DE102008000618A1

DE102008000618A1 - Evaluation device for determining rotational speed of direct-current operated electric motor in motor system, has determination unit determining rotational speed of electric motor based on process of signal evaluated by demodulator

Info

Publication number: DE102008000618A1
Application number: DE102008000618A
Authority: DE
Inventors: Michael Horbelt; Andre Owerfeldt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2009-09-17

Abstract

The device (6) has a signal generator (7) for initializing a periodic control signal, which is supplied to a direct-current operated electric motor (2), such that a resultant periodic signal is generated at the electric motor. A demodulator (9) evaluates and demodulates the resultant signal. A determination unit (10) determines a rotational speed of the electric motor based on the process of the evaluated signal. A filter or a resonant circuit is formed with a decoupling element (4) i.e. inductor, between connections of the electric motor during connecting the device to the electric motor. Independent claims are also included for the following: (1) a motor system comprising a direct-current operated electric motor with a commutator (2) a method for determining a rotational speed of a direct-current operated electric motor.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Drehzahl eines Elektromotors.The The invention relates to a method and a device for determination the speed of an electric motor.

Stand der TechnikState of the art

Zur Erfassung der Drehzahl bei rotatorischen Elektromotoren werden üblicherweise geeignete Sensoren verwendet. Diese Sensoren können beispielsweise Positionsgeber auf der Motorwelle des Elektromotors, an einem Rotor des Elektromotors bzw. auf sonstigen durch den Elektromotor bewegten Teilen aufweisen. Die Positionsgeber können beispielsweise in Form von Ringmagneten, Pulsscheiben oder sonstigen Informationsträgern ausgebildet sein und mit einem Detektor zusammen wirken, so dass aus Änderungen der Stellung des Rotors des Elektromotors die Drehzahl ermittelt werden kann.to Detecting the rotational speed of rotary electric motors are usually used suitable sensors. These sensors can, for example, position encoders on the motor shaft of the electric motor, on a rotor of the electric motor or have on other moved by the electric motor parts. The position sensors can for example in the form of ring magnets, pulse disks or other information carriers be formed and interact with a detector, so that from changes the position of the rotor of the electric motor determines the speed can be.

Als Detektoren werden beispielsweise Hall-Sensoren verwendet, die eine von dem anliegenden Magnetfeld abhängige Hall-Spannung bereitstellen, über die Änderungen Magnetfelds erkannt werden können.When Detectors, for example, Hall sensors are used, the one provide Hall voltage dependent on the applied magnetic field, over the changes Magnetic field can be detected.

Alternativ kann auf indirekte Weise der Strom bei der Ansteuerung von Wicklungen des Elektromotors mit einer Ansteuerspannung ausgewertet werden und Schwankungen der Stromstärke integriert werden, um die Drehzahl zu ermitteln.alternative can indirectly the current when driving windings be evaluated by the electric motor with a drive voltage and fluctuations of the current be integrated to determine the speed.

Weiterhin besteht eine Möglichkeit, die Nuten eines Kommutators eines Elektromotors über die Stromaufnahme zu identifizieren. Überstreichen die Bürsten einer Bürstenanordnung des Kommutators eine oder mehrere Nuten, werden dadurch kurzzeitig zwei oder allgemein eine veränderte Anzahl von Wicklungen des Rotors parallel geschaltet. Der veränderte gesamte Widerstand der Parallelschaltung bezüglich dem einer einzelnen Wicklung oder einer Parallelschaltung einer verschiedenen Anzahl von Wicklungen kann durch einen erhöhten Strom erfasst werden, der mithilfe geeigneter Maßnahmen ausgewertet werden kann.Farther there is a possibility to identify the grooves of a commutator of an electric motor via the current consumption. paint over the brushes a brush arrangement of the commutator one or more grooves, thereby briefly two or generally a modified one Number of windings of the rotor connected in parallel. The whole changed Resistor of the parallel connection with respect to that of a single winding or a parallel connection of a different number of windings can be increased by a Electricity, which are evaluated by means of appropriate measures can.

Z. B. kann eine Drehzahlerfassung bei Gleichstrommotoren über eine Auswertung des Verlaufs des aufgenommen Stroms durch zwei bekannte Maßnahmen durchgeführt werden:

a) Die Stromschwankungen, die aufgrund des veränderten ohmschen Widerstands der Parallelschaltung hervorgerufen werden, wenn eine Nut des Kommutators an einer entsprechenden Kommutatorbürste vorbeiläuft, werden im Zeitbereich ausgewertet. Bei dieser Maßnahme wird durch eine geeignete Filterung ein diskretes Signal erzeugt, welches das Auftreten einer Nut anzeigt. Nachteilig ist jedoch, dass durch die schwach ausgeprägten Stromschwankungen eine eindeutige Signalauswertung schwer zu erreichen ist. Die entsprechenden Filter sind sowohl in diskreter Form als auch durch geeignete Algorithmen aufwendig zu realisieren und schwer abzustimmen.
b) Durch eine Fourier-Transformation des Stromsignals kann die Auswertung in dem Frequenzbereich vorgenommen werden. Die wiederkehrenden Stromschwankungen durch das Vorbeilaufen der Nuten des Kommutators an einem Bürstenpaar werden als eine Spektrallinie dargestellt. Die Position der Spektrallinie auf der Frequenzachse steht in direktem Zusammenhang mit der Drehzahl. Durch diese Methode kann jedoch nur die durchschnittliche Drehzahl während mehrerer zurückliegender Perioden bestimmt werden. Dies führt einerseits zu einem Zeitverzug bei der Bestimmung der Drehzahl und andererseits steht auch kein Zusammenhang zwischen einer aufgetretenen Stromschwankung (Stromrippel) und einem bestimmten Zeitpunkt ihres Auftretens zur Verfügung.

