DE102015011617B4

DE102015011617B4 - Verfahren zur Erkennung asymmetrischer Fehlerzustände und zur Unterscheidung von symmetrischen Fehlerzuständen zum ISO26262 konformen Betrieb eines symmetrischen induktiven Drehwinkelsensors

Info

Publication number: DE102015011617B4
Application number: DE102015011617.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Maurer
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2035-09-05
Also published as: DE102015012089A1; DE102015011634A1; DE102015011617A1; DE102015011634B4; DE102015012090A1

Abstract

Verfahren zur Detektion von asymmetrischen Fehlerzuständen (Gegentaktfehlern) und zur Unterscheidung dieser asymmetrischen Fehlerzustände (Gegentaktfehler) von symmetrischen Fehlerzuständen (Gleichtaktfehlern) beim Betreiben und bei der Auswertung der Ausgangssignale eines symmetrischen induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303)a. mit m, mindestens aber drei, induktiven Empfangsschleifen (S1, S2, S3) undb. einer feldinduzierenden Erregerschleife (2) undc. mit einem Läufer mit einer das Feld der Erregerschleife (2) verzerrenden Rotorschleife,d. wobei insbesondere die Sternspannung der Empfangsschleifen (S1, S2, S3) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) im idealen fehlerlosen Fall Null Volt ist,e. wobei ein asymmetrischer Fehlerzustand dabei so definiert ist, dass dieser nicht alle der m Empfangsschleifen (S1, S2, S3) und/oder nicht alle Signalpfade der m, mindestens aber drei Signalpfade betrifft, die den jeweiligen Empfangsschleifen (S1, S2, S3) jeweils nachgelagert sind, undf. wobei die Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, mindestens einen Signalgenerator (320) aufweist, der mindestens ein Erregersignal (322) erzeugt undg. dass die Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, mindestens eine mittels des Erregersignals (322) modulierte elektrische Strom- oder Spannungs- oder Energiequelle (301) zur Erregung der Erregerschleife (2) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) aufweist mit den Schrittenh. Durchführung einer Stern-Dreiecksumwandlung der Ausgangssignale der m, mindestens aber drei Empfangsschleifen (S1, S2, S3) zur Bildung von m, mindestens jedoch drei, Dreieckssignalen (308) mittels eines Stern-Dreiecks-Umwandlungsblocks; gekennzeichnet durch die Schrittei. Je Dreieckssignal der m Dreieckssignale (308): Erzeugung mindestens je eines Pegelsignals von m Pegelsignalen (310) durch Synchrondemodulation und/oder Skalar-Produkt- Bildung zwischen dem betreffenden Dreieckssignal und dem Erregersignal (322) oder einem damit korrelierenden Steuersignal für die Gleichrichtung (321) in einer Teilvorrichtung eines Synchrondemodulationsblocks (309);j. Erzeugung eines ersten Ergebnissignals (333, 334) zur Signalisierung eines asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) in Abhängigkeit von den Pegelsignalen (310),k. wobei diese Signalisierung dieses asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) bei einem reinen symmetrischen Fehlerzustand (Gleichtaktfehler) unterbleibt undI. wobei die Erzeugung des ersten Ergebnissignals (333, 334) mindestens folgende weitere Schritte umfasst:i. Summation der m, mindestens jedoch drei, Pegelsignale (310) zu einem Summensignal (326) durch Summierung bezogen auf ein gemeinsames Referenzpotenzial, insbesondere bezogen auf einen Offset;ii. Vergleich des Summensignals (326) mit einem ersten Schwellwert (327, 330) durch eine erste Bewertungseinheit, insbesondere durch einen Komparator (341, 342);iii. Erzeugung des ersten Ergebnissignals (333, 334) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis durch die erste Bewertungseinheit.

Description

Einleitung
Im Stand der Technik sind verschiedene induktive Drehwinkelsensoren bekannt. Ein Beispiel ist hier die DE 197 38 839 A1 . Solche Sensoren werden beispielsweise auch in sicherheitsrelevanten Anwendungen eingesetzt. Für die Anforderungen an solche sicherheitsrelevanten Sensoren sind verschiedene Standards bekannt. Beispielhaft wären hier die Norm ISO26262 für den Automobilbereich oder die Norm ISO62508, die ganz allgemein verschiedene Safety-Integrity-Level, also Sicherheitsklassen, definiert.
Damit ein Drehwinkelsensor, insbesondere ein Drehwinkelsensor der auf einem induktiven Messprinzip entsprechend der DE 197 38 836 A1 beruht, den Anforderungen solcher Normen gerecht werden kann, muss die auswertende Elektronik bestimmte Anforderungen erfüllen, die aus Schwierigkeiten solcher Drehwinkelsensorsysteme herrühren.
Zur besseren Einführung in die in der DE 197 38 836 A1 verwendete Technologie wird das Grundprinzip eines solchen induktiven Drehwinkelsensors an dieser Stelle noch einmal kurz beschrieben um in diesen Zusammenhang die Anforderungen an die Auswerteelektronik eines solchen induktiven Drehwinkelsensors herauszuarbeiten und die Problematiken darzustellen.
Ein der DE 197 38 836 A1 entsprechender induktiver Drehwinkelsensor ist in erster Näherung rotationssymmetrisch mit einer n-zähligen Rotationssymmetrie (Siehe 1). Er besteht typischerweise aus einem Träger, beispielsweise aus einem herkömmlichen Platinenmaterial, auf das mäanderförmig umlaufend, typischerweise drei Leitungsschleifen, die Empfängerschleifen (S1, S2, S3), aufgebracht sind. Dabei haben die Mäanderstrukturen der Empfängerschleifen (S1, S2, S3) eine Winkelperiodizität, die gleich und hinsichtlich des Umlaufwinkels konstant ist. Man kann hier von einer Winkelwellenlänge (Δφ) der Mäanderstrukturen der Empfängerschleifen (S1, S2, S3) sprechen.
Die typischerweise drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) sind dabei gegeneinander um typischerweise ein Drittel in der besagten Winkelwellenlänge (Δφ) verdreht. Werden statt drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) m Empfängerschleifen (S1, S2,....Sm) benutzt, so beträgt die Verdrehung nur 1/m der Winkelwellenlänge (Δφ) der Mäanderstrukturen. Im Folgenden werden drei Empfängerschleifen behandelt ohne die Anzahl hinsichtlich dieser Offenbarung auf diese zu beschränken. Zusätzlich ist eine vierte Leitungsschleife, die Erregerschleife (2), rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse (Sym) aufgebracht, die vorzugsweise keine Mäanderstruktur aufweist. Diese ganze Konstruktion wird typischerweise ortsfest verwendet und wird im Folgenden als Stator bezeichnet.
Die Drehachse, die in ihrem Verdrehungswinkel gegenüber dem Stator vermessen werden soll, durchstößt senkrecht zur Bildebene der 1 den Stator in dessen Symmetriepunkt, der der Durchstoßpunkt der Symmetrieachse (Sym) des Systems ist. Auf dieser Drehachse wird fest mit dieser verbunden ein Läufer montiert, der selbst elektrisch nicht leitend als Träger für eine Kurzschlussschleife, die Rotorschleife, dient. Diese Rotorschleife weist vorzugsweise die gleiche Struktur und Winkelwellenlänge (Δφ) wie die Empfangsschleifen(S1, S2, S3) auf, die sich vorzugsweise, bis auf die Verdrehung zueinander alle untereinander gleichen.
Die Erregerschleife (2) sendet nun ein in erster Linie magnetisches Sendesignal, dass einen Strom in den Läufer induziert. Da die Erregerschleife (2) rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse (Sym) und damit rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse ist, ist diese Induktion in die Rotorschleife des Läufers unabhängig von dessen Drehwinkelposition und damit von dem Verdrehungswinkel des Läufers gegenüber dem Stator, der zu vermessen ist. Mit dieser Drehachse, die längs der Symmetrieachse (Sym) verläuft, ist der Läufer und damit die Rotorschleife typischerweise fest verbunden. Daher ist die Induktion von dem Verdrehungswinkel der Drehachse gegenüber dem Stator abhängig.
Ebenso induziert die Erregerschleife (2) in die drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) jeweils einen Strom, der für alle Empfängerschleifen (S1, S2, S3) gleich sein sollte, da diese eine identische Geometrie aufweisen sollten und sich nur um einen Drehwinkel (Δφ/m) um die Drehachse, d.h. die Symmetrieachse (Sym),unterscheiden. Dieser spielt aber wegen der Rotationssymmetrie der Erregerschleife (2) keine Rolle.
Je nach Drehposition des Läufers mit seiner Rotorschleife zu den drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) induziert der Läufer jedoch einen unterschiedlichen Strom in die jeweiligen Empfängerschleifen (S1, S2, S3). Die Rückinduktion kann mit der Induktion in einem Asynchronmotor verglichen werden, bei der der Käfigläufer Felder in die drei Statorspulen induziert. (siehe z.B. Spalte 5 Zeilen 45 bis 46 der DE 197 38 836 A1 )
Wie immer, ist ein solches System in der Realität nicht ungestört und fehlerfrei zu betreiben. Da solche induktiven Drehwinkelsensoren auch in sicherheitsrelevanten Anwendungen, insbesondere in Automobilen eingesetzt werden sollen, ist es notwendig, diese Fehler, sofern sie nicht schon in der Konstruktion des Sensorelements abgefangen werden können, in der elektronischen Nachverarbeitung abzufangen.
Hierzu wird in der DE 197 38 836 A1 (siehe z.B. Spalte 5, Zeilen 45 bis 49 der DE 197 38 836 A1 ) vorgeschlagen, die drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) in Sternschaltung zu betreiben und den Sternpunkt zur Korrektur von Störeinflüssen zu verwenden, da dieser aufgrund der Konstruktion des Systems einen Wert von 0V aufweisen sollte, ohne hierzu ein konkretes Verfahren vorzuschlagen. Die Erregerschleife des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) wird in der 2 mit einem Wechselstrom durch eine Erregerstromquelle (301) mittels eines Erregerstroms, der ein Wechselstrom ist, erregt. Hierdurch zeigen bei korrekter Funktion des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) dessen Empfängerschleifen (S1, S2, S3) jede für sich ein Wechselspannungssignal. Dabei ergibt die Summe dieser Wechselspannungssignale (304) bei korrekter Funktion des besagten induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) im Falle der Sternverschaltung Null.
Die Kompensation der Störungen in dieser Sternschaltung ist jedoch nicht ausreichend. Die Sternschaltung ist insbesondere nicht in der Lage, Gleichtaktsignale, die beispielsweise über die Erregerschleife (2) in das Sensorsystem (300) bei einer EMV-Einstrahlung eingekoppelt werden, zuverlässig zu unterdrücken. Hierdurch wird die Verstärkung der nachfolgenden Verstärker begrenzt und damit die Robustheit des Systems herabgesetzt.
Das in der DE 197 38 836 A1 offenbarte Verfahren zur Korrektur von Störeinflüssen ist aus diesem Grund insbesondere nicht in der Lage, die Erkennung bestimmter Gleichtaktfehler zu ermöglichen. Beispielsweise ist eine fehlende Erregung der Erregerschleife (2) nicht zuverlässig erkennbar.
Außerdem wurde im Rahmen der Ausarbeitung des Vorschlags erkannt, dass die in der DE 197 38 836 A1 vorgeschlagene Sternverschaltung zur Störunterdrückung auch deswegen ungünstig ist, da diese zu einer Begünstigung von Gleichtaktsignalen führt und damit zu einer gesteigerten Empfindlichkeit beispielsweise gegen magnetische Wechselfelder, die die Empfängerschleifen (S1, S2, S3) durchfluten. Dieses zusätzliche Gleichtaktsignal, das definitionsgemäß in allen drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) die gleiche Amplitude haben sollte, führt jeweils zu einem Verlust an Amplitudenbandbreite in den nachfolgenden drei Eingangsverstärkerstufen für die Ausgangssignale der Empfangsschleifen des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303). Sofern nicht genügend Amplitudenreserve an deren Eingängen vorgesehen ist, kann es zu einer Übersteuerung der Eingangsverstärker kommen. Da diese Übersteuerung typischerweise nicht bei allen drei Eingangsverstärkern gleichzeitig eintritt, kann das fehlerhafte Gleichtaktsignal letzten Endes zu einem Gegentaktsignal verzerrt werden und so zu einem fehlerhaften Drehwinkelmessergebnis führen. Eine solche Fehlmessung infolge eines Gleichtaktsignals ist aber in sicherheitskritischen Anwendungen als kritischer Fehler anzusehen und daher zu verhindern.
Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der DE 197 38 839 A1 bekannt.
Auch sei hier auf die Schriften DE 10 2010 031 142 A1 , DE 10 2004 002 629 A1 und US 2002 / 0 143 450 A1 hingewiesen. Die in diesen Schriften offengelegten technischen Lehren zeigen zwar ähnliche Schaltungen zur Detektion von Fehlerzuständen, wie die in der hier vorgelegten Schrift vorgeschlagene technische Lehre. Sie sind jedoch allesamt nicht zur Unterscheidung von symmetrischen Gleichtaktfehlerzuständen einerseits und asymmetrischen Gegentaktfehlerzuständen in der Lage.
Aufgabe
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, wie die von dem Sensor bereitgestellten Signale so ausgewertet werden können, dass folgende Fehler erkannt und unterschieden werden können:

