DE10017542A1 - Device for position and / or speed detection of a rotating part - Google Patents

Device for position and / or speed detection of a rotating part

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DE10017542A1
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Mario Peters
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Abstract

The invention relates to a device for detecting the position and/or rotational speed and/or rotational direction a rotating part. The inventive device comprises at least one rotating part (10) having at least four segments (Nx, Sx), whereby at least two segments (Nx) are of a first segment type (N) and the at least two other segments (Sx) are of another segment type (S), whereby both segment types (N, S) can be differentiated by a sensor (12). The device is characterized in that the segment length (LN1, LS1) of a first segment (N1, S1) of the first segment type (N, S) significantly differs from the segment length (LN2, LS2) of a second segment (NS, S2) of the first and/or second segment type (N, S). The rotational direction can be detected due to the asymmetry of the segments.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Positions- und/oder Drehzahlerkennung eines rotierenden Teils. Aus der DE 196 23 101 A1 ist bereits eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der zwei Magnetfeldsensoren in Abhängigkeit von der magnetischen Polzahl um einen bestimmten Winkel versetzt angeordnet sind. Das magnetische Drehteil weist vier gleich große magnetische Pole in abwechselnder Nord-Süd-Verteilung auf. Da bei einem Verstellantrieb keine absolute Selbsthem­ mung bestehen muss, kann die Motorwelle über ihren Antrieb verdreht werden. Sind die jeweiligen Magnetpole bezüglich ihrer Umfangslänge gleich lang, so ist eine Anwendung mit nur einem Hallsensor zur Bestimmung der Drehrichtung anhand eines Hallsensorsignals nicht möglich. Die eindeutige Posi­ tionsinformation geht verloren.The invention is based on a device for position and / or speed detection of a rotating part. From the DE 196 23 101 A1 is already a generic device known, in which two magnetic field sensors depending on the magnetic pole number offset by a certain angle are arranged. The magnetic rotating part has four alike large magnetic poles in alternating north-south distribution on. Since there is no absolute self-reliance with an adjustment drive must exist, the motor shaft can drive be twisted. Are the respective magnetic poles related their circumferential length is the same length, so is an application with using only one Hall sensor to determine the direction of rotation a Hall sensor signal not possible. The unique posi tion information is lost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit nur einem Sen­ sor bei einem einfachen Aufbau der Anordnung noch weiterge­ hende Informationen, insbesondere bezüglich der Lage und Drehrichtung des Drehteils, zu erhalten. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. The invention has for its object with only one Sen sor with a simple structure of the arrangement even further information, especially regarding the location and Direction of rotation of the turned part. The task is solved by the features of the independent claim.  