For example, a speed detection in DC motors can be performed via an evaluation of the course of the absorbed current by two known measures:

a) The current fluctuations, which are caused due to the changed ohmic resistance of the parallel connection, when a groove of the commutator passes a corresponding Kommutatorbürste be evaluated in the time domain. In this measure, a discrete signal is generated by a suitable filtering, which indicates the occurrence of a groove. The disadvantage, however, is that a clear signal evaluation is difficult to achieve by the weak power fluctuations. The corresponding filters are complex to implement both in discrete form as well as by suitable algorithms and difficult to tune.
b) By a Fourier transformation of the current signal, the evaluation in the frequency range can be made. The recurring current fluctuations due to the passing of the grooves of the commutator on a brush pair are represented as a spectral line. The position of the spectral line on the frequency axis is directly related to the speed. By this method, however, only the average speed can be determined during several previous periods. On the one hand, this leads to a time delay in the determination of the rotational speed and, on the other hand, there is also no connection between an occurring current fluctuation (current ripple) and a specific instant of its occurrence.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Bestimmung der Drehzahl eines Elektromotors ohne Verwendung eines Sensors bereitzustellen.It Object of the present invention, a way to determine the To provide speed of an electric motor without using a sensor.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch die Auswerteeinheit gemäß Anspruch 1 sowie durch das Motorsystem und das Verfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.These The object is achieved by the evaluation unit according to claim 1 and by the Motor system and the method according to the independent claims.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Auswerteeinheit zum Bestimmen einer Drehzahl eines Elektromotors vorgesehen. Die Auswerteinheit umfasst einen Signalgenerator zum Bereitstellen eines periodischen Ansteuersignals, das an den Elektromotor anlegbar ist, so dass an dem Elektromotor ein resultierendes periodisches Signal abgreifbar ist;

– eine Erfassungseinheit zum Auswerten des resultierenden Signals; und
– eine Bestimmungseinheit, um anhand des ausgewerteten Signals die Drehzahl zu bestimmen.

According to a first aspect, an evaluation unit for determining a rotational speed of an electric motor is provided. The evaluation unit comprises a signal generator for providing a periodic drive signal, which can be applied to the electric motor, so that a resulting periodic signal can be tapped off at the electric motor;

A detection unit for evaluating the resulting signal; and
- A determination unit to determine based on the evaluated signal, the speed.

Die obige Auswerteinheit ermöglicht es durch Bereitstellen eines periodischen Ansteuersignals an einen Elektromotor und durch Auswerten eines resultierenden Signals Änderungen des komplexen Widerstands eines Elektromotors als Antwort auf das periodische Signal zu ermitteln. Allgemein wird vorgesehen, Änderungen eines Frequenzverhaltens des Elektromotors während der Rotation aufgrund drehzahlabhängiger Änderungen seines komplexen Widerstandes bzw. Änderungen des Frequenzverhaltens einer Schaltung, die mit dem komplexen Widerstand des Elektromotors zusammenwirkt, zum Bestimmen der Drehzahl zu verwenden. Dadurch wirkt der sich drehende Motor als Modulator, so dass man z. B. durch Demodulieren des resultierenden Signals ein Signal erhält, von dem eine Drehzahl abgeleitet werden kann.The above evaluation unit makes it possible to detect changes in the complex resistance of an electric motor in response to the periodic signal by providing a periodic drive signal to an electric motor and by evaluating a resultant signal. It is generally intended to change a frequency response the electric motor during rotation due to speed-dependent changes in its complex resistance or changes in the frequency response of a circuit, which cooperates with the complex resistance of the electric motor used to determine the speed. As a result, the rotating motor acts as a modulator, so that z. B. by demodulating the resulting signal receives a signal from which a speed can be derived.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Schaltung vorgesehen, die ausgebildet ist, um bei Anschließen der Auswerteeinheit an den Elektromotor mit einem komplexen Widerstand zwischen Anschlüssen des Elektromotor einen Filter oder einen Schwingkreis zu bilden, so dass der komplexe Widerstand zwischen den Anschlüssen des Elektromotors das Frequenzverhalten des gebildeten Filters bzw. des gebildeten Schwingkreises beeinflusst.According to one embodiment a circuit is provided which is designed to connect when the Evaluation unit to the electric motor with a complex resistance between connections the electric motor to form a filter or a resonant circuit, so that the complex resistance between the terminals of the Electric motor, the frequency response of the filter or the formed formed resonant circuit influenced.

Insbesondere kann die Schaltung eine Komponente, beispielsweise einen Kondensator aufweisen, die so angeordnet ist, dass sie bei Anschließen der Auswerteinheit den Elektromotor seriell mit dem komplexen Widerstand zwischen den Anschlüssen des Elektromotors verschaltet wird.Especially For example, the circuit may be a component, such as a capacitor which is arranged so that when connecting the Evaluation unit the electric motor serially with the complex resistance between the terminals of the Electric motor is connected.

Weiterhin kann der Signalgenerator ausgebildet sein, um das Ansteuersignal als ein Schwingungssignal, insbesondere als ein Spannungssignal bereitzustellen, wobei die Erfassungseinheit ausgebildet ist, mindestens einen der Verläufe zu ermitteln:

– einen Verlauf einer Amplitude des resultierenden Signals,
– einen Verlauf eines Amplitudenverhältnisses zwischen den Amplituden des Schwingungssignals und des resultierenden Signals
– einen Verlauf einer Phasenverschiebung zwischen dem Schwingungssignal und dem resultierenden Signal; und
– einen Verlauf einer Frequenzverschiebung zwischen dem resultierenden Signal und den Schwingungssignal;

wobei die Bestimmungseinheit ausgebildet ist, um durch Bestimmen der Hauptfrequenz des in der Erfassungseinheit ermittelten Verlaufs eine Drehzahl zu ermitteln.Furthermore, the signal generator may be designed to provide the drive signal as an oscillation signal, in particular as a voltage signal, wherein the acquisition unit is designed to determine at least one of the courses:

A course of an amplitude of the resulting signal,
- A course of an amplitude ratio between the amplitudes of the vibration signal and the resulting signal
A course of a phase shift between the vibration signal and the resulting signal; and
A course of a frequency shift between the resulting signal and the vibration signal;

wherein the determination unit is designed to determine a rotational speed by determining the main frequency of the profile determined in the detection unit.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem vorgesehen. Das Motorsystem umfasst einen Elektromotor mit einem Kommutator zum Ansteuern von Wicklungen eines Rotors des Elektromotors, wobei der Kommutator ausgebildet ist, um abhängig von einer Winkellage des Rotors entweder eine erste Anzahl von Wicklungen oder eine davon unterschiedliche zweite Anzahl von Wicklungen gleichzeitig so zu kontaktieren, dass diese parallel zueinander verschaltet sind. Das Motorsystem umfasst weiterhin einer der oben beschriebenen Auswerteeinheiten, die mit Anschlüssen des Elektromotors verbunden ist.According to one Another aspect is an engine system is provided. The engine system includes an electric motor with a commutator for driving Windings of a rotor of the electric motor, wherein the commutator is trained to be dependent from an angular position of the rotor either a first number of windings or a different second number of windings at a time to contact so that they are connected in parallel. The engine system further comprises one of the evaluation units described above, the with connections the electric motor is connected.