a) Gleichtaktfehler wie eingestreute Felder, Bruch der Erregerschleife, Bruch des Läufers etc. (im Folgenden symmetrische Fehlerzustände genannt)
b) Gegentaktfehler wie Bruch einer Empfängerschleife oder Verbindung zu derselben, Schäden an den Verstärkereingängen, Kurzschlüsse auf dem Stator oder Läufer, EMV etc. (im Folgenden asymmetrische Fehlerzustände genannt)

Gleichzeitig soll eine höhere Robustheit gegenüber der Einstrahlung von Gleichtaktsignalen entstehen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Gleichtakt und Gegentaktfehler werden im Stand der Technik bei solchen Sensoren, wie beschrieben, nicht sicher erkannt und sind nicht unterscheidbar.
Beschreibung
Die Erfindung beansprucht ein Verfahren zur Detektion von asymmetrischen Fehlerzuständen (Gegentaktfehlern) und zur Unterscheidung dieser asymmetrischen Fehlerzustände (Gegentaktfehler) von symmetrischen Fehlerzuständen (Gleichtaktfehlern) beim Betreiben und bei der Auswertung der Ausgangssignale eines symmetrischen induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303). Das Verfahren nutzt die m, mindestens aber drei, induktiven Empfangsschleifen (S1, S2, S3) und eine feldinduzierende Erregerschleife (2), sowie einen Läufer mit einer das Feld der Erregerschleife (2) verzerrenden Rotorschleife. Dabei ist insbesondere die Sternspannung der Empfangsschleifen (S1, S2, S3) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) im idealen fehlerlosen Fall Null Volt. Ein asymmetrischer Fehlerzustand ist dabei so definiert, dass dieser nicht alle der m Empfangsschleifen (S1, S2, S3) und/oder nicht alle Signalpfade der m, mindestens aber drei Signalpfade betrifft, die den jeweiligen Empfangsschleifen (S1, S2, S3) jeweils nachgelagert sind. Die Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, weist mindestens einen Signalgenerator (320) auf, der mindestens ein Erregersignal (322) erzeugt. Die Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, weist mindestens eine mittels des Erregersignals (322) modulierte elektrische Strom- oder Spannungs- oder Energiequellequelle (301) zur Erregung der Erregerschleife (2) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) auf.
Das Verfahren umfasst bevorzugt die Schritte. Der Durchführung einer Stern-Dreiecksumwandlung der Ausgangssignale der m, mindestens aber drei Empfangsschleifen (S1, S2, S3) zur Bildung von m, mindestens jedoch drei, Dreieckssignalen (308) mittels eines Stern-Dreiecks-Umwandlungsblocks.
Je Dreieckssignal der m Dreieckssignale (308) führt das Verfahren eine Erzeugung mindestens je eines Pegelsignals von m Pegelsignalen (310) durch Synchrondemodulation und/oder Skalar-Produkt-Bildung zwischen dem betreffenden Dreieckssignal und dem Erregersignal (322) oder einem damit korrelierenden Steuersignal für die Gleichrichtung (321) in einer Teilvorrichtung eines Synchrondemodulationsblocks (309) durch. Das Verfahren umfasst die Erzeugung eines ersten Ergebnissignals (333, 334) zur Signalisierung eines asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) in Abhängigkeit von den Pegelsignalen (310). Dabei unterbleiben diese Signalisierung dieses asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) bei einem reinen symmetrischen Fehlerzustand (Gleichtaktfehler) und die Erzeugung des ersten Ergebnissignals (333, 334). Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst mindestens folgende weitere Schritte:

• Summation der m, mindestens jedoch drei, Pegelsignale (310) zu einem Summensignal (326) durch Summierung bezogen auf ein gemeinsames Referenzpotenzial, insbesondere bezogen auf einen Offset;
• Vergleich des Summensignals (326) mit einem ersten Schwellwert (327, 330) durch eine erste Bewertungseinheit, insbesondere durch einen Komparator (341, 342);
• Erzeugung des ersten Ergebnissignals (333, 334) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis durch die erste Bewertungseinheit.