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Positionserkennung ei­ nes rotierenden Teils enthält zumindest ein Drehteil, das zumindest vier Segmente umfasst, wobei zumindest zwei Seg­ mente aus einer ersten Segmentart und die zumindest zwei weiteren Segmente aus einer zweiten Segmentart bestehen, wo­ bei die beiden Segmentarten durch einen Sensor unterscheid­ bar sind. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Seg­ mentlänge eines ersten Segments der ersten Segmentart signi­ fikant von der Segmentlänge eines zweiten Segments der er­ sten Segmentart beziehungsweise aller weiteren Segmente un­ terscheidet. Die Segmentarten können sich vorzugsweise in ihren magnetischen oder optischen Eigenschaften oder hin­ sichtlich des Widerstands, der Spannungshöhe, der Polarität etc. unterscheiden. Das Drehteil enthält zumindest vier ma­ gnetische oder optische Pole, die zumindest zwei Polpaare bilden, und in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Hierdurch ist diese Drehlage des Drehteils beim Drehen di­ rekt erkennbar. Durch die unterschiedliche Umfangslänge der jeweiligen (magnetisch oder optisch codierten) Segmente der beiden Segmentarten kann mit Hilfe eines Sensors die Dreh­ richtung und die Drehlage des Drehteils ermittelt werden. Die Drehzahl kann über die Segmentdauer eingeschätzt und über die Periodendauer errechnet werden, die auf den symme­ trisch angeordneten Segmentartenübergängen basiert. Die Drehrichtung ergibt sich aus der Änderung des Tastverhält­ nisses, das auf den asymmetrischen Segmenten (Segmente glei­ cher Segmentart unterschiedlicher Umfangslänge bzw. Segmente unterschiedlicher Umfangslänge) basiert. Die Drehlage kann direkt aus dem Tastverhältnis ermittelt werden, das auf die asymmetrischen Segmente zurückgeht. Diese Zusatzinformatio­ nen können durch Austausch des herkömmlichen symmetrisch durch das erfindungsgemäß unsymmetrisch codierte Drehteil in besonders einfacher Weise erzielt werden, ohne dass die kom­ plette mechanische Konstruktion insbesondere des Motors ge­ ändert werden müsste. Damit lässt sich auch ein eventuell vorhandener zweiter Sensor einsparen, der in der Regel zu­ sätzliche Informationen zur Drehrichtungserkennung oder zur Positionserkennung liefert. Bei Motoren mit nur einem Sensor kann auf das Anfahren der Verstellendposition oder auf eine zusätzliche Positionserkennung beispielsweise über einen Endschalter verzichtet werden. Bei einer Fremdverstellung mit unversorgtem Steuergerät ist über die Zusatzinformation der unsymmetrischen Pollängen bei Wiederbestromung eine Drehlagenermittlung mit minimaler Ungenauigkeit möglich.The device for position detection according to the invention nes rotating part contains at least one rotating part, the comprises at least four segments, at least two seg elements from a first segment type and the at least two other segments consist of a second segment type, where distinguish the two types of segment by a sensor are cash. It is characterized by the fact that the seg length of a first segment of the first segment type signi fictional of the segment length of a second segment of the Most segment type or all other segments makes a difference. The segment types can preferably be in their magnetic or optical properties or down obviously the resistance, the voltage level, the polarity etc. differentiate. The turned part contains at least four ma magnetic or optical poles that have at least two pole pairs form, and are arranged alternately in the circumferential direction. As a result, this rotational position of the rotating part when turning di directly recognizable. Due to the different circumferential length of the respective (magnetically or optically coded) segments of the Both types of segments can be rotated with the help of a sensor direction and the rotational position of the turned part can be determined. The speed can be estimated over the segment duration and over the period that are calculated on the symme based on the segment type transitions. The Direction of rotation results from the change in the duty cycle nisse, which on the asymmetrical segments (segments same cher segment type of different circumferential length or segments different circumferential length) is based. The rotational position can can be determined directly from the duty cycle that on the asymmetrical segments. This additional information NEN can be symmetrical by replacing the conventional one by the turned part asymmetrically coded in accordance with the invention  can be achieved in a particularly simple manner without the com Complete mechanical construction, especially of the engine would have to be changed. This can also be used Save the existing second sensor, which is usually too Additional information on the detection of the direction of rotation or Position detection delivers. For motors with only one sensor can move to the adjustment end position or to a additional position detection, for example via a Limit switches are dispensed with. With an external adjustment with uncontrolled control unit is about the additional information of unbalanced pole lengths when energized again Rotational position determination possible with minimal inaccuracy.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den ab­ hängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Further expedient further developments result from the dependent claims and from the description.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zei­ gen die Fig. 1 einen ersten, die Fig. 2 einen zweiten Auf­ bau des rotierenden Teils mit zugehöriger Sensoranordnung, die Fig. 3 typische Signalverläufe sowie die Fig. 4 bis 9 Flussdiagramme für die Signalauswertung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below. It zei gene which Fig. 1 shows a first, Fig. 2 shows a second construction on the rotating part with an associated sensor array, Fig. 3 shows typical waveforms as well as Figs. 4 to 9 are flow charts for the signal evaluation.