Weiterhin können die Wicklungen des Elektromotors ein oder mehrere Spulenelemente mit einem komplexen Widerstand aufweisen.Farther can the windings of the electric motor one or more coil elements having a complex resistance.

Mindestens eine der Wicklungen kann so ausgebildet sein, dass sie sich in ihrem komplexen Widerstand von den anderen der mehreren Wicklungen unterscheidet.At least One of the windings can be designed to be in theirs Complex resistance is different from the other of the multiple windings.

Weiterhin kann der komplexe Widerstand der mindestens einen Wicklung

– durch serielles oder paralleles Verschalten mit einem Bauelement mit einem imaginären Widerstand; und/oder
– durch eine veränderte Anzahl von Windungen der Spulenelemente mindestens einer Wicklung; und/oder
– durch eine geschichtete Anordnung der Spulenelemente der mindestens einen Wicklung an einem Anker des ersten Motorteils bezüglich der anderen der mehreren Wicklungen; und/oder
– durch eine veränderte Lage eines der Spulenelemente der mindestens einen Wicklung an einem Anker des ersten Motorteils bezüglich der anderen der mehreren Wicklungen bestimmt sein.

Furthermore, the complex resistance of the at least one winding

By serial or parallel connection to a device with an imaginary resistance; and or
- By a changed number of turns of the coil elements of at least one winding; and or
By a layered arrangement of the coil elements of the at least one winding on an armature of the first motor part with respect to the other of the plurality of windings; and or
Be determined by a changed position of the coil elements of the at least one winding on an armature of the first motor part with respect to the other of the plurality of windings.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Drehzahl eines Elektromotors vorgesehen, der einen Kommutator zum Ansteuern von Wicklungen eines Rotors des Elektromotors aufweist, wobei der Kommutator ausgebildet ist, um abhängig von einer Winkellage des Rotors entweder eine erste Anzahl von Wicklungen oder eine davon unterschiedliche zweite Anzahl von Wicklungen gleichzeitig so zu kontaktieren, dass diese parallel zueinander verschaltet sind; mit folgenden Schritten:

– Bereitstellen eines periodischen Ansteuersignals, das an den Elektromotor angelegt wird;
– Abgreifen eines resultierenden periodischen Signals an dem Elektromotor;
– Auswerten des resultierenden Signals; und
– Bestimmen der Drehzahl anhand des ausgewerteten Signals.

According to another aspect, there is provided a method of determining a rotational speed of an electric motor having a commutator for driving windings of a rotor of the electric motor, the commutator being configured to either one of a first number of windings or one of them depending on an angular position of the rotor to contact different second number of windings simultaneously so that they are connected in parallel with each other; with the following steps:

Providing a periodic drive signal applied to the electric motor;
- Picking up a resulting periodic signal to the electric motor;
- evaluating the resulting signal; and
- Determining the speed based on the evaluated signal.

Weiterhin kann das periodische Ansteuersignal über eine Schaltung, die mit einem komplexen Widerstand des Elektromotors einen Filter oder einen Schwingkreis bildet, an den Elektromotor angelegt werden, so dass ein komplexer Widerstand des Elektromotors das Frequenzverhalten des gebildeten Filters bzw. des gebildeten Schwingkreises beeinflusst.Farther can the periodic drive signal via a circuit with a complex resistor of the electric motor a filter or a resonant circuit forms, be applied to the electric motor, making a complex Resistance of the electric motor the frequency behavior of the formed Filter or the resonant circuit formed influenced.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:

1 ein Blockschaltbild eines Motorsystems zur Realisierung der Erfassung einer Drehzahl eines Gleichstrommotors; 1 a block diagram of an engine system for realizing the detection of a rotational speed of a DC motor;

2 eine Querschnittsansicht auf den Gleichstrommotor der 1 mit einem Kommutator und Rotorwicklungen; 2 a cross-sectional view of the DC motor of 1 with a commutator and rotor windings;

3a und 3b schematische Darstellungen der Funktionsweise des Kommutators des Gleichstrommotors nach 1; 3a and 3b schematic diagrams of the operation of the commutator of the DC motor according to 1 ;

4 eine Darstellung von Amplituden eines resultierenden Signals bei einem sich drehenden Elektromotor, dessen Rotor zwei Wicklungen mit komplexen Widerständen aufweist; 4 a representation of amplitudes of a resulting signal in a rotating electric motor whose rotor has two windings with complex resistances;

5 eine Darstellung der verschiedenen Winkellagen, die bei einem Elektromotor mit Wicklungen verschiedenen komplexen Widerstands detektiert werden können; 5 a representation of the various angular positions, which can be detected in an electric motor with windings of various complex resistance;

6 Dämpfungseigenschaften der Wicklungen des Elektromotors der 5, die durch die Anordnung der 1 detektiert werden; 6 Damping properties of the windings of the electric motor of the 5 caused by the arrangement of the 1 be detected;

7 ein resultierendes Signal bei der Verwendung des Elektromotors der 5 mit Wicklungen verschiedener elektrischer Impedanz bei einer bestimmten Anregungsfrequenz. 7 a resulting signal in the use of the electric motor of the 5 with windings of different electrical impedance at a certain excitation frequency.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems 1 mit einer Erfassungseinheit 6 zum Erfassen der Drehzahl eines in einem Elektromotor 2 befindlichen Rotors 21. 1 shows a schematic representation of an engine system 1 with a registration unit 6 for detecting the rotational speed of one in an electric motor 2 located rotor 21 ,

Der Elektromotor 2 des Motorsystems 1 wird mithilfe einer geeigneten Gleichspannungsquelle 3 angesteuert. In Zuleitungen 11, die von der Gleichspannungsquelle 3 zu dem Elektromotor 2 verlaufen, sind Entkopplungselemente 4 in Form von realen und/oder komplexen Widerständen, wie z. B. Drosselspulen, angeordnet, um eine geeignete Störentkopplung zwischen der Gleichspannungsquelle 3 und dem Elektromotor 2 zu bewirken.The electric motor 2 of the engine system 1 is using a suitable DC voltage source 3 driven. In supply lines 11 from the DC source 3 to the electric motor 2 run, are decoupling elements 4 in the form of real and / or complex resistances, such as. As reactors, arranged to a suitable noise decoupling between the DC voltage source 3 and the electric motor 2 to effect.