Das Sensorsystem (300) der vorschlagsgemäßen Vorrichtung, die das vorschlagsgemäße Verfahren ausführt, wird zunächst mit Hilfe der 2 beschrieben. Im Folgenden sind alle Figuren zur besseren Übersichtlichkeit vereinfacht dargestellt. Maßgeblich für den beanspruchten Umfang sind ausschließlich die Ansprüche. Wesentliche Teile des Vorschlagsbeziehen sich auf die Offenbarung DE 19 738 836 A1 .
Die Erregerschleife (2) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) wird wie zuvor wieder mit einem Erregerstrom durch die Erregerstromquelle (301) erregt. Wiederum zeigen bei korrekter Funktion des induktiven Drehwinkelsensors (303) dessen Empfängerschleifen (S1, S2, S3) jede für sich ein Wechselspannungssignal in Form der Ausgangssignale (304) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes, wobei jedes der Ausgangssignale (304) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) Einer Empfängerschleife (S1, S2, S3) zugeordnet ist. Dabei sollte die Summe dieser Ausgangssignale (304) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) bei korrekter Funktion des besagten induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) im Falle der Sternverschaltung Null ergeben. Typischerweise ist der induktive Drehwinkelsensorkopf (303) bereits sternförmig verschaltet.
Die Ausgangssignale (304) des Drehwinkelsensorkopfes (303) werden in einem EMV-Filterblock (305) zu gefilterten Ausgangssignalen (306) des Drehwinkelsensorkopfes (303) vorgefiltert, wobei typischerweise nur solche Signalanteile durch den EMV-Filterblock (305) durchgelassen werden, die dem Erregersignal (322) entsprechen, mit dem die Erregerstromquelle (301) gesteuert wird, die den Erregerstrom für die Erregerschleife (2) speist bzw. innerhalb der Bandbreite des Erregersignals (322) liegt. Hierbei wird vorzugsweise ein Filter je Ausgangssignal (304) und/oder je Empfangsschleife (S1, S2, S3) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) vorgesehen.
Vorschlagsgemäß wurde aber nun erkannt, dass es sinnvoller ist, statt der Sternpunktspannungen zum Zwecke der Fehlererkennung statt der Sternspannungen die Dreiecksspannungen an den Ausgängen (304) des induktiven Drehwinkelsensors (303) auszuwerten. Da die Induktion einer Gleichtaktstörung in alle drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) gleich sein sollte, sollten die Differenzen der Sternspannungen bezüglich der Gleichtaktsignalanteile Null sein.
Diese Stern-Dreieck-Umwandlung wird in einem Stern-Dreiecks-Umwandlungsblock (307) durchgeführt, der in 4 noch einmal detaillierter dargestellt ist. Aus den gefilterten Ausgangssignalen (306) des Drehwinkelsensorkopfes (303) bilden drei Differenzverstärker (401 bis 403) jeweils eine Dreiecksspannung (308) durch jeweilige Differenzbildung.
Die Dreieckssignale (308) enthalten somit nach Verschaltung zu einem Dreieck im Stern-Dreiecks-Umwandlungsblock (307) keinen Gleichanteil mehr, wenn das Sensorsystem (300) ansonsten, wie im fehlerfreien Fall vorgesehen, symmetriert ist. Hierbei bedeutet symmetriert, dass alle Empfängerschleifen (S1, S2, S3) bis auf die besagte Verdrehung um die Drehachse, d.h. die Symmetrieachse (Sym), zueinander die gleiche Geometrie mit einer n-zähligen Symmetrie aufweisen und exakt zentrisch angeordnet sind und dass dies auch für die Läuferschleife gilt. Auch die Erregerschleife (2) ist in diesem idealen Fall bezüglich der Symmetrieachse (Sym) vollkommen symmetrisch angebracht.
Die Dreiecksspannungen der Dreieckssignale (308) sind darüber hinaus bezüglich ihres Nutzsignalanteils um einen Faktor $\sqrt{3}$
größer als die Sternspannungen der Ausgangssignale (304) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303). Hierdurch wird der Pegelabstand zischen dem Nutzsignal der Empfangsschleifen (S1, S2, S3) und dem eingestrahlten Gleichtaktstörsignal erhöht und zum anderen der Aussteuerbereich der nachfolgenden Verstärkerstufen hinsichtlich der Nutzsignale besser ausgenutzt.
Typischerweise wird die vorschlagsgemäße Vorrichtung in einem KFZ mit einer einfachen Gleichspannung, die nicht symmetrisch um den Nullpunkt ist, versorgt. Daher wird in einer bevorzugten Version der vorschlagsgemäßen Vorrichtung zu jedem der drei Dreiecksspannungen der Dreieckssignale (308) ein Gleichspannungssignal, der Offset, durch die Differenzverstärker (401 bis 403) der 4 addiert, das vorzugsweise die Hälfte der Betriebsspannung (VBD) beträgt und/oder vom Pegel her in der Mitte des Aussteuerbereichs der Eingangsverstärker liegt. Diese Addierschaltung entsprechend dem Stand der Technik ist in 4 zur Vereinfachung nicht zusätzlich eingezeichnet.
Die Summe der Amplituden der Dreiecksspannungen der Dreieckssignale (308) sollte nach der Gleichrichtung durch den nachfolgend beschriebenen Synchrondemodulator Null Volt betragen. Es wurde evorschlagsgemäß erkannt, dass diese zur Bewertung des Sensorzustands ausgewertet werden kann. Vorschlagsgemäß wurde erkannt, dass hierdurch aufgabengemäße Fehlerzustände erkannt werden können, die den Sensor und/oder die Auswertung in asymmetrischer Weise betreffen. Gleichtaktfehler beeinflussen die Summe der Amplituden der Dreiecksspannungen der Dreieckssignale (308) nach der Gleichrichtung eben gerade nicht. Es wird somit evorschlagsgemäß die Erkennung von Gegentaktfehlern und deren Unterscheidung von Gleichtaktfehlern im Gegensatz zum Stand der Technik möglich. In der vorschlagsgemäßen Vorrichtung wird daher von der Spannungssumme die Betriebsspannung einmal bzw. der besagte Offset zweimal abgezogen, wodurch sich das Summensignal (326) wieder in der Mitte des Aussteuerbereichs nachfolgender Verstärker befindet.
Diese Bildung des Summensignals (326) durch Summenbildung der Pegelsignale (310) findet in einer Summiereinrichtung (324) statt.
Das so gebildete Summensignal (326) wird beispielsweise mittels eines ersten Komparators (341) mit einem ersten Schwellwert (327), beispielsweise in Form einer ersten Referenzspannung (V_ref1) verglichen, die oberhalb des besagten Offsets liegt, und beispielsweise mittels eines zweiten Komparators (342) mit einem achten Schwellwert (330), beispielsweise in Form einer zweiten Referenzspannung (V_ref2) verglichen, die unterhalb des Offsets liegt. Es ergeben sich dann typischerweise ein sechstes Ergebnissignal (334) und ein erstes Ergebnissignal (333). Liegt die Spannung des Summensignals (326) außerhalb des durch die erste Referenzspannung (Vref1), also den ersten Schwellwert (327), und die zweite Referenzspannung (V_ref2), also den achten Schwellwert (330), definierten, zulässigen Summenspannungsschlauches, so liegt ein entsprechend der Aufgabe des Vorschlags zu detektierender Symmetriefehler, also ein Gegentaktfehler, vor. Außerdem erkennt die Vorrichtung, dass dieser Fehler kein Gleichtaktfehler, also kein symmetrischer Fehlerzustand ist.
In dem Stern-Dreiecks-Umwandlungsblock (307) werden die zugehörigen Dreieckssignale (308) der Ausgangssignale (304) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) entsprechend einer Dreiecksschaltung, wie zuvor beschrieben, gebildet. Hierdurch werden die Gleichsignalstörungen entfernt und eine Übersteuerung der nachfolgenden Verstärkereingänge wird unwahrscheinlicher und die Aussteuerreserve steigt. Die so gebildeten drei Dreieckssignale (308) werden sodann in einem Synchrondemodulatorblock (309) gleichgerichtet und gefiltert, um das Erregersignal (322) der Erregerstromquelle (301) zu entfernen, wodurch nur noch ein Gleichsignal überbleibt, das dem jeweiligen Empfangspegel entspricht.
Ein Taktgenerator (320) liefert dabei zum einen das Erregersignal (322) für die Erregerstromquelle (301) und gleichzeitig ein Steuersignal (321) für die Gleichrichtung. Genaugenommen werden die Dreieckssignale (308) mit dem Steuersignal (321) nun in Form des Erregersignals (322) der Erregerstromquelle (301) multipliziert und dann tiefpassgefiltert. Dies ist ein Verfahren, wie man es von Synchrondemodulatoren her kennt. Hierbei wird ein Skalar-Produkt zwischen dem Erregersignal (322) der Erregerstromquelle und dem jeweiligen Dreieckssignal (308) im Synchrondemodulatorblock (309) durch drei separate Synchrondemodulatoren gebildet. Durch die Tiefpassfilterung werden Signalanteile mit höheren Frequenzen dabei unterdrückt. Grundsätzlich ist hier die Verwendung beliebiger Linearformen möglich, sofern die Orthogonalität zweier verschiedener Signale sich unter bestimmbaren Bedingungen hinsichtlich deren Verschiedenheit dieser Signale in Form des Verschwindens des Ergebnisses der Verknüpfung dieser Signale mittels dieser Linearform erreichbar ist. 3 zeigt eine einfache Realisierung einer Einheit zur Skalar-Produktbildung. Hierbei wird ein erstes Signal (SIG1) mit einem zweiten Signal (SIG2) in einem Multiplizierer (M1) multipliziert und in dem nachfolgenden Tiefpassfilter (F1) zum Ausgangssignal (OUT) gefiltert. Ist eines der Signale ein Binäres Signal, beispielsweise das erste Signal (SIG1), so kann der Multiplizierer sehr einfach realisiert werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Multiplizierer um einen Impedanzwandler oder ähnliches handeln, der mittels Schalter, die durch das erste Signal (SIG1) betätigt werden, so umstrukturiert werden kann, dass er in Abhängigkeit von dem ersten Signal (SIG1) einmal eine Verstärkung von 1 und ein anderes Mal eine Verstärkung von -1 hat. Typischerweise wird dabei der besagte Offset zuvor abgezogen und anschließend wieder aufaddiert. Ändert das zweite Signal (Sig2) dann synchron zum ersten Signal (SIG1) nach Offset-Subtraktion ebenfalls sein Vorzeichen, so ergibt sich stets ein positives Signal, dessen Gleichanteil dann durch das nachfolgende Tiefpassfilter eliminiert wird. Andere Strukturen für die Skalar-Produktbildung sind natürlich denkbar.
Zwei beliebige Signale A und B werden im Sinne dieser Offenbarung dann als orthogonal bezüglich eines Signaldemodulators bezeichnet, wenn diese anstelle des ersten Signals (SIG1) und des zweiten Signals (SIG2) in einen der Signaldemodulatoren eingespeist würden und das Ausgangssignal 0 ergäben. In der Realität wird ein solcher Verstärker aber ein Systemrauschen und einen Regelfehler zeigen. Dieses Systemrauschen und diesen Regelfehler kann man durch Einspeisen des Erregersignals (322) an Stelle des ersten Signals (SIG1) in den Synchrondemodulator und konstant halten des zweiten Signals (SIG2) des Synchrondemodulators eindeutig bestimmen. Das Ausgangssignal des Synchrondemudulators wäre dann im Idealfall Null, zeigt aber in der Realität typischerweise das besagte Rauschen und den besagten Regelfehler.
In dem Beispiel des Synchrondemodulatorblocks (309) wird beispielsweise jedes der Dreiecksignale (308) mit jeweils einem ersten Signaleingang (SIG1) jeweils einer Vorrichtung zur Skalar-Produktbildung entsprechend 3 verbunden. Alle zweiten Signale (SIG2) dieser Vorrichtungen zur Skalar-Produktbildung werden typischerweise mit dem Steuersignal für die Gleichrichtung (321) aus dem Signalgenerator (320) verbunden. Typischerweise korreliert dieses Steuersignal für die Gleichrichtung (321) mit dem Erregersignal (322). Alle diese drei Vorrichtungen zur Skalar-Produktbildung bilden zusammen den Synchrondemodulatorblock (309). Jedes der drei Ausgangssignale (OUT) der drei Vorrichtungen zur Skalar-Produktbildung ist mit einem der drei Pegelsignale (310) verbunden.
Vorzugsweise handelt es sich in einer speziellen Ausprägung des Vorschlags bei dem Erregersignal (322), das durch den Takt- oder Signalgenerator (320) gebildet wird, um ein Bandbreiten begrenztes Signal mit einer unteren Grenzfrequenz ω_min und einer davon verschiedenen oberen Grenzfrequenz ω_max, die verschieden sein sollten. Dabei sollte die untere Grenzfrequenz ω_min größer als die halbe Frequenzbandbreite Δω= ω_max,- ω_min, sein. Das Tiefpassfilter wird nun vorzugsweise so ausgelegt, dass es Signalanteile mit einer Frequenz größer als die untere Grenzfrequenz ω_min und/oder besser größer als die halbe Frequenzbandbreite Δω /2 zuverlässig unterdrückt und Frequenzanteile unterhalb der halben Frequenzbandbreite Δω /2 möglichst ungedämpft durchlässt. Hierbei beziehen sich alle Aussagen auf die Frequenzbeträge. Das Ergebnis dieser Skalar-Produktbildung sind drei Pegelsignale (310), deren Spannungswert typischerweise ein jeweiliges Maß für die Größe der Induktion des Erregersignals (322) in die Empfangsschleifen (S1, S2, S3) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) ist.
In einer besonders bevorzugten Variante werden statt einfacher mono-frequenter Erregersignale (322) Spreiz-Code basierte Erregersignale (322) durch den Signalgenerator (320) erzeugt und/oder Zufallssignale und/oder Pseudozufallssignale erzeugt. Dies ist insbesondere in besonders stark gestörten Umgebungen oder bei besonderen Zuverlässigkeitsanforderungen sinnvoll. Allerdings verlängert sich bei der Verwendung von Spreiz-Codes die Totzeit des Sensorsystems. Es ist daher in manchen Fällen sinnvoll, die Art des Erregersignals (322) dynamisch im Betrieb umzuschalten und beispielsweise die Länge des Spreizcodes in Abhängigkeit von der zulässigen Totzeit und/oder der notwendigen Präzision umzuschalten. Ein längerer Spreizcode wird dann verwendet, wenn eine höhere Präzision erforderlich ist, ein kürzerer, oder gar keiner, wenn eine kurze Totzeit erforderlich ist.
Bis zu diesem Zeitpunkt in dem Ablauf der Signalverarbeitung in der vorschlagsgemäßen Vorrichtung erfolgte die Verarbeitung im Raummultiplex. D.h. bis zu dieser Stelle im Signalpfad der vorschlagsgemäßen Vorrichtung ist für jede der drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) ein Signalpfad vorhanden, bzw. es sind bis hier her immer drei Signalpfade parallel geführt. Es hat sich gezeigt, dass es ab dieser Stelle ratsam ist, von nun an im Signalpfad die Verarbeitung im Zeitmultiplex vorzunehmen. Hierzu schaltet ein Analog-Multiplexer (311) zyklisch zwischen den bis hierhin erzeugten drei Pegelsignalen (310) um. Das Multiplexerausgangssignal (312) wird einem regelbaren Verstärker (313) zugeführt.
Der in seiner Verstärkung einstellbare regelbare Verstärker (313) verstärkt das Multiplexerausgangssignal (312) zum Verstärkerausgangssignal (314). Dabei wird dessen Verstärkung durch ein Verstärkerregelsignal (318) für alle drei Pegelsignale (310) in gleicher Höhe für je einen Messdurchgang einmal eingestellt. Für die Dauer des Messdurchgangs, bei dem alle drei Pegelsignale (310) bewertet werden, bleibt die Verstärkung des Verstärkers (313) jeweils gleich und wird erst nachdem alle drei Pegelsignale (310) einmal durch eine nachfolgende Kontrolllogik (317) bewertet wurden, durch diese Kontrolllogik (317) am Ende des Messdurchgangs nachgestellt. Diese Nachstellung geschieht dabei so, dass zumindest eines der drei Pegelsignale (310) zu einer Vollaussteuerung des nachfolgenden Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC, 315) ohne eine Übersteuerung desselben führt. Hierzu wird das Verstärkerausgangssignal (314) dem Analog-zu-Digital-Wandler (ADC, 315) zugeführt, der das ADC-Ausgangssignal (316) hieraus bildet. Eine dem ADC (315) nachgeordnete Kontrolllogik (317) speichert die Wandelergebnisse des ADCs (315) in Form des ADC-Ausgangssignals (316) während des Messdurchgangs zwischen und wertet am Ende des Messdurchgangs diese Wandelergebnisse des ADCs (315) in Form des ADC-Ausgangssignals (316) aus. Die Kontrolllogik (317) stellt die Verstärkung des Verstärkers (313) mittels des Verstärkerregelsignals (318) jeweils für einen Messdurchgang aller drei Pegelsignale (310) nach oben oder unten am Ende des Messdurchgangs nach, wodurch die Regelschleife für die Verstärkung des Verstärkers (313) geschlossen wird. Hierzu ist anzumerken, dass die Information, die gemessen werden soll, nämlich der Drehwinkel, in der Höhe der Amplituden der Pegelsignale (310) relativ zueinander enthalten ist und durch die gleichartige Verstärkung für alle Pegelsignale (310) während eines Messdurchgangs gerade nicht verändert wird. Die Kontrolllogik steuert nun über ein Multiplexersteuersignal (319) den Multiplexer (311). Die Kontrolllogik (317) wandelt die drei Stati des ADC-Ausgangssignals (316) während der Messung der drei verschiedenen Pegelausgangssignale (310) nun in den gesuchten Messwert (345) des Drehwinkels um.
Vorschlagsgemäß wurde nun ebenfalls erkannt, dass der Wert des Verstärkerregelsignals (318) der Verstärkung des Verstärkers (313) selbst ein Parameter ist, der zur Feststellung eines symmetrischen Fehlerzustands, also eines Gleichtaktfehlers, des evorschlagsgemäßen Drehwinkelmesssystems geeignet ist.
Liegt der Wert des Verstärkerregelsignals (318) über einem vierten Schwellwert (335), dem zulässigen maximalen Verstärkungswert, so kann dies beispielsweise auf eine fehlende Erregung durch einen fehlenden Erregerstrom und/oder eine unterbrochene Erregerschleife oder einen fehlenden Läufer hindeuten.
Liegt der Wert des Verstärkerregelsignals (318) unter einem siebten Schwellwert (336), dem zulässigen minimalen Verstärkungswert, so kann dies auf eine asymmetrische Einstrahlung oder eine unterbrochene Empfängerschleife (2) hindeuten.
Hierzu wird das Verstärkerregelsignal (318) beispielsweise durch einen dritten Komparator (343) mit dem besagten vierten Schwellwert (335) verglichen und ein drittes Bewertungssignal (337) erzeugt.
Das Verstärkerregelsignal (318) wird beispielsweise durch einen vierten Komparator (344) mit dem besagten siebten Schwellwert (336) verglichen und ein viertes Bewertungssignal (338) erzeugt.
Außerdem kann durch Vergleich mit einem zweiten Schwellwert und einem dritten Schwellwert überprüft werden, ob tatsächlich immer eines der Pegelsignale (310) sich im oberen Aussteuerbereich befindet, sich ein zweites Pegelsignal der Pegelsignale (310) sich im mittleren Ansteuerbereich befindet und ein drittes Pegelsignal der Pegelsignale (310) sich im unteren Ansteuerbereich befindet. Dieser Vergleich wird vorzugsweise durch die Kontrolllogik (317) zum Ende eines Messdurchgangs vorgenommen. Bis dahin werden die Pegelwerte der einzelnen Pegelsignale (310) nach erfolgter Verstärkung im regelbaren Verstärker (313) und Digital-Wandlung im ADC (315), wie beschrieben, von dieser Kontrolllogik (317) zwischengespeichert.
Hieraus ergibt sich bis hierher folgende Liste der Schwellwerte