Beschreibungdescription

Ein rotierendes Teil 10 ist als asymmetrisch gepolter Ring­ magnet ausgeführt. Das rotierende Teil 10 weist acht Polpaa­ re auf, die jeweils aus einem magnetischen Südpol (S1-S8) und einem zugehörigen magnetischen Nordpol (N1-N8) gebildet werden. Alle nachfolgenden polaritätsbezogenen Angaben kön­ nen auch der jeweils anderen Polarität zugeordnet werden. Ein erster magnetischer Südpol S1 und ein erster magneti­ scher Nordpol N1 bilden das erste Polpaar. Der erste magne­ tische Südpol S1 besitzt eine Umfangslänge LS1, der erste magnetische Nordpol N1 eine Umfangslänge LN1. Aus der Um­ fangslänge LS1 und LN1 ergibt sich die Gesamtumfangslänge L1 des ersten Polpaars. Entsprechend weist ein zweiter magneti­ scher Südpol S2 eine Umfangslänge LS2, ein zweiter magneti­ scher Nordpol N2 eine Umfangslänge LN2 auf. Im Ausführungs­ beispiel ist die Umfangslänge L1 des ersten Polpaars genauso groß wie die Umfangslänge L2 des zweiten Polpaars. Die Länge LSx (x = 1 bis 8) der magnetischen Südpole Sx nimmt mit zu­ nehmender Polpaarzahl x ab. In gleichem Maße nimmt die Um­ fangslänge LNx der zugehörigen magnetischen Nordpole Nx zu. Die Umfangslänge Lx der Polpaare x ist jedoch konstant.A rotating part 10 is designed as an asymmetrically polarized ring magnet. The rotating part 10 has eight pole pairs, which are each formed from a magnetic south pole (S1-S8) and an associated magnetic north pole (N1-N8). All subsequent polarity-related information can also be assigned to the other polarity. A first magnetic south pole S1 and a first magnetic north pole N1 form the first pole pair. The first magnetic south pole S1 has a circumferential length LS1, the first magnetic north pole N1 has a circumferential length LN1. The total circumferential length L1 of the first pole pair results from the circumferential length LS1 and LN1. Correspondingly, a second magnetic south pole S2 has a circumferential length LS2, a second magnetic north pole N2 has a circumferential length LN2. In the embodiment example, the circumferential length L1 of the first pole pair is the same size as the circumferential length L2 of the second pole pair. The length LSx (x = 1 to 8) of the magnetic south poles Sx decreases with the number of pole pairs x increasing. The circumferential length LNx of the associated magnetic north poles Nx increases to the same extent. However, the circumferential length Lx of the pole pairs x is constant.

Es ist ein Magnetfeldsensor 12 vorgesehen, der das Magnet­ feld des rotierenden Teils 10 erfasst und ein entsprechendes Ausgangssignal an die Signalverarbeitung 14 abgibt. In Ab­ hängigkeit von dem Ausgangssignal der Signalverarbeitung 14 wird ein das rotierende Teil 10 bewegender Verstellantrieb 16 angesteuert, dessen charakteristische Grössen der Signal­ verarbeitung 14 zugeführt sind.A magnetic field sensor 12 is provided, which detects the magnetic field of the rotating part 10 and emits a corresponding output signal to the signal processor 14 . In dependence on the output signal of the signal processing 14 is a rotating part 10 moving adjusting drive 16 is driven, the characteristic sizes of the signal processing 14 are supplied.

In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 besteht das runde, rotierende Teil 10 aus drei Polpaaren. Der erste magnetische Südpol S1 wird von einem Winkel von 45°, der erste magneti­ sche Nordpol N1 von einem Winkel von 75°, der zweite magne­ tische Südpol S2 von einem Winkel von 50°, der zweite magne­ tische Nordpol N2 von einem Winkel von 70° sowie der dritte magnetische Südpol S3 von einem Winkel von 55° und der drit­ te magnetische Nordpol N3 von einem Winkel von 65° begrenzt. In Übereinstimmung zu den Winkelverhältnissen ergeben sich auch die jeweiligen Umfangslängen LSx, LNx (x = 1 bis 3). Die einzelnen Süd- oder Nordpole werden nachfolgend auch als Segmente bezeichnet.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the round, rotating part 10 consists of three pole pairs. The first magnetic south pole S1 is at an angle of 45 °, the first magnetic north pole N1 is at an angle of 75 °, the second magnetic south pole S2 is at an angle of 50 °, the second magnetic north pole N2 is at an angle of 70 ° and the third magnetic south pole S3 limited by an angle of 55 ° and the third magnetic north pole N3 by an angle of 65 °. The respective circumferential lengths LSx, LNx (x = 1 to 3) also correspond to the angular relationships. The individual south or north poles are also referred to below as segments.

In Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf des Ausgangssignals des Magnetfeldsensors 12 für die in Fig. 2 gezeigte Anord­ nung dargestellt, für den Linkslauf LL oben, für den Rechts­ lauf RL unten.In Fig. 3, the time course of the output signal of the magnetic field sensor 12 is shown for the Anord voltage shown in Fig. 2, for the counterclockwise rotation LL above, for the clockwise rotation RL below.

In der verallgemeinernden Terminologie der Ansprüche ent­ spricht der Umfangslänge LNx der jeweiligen Nordpole Nx (ge­ mäss Ausführungsbeispiel) die Segmentlänge eines Segments einer ersten Segmentart, der Umfangslänge LSx der jeweiligen Südpole Sx (gemäss Ausführungsbeispiel) die Segmentlänge ei­ nes Segments einer zweiten Segmentart.In the generalized terminology of claims ent speaks the circumferential length LNx of the respective north pole Nx (ge according to the embodiment) the segment length of a segment a first segment type, the circumferential length LSx of the respective South poles Sx (according to the exemplary embodiment) the segment length ei segment of a second segment type.