Wie in 2 gezeigt ist, weist der Elektromotor 2 fünf Wicklungen 22 auf, die jeweils zwei bezüglich einer Rotorwelle 24 des Rotors 21 gegenüberliegenden Spulenelemente 23 umfassen. Ein Stator 25 des Elektromotors 2 weist einander gegenüberliegende Pole 30 eines oder mehrerer Permanentmagneten auf und ist um den Rotor 21 angeordnet, so dass sich der Rotor 21 um die Rotorwelle 24 frei drehen kann.As in 2 is shown, the electric motor 2 five windings 22 on, each two with respect to a rotor shaft 24 of the rotor 21 opposite coil elements 23 include. A stator 25 of the electric motor 2 has opposite poles 30 one or more permanent magnets and is around the rotor 21 arranged so that the rotor 21 around the rotor shaft 24 can rotate freely.

Der Elektromotor 2 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gleichstrommotor vorgesehen, dessen Wicklungen 22 mithilfe eines Kommutators 26 elektrisch kontaktiert werden können. Der Kommutator 26 weist um die Rotorwelle 24 angeordnete Schleifkontakte 28 auf, die jeweils mit einer Wicklung 22 in Verbindung stehen. Die Schleifkontakte 28 sind voneinander durch Nuten 29 elektrisch isoliert. Jeweils einander gegenüberliegende Schleifkontakte 28 kontaktieren eine der Wicklungen 22. Die Schleifkontakte 28 werden je nach Winkellage mit Hilfe eines Bürstenpaares 27 mit zu einander bezüglich der Rotorwelle 24 gegenüberliegender Bürsten kontaktiert. Allgemein sind die Schleifkontakte 28 und die Bürsten des Bürstenpaares so angeordnet, dass bei einer bestimmten Stellung des Rotors die Bürsten des Bürstenpaares genau eine Wicklung 22 des Rotors 21 kontaktieren.The electric motor 2 is provided in the present embodiment as a DC motor whose windings 22 using a commutator 26 can be contacted electrically. The commutator 26 points around the rotor shaft 24 arranged sliding contacts 28 on, each with a winding 22 keep in touch. The sliding contacts 28 are separated from each other by grooves 29 electrically isolated. In each case opposite sliding contacts 28 contact one of the windings 22 , The sliding contacts 28 depending on the angular position with the help of a pair of brushes 27 with to each other with respect to the rotor shaft 24 contacted opposite brush. General are the sliding contacts 28 and the brushes of the brush pair are arranged so that at a certain position of the rotor, the brushes of the brush pair exactly one winding 22 of the rotor 21 to contact.

Der Kommutator 26 ist, wie in den 3a und 3b dargestellt ist, ausgebildet, um zwei (in den 3a und 3b gezeigte) Kontaktierungszustände einzunehmen, die bei einer Drehung des Rotors 21 wechselweise eingenommen werden. In dem in 3a gezeigten Kontaktierungszustand kontaktiert ein Bürstenpaar 27 des Kommutators 26 eine einzelne Wicklung 22 des Elektromotors 2, und beim Kontaktierungszustand der 3b kontaktiert das Bürstenpaar 27 des Kommutators 26 zwei Wicklungen 22 des Elektromotors 2 über Nuten zwischen zwei benachbarten Schleifkontakten 28 hinweg, so dass die betreffenden Wicklungen 22 parallel geschaltet werden, und gemeinsam elektrisch angesteuert werden. Die resultierende Parallelschaltung von zwei benachbarten Wicklungen 22 des Rotors 21 führt zu einer deutlichen Veränderung des komplexen Widerstands der zwischen den Anschlussleitungen 11 des Elektromotors 2 besteht.The commutator 26 is like in the 3a and 3b is shown formed to two (in the 3a and 3b shown) contacting states, which upon rotation of the rotor 21 be taken alternately. In the in 3a contacting state contacted a pair of brushes 27 of the commutator 26 a single winding 22 of the electric motor 2 , and in the contacting state of 3b contacts the brush pair 27 of the commutator 26 two windings 22 of the electric motor 2 via grooves between two adjacent sliding contacts 28 away, leaving the windings in question 22 be connected in parallel, and electrically controlled together. The resulting parallel connection of two adjacent windings 22 of the rotor 21 leads to a significant change in the complex resistance between the connecting cables 11 of the electric motor 2 consists.

Allgemein kann das Bürstenpaar 27 eine erste Anzahl von Wicklungen in einem Kontaktierungszustand und eine zweite Anzahl von Wicklungen in einem weiteren Kontaktierungszustand kontaktieren.Generally, the brush pair 27 contacting a first number of windings in a contacting state and a second number of windings in a further contacting state.

Mit Bezug zu den 1, 2, 3a und 3b kann eine Drehzahl des Elektromotors durch eine geeignete Auswerteschaltung 6 ermittelt werden. Im Folgenden wird angenommen, dass der Kommutator 26 bei einer Rotation des Elektromotors 2 je nach Kommutatorzustand nacheinander eine Wicklung 22 und eine Parallelschaltung von zwei Wicklungen 22 kontaktiert. Es stehen dann grundsätzlich mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, die Unterschiede zwischen den daraus resultierenden komplexen Widerständen der Wicklung(en) 22 zu detektieren:

a) Der Elektromotor 2 wird über seine Anschlussleitungen 11, die auch für die Versorgung des Elektromotors zum Antrieb des Rotors 21 verwendet werden, elektrisch stimuliert, so dass er in seiner individuellen Resonanz elektrisch schwingt. Dies führt bei gleicher Anregungsfrequenz bei Wicklungsansteuerungen (einzeln oder parallel) mit verschiedenen komplexen Widerständen zu unterschiedlichem Resonanzverhalten, so dass der Elektromotor 2 als AM-Modulator (AM: Amplitudenmodulation) wirkt. Über geeignete Verfahren zur Auswertung, wie z. B. eine Demodulation, kann von einem Signalverlauf des demodulierten Signals auf die Drehzahl der Rotorwelle 24 geschlossen werden. Sind mindestens zwei der Wicklungen 22 des Rotors 21 mit verschiedenen komplexen Widerständen behaftet, so kann auf diese Weise eine eindeutige Zuordnung der Amplitude des demodulierten Signals zu einer Stellung des Kommutators 26 vorgenommen werden.
b) Der Elektromotor 2 kann weiterhin als passives Bauelement in eine frequenzabhängige Schaltung integriert werden, die beispielsweise als ein Filter ausgebildet ist. Dabei dient die Wicklung 22 des Rotors 21 des Elektromotors 2 als Induktivität. In Abhängigkeit der Winkellage der Rotorwelle 24, d. h. abhängig von der momentan über den Kommutator 26 kontaktierten Wicklungsverschaltung wird der Filter eine entsprechende Filtercharakteristik aufweisen, die bei Anlegen eines Auswertesignals mit einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Amplitude zu einer bestimmten Dämpfung des Signals führt. Das Verhältnis der Amplituden des angelegten Auswertesignals und des resultierenden Signals gibt dann die Dämpfung an. Die Periodendauer des zeitlichen Verlaufs der Dämpfung kann einer Drehzahl zugeordnet werden.
c) Weiterhin kann ein Schwingkreis aufgebaut werden, in dem die Wicklungsinduktivität eine Energie speichernde Rolle übernimmt. Dieser Schwingkreis wird abhängig von der durch den Kommutatorzustand bestimmten Wicklungsansteuerung (einzelne Wicklung oder parallel geschaltete Wicklungen) entsprechend den verschiedenen imaginären Widerstandsanteilen verstimmt. Diese Verstimmung wirkt sich bei einer bestimmten Anregungsfrequenz in Form unterschiedlicher Amplitude des resultierenden Signals (z. B. bei Anregung durch ein Schwingungssignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude als resultierendes Stromsignal) in dem Schwingkreis aus. Die Amplitude hängt von dem komplexen Widerstand der momentan anliegenden Wicklungsverschaltung ab. Mit der Drehung des Rotors 21 ändert sich die Amplitude entsprechend zeitlich. Daher kann diese zur Bestimmung der Drehzahl herangezogen werden, z. B. indem der Amplitudenverlauf demoduliert wird.
d) Eine weitere Alternative besteht darin, ein Signal mit einem definierten Frequenzspektrum über den Kommutator 26 an die Wicklungsanordnung anzulegen. Der von dem Kommutatorzustand abhängige komplexe Widerstand führt in dem Frequenzspektrum zu unterschiedlichen Dämpfungen bei verschiedenen Frequenzen. Die unterschiedli chen Dämpfungen können z. B. anhand einer Fourieranalyse ausgewertet werden und zur Bestimmung des jeweiligen Kommutatorzustandes genutzt werden. Aus der zeitlichen Abfolge der so ermittelten Kommutatorzustände lässt sich dann die Drehzahl ermitteln.
e) Weiterhin kann die Phasen verschiebende Wirkung des jeweiligen komplexen Widerstandes bei dem vorliegenden Kommutatorzustands zur Ermittlung der Drehzahl herangezogen werden. Dazu wird ein Ansteuersignal bestimmter Frequenz über den Kommutator 26 angelegt. Zwischen einem dadurch von dem komplexen Widerstand abhängigen, resultierenden Signal (Spannung bzw. Strom) und der Spannung des angelegten Ansteuersignals stellt sich eine Phasenverschiebung ein, die detektierbar ist. Die Phasenverschiebung hängt von dem komplexen Widerstand der jeweiligen Wicklungsanordnung des jeweils vorliegenden Kommutatorzustandes ab. Der zeitliche Verlauf der so ermittelten Phasenverschiebungen kann daher zur Bestimmung der Drehzahl ausgewertet werden. Sind die komplexen Widerstände der Wicklungen 22 verschieden, ergibt sich für jede Phasenverschiebung eine entsprechende Winkellage, die einer Wicklung 22 oder einer gemäß einem Kommutatorzustand entsprechenden Wicklungsansteuerung zugeordnet werden kann. Dadurch können zusätzlich zur Drehzahl auch absolute Winkellagen unterschieden werden.

Related to the 1 . 2 . 3a and 3b can be a speed of the electric motor by a suitable evaluation circuit 6 be determined. The following is assumed to be the commutator 26 during a rotation of the electric motor 2 depending on Kommutatorzustand successively a winding 22 and a parallel connection of two windings 22 contacted. There are then basically several options available, the differences between the resulting complex resistances of the winding (s) 22 to detect:

a) The electric motor 2 is via its connection lines 11 , which is also used to power the electric motor to drive the rotor 21 are used, electrically stimulated so that it oscillates electrically in its individual resonance. This leads to the same excitation frequency Winding drives (single or parallel) with different complex resistors to different resonance behavior, so that the electric motor 2 as AM modulator (AM: amplitude modulation) acts. About suitable methods for evaluation, such. As a demodulation, can from a waveform of the demodulated signal to the speed of the rotor shaft 24 getting closed. Are at least two of the windings 22 of the rotor 21 Afflicted with various complex resistors, it can in this way a clear assignment of the amplitude of the demodulated signal to a position of the commutator 26 be made.
b) The electric motor 2 can also be integrated as a passive component in a frequency-dependent circuit, which is formed for example as a filter. The winding is used 22 of the rotor 21 of the electric motor 2 as inductance. Depending on the angular position of the rotor shaft 24 , ie depending on the momentary via the commutator 26 contacted winding interconnection, the filter will have a corresponding filter characteristic, which leads to a specific attenuation of the signal upon application of an evaluation signal with a certain frequency and a certain amplitude. The ratio of the amplitudes of the applied evaluation signal and the resulting signal then indicates the attenuation. The period of the time course of the damping can be assigned to a speed.
c) Furthermore, a resonant circuit can be constructed in which the winding inductance assumes an energy-storing role. This resonant circuit is detuned depending on the commutator state winding control (single winding or windings connected in parallel) corresponding to the various imaginary resistance parts. This detuning effect at a certain excitation frequency in the form of different amplitude of the resulting signal (eg when excited by a vibration signal with a predetermined voltage amplitude as the resulting current signal) in the resonant circuit. The amplitude depends on the complex resistance of the currently connected winding connection. With the rotation of the rotor 21 the amplitude changes according to time. Therefore, this can be used to determine the speed, z. B. by the amplitude characteristic is demodulated.
d) Another alternative is to provide a signal with a defined frequency spectrum via the commutator 26 to apply to the winding arrangement. The complex resistor dependent on the commutator state results in different frequencies at different frequencies in the frequency spectrum. The unterschiedli Chen attenuation z. B. be evaluated using a Fourier analysis and used to determine the respective Kommutatorzustandes. The speed can then be determined from the time sequence of the commutator states determined in this way.
e) Furthermore, the phase-shifting effect of the respective complex resistor in the present Kommutatorzustands can be used to determine the speed. For this purpose, a drive signal of a certain frequency via the commutator 26 created. Between a resulting dependent of the complex resistance, the resulting signal (voltage or current) and the voltage of the applied drive signal, a phase shift occurs, which is detectable. The phase shift depends on the complex resistance of the respective winding arrangement of the respectively present commutator state. The time course of the thus determined phase shifts can therefore be evaluated to determine the speed. Are the complex resistances of the windings 22 different, results for each phase shift a corresponding angular position, that of a winding 22 or a winding control corresponding to a commutator state. As a result, in addition to the rotational speed, absolute angular positions can also be distinguished.