Erster Schwellwert (327) zur Detektion eines zu kleinen Summensignals (526) der Pegelsignale (310)
Achter Schwellwert (330) zur Detektion eines zu großen Summensignals (326) der Pegelsignale (310)
Vierter Schwellwert (335) zur Detektion eines zu großen Verstärkerregelsignals (326)
Siebter Schwellwert (336) zur Detektion eines zu kleinen Verstärkerregelsignals (326)
Fünfter Schwellwert (527) zur Detektion eines zu kleinen zweiten Summensignals (526) der zweiten Pegelsignale (510) (Dieser fünfte Schwellwert wird später erläutert.)
Sechster Schwellwert (530) zur Detektion eines zu großen zweiten Summensignals (526) der zweiten Pegelsignale (510) (Dieser sechste Schwellwert wird später erläutert.)
Zweiter Schwellwert zur Detektion durch die Kontrolllogik (317), ob sich eines der Pegelsignale (310) im oberen Aussteuerbereich befindet, dessen Unterkante durch diesen zweiten Schwellwert definiert wird.
Dritter Schwellwert zur Detektion durch die Kontrolllogik (317), ob sich eines der Pegelsignale (310) im unteren Aussteuerbereich befindet, dessen Oberkante durch diesen dritten Schwellwert definiert wird.
Neunter Schwellwert zur Detektion durch die Kontrolllogik (317), ob sich mindestens eines der Pegelsignale (310) im oberen Aussteuerbereich aber noch nicht in Übersteuerung befindet, dessen zulässige Oberkante durch diesen neunten Schwellwert definiert wird.
Weitere Schwellwerte zur Bewertung des Messergebnisses (345) (wird weiter unten erläutert)