Die Länge LSx, LNx der magnetischen Süd- bzw. Nordpole Sx, Nx ist vorzugsweise so gewählt, dass sich anhand dieser Län­ ge eindeutig der jeweilige magnetische Pol zuordnen lässt. Die Umfangslänge Lx eines Polpaars x ist jedoch für alle Polpaare gleich. Dadurch kann das übliche Ermittlungsverfah­ ren für die Drehzahl des rotierenden Teils 10 beibehalten werden.The length LSx, LNx of the magnetic south or north poles Sx, Nx is preferably chosen such that the respective magnetic pole can be clearly assigned on the basis of this length. However, the circumferential length Lx of a pole pair x is the same for all pole pairs. As a result, the usual determination procedure for the speed of the rotating part 10 can be retained.

Als Magnetfeldsensor 12 ist beispielsweise ein Hallsensor verwendet. Dieser Hallsensor gibt ein binäres Ausgangssignal ab. Eine Binäränderung erfolgt dann, wenn ein Wechsel der Magnetisierung (von Süd auf Nord bzw. umgekehrt) erfolgt. Bei dem rotierenden Teil 10 handelt es sich vorzugsweise um einen Magnetring, der üblicherweise auf der Motorwelle des elektromotorischen Verstellantriebs 16 angeordnet ist oder mit einem vom Verstellantrieb 16 bewegten Teil verbunden wird, so dass der Verstellantrieb 16 den Magnetring bewegt.For example, a Hall sensor is used as the magnetic field sensor 12 . This Hall sensor emits a binary output signal. A binary change occurs when the magnetization changes (from south to north or vice versa). The rotating part 10 is preferably a magnetic ring which is usually arranged on the motor shaft of the electromotive adjusting drive 16 or is connected to a part moved by the adjusting drive 16 , so that the adjusting drive 16 moves the magnetic ring.

Nachfolgend wird der in der Signalverarbeitung 14 hinterleg­ te Programmablauf beschrieben. Bei Programmbeginn (Start), Schritt 90, wird anhand des Ausgangssignals des Magnetfeld­ sensors 12 die Polarität des aktuellen Magnetpols bestimmt, Abfrage 93. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Signalverlauf nimmt bei einem Nordpol das Ausgangssignal 13 des Magnet­ feldsensors 12 den Wert logisch Eins, bei einem Südpol den Wert logisch Null an. Anhand des Vergleichs der Polarität des aktuellen Magnetpols (bei Programmbeginn) mit der Pola­ rität des Magnetpols beim Deaktivieren des Verstellantriebs 16 (auf dem der Verstellantrieb 16 zum Stehen kam) kann bei Abweichung ein Positionsverlust erkannt werden. Für diesen Fall wird eine entsprechende Information in Schritt 95 ge­ speichert.The program sequence stored in signal processing 14 is described below. At the beginning of the program (start), step 90 , the polarity of the current magnetic pole is determined on the basis of the output signal of the magnetic field sensor 12 , query 93 . In the signal curve shown in FIG. 3, the output signal 13 of the magnetic field sensor 12 assumes the value logic one for a north pole, the logic zero value for a south pole. Based on the comparison of the polarity of the current magnetic pole (at the start of the program) with the polarity of the magnetic pole when deactivating the adjustment drive 16 (on which the adjustment drive 16 came to a standstill), a loss of position can be detected in the event of a deviation. In this case, corresponding information is stored in step 95 .