Allgemein können in den Fällen a), b), c) bei einer Auswertung des durch den Elektromotor 2 modulierten Signals bei Anlegen des Ansteuersignals mit einer bestimmten Anregungsfrequenz die beiden Kontaktierungszustände deutlich anhand der Amplitude des demodulierten Signals unterschieden werden.In general, in cases a), b), c) in an evaluation of the by the electric motor 2 modulated signal when applying the drive signal with a certain excitation frequency, the two Kontaktierungszustände be clearly distinguished on the basis of the amplitude of the demodulated signal.

Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass, um neben der Drehzahl eine absolute Position des Rotors 21 in dem Elektromotor 2 festzustellen, eine elektrische Eigenschaft einer Wicklung 22 bezüglich der entsprechenden elektri schen Eigenschaft einer der anderen Wicklungen 22 verschieden ausgebildet ist. Dadurch kann eine bestimmte Position der Rotorwelle 24 durch eine geeignete elektrische Ansteuerung der Wicklungen 22 und Auswertung eines resultierenden Signals erkannt werden. Bei Kontaktieren der entsprechenden Wicklung 22 durch das Bürstenpaar 27 des Kommutators 26 kann ein entsprechend zugeordnetes elektrisches Verhalten bestimmt werden. Beispielsweise können hierzu Maßnahmen vorgesehen werden, die dazu führen, dass der komplexe Widerstand einer der Wicklungen 22 des Elektromotors 2 sich von anderen Wicklungen 22 unterscheidet. Dies kann beispielsweise durch eine veränderte Lage der Wicklung 22 auf Ankern des Rotors 21, durch eine Schichtung der Wicklung 22, durch eine Serienschaltung der Wicklung 22 mit einem Bauelement mit einem realen bzw. komplexen Widerstand, durch eine Parallelschaltung der Wicklung 22 mit einem Bauelement mit einem realen und/oder komplexen Widerstand, durch Vorsehen eines verschieden magnetisch aktiven Material im Inneren der Spulen der Wicklung 22 vorgenommen werden. Auch andere Maßnahmen, wie z. B. eine von den anderen Wicklungen 22 abweichende Wicklungszahl und dgl. sind denkbar, solange sie nicht den gewünschten Betrieb des Elektromotors 2 beeinträchtigen.It may additionally be provided that, in addition to the rotational speed, an absolute position of the rotor 21 in the electric motor 2 determine an electrical property of a winding 22 with respect to the corresponding electrical property of one of the other windings 22 is formed differently. This allows a specific position of the rotor shaft 24 by a suitable electrical control of the windings 22 and evaluating a resulting signal. When contacting the appropriate winding 22 through the brush pair 27 of the commutator 26 a correspondingly assigned electrical behavior can be determined. For example, measures can be provided for this, which lead to the complex resistance of one of the windings 22 of the electric motor 2 away from other windings 22 different. This can be done, for example, by changing the position of the winding 22 on anchors of the rotor 21 , by a layering of the winding 22 , by a series connection of the winding 22 with a device with a real or complex resistance, by a parallel connection of the winding 22 with a device having a real and / or complex resistance, by providing a different magnetically active material inside the coils of the winding 22 be made. Other measures, such. B. one of the other windings 22 Deviating winding number and the like. Are conceivable as long as they do not have the desired operation of the electric motor 2 affect.

Wenn eine bestimmte Wicklung 22 mit dem eingestellten elektrischen Parameter über den Kommutator 26 kontaktiert ist, befindet sich der Kommutator 26 in einer bestimmten Kommutatorstellung. Da der Kommutator 26 fest mit der Rotorwelle 24 des Elektromotors 2 verbunden ist, ist damit auch die Winkellage der Rotorwelle 24 bestimmbar. Auch können mehrere oder alle Wicklungen 22 mit unterschiedlichen elektrischen Parametern, insbesondere mit unterschiedlichen elektrischen Induktivitäten versehen sein, so dass mehrere, insbesondere der doppelten Anzahl der Wicklungen 22 entsprechende, absolute Winkellagen der Rotorwelle 24 unterschieden werden können. Allgemein bestimmt die Anzahl der Schleifkontakte 28 die Auflösung bzw. die Anzahl der detektierbaren Winkellagen der Rotorwelle 24. Durch Detektieren einer Abfolge von sich aus den elektrischen Parametern ergebenden elektri schen Größen bei einem Betrieb des Elektromotors 2 kann weiterhin eine Drehrichtung der Rotorwelle 24 ermittelt werden.If a particular winding 22 with the set electrical parameter via the commutator 26 is contacted, is the commutator 26 in a particular commutator position. Because the commutator 26 firmly with the rotor shaft 24 of the electric motor 2 is connected, so is the angular position of the rotor shaft 24 determinable. Also, several or all windings 22 be provided with different electrical parameters, in particular with different electrical inductances, so that several, in particular twice the number of windings 22 corresponding, absolute angular positions of the rotor shaft 24 can be distinguished. Generally determines the number of sliding contacts 28 the resolution or the number of detectable angular positions of the rotor shaft 24 , By detecting a sequence of electrical variables resulting from the electrical parameters during operation of the electric motor 2 can continue a direction of rotation of the rotor shaft 24 be determined.

Durch das Feststellen der absoluten Winkellage kann eine durch Integrieren oder auf sonstige Weise durch Differenzgrößen ermittelte absolute Winkellage zyklisch korrigiert oder normiert werden. Dadurch wird eine mögliche Abweichung der tatsächlichen von der zu erwartenden Winkellage minimiert oder sogar eliminiert.By The determination of the absolute angular position can be achieved by integrating or otherwise determined by difference magnitudes absolute angular position cyclically corrected or normalized. This will be a possible departure the actual minimized or even eliminated from the expected angular position.