5 zeigt den beispielhaften Ablauf eines beispielhaften Messdurchgangs zur Vermessung für beispielhafte drei Empfängerschleifen (S1, S2, S3) im Zeitmultiplex.
In einem ersten Schritt (600) wird durch den Multiplexer (311) ein erstes der drei Pegelsignale (310) ausgewählt und ein erster Messwert (316) ermittelt, der durch die Kontrolllogik (317) gespeichert wird.
In einem zweiten Schritt (601) wird durch den Multiplexer (311) ein zweites der drei Pegelsignale (310) ausgewählt und ein zweiter Messwert (316) ermittelt, der durch die Kontrolllogik (317) ebenfalls gespeichert wird.
In einem dritten Schritt (602) wird durch den Multiplexer (311) ein drittes der drei Pegelsignale (310) ausgewählt und ein dritter Messwert (316) ermittelt, der durch die Kontrolllogik (317) typischerweise auch gespeichert wird.
Im vierten Schritt (603) wird aus diesen drei Werten der Messwert (345) durch die Kontrolllogik (317) ermittelt, aber typischerweise noch nicht ausgegeben.
Im fünften Schritt (604) wird der Messwert (345) typischerweise bewertet.
Wird der Messwert, insbesondere im Vergleich mit weiteren Messwerten, die parallel oder zuvor gemessen wurden, und/oder mit weiteren Schwellwerten als in Ordnung durch die Kontrolllogik (317) bewertet, so wird in einem sechsten Schritt (606) dieser typischerweise ausgegeben und das System wird typischerweise nicht umparametrisiert.
Wird der Messwert, insbesondere im Vergleich mit weiteren Messwerten, die parallel oder zuvor gemessen wurden, und/oder mit weiteren Schwellwerten als nicht in Ordnung durch die Kontrolllogik (317) bewertet, so wird in einem fünften Schritt (605) beispielsweise der letzte als i.O bewertete Messwert ausgegeben und das System wird typischerweise umparametrisiert. Außerdem erfolgt typischerweise eine Fehlermeldung an ein übergeordnetes System. Es ist aber auch denkbar, diese Fehlermeldung in einem Zähler zu erfassen und eine Fehlermeldung erst beim Erreichen eines bestimmten Zählerstandes durch die Kontrolllogik absetzen zu lassen. Das Verhalten dieses Zählers kann dabei so gestaltet werden, dass eine korrekte Messung den Zähler sofort zurücksetzt und ggf. eine entsprechende Entwarnung an ein übergeordnetes System abgesetzt wird. Es kann aber auch mit der gleichen oder einer anderen Geschwindigkeit bis auf Null wieder abwärts gezählt werden, wie aufwärts gezählt wird.
Die besagte Umparametriesierung des Systems betrifft typischerweise

a. die die Frequenz des Erregersignals (322, 522) und/oder
b. einen für die Erzeugung des Erregersignals (322, 522) verwendeten Spreiz-Code und/oder
c. ein für die Erzeugung des Erregersignals verwendetes Pseudozufallssignal, insbesondere das Rückkoppelpolynom eines rückgekoppelten Schieberegisters.

Nach dem sechsten oder fünften Schritt beginnt der Messdurchgang in diesem Beispiel wieder mit dem ersten Schritt.
In 6 ist eine Erweiterung der vorschlagsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Zusätzlich zu der ersten Erregerstromquelle (301) der 2 ist nun eine zweite Erregerstromquelle (501) eingezeichnet, die überlagernd zum ersten Erregerstrom der ersten Erregerstromquelle (301) einen zweiten Erregerstrom in die Erregerschleife (2) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) einspeist. Diese zweite Erregerstromquelle (501) wird durch ein zweites Erregersignal (522) gesteuert. Der Signalpfad ist hinter dem induktiven Drehwinkelsensorkopf (303) zunächst unverändert bis zum Synchrondemodulatorblock (309) zudem nun parallel ein typischerweise gleicher zweiter Synchrondemodulatorblock (509) parallel geschaltet ist. Dessen zweites Steuersignal für die Gleichrichtung beruht nun auf dem zweiten Erregersignal (322). Es kann beispielsweise mit diesem auch identisch sein. Es ist nun bevorzugt so, dass die beiden Erregersignale so im Verhältnis zueinander gewählt werden, dass die Signalanteile der Ausgangssignale (304) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303), die auf das erste Erregersignal (322) zurückzuführen sind, keine Signale an den zweiten Pegelsignalen (510), das sind die Ausgänge des zweiten Synchrondemodulators (509), hervorrufen. Umgekehrt ist es in diesem Fall bevorzugt so, dass auch die Signalanteile der Ausgangssignale (304) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303), die auf das zweite Erregersignal (522) zurückzuführen sind, keine Signale an den ersten Pegelsignalen (310), das sind die Ausgänge des ersten Synchrondemodulators (309), hervorrufen. In dem Fall werden die Erregersignale als orthogonal zueinander bezeichnet.
Der Multiplexer (311) wird nun einfach entsprechend erweitert. Vorzugsweise bezieht sich ein Messdurchgang auf die Ausgänge eines Synchrondemodulatorblocks (309, 509)
Es ist nun sinnvoll, die korrekte Funktion des Sensorsystems mit den zusätzlichen zweiten Pegelsignalen (510), die dem zweiten Synchrondemodulatorblock (509) entstammen, ebenfalls zu überprüfen. Die Summe der Amplituden der Dreiecksspannungen der Dreieckssignale (308) nach der Gleichrichtung durch den Synchrondemodulator zu den zweiten Pegelsignalen (509) muss hier wieder Null Volt betragen. Auch diese Summe der Amplituden der Dreiecksspannungen der Dreieckssignale (308) kann somit zur Bewertung des Sensorzustands wiederum ausgewertet werden. Auch hierdurch können Fehlerzustände (Gegentaktfehler) erkannt werden, die den Sensor und/oder die Auswertung in asymmetrischer Weise betreffen. Durch ein vom ersten Erregersignal (322) unterschiedliches zweites Erregersignal (522) kann dies beispielsweise bei einer anderen Frequenz geschehen. In der vorschlagsgemäßen Vorrichtung wird daher von der Spannungssumme die Betriebsspannung einmal bzw. der besagte Offset zweimal abgezogen, wodurch sich auch das zweite Summensignal (526) wieder in der Mitte des Aussteuerbereichs nachfolgender Verstärker befindet.
Diese Bildung des zweiten Summensignals (526) durch Summenbildung der zweiten Pegelsignale (510) findet in einer zweiten Summiereinrichtung (524) statt.
Das so gebildete zweite Summensignal (526) wird beispielsweise mittels eines fünften Komparators (541) mit einem fünften Schwellwert (527), beispielsweise ebenfalls in Form einer ersten Referenzspannung (V_ref1) verglichen, die oberhalb des besagten Offsets liegt, und beispielsweise mittels eines sechsten Komparators (542) mit einem sechsten Schwellwert (530), beispielsweise ebenfalls in Form einer zweiten Referenzspannung (V_ref2) verglichen, die unterhalb des Offsets liegt. Es ergeben sich dann typischerweise ein fünftes Ergebnissignal (534) und ein drittes Ergebnissignal (533). Liegt die Spannung des zweiten Summensignals (526) außerhalb des durch die erste Referenzspannung (Vref1), also den fünften Schwellwert (527), und die zweite Referenzspannung (V_ref2), also den sechsten Schwellwert (530), definierten, zulässigen Summenspannungsschlauches, so liegt wieder ein entsprechend der Aufgabe des Vorschlagszu detektierender Symmetriefehler vor.
Natürlich ist es auch denkbar, den Messdurchgang auf alle Synchrondemodulatorblöcke zu beziehen. Dies aber insofern von Nachteil, als dass die Auflösung eines Blockes dann reduziert wird.
Ggf. können die oben angegebenen Schwellwerte, das betrifft den vierten und siebten, sowie den zweiten, dritten und neunten Schwellwert, entsprechend verdoppelt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens einer der Signalgeneratoren (320, 520) ein Zufallssignal als Erregersignal (322, 522) verwendet. Auch ist die Verwendung eines Pseudozufallssignals möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist die Verwendung eines Spreiz-Codes für die Erzeugung eines Erregersignals (322, 522) durch einen der Signalgeneratoren (520, 320). Bei einem sehr langen Spreiz-Code steigt jedoch die Reaktionszeit des Sensorsystems. Daher ist es sinnvoll, wenn in diesem Fall der jeweils andere Signalgenerator einen kürzeren Spreizcode oder gar keinen Spreizcode verwendet. Die Spreiz-Codes oder der Basistakt der Signalgeneratoren (520, 320) zur Erzeugung der Erregersignale (322, 522) sollten dabei vorzugsweise so gewählt werden, dass sie zu zueinander orthogonalen Signalen führen. Dies kann gewährleistet werden, wenn der Basistakt des ersten Signalgenerators (322)das 2*m-Fache des Basistaktes des zweiten Signalgenerators (522) beträgt und die Spreiz-Code-Länge für den ersten Spreiz-Code des ersten Signalgenerators, einen digitalen Spreiz-Code vorausgesetzt, 2*m Takte beträgt und der erste Spreiz-Code m 1-Werte und m 0-Werte enthält. Auch der zweite Spreiz-Code für die Signalerzeugung durch den zweiten Signalgenerator sollte eine Länge einer geraden Anzahl von Takten haben und gleich viele 1- Werte und 0-Werte aufweisen.
Auch ist es denkbar, dass die beiden Signalgeneratoren jeweils ein Signal unterschiedlicher Frequenz aussenden, wobei bevorzugt das eine Signal ein ganzzahliges Vielfaches des anderen Signals ist. Erregersignale unterschiedlicher Frequenz sind einfachste Beispiele orthogonaler Erregersignale.
Es ist sinnvoll, wenn die Kontrolllogik (317) in diesem Fall für die unterschiedlichen Erregersignale (322, 522) einen zweiten Messwert (545) ausgibt.
Ebenso ist es selbstverständlich möglich, dass ein oder mehrere Erregersignale (322, 522), wie beschrieben, nach jeder Messsequenz, also der Messung aller Pegelsignale (310, 510) geändert werden. Dies kann