Anschließend wird der Programmablauf "Motorzustand" bearbei­ tet, Schritt 101, wie in Fig. 5 näher ausgeführt. Zunächst wird der Zustand des Verstellantriebs 16 abgefragt, Abfrage 103. Wird der Verstellantrieb 16 nicht angesteuert, lässt dies auf eine passive Motorverstellung bzw. Fremdverstellung schliessen, Schritt 105. Der sich an Schritt 105 anschlie­ ßende Programmablauf ist in Fig. 6 dargestellt und wird später beschrieben. Wurde der Verstellantrieb 16 gezielt an­ gesteuert, so erfolgt in Schritt 107 die Drehrichtungser­ mittlung. Anhand der gezielten Ansteuerung ist die Mo­ tordrehrichtung vorbekannt. Die Drehrichtungserkennung be­ einflusst die Drehzahlermittlung. Dreht sich der Verstellan­ trieb 16 rechts, so wird als Drehzahl der Reziprokwert der Zeit zwischen den steigenden Flanken verwendet, Schritt 109. Dreht sich der Verstellantrieb 16 links, wird als Drehzahl der Reziprokwert der Zeit zwischen den fallenden Flanken verwendet, Schritt 111. Damit ist für die in Fig. 2 gezeig­ te Anordnung sichergestellt, dass die Zeitspanne ermittelt wird, die für das Durchlaufen der konstanten Umfangslänge Lx der Polpaare x benötigt wird. In Verbindung mit der konstan­ ten Umfangslänge Lx ist der Kehrwert der ermittelten Zeit­ spanne ein Maß für die Drehzahl. Über die Drehrichtungser­ kennung wird auch eine der ursprünglichen Motoransteuerung entgegenwirkende Fremdverstellung erkannt. The program sequence "engine state" is then processed, step 101 , as detailed in FIG. 5. First, the state of the adjustment drive 16 is queried, query 103 . If the adjustment drive 16 is not activated, this suggests a passive motor adjustment or external adjustment, step 105 . The program flow following step 105 is shown in FIG. 6 and will be described later. If the adjustment drive 16 was specifically controlled, the direction of rotation is determined in step 107 . The direction of engine rotation is already known based on the targeted control. The direction of rotation detection influences the speed determination. If the adjusting drive 16 rotates to the right, the reciprocal of the time between the rising edges is used as the speed, step 109 . If the adjustment drive 16 rotates to the left, the reciprocal of the time between the falling edges is used as the speed, step 111 . This ensures for the arrangement shown in FIG. 2 that the time period is determined which is required for the constant circumferential length Lx of the pole pairs x to pass through. In conjunction with the constant circumferential length Lx, the reciprocal of the determined time span is a measure of the speed. The detection of the direction of rotation also detects an external adjustment counteracting the original motor control.

Nachfolgend wird der Programmablauf in Anschluss an Schritt 105 beschrieben, Fig. 6. Der Verstellantrieb 16 wurde nicht durch eine gezielte Bestromung oder trotz Bestromung in ent­ gegengesetzter Richtung bewegt, sondern passiv oder aktiv fremdverstellt, wie in Abfrage 103 ermittelt. Die bisherige Position des Verstellantriebs 16 (vor der Fremdverstellung) sei bekannt. In Abfrage 131 wird ermittelt, ob der Verstel­ lantrieb 16 seine bisherige Position verlassen hat. Als Kri­ terium hierfür dient eine Signaländerung des Magnetfeldsen­ sors 12. Falls ein Impuls (Änderung) auftrat, werden der Ak­ tivierungszähler und der Flankenzähler inkrementiert, Schritt 133. Der Flankenzähler erfasst jede weitere Flanke für die spätere Positionsermittlung. Der Aktivierungszähler erkennt den Beginn einer Bewegung des Verstellantriebs 16. Sofern nach einer zu definierenden Mindestpause ohne Flan­ kenwechsel ein erneuter Flankenwechsel erfolgt, wird der Ak­ tivierungszähler inkrementiert. Daran schließt sich Abfrage 135 an, ob die Flankenart des auftretenden Magnetfeldsenso­ rimpulses (steigend, fallend) von der vorhergehenden Flan­ kenart abweicht. Stimmen die Flankenarten nicht überein, schließt sich sofort die Drehrichtungserkennung an, Schritt 139. Bei einer Übereinstimmung der aktuell auftretenden mit der zuletzt aufgetretenen Flankenart (also im nicht regulä­ ren Betrieb) wird auf einen Positionsverlust geschlossen, Schritt 137. In diesem Fehlerfall könnte beispielsweise der Verstellantrieb 16 als Vorsichtsmaßnahme mit geringerer Ge­ schwindigkeit verfahren werden. An Schritt 137 schließt sich Schritt 139 an.The program sequence is described below in connection with step 105 , FIG. 6. The adjustment drive 16 was not moved in the opposite direction by a specific energization or despite energization, but was passively or actively externally adjusted, as determined in query 103 . The previous position of the adjustment drive 16 (before the external adjustment) is known. In query 131 it is determined whether the adjusting drive 16 has left its previous position. A signal change of the magnetic field sensor 12 serves as a criterion for this. If a pulse (change) occurred, the activation counter and the edge counter are incremented, step 133 . The edge counter records each additional edge for later position determination. The activation counter detects the beginning of a movement of the adjustment drive 16 . If a new edge change occurs after a minimum break to be defined without changing the edge, the activation counter is incremented. This is followed by query 135 whether the edge type of the magnetic field sensor pulse occurring (rising, falling) differs from the previous edge type. If the edge types do not match, the direction of rotation detection immediately follows, step 139 . If the currently occurring flank type matches the flank type that occurred last (i.e. in non-regular operation), a loss of position is concluded, step 137 . In this fault case, for example, the adjustment drive 16 could be moved as a precautionary measure at a lower speed. At step 137 to step 139 adjoins.