Um die oben beschriebenen Auswerteverfahren durchführen, kann eine Auswerteschaltung verwendet werden. Bei der Ausführungsform der 1 umfasst die Auswerteschaltung 6 (Auswerteeinheit) einen Signalgenerator 7, der ein Ansteuersignal mit einer bestimmten Frequenz bereitstellt. Weiterhin ist ein Kondensator 8 vorgesehen, der mit dem komplexen Widerstand bei dem momentan vorliegenden Kommutatorzustand des Elektromotors 2 einen elektrischen Filter bzw. einen Reihenschwingkreis bildet. Im Detail dient ein erster Anschluss des Kondensators 8 als Eingang des Filters. Ein zweiter Anschluss des Kondensators ist mit dem Elektromotor 2 verbunden und dient als Ausgang des Filters, an dem ein resultierendes Signal abgegriffen wird. Anstelle des Kondensators 8 kann auch ein anderes Bauteil vorgesehen sein, wie z. B. ein Widerstand, eine weitere Induktivität. Alternativ können anstelle des Kondensators 8 auch nur die parasitären Effekte der elektrischen Anbindung, die häufig kapazitiv wirken genutzt werden.To carry out the evaluation methods described above, an evaluation circuit can be used. In the embodiment of the 1 includes the evaluation circuit 6 (Evaluation unit) a signal generator 7 which provides a drive signal with a certain frequency. Furthermore, a capacitor 8th provided with the complex resistance in the present Kommutatorzustand the electric motor 2 forms an electrical filter or a series resonant circuit. In detail, a first connection of the capacitor is used 8th as input of the filter. A second connection of the capacitor is with the electric motor 2 connected and serves as the output of the filter, where a resulting signal is tapped. Instead of the capacitor 8th can also be provided another component, such as. B. a resistor, another inductance. Alternatively, instead of the capacitor 8th also only the parasitic effects of the electrical connection, which are often used capacitively act.

Der Elektromotor 2 wirkt in der dargestellten Ausführungsform wie ein Modulator 7, der das eingekoppelte Ansteuersignal amplitudenmoduliert. Das resultierende amplitudenmodulierte Signal (ein Spannungssignal am Ausgang des Filters) wird an den Anschlüssen des Elektromotors 2 abgegriffen und einem Demodulator 9 als Erfassungseinheit zugeführt. Der Demodulator 9 ermittelt die Amplitude des aus der Einkopplung des Ansteuersignals resultierenden Signals. Alternativ kann die Erfassungseinheit auch eine Phasenverschiebung bzw. eine Dämpfung bezüglich des Ansteuersignals entspre chend den o. a. Fällen b) und e) ermitteln. Die Auswertung des Verlaufs der Amplitude des demodulierten Signals zu einer Drehzahl der Rotorwelle 24 des Elektromotors 2 kann in einer entsprechenden Bestimmungseinheit 10, die mit dem Demodulator 9 verbunden ist, durchgeführt werden.The electric motor 2 acts as a modulator in the illustrated embodiment 7 which amplitude modulates the coupled drive signal. The resulting amplitude modulated signal (a voltage signal at the output of the filter) is applied to the terminals of the electric motor 2 tapped and a demodulator 9 supplied as a detection unit. The demodulator 9 determines the amplitude of the resulting from the coupling of the drive signal signal. Alternatively, the detection unit can also determine a phase shift or an attenuation with respect to the drive signal corresponding to the above-mentioned cases b) and e). The evaluation of the course of the amplitude of the demodulated signal to a rotational speed of the rotor shaft 24 of the electric motor 2 can be in a corresponding determination unit 10 that with the demodulator 9 connected.

Zur Reduzierung der Energie des Ansteuersignals kann beispielsweise vorgesehen sein, die Frequenz nicht kontinuierlich, sondern mit einem definierten oder adaptierbaren Tastverhältnis in einer festen oder adaptierbaren Frequenz zu aktivieren. Dadurch kann beispielsweise die Abstrahlung verringert werden.to Reduction of the energy of the drive signal can, for example be provided, the frequency is not continuous, but with a defined or adaptable duty cycle in a fixed or activate adaptable frequency. This can, for example the radiation can be reduced.

Wie in 4 gezeigt ist, variieren die Amplituden des resultierenden Signals über der Frequenz. Daher wird die Anregungsfrequenz f_stimulation vorzugsweise so gewählt, dass die entsprechenden Amplituden des resultierenden Signals bzw. des demodulierten Signals zwischen den beiden Kontaktierungszuständen (3a und 3b) des Kommutators 26 deutlich unterschieden werden können. Bei Wicklungen 22 mit identischen elektrischen Eigenschaften (gleichem komplexen Widerstand) führt dies zu einem Signalverlauf des demodulierten Signals, wie er in 4 gezeigt ist.As in 4 is shown, the amplitudes of the resulting signal vary over frequency. Therefore, the excitation _frequency f _{stimulation is} preferably chosen such that the corresponding amplitudes of the resulting signal or the demodulated signal between the two contacting states ( 3a and 3b ) of the commutator 26 clearly distinguishable. For windings 22 with identical electrical properties (same complex resistance), this leads to a waveform of the demodulated signal, as in 4 is shown.

Werden bei einem Elektromotor 2 mit fünf Wicklungen 22, wie er in 2 dargestellt ist, jede Wicklung 22 mit einem unterschiedlichen komplexen Widerstand versehen, so kann der Elektromotor 2 bezüglich des Bürstenpaares 27 des Kommutators 26 zwanzig verschiedene Positionen einnehmen, die ein zueinander unterschiedliches elektrisches Verhalten aufweisen. Dies ist in 5 dargestellt. Weisen die einzelnen Wicklungen 22 ein Dämpfungsverhalten auf, wie es beispielsweise in 6 dargestellt ist, so erhält man bei dem Betrieb des Elektromotors 2 einen Signalverlauf des demodulierten Signals, wie er in 7 dargestellt ist. Je nach Abstimmung der Anregungsfrequenz f_stimulation bezüglich der komplexen Widerstände der Wicklungen 22 erhält man ein um einen Mittelwert schwankendes demoduliertes Signal, dessen Amplitudenwerte jedem der Kontaktierungszustände des Kommutators 26 und den einzelnen Wicklungen 22 eindeutig zuordbar ist.Be with an electric motor 2 with five windings 22 as he is in 2 is shown, every winding 22 provided with a different complex resistance, so the electric motor 2 with respect to the brush pair 27 of the commutator 26 occupy twenty different positions, which have a mutually different electrical behavior. This is in 5 shown. Assign the individual windings 22 a damping behavior, as for example in 6 is shown, it is obtained in the operation of the electric motor 2 a waveform of the demodulated signal, as in 7 is shown. Depending on the tuning of the excitation _frequency f _stimulation with respect to the complex resistances of the windings 22 one obtains a demodulated sigma varying by an average value whose amplitude values correspond to each of the contacting states of the commutator 26 and the individual windings 22 is clearly assignable.