d. die Frequenz des Erregersignals (322, 522) betreffen, was einem Frequency-Hopping-Verfahren entspricht, und/oder
e. einen für die Erzeugung des Erregersignals (322, 522) verwendeten Spreiz-Code betreffen und/oder
f. ein für die Erzeugung des Erregersignals verwendetes Pseudozufallssignal, insbesondere das Rückkoppelpolynom eines rückgekoppelten Schieberegisters, betreffen.

Auf diese Weise können durch Raummultiplex und/oder Zeitmultiplex mehrere Messwerte (345, 545) gewonnen werden, die miteinander und mit weiteren Schwellwerten insbesondere durch Mittelwert und Differenzbildung in einer Auswerteeinheit verglichen werden können. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, bei drei parallel gemessenen Messwerten mit drei Erregerstromquellen und drei jeweils zugeordneten Erregerströmen, die durch drei Erregersignale gesteuert werden, drei Messwerte zu erzeugen und damit ein Mehrheits-Voting für den wahrscheinlich korrekten Messwert zu generieren. Hierbei werden durch drei Synchrondemodulatorblöcke jeweils m Pegelsignale erzeugt, die dann wie bereits beschreiben verarbeitet werden. Jeder der drei Zweige wird dabei von je einem Erregersignal gespeist, das aus einem jeweiligen von drei Signalgeneratoren stammt. Natürlich ist es denkbar, dass ein Signalgenerator mehrere dieser verschiedenen Erregersignale gleichzeitig erzeugt.
Abhängig von dem Bewertungsergebnis können dann die Erregersignale durch die Kontrolllogik oder eine andere Ansteuereinheit geändert werden. Dies ermöglicht es, bei einer starken EMV-Einstrahlung eine Störung zu erkennen und durch Optimierung der Erregersignale zu minimieren, solange die Störung nicht alle Erregersignale in gleicher Weise trifft, was bei typischerweise schmalbandigen Störern zutrifft.
Wie in vielen anderen induktiven Sensorsystemen, so ist es auch bei einem Sensorsystem entsprechend der DE 197 38 836 A1 sinnvoll, die Erregerschleife (2) innerhalb eines LC-Schwingkreises beispielsweise zusammen mit einer parallelgeschalteten Schwingkreiskapazität (C) zu betreiben. Der Vorteil der hohen Resonanzamplitude hat jedoch den Nachteil einer sehr schmalbandigen Resonanzfrequenz zur Folge. Parallel der Modulation der Wechselstromquelle ist daher auch die Modulation der Resonanzfrequenz des LC-Schwingkreises selbst mit Hilfe einer modulierbaren Kapazität (701) und/oder einer modulierbaren Induktivität (801) als Erregerschleife (2) möglich und besonders bevorzugt. Dies wird mit Hilfe der 7 bis 10 erläutert.
7 zeigt ein beispielhaftes System mit einer modulierbaren Kapazität (701).
Diese Modulierbarkeit kann im Falle einer modulierbaren Kapazität (701) beispielsweise durch Zuschalten und Wegschalten von Teilkapazitäten (C₁, C₂) geschehen. 8 zeigt beispielhaft eine sehr einfache modulierbare Kapazität (701). Die beispielhafte modulierbare Kapazität (701) besteht aus einer ersten Teilkapazität (C₁), die über den Schalter (SW₁) in Abhängigkeit vom zweiten weiteren Erregersignal (722) der zweiten Teilkapazität (C₁) parallel geschaltet wird, bzw. von dieser getrennt wird. Hierdurch kann die Resonanzfrequenz des LC-Schwingkreises in 7 moduliert werden. Als Schalter (SW₁) kommen mechanische Schalter wie Relais und insbesondere mikromechanische Relais, in Frage, aber auch MOS- und Bipolartransistoren und ähnliche Halbleiterschalter, die die Funktion eines solchen Schalters erfüllen können. Hierbei kann es sich ggf. auch um komplexere Schaltungen handeln, die diese Funktion eines Schalters wahrnehmen. Das erste Erregersignal (322) des ersten Signalgenerators (320) wird in diesem Fall typischerweise ebenfalls synchron so umgeschaltet, dass die erste Erregerstromquelle (301) ein Erregersignal (322) erhält, dass zu der aktuellen Resonanzfrequenz des LC-Schwingkreises aus Erregerschleife (2) und modulierbarer Kapazität (701) entsprechend dem Wert des zweiten weiteren Erregersignals (722) passt. Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der das zweite weitere Erregersignal (722) eine Periodenlänge hat, die ein Vielfaches der Periodenlänge des ersten Erregersignals (322) ist.
Die Verarbeitung erfolgt analog zu der der Beschreibung der 6 in einem zweiten weiteren Synchrondemodulatorblock (709), der in Abhängigkeit von einem zweites weiteres Steuersignal (721) für die Gleichrichtung zweite weitere Pegelsignale (710) bildet. Dabei ist das zweite weitere Steuersignal (721) für die Gleichrichtung typischerweise gleich dem zweiten weiteren Erregersignal (722). Ein zweiter weiterer Takt- oder Signalgenerator (720) erzeugt das besagte zweite weitere Erregersignal (722). Typischerweise geschieht dies synchron zur Erzeugung des ersten Erregersignals (322) im Signalgenerator (320).
Es ist offensichtlich, dass die zweiten weiteren Pegelsignale (710) symmetrisch sein sollten und gleiche Pegel haben sollten. Abweichungen können wie zuvor als Fehler detektiert werden.
10 zeigt ein beispielhaftes System mit einer modulierbaren Induktivität (801) und einer Schwingkreiskapazität (C).
Diese Modulierbarkeit kann im Falle einer modulierbaren Induktivität (801) beispielsweise durch Zuschalten und Wegschalten von Teilinduktivitäten (L₁, L₂) geschehen. 10 zeigt beispielhaft eine sehr einfache modulierbare Induktivität (801). Die beispielhafte modulierbare Induktivität (801) besteht aus einer ersten Teilinduktivität (L₁), die über den Schalter (SW₁) in Abhängigkeit vom zweiten weiteren Erregersignal (822) der zweiten Teilinduktivität (L₁) kurzgeschlossen wird und damit aus dem Schwingkreis entfernt wird. Hierdurch kann die Resonanzfrequenz des LC-Schwingkreises aus Erregerschleife (2) und Schwingkreiskapazität (C) moduliert werden. Die Erregerschleife selbst kann aus mehreren derartig schaltbaren Teilerregerschleifen bestehen, was den gleichen Effekt hat. Als Schalter (SW₁) kommen auch hier mechanische Schalter wie Relais und insbesondere mikromechanische Relais, in Frage, aber auch MOS- und Bipolartransistoren und ähnliche Halbleiterschalter etc., die die Funktion eines solchen Schalters erfüllen können. Das erste Erregersignal (322) des ersten Signalgenerators (320) wird in diesem Fall typischerweise wieder ebenfalls synchron so umgeschaltet, dass die erste Erregerstromquelle (301) ein Erregersignal (322) erhält, dass zu der aktuellen Resonanzfrequenz des LC-Schwingkreises aus Erregerschleife (2) und modulierbarer Induktivität (801) und Schwingkreiskapazität (C) entsprechend dem Wert des zweiten weiteren Erregersignals (822) passt. Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der das zweite weitere Erregersignal (822) eine Periodenlänge hat, die ein Vielfaches der Periodenlänge des ersten Erregersignals (322) ist.
Die Verarbeitung erfolgt wieder analog zu der der Beschreibung der 6 in einem zweiten weiteren Synchrondemodulatorblock (809), der in Abhängigkeit von einem zweites weiteres Steuersignal (821) für die Gleichrichtung zweite weitere Pegelsignale (810) bildet. Dabei ist das zweite weitere Steuersignal (821) für die Gleichrichtung typischerweise gleich dem zweiten weiteren Erregersignal (822). Ein zweiter weiterer Takt- oder Signalgenerator (820) erzeugt das besagte zweite weitere Erregersignal (822). Typischerweise geschieht dies wieder synchron zur Erzeugung des ersten Erregersignals (322) im Signalgenerator (320).
Es ist offensichtlich, dass die zweiten weiteren Pegelsignale (810) wieder symmetrisch sein sollten und gleiche Pegel haben sollten. Abweichungen können wie zuvor als Fehler detektiert werden.
Natürlich kann diese Modulationstechnik auch kombiniert durch gleichzeitigen Einsatz einer modulierbaren Kapazität und einer modulierbaren Induktivität eingesetzt werden.
Vorteile des Vorschlags
Im Gegensatz zum Stand der Technik kann die vorschlagsgemäße Vorrichtung und das vorschlagsgemäße Verfahren somit die Fehler der Aufgabenstellung bei hoher EMV Robustheit detektieren. Besonders hervorzuheben ist, dass die Vorrichtung in der Lage ist, Gleichtakt und Gegentaktfehler zu unterscheiden und insbesondere im evorschlagsgemäßen Zusammenwirken von Anspruch 1 und 2 auch beide sicher zu detektieren.
Bezugszeichenliste