Die Drehrichtungserkennung, Schritt 139, wird in Fig. 7 nä­ her erläutert. Zu diesem Zweck wird die Drehzahl, wie nach­ folgend in Fig. 8 beschrieben, ermittelt, Schritt 151.The direction of rotation detection, step 139 , is explained in more detail in FIG. 7. For this purpose, the speed is determined as described in FIG. 8 below, step 151 .

In Fig. 8 ist der Programmablauf mit der Erkennung der Überschreitung der Mindestdrehzahl gezeigt. Hierzu wird die absolute Segmentdurchlaufzeit gemessen, nämlich die Zeit zwischen zwei Flankenwechseln (beispielsweise die Zeitspanne TS1 wie in Fig. 3 dargestellt), Schritt 155. Zur Berechnung der Drehgeschwindigkeit wird die gemessene Zeit durch die polaritätsrichtige (LS oder LN) mittlere Segmentlänge (in diesem Beispiel LS2 oder LN2) dividiert, die durch die Geo­ metrie des rotierenden Teils 10 vorgegeben ist, Schritt 157. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 ist die mittlere Segmentlänge der Nordpole Nx die des zweiten Norpols N2, da dessen Länge LN2 zwischen der ersten Länge L1 des ersten Nordpols N1 und der dritten Länge LN3 des dritten Nordpols N3 liegt. Ent­ sprechendes gilt für die Länge LS2 des zweiten Südpols S2. Mit dieser Wahl wird der Fehler bei der Drehgeschwindig­ keitsermittlung minimiert. Zur Ermittlung der polaritäts­ richtigen mittleren Segmentlänge LS2, LN2 wird beispielswei­ se die Art des ersten Flankenwechsels herangezogen. Bei ei­ ner ersten steigenden Flanke wird ein Nordpol Nx durchlau­ fen, so dass als mittlere Segmentlänge LN2 die des zweiten Nordpols N2 herangezogen wird. Bei einer fallenden ersten Flanke lässt dies auf einen zu durchlaufenden Südpol Sx schliessen. Die zugehörige polaritätsrichtige mittlere Seg­ mentlänge ist gemäß Fig. 2 die des zweiten Südpols S2, LS2. Die Toleranz/der Fehler der berechneten Drehgeschwindigkeit beträgt in der Anordnung gemäß Fig. 2 maximal 12%, so dass eine ausreichend genaue Drehzahl ermittelt werden kann. Liegt die Drehgeschwindigkeit unter einem vorgebbaren Wert - wie in Abfrage 159 ermittelt, ist aus Sicherheitsgründen zu­ sätzlich ein Flankenzähler, zur späteren Überprü­ fung/Korrektur, zu verwenden.In FIG. 8, the program flow is shown with the detection of exceeding the minimum speed. For this purpose, the absolute segment throughput time is measured, namely the time between two edge changes (for example the time period TS1 as shown in FIG. 3), step 155 . To calculate the rotational speed, the measured time is divided by the polarity-correct (LS or LN) average segment length (LS2 or LN2 in this example), which is predetermined by the geometry of the rotating part 10 , step 157 . In the example according to FIG. 2, the mean segment length of the north poles Nx is that of the second norpol N2, since its length LN2 lies between the first length L1 of the first north pole N1 and the third length LN3 of the third north pole N3. The same applies to the length LS2 of the second south pole S2. This choice minimizes the error when determining the rotational speed. To determine the polarity-correct mean segment length LS2, LN2, the type of the first edge change is used, for example. A north pole Nx is traversed on a first rising flank, so that that of the second north pole N2 is used as the average segment length LN2. With a falling first flank, this indicates a south pole Sx to be traversed. The associated polarity-correct average segment length is that of the second south pole S2, LS2 according to FIG. 2. The tolerance / error of the calculated rotational speed is a maximum of 12% in the arrangement according to FIG. 2, so that a sufficiently precise rotational speed can be determined. If the speed of rotation is below a predefinable value - as determined in query 159 , an edge counter must also be used for safety reasons for later checking / correction.

