校正的转速变化过程n(T)，并且用实线说明基于前述方法校正的转速变化过程nCorr2。在此可以清楚地看出，已经相应地修正去除了可以被识别为转速信号n(t)中的高频锯齿的较高阶频率分量fn。在图12中的圆圈区域内也示出了对于所述校正因子而言相关的时间窗tlin，在所述时间窗内随着时间上的转速变化过程没有大的动态性，优选地近似恒定地延伸。
不仅针对所示出的借助于基于频率的方法对所述转速变化过程的校正而且也在借助于转速趋势估计的校正或这两种方法的组合的情况下，随后都可以将经过校正的转速应用于校正所述轴的旋转角位置信息，并且因此实现对所述内燃机的经改善的控制。
校正例如可以这样进行，使得为了根据旋转信号的两个信号边沿之间的所测量的时间来计算转速而假定所述轴在该时间内扫过的相关角度。由于所述信号中的错误，可能在假定的轴位置处未探测到所述信号边沿，也就是说所述角度和根据其计算出的转速是错误的。在经过校正的转速中校正这些错误，从而可以在使用相同的时间信息的情况下反算出所述信号边沿之间的实际角度，并且因此也可以相应地校正所述边沿的位置并由此校正所述旋转角位置。
一般而言可以理解，前面描述的方法不仅限于使用所描述的三相电机30，而是可以相应地应用于任何电机30，该电机可以是永磁的或是外部激励的，其中如前面已经提到的，可以在该方法中相应地考虑相的数量。
此外，前面描述的用于转速校正的方法步骤可以单独使用，也可以相互组合地使用，其中在组合的情况下可以实现更好的转速值校正。也可以采用与所述转速关联的时刻或其变化过程的替代用法来校正转速信号。

Claims (17)

1.用于确定轴（17）的旋转参量、特别是旋转角位置（
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 91366DEST_PATH_IMAGE002
）的方法，所述轴特别是内燃机（112）的曲轴（17'），所述轴与电机（30）直接耦合或转换地耦合，所述电机包括转子（32）和具有至少两个相绕组（U，V，W）的定子（33），从所述相绕组分别导出至少一个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW），其中所述相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）分别具有上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）、下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）和/或过零点（FlU0，FlV0，FlW0） ，其中产生包括所述电机（30）的多个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）的总和信号（USum），使得分别给所述上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）、下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）和/或过零点（FlU0，FlV0，FlW0）分配所述总和信号（USum）中的特征性脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3），其中将所述脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）采用用于确定所述转子（32）的转速（n）、旋转角位置（
Figure 70823DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 850560DEST_PATH_IMAGE002
）或旋转方向（α+，α-）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过对相应的所述相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）的所述下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）进行编码（C）产生所述总和信号（USum）中的第一脉冲（Pf1，Pf2，Pf3），并且通过对相应的所述相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）的所述上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）进行编码（C）分别产生所述总和信号（USum）中的其他脉冲（Pr1，Pr2，Pr3）。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，被分配给具有上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）或下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）的第一边沿类型的脉冲具有恒定的第一脉冲宽度（TPf1，TPf2，TPf3），而被分配给相应另一种边沿类型的脉冲具有恒定但是彼此不同的其他脉冲宽度（TPr1，TPr2，TPr3）。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过确定所述总和信号（USum）中的所述第一脉冲宽度（TPf1，TPf2，TPf3）之一识别出下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd），并且在确定所述总和信号（USum）中的所述其他脉冲宽度（TPr1，TPr2，TPr3）之一的情况下识别出上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过确定来自所述总和信号（USum）的两个脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）之间的至少一个时间差（Δt1，Δt2，Δt3）来确定所述转速（n）。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过确定脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）的至少一个第一时间序列（Al）推断出第一旋转方向（α+），或者通过确定脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）的至少一个其他时间序列（A2）推断出与所述第一旋转方向（α+）不同的其他旋转方向（α-）。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过确定脉冲宽度（TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2，TPr3）来确定相应的脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3），并且在采用所述电机（30）的属性的情况下根据所述脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）来确定所述转子（32）的所述旋转角位置（
Figure 245770DEST_PATH_IMAGE002
）。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，进一步在采用两个相邻脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）之间的转速值n以及采用在一个位置（P）与所述脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）之一之间的至少一个时间间隔（ΔtPf1，ΔtPr2）的情况下确定所述转子（32）的旋转角位置（
Figure 325721DEST_PATH_IMAGE002
）。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所确定的所述轴（17）的转速（n）用于控制所述内燃机（112），特别是用于控制所述内燃机（112）的至少一个汽缸的点火和/或喷射。
10.用于由多个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）产生总和信号（USum）的设备，所述总和信号（USum）能够用于确定轴（17）的旋转参量，特别是转速（n）、旋转角位置（
Figure 148184DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 415217DEST_PATH_IMAGE002
）或旋转方向（α+，α-），所述轴特别是内燃机（112）的曲轴（17'），所述轴与电机（30）直接耦合或转换地耦合，所述电机包括转子（32）和具有至少两个相绕组（U，V，W）的定子（33），从所述相绕组能够分别导出至少一个具有上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）、下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）和/或过零点（FlU0，FlV0，FlW0）的相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW），所述设备具有至少两个输入端（U1，U2，U3），经由所述输入端分别将相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）引导至编码单元（80c），其中所述编码单元（80c）将各个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）组合成总和信号（USum），并对其中至少一个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）进行编码，使得给所述至少一个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）的所述上升边沿（FlUu，FlVu，FlWu）和/或下降边沿（FlUd，FlVd，FlWd）分别分配所述总和信号（USum）中的特征性脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3），其中所述编码单元（80c）将所述总和信号（USum）输出至输出端（UOut）以用于确定所述旋转参量。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述编码单元（80c）具有至少一个时滞元件（T11，T12，T13），所述至少一个时滞元件能够分配给所述电机的至少一个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）并且向所述至少一个相信号（UU，UV，UW，IU，IV，IW）施加特征性属性。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中，所述至少一个时滞元件（T11，T12，T13）分别具有电阻（R3，R6，R9）和电容器（C1，C2，C3），其中通过选择相应电阻（R3，R6，R9）和/或电容器（C1，C2，C3）能够确定所述特征性属性的大小，特别是所述脉冲（Pf1，Pf2，Pf3，Pr1，Pr2，Pr3）的脉冲宽度（TPf1，TPf2，TPf3，TPr1，TPr2，TPr3）。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中，在所述编码单元（80c）的上游连接了触发电路（80a，80b），所述触发电路产生经触发的相信号（UUT），所述经触发的相信号被传递给所述编码单元（80c）的所述输入端（U1，U2，U3）至少之一。
14.根据权利要求10至13所述的设备，其中，所述触发电路（80b）具有时滞元件（T），所述时滞元件（T）具有电阻（R1c）和电容器（C1c）。
15.计算单元，所述优选是用于内燃机（12）的发动机控制设备（122），所述计算单元通过相应的集成电路和/或通过存储在存储器上的计算机程序被设立用于，执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
16.计算机程序，当在计算单元上执行所述计算机程序时，所述计算机程序促使所述计算单元执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
17.机器可读存储介质，所述机器可读存储介质具有存储于所述机器可读存储介质上的根据权利要求16所述的计算机程序。
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