2: Erregerschleife
300: Sensorsystem
301: Erregerstromquelle
303: induktiver Drehwinkelsensorkopf
304: Ausgangssignale des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303)
305: EMV-Filterblock
306: gefilterte Ausgangssignale (306) des Drehwinkelsensorkopfes (303)
307: Stern-Dreiecks-Umwandlungsblock
308: Dreieckssignale
309: Synchrondemodulatorblock
310: Pegelsignale
311: Analog-Multiplexer
312: Multiplexerausgangssignal
313: regelbarer Verstärker
314: Verstärkerausgangssignal
315: Analog-zu-Digital-Wandler (ADC)
316: ADC-Ausgangssignal
317: Kontrolllogik
318: Verstärkerregelsignal
319: Multiplexersteuersignal
320: Takt- oder Signalgenerator
321: Steuersignal für die Gleichrichtung.
322: Erregersignal
324: Summier-Einrichtung zur Bildung des Summensignals (326)
326: Summensignal der Pegelsignale (310)
327: erster Schwellwert
330: achter Schwellwert
333: erstes Ergebnissignal
334: zweites Ergebnissignal
335: vierter Schwellwert, der zulässige maximale Verstärkungswert
336: siebter Schwellwert, der zulässige minimale Verstärkungswert
337: zweites Ergebnissignal
338: viertes Ergebnissignal
341: erster Komparator zur Bildung des sechsten Ergebnissignals (334) durch Vergleich des ersten Schwellwertes (327) mit dem Summensignal (326)
342: zweiter Komparator zur Bildung des ersten Ergebnissignals (333) durch Vergleich des achten Schwellwertes (330) mit dem Summensignal (326)
343: dritter Komparator zur Bildung des zweiten Ergebnissignals (337) durch Vergleich des vierten Schwellwertes (335) mit dem Verstärkerregelsignal (318)
344: vierter Komparator zur Bildung des vierten Ergebnissignals (338) durch Vergleich des siebten Schwellwertes (336) mit dem Verstärkerregelsignal (318)
345: gesuchter Messwert (345) des Drehwinkels
401: erster Differenzverstärker zur Stern-Dreieckumwandlung der gefilterten Ausgangssignale (306) des Drehwinkelsensorkopfes (303) in ein Dreieckssignal (308)
402: zweiter Differenzverstärker zur Stern-Dreieckumwandlung der gefilterten Ausgangssignale (306) des Drehwinkelsensorkopfes (303) in ein Dreieckssignal (308)
403: dritter Differenzverstärker zur Stern-Dreieckumwandlung der gefilterten Ausgangssignale (306) des Drehwinkelsensorkopfes (303) in ein Dreieckssignal (308)
501: zweite Erregerstromquelle
509: zweiter Synchrondemodulatorblock
510: zweite Pegelsignale
520: zweiter Takt- oder Signalgenerator
521: zweites Steuersignal für die Gleichrichtung.
522: zweites Erregersignal
524: zweite Summier-Einrichtung zur Bildung des zweiten Summensignals (526)
526: zweites Summensignal der zweiten Pegelsignale (510)
527: fünfter Schwellwert
530: sechster Schwellwert
533: dritten Ergebnissignal
534: fünftes Ergebnissignal
541: fünfter Komparator zur Bildung des fünften Ergebnissignals (534) durch Vergleich des fünften Schwellwertes (527) mit dem zweiten Summensignal (526)
542: sechster Komparator zur Bildung des dritten Ergebnissignals (533) durch Vergleich des sechsten Schwellwertes (530) mit dem zweiten Summensignal (526)
545: zweiter Messwert des Drehwinkels
600: erster Schritt eines beispielhaften Messdurchgangs (Messung eines ersten der beispielhaft drei Pegelsignale (310))
601: zweiter Schritt eines beispielhaften Messdurchgangs (Messung eines zweiten der beispielhaft drei Pegelsignale (310))
602: dritter Schritt eines beispielhaften Messdurchgangs (Messung eines dritten der beispielhaft drei Pegelsignale (310))
603: vierter Schritt eines beispielhaften Messdurchgangs (Ermittlung des Messergebnisses (345) vor Ausgabe durch die Kontrolllogik (317))
604: fünfter Schritt eines beispielhaften Messdurchgangs (Bewertung des Messergebnisses (345))
605: sechster Schritt eines beispielhaften Messdurchgangs (Durchführung der Aktionen im Falle eines korrekten Messergebnisses z.B. Ausgabe des Messergebnisses (345))
606: siebter Schritt eines beispielhaften Messdurchgangs (Durchführung der Aktionen im Falle eines nicht korrekten Messergebnisses z.B. Ausgabe eines vorhergehenden Messergebnisses (345))
701: modulierbare Kapazität, die mit der Erregerschleife (2) einen LC-Schwingkreis bildet.
709: zweiter weiterer Synchrondemodulatorblock
710: zweite weitere Pegelsignale
720: zweiter weiterer Takt- oder Signalgenerator
721: zweites weiteres Steuersignal für die Gleichrichtung.
722: zweites weiteres Erregersignal
801: modulierbare Induktivität, die mit der Erregerschleife (2) und einer weiteren Kapazität einen LC-Schwingkreis bildet.
809: zweiter weiterer Synchrondemodulatorblock
810: zweite weitere Pegelsignale
820: zweiter weiterer Takt- oder Signalgenerator
821: zweites weiteres Steuersignal für die Gleichrichtung.
822: zweites weiteres Erregersignal
Δφ: Winkelwellenlänge
Δω = ωmax - ωmin: Bandbreite des Erregersignals (322) (Betrag)
ωmax: obere Grenzfrequenz des Erregersignals (322) (Betrag)
ωmin: untere Grenzfrequenz des Erregersignals (322) (Betrag)
C: Schwingkreiskapazität
C1: erste Teilkapazität der beispielhaften modulierbaren Kapazität (701)
C2: zweite Teilkapazität der beispielhaften modulierbaren Kapazität (701)
L1: erste Teilinduktivität der beispielhaften modulierbaren Induktivität (801)
L2: zweite Teilinduktivität der beispielhaften modulierbaren Induktivität (801)
m: Anzahl der Empfängerschleifen
Out: Ausgangssignal der Vorrichtung zur Skalar-Produktbildung
S1: erste Empfängerschleife
S2: zweite Empfängerschleife
S3: dritte Empfängerschleife
SIG1: erstes Eingangssignal der Vorrichtung zur Skalar-Produktbildung
SIG2: zweites Eingangssignal der Vorrichtung zur Skalar-Produktbildung
Sm: m-te Empfängerschleife
SW1: Schalter der beispielhaften modulierbaren Kapazität (701), der durch das zweite Erregersignal (522) betätigt werden kann.
Sym: Symmetrieachse