Nach Abarbeitung des in Fig. 8 gezeigten Unterprogramms "Drehgeschwindigkeitsermittlung" wird in Schritt 161 in Fig. 7 gesprungen. In Schritt 161 wird der Segmentwinkel ge­ messen. Nach der Messung des Segmentwinkels (über eine Zei­ terfassung) kann die erste Motorwinkellage aufgrund der Geo­ metrie des rotierenden Teils 10 bekannten Segmentlängen und der Drehzahl ermittelt werden, Schritt 163. Dies wird für ein zweites Segment durchgeführt, Schritte 165, 167. Die Drehrichtung kann durch die Winkellagenänderung ermittelt werden, Schritt 169. Daran schließt sich die Positionser­ mittlung gemäß Schritt 171 an, die in Fig. 9 näher darge­ stellt ist.After the subroutine "rotational speed determination" shown in FIG. 8 has been processed, a jump is made in step 161 in FIG. 7. In step 161 , the segment angle is measured. After measuring the segment angle (via a time recording), the first motor angular position can be determined on the basis of the geometry of the rotating part 10 known segment lengths and the speed, step 163 . This is done for a second segment, steps 165 , 167 . The direction of rotation can be determined by changing the angular position, step 169 . This is followed by the position determination according to step 171 , which is shown in more detail in FIG. 9.

Die aktuelle Position des Verstellantriebs 16 ergibt sich aus der Winkellage plus die Anzahl der gezählten Flanken, die der Flankenzähler in Schritt 133 ermittelte, Schritt 173. Weitere Drehrichtungserkennungen sind über die Abfolgen gleicher Pegel, gleicher Flanken und/oder flankenbezogener Periodendauermessung/vergleich möglich.The current position of the adjustment drive 16 results from the angular position plus the number of counted edges that the edge counter determined in step 133 , step 173 . Further detection of the direction of rotation is possible via the sequences of the same level, the same edges and / or edge-related period duration measurement / comparison.