Bei einer bestimmten Drehrichtung des Elektromotors 2 ergibt sich zudem ein charakteristisches Amplitudenprofil aus einer Abfolge verschiedener Amplitudenwerte. Das Amplitudenprofil kann dazu verwendet werden, die Höhe der detektierten Amplituden zu plausibilisieren, wenn die Höhe der Amplituden aufgrund von Messungenauigkeiten oder Störeinflüssen nur ungenau bestimmt werden kann. Dadurch kann die Winkellage sowie die Drehrichtung der Rotorwelle 24 zu jedem Zeitpunkt eindeutig ermittelt werden.At a certain direction of rotation of the electric motor 2 In addition, a characteristic amplitude profile results from a sequence of different amplitude values. The amplitude profile can be used to plausibilize the magnitude of the detected amplitudes if the magnitude of the amplitudes can only be determined inaccurately due to measurement inaccuracies or interferences. As a result, the angular position and the direction of rotation of the rotor shaft 24 be clearly determined at all times.

Vor Inbetriebnahme des Motorsystems kann das entsprechende Profil durch Zuordnung von Profilabschnitten zu Winkellagensegmenten bzw. Winkellagen eingelernt werden, so dass bereits aus detektierten Abschnitten des Amplitudenprofils eine Bestimmung der absoluten Winkellage vorgenommen werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch durchgeführt werden, indem die erwarteten, d. h. eingelernten Amplitudenwerte und gemessenen Amplitudenwerte verglichen werden und so festgestellt werden kann, ob die angenommene absolute Winkellage der tatsächlichen Winkellage entspricht. Durch ein geeignetes Korrelationsverfahren kann dann das erwartete Profil an das tatsächliche Profil angepasst werden.In front Commissioning the engine system can through the appropriate profile Assignment of profile sections to angular position segments or angular positions are taught, so that already from detected sections the amplitude profile, a determination of the absolute angular position can be made can. This can be done by, for example, d. H. taught amplitude values and measured amplitude values can be compared and so can be determined whether the assumed absolute angular position of the actual Angular position corresponds. By a suitable correlation method then the expected profile can be adapted to the actual profile.

Die Auswertung der Amplitudenverläufe des demodulierten Signals wird vorzugsweise in der Bestimmungseinheit 10 durchgeführt.The evaluation of the amplitude profiles of the demodulated signal is preferably in the determination unit 10 carried out.

Claims

Evaluation unit ( 6 ) for determining a rotational speed of a DC-driven electric motor ( 2 ), full; A signal generator ( 7 ) for providing a periodic drive signal to the electric motor ( 2 ) can be applied, so that on the electric motor ( 2 ) a resulting periodic signal can be tapped off; A registration unit ( 9 ) for evaluating the resulting signal; and a determination unit ( 10 ) to determine the speed based on the history of the evaluated signal.

Evaluation unit ( 6 ) according to claim 1, wherein the detection unit ( 9 ) is adapted to demodulate the resulting signal.

Evaluation unit ( 6 ) according to claim 1 or 2, wherein a circuit is provided which is designed to connect the evaluation unit to the electric motor ( 2 ) with a complex resistance between terminals of the electric motor ( 2 ) to form a filter or a resonant circuit, so that the complex resistance between the terminals of the electric motor ( 2 ) influences the frequency behavior of the filter formed or the resonant circuit formed.

Evaluation unit ( 6 ) according to claim 3, wherein the circuit comprises a component, in particular a capacitor ( 8th ), which is arranged so that when connecting the evaluation unit ( 6 ) to the electric motor ( 2 ) in series with the complex resistance between the terminals of the electric motor ( 2 ) is interconnected.

Evaluation unit ( 6 ) according to claim 3 or 4, wherein the signal generator ( 7 ) is designed to provide the drive signal as a vibration signal, in particular as a voltage signal, wherein the detection unit ( 9 ) is designed to determine at least one of the courses: a profile of an amplitude of the resulting signal, and / or a profile of an amplitude ratio between the amplitudes of the oscillating signal and the resulting signal and / or a course of a phase shift between the oscillating signal and the resulting signal; and / or a course of a frequency shift between the resulting signal and the vibration signal; the determination unit ( 10 ) is configured to determine, by determining the period or the main frequency of the in the detection unit ( 9 ) determined course to determine a speed.

Engine system ( 1 ), comprising: - a DC-operated electric motor ( 2 ) with a commutator ( 26 ) for driving windings ( 22 ) of a rotor ( 21 ) of the electric motor, wherein the commutator ( 26 ) is designed to be dependent on an angular position of the rotor ( 21 ) either a first number of windings ( 22 ) or a different second number of windings ( 22 ) simultaneously so that they are connected in parallel to each other; - an evaluation unit ( 6 ) according to one of claims 1 to 5, connected to terminals of the electric motor ( 2 ) connected is.

Engine system ( 1 ) according to claim 6, wherein the windings ( 22 ) of the electric motor ( 2 ) one or more coil elements ( 23 ) having a complex resistance.

Engine system ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that at least one of the windings ( 23 ) is designed so that they are in their complex resistance of the other of the several windings ( 23 ) is different.

Engine system ( 1 ) according to claim 8, wherein the complex resistance of the at least one winding ( 22 By serial or parallel connection to a device with an imaginary resistor; and / or - by a changed number of turns of the coil elements ( 23 ) at least one winding ( 22 ); and / or - by a layered arrangement of the coil elements ( 23 ) of the at least one winding ( 22 at an armature of the first motor part with respect to the other of the plurality of windings; and / or - by a changed position of one of the coil elements ( 23 ) of the at least one winding ( 22 ) at an armature of the first motor part with respect to the other of the plurality of windings ( 22 ) is determined.

Method for determining a rotational speed of a DC-driven electric motor ( 2 ), a commutator ( 26 ) for driving windings ( 22 ) of a rotor ( 21 ) of the electric motor, wherein the commutator ( 26 ) is designed to be dependent on an angular position of the rotor ( 21 ) either a first number of windings ( 22 ) or a different second number of windings ( 22 ) simultaneously so that they are connected in parallel to each other; comprising the following steps: - providing a periodic drive signal to the electric motor ( 2 ) is created; - Picking up a resulting periodic signal to the electric motor ( 2 ); - evaluating the resulting signal; and - determining the rotational speed based on the time profile of the evaluated signal.

Method according to claim 10, wherein the periodic drive signal is connected via a circuit which is connected to a complex resistor of the electric motor ( 2 ) forms a filter or a resonant circuit, to the electric motor ( 2 ) is applied, so that a complex resistance of the electric motor ( 2 ) influences the frequency behavior of the filter formed or the resonant circuit formed.

The method of claim 10 or 11, wherein the resulting Signal is demodulated for evaluation.