Claims

Verfahren zur Detektion von asymmetrischen Fehlerzuständen (Gegentaktfehlern) und zur Unterscheidung dieser asymmetrischen Fehlerzustände (Gegentaktfehler) von symmetrischen Fehlerzuständen (Gleichtaktfehlern) beim Betreiben und bei der Auswertung der Ausgangssignale eines symmetrischen induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) a. mit m, mindestens aber drei, induktiven Empfangsschleifen (S1, S2, S3) und b. einer feldinduzierenden Erregerschleife (2) und c. mit einem Läufer mit einer das Feld der Erregerschleife (2) verzerrenden Rotorschleife, d. wobei insbesondere die Sternspannung der Empfangsschleifen (S1, S2, S3) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) im idealen fehlerlosen Fall Null Volt ist, e. wobei ein asymmetrischer Fehlerzustand dabei so definiert ist, dass dieser nicht alle der m Empfangsschleifen (S1, S2, S3) und/oder nicht alle Signalpfade der m, mindestens aber drei Signalpfade betrifft, die den jeweiligen Empfangsschleifen (S1, S2, S3) jeweils nachgelagert sind, und f. wobei die Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, mindestens einen Signalgenerator (320) aufweist, der mindestens ein Erregersignal (322) erzeugt und g. dass die Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, mindestens eine mittels des Erregersignals (322) modulierte elektrische Strom- oder Spannungs- oder Energiequelle (301) zur Erregung der Erregerschleife (2) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) aufweist mit den Schritten h. Durchführung einer Stern-Dreiecksumwandlung der Ausgangssignale der m, mindestens aber drei Empfangsschleifen (S1, S2, S3) zur Bildung von m, mindestens jedoch drei, Dreieckssignalen (308) mittels eines Stern-Dreiecks-Umwandlungsblocks; gekennzeichnet durch die Schritte i. Je Dreieckssignal der m Dreieckssignale (308): Erzeugung mindestens je eines Pegelsignals von m Pegelsignalen (310) durch Synchrondemodulation und/oder Skalar-Produkt- Bildung zwischen dem betreffenden Dreieckssignal und dem Erregersignal (322) oder einem damit korrelierenden Steuersignal für die Gleichrichtung (321) in einer Teilvorrichtung eines Synchrondemodulationsblocks (309); j. Erzeugung eines ersten Ergebnissignals (333, 334) zur Signalisierung eines asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) in Abhängigkeit von den Pegelsignalen (310), k. wobei diese Signalisierung dieses asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) bei einem reinen symmetrischen Fehlerzustand (Gleichtaktfehler) unterbleibt und I. wobei die Erzeugung des ersten Ergebnissignals (333, 334) mindestens folgende weitere Schritte umfasst: i. Summation der m, mindestens jedoch drei, Pegelsignale (310) zu einem Summensignal (326) durch Summierung bezogen auf ein gemeinsames Referenzpotenzial, insbesondere bezogen auf einen Offset; ii. Vergleich des Summensignals (326) mit einem ersten Schwellwert (327, 330) durch eine erste Bewertungseinheit, insbesondere durch einen Komparator (341, 342); iii. Erzeugung des ersten Ergebnissignals (333, 334) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis durch die erste Bewertungseinheit.
Verfahren nach Anspruch 1 zur Detektion von symmetrischen Fehlerzuständen (Gleichtakttaktfehlern) und zur Unterscheidung dieser symmetrischen Fehlerzustände (Gleichtaktfehler) von asymmetrischen Fehlerzuständen (Gegentaktfehlern) beim Betreiben und bei der Auswertung der Ausgangssignale des symmetrischen induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303), a. wobei ein symmetrischer Fehlerzustand dabei so definiert ist, dass dieser alle der m Empfangsschleifen (S1, S2, S3), zumindest aber alle Signalpfade der den Empfangsschleifen (S1, S2, S3) jeweils nachgelagerten Signalpfade im Zusammenwirken mit den m Empfangsschleifen (S1, S2, S3) betrifft, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte b. Erzeugung eines zweiten Ergebnissignals (337, 338) zur Signalisierung eines symmetrischen Fehlerzustands (Gleichtaktfehler), c. wobei diese Signalisierung dieses symmetrischen Fehlerzustands (Gleichtaktfehler) bei einem reinen asymmetrischen Fehlerzustand (Gegentaktfehler) unterbleibt, d. wobei die Erzeugung des zweiten Ergebnissignals (337, 338) mindestens folgende weitere Schritte umfasst: i. geregeltes Verstärken eines Pegelsignals (310, 312, 510) zu einem Verstärkerausgangssignal (314) in Abhängigkeit von einem Verstärkungsregelsignal (318) mittels eines geregelten Verstärkers (313); ii. Vergleichen des Verstärkerausgangssignals (314) oder einer daraus abgeleiteten Größe (316) mit einem zweiten Schwellwert und/oder dritten Schwellwert, insbesondere durch Differenzbildung oder eine Bewertungsfunktion durch einen ersten Bewerter, insbesondere eine Kontrolllogik (317); iii. Erzeugung des Verstärkerregelsignals (318) zur Nachregelung des regelbaren Verstärkers (313) durch den ersten Bewerter, insbesondere die Kontrolllogik (317), in der Art, dass während eines Messdurchgangs das amplitudenmäßig größte der Verstärkerausgangssignale (314) die nachfolgende Signalverarbeitungskette oder -sequenz voll aussteuert ohne diese zu übersteuern, iv. wobei Vollaussteuerung ohne Übersteuerung bedeutet, dass der Wert zumindest dieses Verstärkerausgangssignals (314) oberhalb des zweiten Schwellwerts und unterhalb des dritten Schwellwerts liegt; v. Vergleich des Verstärkerregelsignals (318) mit einem vierten Schwellwert (335, 336) durch eine zweite Bewertungseinheit, insbesondere durch einen Komparator (343, 344); vi. Erzeugung des zweiten Ergebnissignals (337, 338) durch die zweite Bewertungseinheit, vii. wobei die Erzeugung des zweiten Ergebnissignals (337, 338) durch die zweite Bewertungseinheit unterbleibt, wenn das erste Ergebnissignal (333, 334) einen asymmetrischen Fehlerzustand (Gegentaktfehler) signalisiert.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet dadurch, mit den zusätzlichen Schritten e. Erzeugen eines weiteren Erregersignals (522), insbesondere durch einen weiteren Signalgenerator (520) oder den Signalgenerator (320); f. Überlagerndes Erregen der Erregerschleife (2) des induktiven Drehwinkelsensorkopfes (303) mit einem zusätzlichen überlagernden weiteren Erregerstrom einer weiteren modulierten Erregerstromquelle (501); g. Modulation der weiteren modulierten Erregerstromquelle (501) mittels des weiteren Erregersignals (522); gekennzeichnet durch die Schritte h. Je Dreieckssignal der m Dreieckssignale (308): Erzeugung mindestens je eines weiteren Pegelsignals von m weiteren Pegelsignalen (510) durch Synchrondemodulation und/oder Skalar-Produkt- Bildung zwischen dem betreffenden Dreieckssignal und dem weiteren Erregersignal (522) oder einem damit korrelierenden Steuersignal für die Gleichrichtung (521) in einer Teilvorrichtung eines weiteren Synchrondemodulationsblocks (509) oder des Synchrondemodulationsblocks (309), i. wobei das Erregersignal (322) und das weitere Erregersignal (522) orthogonal bezogen auf diese Synchrondemodulation und/oder die Skalar-Produkt-Bildung im Synchrondemodulationsblock (309) und weiteren Synchrondemodulationsblock (509) sind und j. wobei orthogonal bedeutet, dass wenn die betreffenden beiden Erregersignale (322, 522) miteinander durch jeden der Synchrondemodulationsblöcke (309, 509) als dessen erstes Eingangssignal (SIG1) und dessen zweites Eingangssignal (SIG2) verknüpft würden, das Ausgangssignal des betreffenden Synchrondemodulationsblocks (309, 509) dann bis auf Regelfehler und Systemrauschen null wäre; k. Erzeugung eines dritten Ergebnissignals (533, 534) zur Signalisierung eines weiteren asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) in Abhängigkeit von den weiteren Pegelsignalen (510), I. wobei diese Signalisierung dieses weiteren asymmetrischen Fehlerzustands (Gegentaktfehler) bei einem reinen symmetrischen Fehlerzustand (Gleichtaktfehler) unterbleibt und m. wobei die Erzeugung des dritten Ergebnissignals (533, 534) mindestens folgende weitere Schritte umfasst: i. Summation der m, mindestens jedoch drei, weiteren Pegelsignale (510) zu einem weiteren Summensignal (526) durch Summierung bezogen auf ein gemeinsames Referenzpotenzial, insbesondere bezogen auf einen Offset; ii. Vergleich des weiteren Summensignals (526) mit einem fünften Schwellwert (527, 530) durch eine dritte Bewertungseinheit, insbesondere durch einen Komparator (541, 542); iii. Erzeugung des dritten Ergebnissignals (533, 534) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis durch die dritte Bewertungseinheit.