Anstelle einer magnetischen Codierung sind beliebige weitere Codierungen des beweglichen Teils 10 möglich, so beispiels­ weise eine optische Codierung mit der entsprechenden Senso­ rik. In diesem Zusammenhang weist das bewegliche Teil 10 ei­ ne asymmetrische Anordnung von dunkel und hell codierten Ab­ schnitten auf. Den Nordpolen Nx gemäß den Fig. 1 und 2 entsprächen hierbei beispielsweise dunkle Abschnitte, den Südpolen Sx helle oder umgekehrt. Der optische Sensor gibt eine binäre Information aus abhängig davon, ob gerade ein helles oder ein dunkles Segment durchlaufen wurde. An dem prinzipiellen Aufbau der zugehörigen Signalauswertung ändert sich jedoch nichts. Grundsätzlich sind alle Sensoranordnun­ gen nach diesem Prinzip betreibbar, die denen Sensoren ein Durchlaufen zweier unterschiedlicher Segmenttypen voneinan­ der unterscheiden können. Insbesondere muss der Segmentwech­ sel sicher erkannt werden.Instead of a magnetic coding, any further coding of the movable part 10 is possible, for example optical coding with the corresponding sensor technology. In this context, the movable part 10 has an asymmetrical arrangement of dark and light coded sections. The north poles Nx according to FIGS . 1 and 2 correspond to dark sections, for example, the south poles Sx to light sections or vice versa. The optical sensor outputs binary information depending on whether a light or a dark segment has just been run through. However, nothing changes in the basic structure of the associated signal evaluation. In principle, all sensor arrangements can be operated according to this principle, which sensors can distinguish one another from going through two different segment types. In particular, the segment change must be reliably recognized.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Positionserkennung eines rotierenden Teils, mit mindestens einem rotierenden Teil (10), das zumindest vier Segmente (Nx, Sx) umfasst, wobei zumindest zwei Segmente (Nx) aus einer ersten Segmentart (N) und die zumindest zwei weiteren Segmente (Sx) aus einer zwei­ ten Segmentart (S) bestehen, wobei die beiden Segmentar­ ten (N, S) durch einen Sensor (12) unterscheidbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Segmentlänge (LN1, LS1) eines ersten Segments (N1, S1) der ersten Segmentart (N, S) signifikant von der Segmentlänge (LN2, LS2) eines zweiten Segments (N2, S2) der ersten und/oder zweiten Segmentart (N, S) unterscheidet.1. Device for position detection of a rotating part, with at least one rotating part ( 10 ), which comprises at least four segments (Nx, Sx), at least two segments (Nx) from a first segment type (N) and the at least two further segments ( Sx) consist of a second segment type (S), the two segment types (N, S) being distinguishable by a sensor ( 12 ), characterized in that the segment length (LN1, LS1) of a first segment (N1, S1 ) of the first segment type (N, S) differs significantly from the segment length (LN2, LS2) of a second segment (N2, S2) of the first and / or second segment type (N, S). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Segmentlänge (LN1+LS1) des ersten Segments (N1) der ersten Segmentart (N) und eines ersten Segments (S1) der zweiten Segmentart (S) in etwa gleich der Summe der Segmentlänge (LN2+LS2) des zweiten Segments (N2) der ersten Segmentart (N) und eines zweiten Segments (S2) der zweiten Segmentart (S) ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the sum of the segment length (LN1 + LS1) of the first segment (N1) of the first segment type (N) and a first segment (S1) of the second segment type (S) is approximately equal to the sum the segment length (LN2 + LS2) of the second segment (N2) first segment type (N) and a second segment (S2) of second segment type (S). 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) gegenüber dem rotierenden Teil (10) feststehend angeordnet ist, und ein Ausgangssignal des Sensors (12) einer Signalverarbeitung (14) zugeführt ist. 3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 12 ) is arranged stationary with respect to the rotating part ( 10 ), and an output signal of the sensor ( 12 ) is fed to signal processing ( 14 ). 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitung (14) eine Zeitermittlung umfasst zur Ermittlung einer Zeit­ spanne, innerhalb derer sich zumindest ein Segment (Nx, Sx) im Erfassungsbereich des Sensors (10) befindet, als Maß für die Segmentlänge (LNx, LSx).4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal processing ( 14 ) comprises a time determination for determining a time span within which at least one segment (Nx, Sx) is in the detection range of the sensor ( 10 ) as a measure for the segment length (LNx, LSx). 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne anhand eines Wechsels der Segmentart (N, S) erfasst ist.5. Device according to one of the preceding claims, there characterized in that the time period is based on a Change of segment type (N, S) is recorded. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass als Maß für die Drehgeschwin­ digkeit des rotierenden Teils der Quotient aus Segment­ länge (LNx, LSx) und der Zeitspanne verwendet ist.6. Device according to one of the preceding claims, there characterized by that as a measure of the rotary speed the rotating part of the quotient from segment length (LNx, LSx) and the time period is used. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass als Maß für die Drehgeschwin­ digkeit des rotierenden Teils der Quotient aus einer mittleren Segmentlänge (LN2, LS2) und der Zeitspanne ver­ wendet ist.7. Device according to one of the preceding claims, there characterized by that as a measure of the rotary speed of the rotating part of the quotient from a average segment length (LN2, LS2) and the time span ver is applied. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass Auswahlmittel zur Auswahl der Segmentlänge (LNx, LSx) für die Drehgeschwindigkeitser­ mittlung in Abhängigkeit von der Segmentart (N, S) vorge­ sehen sind.8. Device according to one of the preceding claims, there characterized by that selection means to select the Segment length (LNx, LSx) for the speed of rotation averaging depending on the segment type (N, S) are seen. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass sich die Segmentarten (N, S) durch optische und/oder magnetische Eigenschaften unter­ scheiden.9. Device according to one of the preceding claims, there characterized by that the segment types (N, S) due to optical and / or magnetic properties divorce. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionsermittlung die Signalverarbeitung (14) die Zeitspanne erfasst und unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit daraus ein Maß für die Position des rotierenden Teils (10) bildet.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the position, the signal processing ( 14 ) detects the time period and forms a measure of the position of the rotating part ( 10 ) using the rotational speed. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitung (14) eine weitere Zeitspanne erfasst und unter Verwendung der Drehgeschwindigkeit daraus ein Maß für eine ermittelte Segementlänge des rotierenden Teils (10) bildet.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal processing ( 14 ) detects a further period of time and using the rotational speed forms a measure of a determined segment length of the rotating part ( 10 ). 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung des rotie­ renden Teils (10) durch Vergleich der ermittelten Seg­ mentlänge mit der bekannten tatsächlichen Segmentlänge (LNx, LSx) erkannt ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of rotation of the rotating part ( 10 ) is recognized by comparing the segment length determined with the known actual segment length (LNx, LSx).
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