DE102016206768A1

DE102016206768A1 - Bürstenloser Gleichstrommotor und Verfahren zur Bereitstellung eines Winkelsignals

Info

Publication number: DE102016206768A1
Application number: DE102016206768.0A
Authority: DE
Inventors: Fabian Utermoehlen; Stefan Leidich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-10-26
Also published as: EP3446071A1; KR20180136451A; JP6856665B2; US20190162560A1; WO2017182191A1; CN109073418A; JP2019514013A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen bürstenloser Gleichstrommotor (1) als Außenläufer mit einer Auswerte- und Steuereinheit (7), einem Stator, einem Rotor, einer mitdrehenden Glocke (5) und einem Sensor (10), welcher einen Winkelstellung des Rotors bestimmt, sowie ein Verfahren zur Bereitstellung eines Winkelsignals. Hierbei ist auf der mitdrehenden Glocke (5) ein Target (20) mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Spur (22) aufgebracht und der Sensor (10) ist als Wirbelstromsensor mit mindestens einer Spule ausgeführt, wobei der Sensor (10) radial beabstandet zum Target (20) so angeordnet ist, dass die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22) die mindestens eine Spule zumindest teilweise überdeckt, wobei der Sensor (10) als Funktion der Überdeckung der mindestens einen Spule durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22) ein Winkelsignal bereitstellt, welches die absolute Winkelstellung des Rotors bis zu 360° eindeutig repräsentiert.

Description

Die Erfindung geht aus von einem bürstenlosen Gleichstrommotor oder einem Verfahren zur Bereitstellung eines Winkelsignals nach Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
Aus dem Stand der Technik sind bürstenlose Gleichstrommotoren als Außenläufer mit sensorgesteuerter und sensorloser Kommutierung bekannt. Bei der sensorgesteuerten Kommutierung wird eine Position des Rotors des Gleichstrommotors beispielsweise mit optischen Sensoren und/oder Hall-Sensoren gemessen, um entsprechend die Phasen eines Stators anzusteuern. Dies ermöglicht ein nahezu „ruckfreies“ Anfahren des Gleichstrommotors. Die Verwendung von magnetischen Sensoren legt die Doppelnutzung der Magnete der Permanenterregung als Sensormagnet nahe. Da im Normalfall immer nur zwei Wicklungen des mindestens dreiphasigen Statorsystems angesteuert werden, erfolgt die Bestimmung der Rotorposition bei der sensorlosen Kommutierung durch die induzierte Spannung in der gerade nicht angesteuerten Statorwicklung. Dieses Signal steht jedoch nur bei Bewegung des Rotors zur Verfügung. Das sensorlose Anfahren ist deshalb besonders kritisch. Häufig wird dazu der Motor mit einem festen Taktschema angefahren. Aufgrund der Unbestimmtheit der initialen Rotorlagen kann dies zu einem starken Ruckeln führen. Für zahlreiche Anwendungen ist dieses Verhalten nicht akzeptabel.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Servoantriebe mit bürstenlosen Gleichstrommotoren für Drosselklappen oder vergleichbare Systeme bekannt, deren Stellung über ein untersetztes Getriebe variiert wird. Zusätzlich zur Rotorlage für die Motorsteuerung wird hier die Position des Abtriebs als funktionaler Aspekt detektiert. Dazu ist ein zweiter Sensor erforderlich, weil die Übersetzung die Unterscheidung mehrerer (elektrischer/mechanischer) Umdrehungen erfordern würde. Die Verwendung des Sensors am Abtrieb für die Motorsteuerung ist problematisch, weil das Getriebespiel zu vergleichsweise großen Winkelfehlern bei Bestimmung der Rotorposition führen kann. Durch Verwendung von Motoren mit einer hohen Anzahl elektrischer Pole kann auf die mechanische Übersetzung teilweise verzichtet werden (Direktantrieb). Beim sensorlosen Betrieb und bei Verwendung von Magnetsensoren und Doppelnutzung der Permanenterregung entspricht die elektrische Phasenlage nicht der absoluten Position der Motorwelle.
Aus der EP 0856 720 A1 ist beispielsweise ein Lenkwinkelsensor zur Detektierung des Drehwinkels oder einer Drehwinkeländerung des Lenkrades eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem mittels eines elektromechanischen Bauteils ein vom Drehwinkel oder einer Drehwinkeländerung abhängiges elektrisches Signal erzeugt wird. Ein berührungsfreier Lenkwinkelsensor besteht aus einem, am Ende einer Lenkspindel angebrachten Dauermagneten, dessen Magnetisierungsachse senkrecht zur Achse der Lenkspindel liegt. Im Bereich des Dauermagneten befindet sich ein magnetfeldempfindlicher Sensor, der vorzugsweise aus Hallelementen in diskreter oder integrierter Form besteht.
Offenbarung der Erfindung
Der bürstenlose Gleichstrommotor mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das Verfahren zur Bereitstellung eines Winkelsignals mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 7 haben den Vorteil, dass durch die Funktionalisierung der mitdrehenden Glocke des bürstenlosen Gleichstrommotors zur Absolutwinkelbestimmung des Rotors mit Hilfe eines Wirbelstromsensors eine Kostenreduzierung und eine Bauraumverkleinerung ermöglicht werden. Der Sensor liefert ein Messsignal mit einer Eindeutigkeit bis zu 360° unabhängig von der Polpaarzahl des bürstenlosen Gleichstrommotors. Das Messsignal kann beispielsweise für die Kommutierung der Statorspulen verwendet werden, was insbesondere zum ruckfreien Anfahren in Elektrofahrzeugen unabdingbar ist. Bei Anwendungen, welche durch die Verwendung entsprechend drehmomentstarker Motoren auf eine mechanische Übersetzung verzichten können, kann der Sensor neben der Motorsteuerung auch zur Regelung des Abtriebs bzw. der Nutzfunktion verwendet werden. Es kann somit auf einen zweiten Sensor verzichtet werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen bürstenlosen Gleichstrommotor als Außenläufer zur Verfügung, welcher einen Stator, einen Rotor, eine mitdrehende Glocke und einen Sensor umfasst, welcher eine Winkelstellung des Rotors bestimmt. Hierbei ist auf der mitdrehenden Glocke ein Target mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Spur aufgebracht und der Sensor ist als Wirbelstromsensor mit mindestens einer Spule ausgeführt, wobei der Sensor radial beabstandet zum Target so angeordnet ist, dass die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur die mindestens eine Spule zumindest teilweise überdeckt, wobei der Sensor als Funktion der Überdeckung der mindestens einen Spule durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur ein Winkelsignal bereitstellt, welches die absolute Winkelstellung des Rotors bis zu 360° eindeutig repräsentiert.
Zudem wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines Winkelsignals vorgeschlagen, welches eine Winkelstellung eines Rotors eines bürstenlosen Gleichstrommotors repräsentiert, wobei der Gleichstrommotor als Außenläufer mit einer mitdrehenden Glocke ausgeführt ist. Hierbei wird das Winkelsignal als Funktion der Überdeckung von mindestens einer Spule eines als Wirbelstromsensor ausgeführten Sensors durch mindestens eine elektrisch leitfähige Spur eines Targets erzeugt, welches auf der mitdrehenden Glocke aufgebracht ist, wobei das Winkelsignal die absolute Winkelstellung des Rotors bis zu 360° eindeutig repräsentiert.
Der Kern der Erfindung ist das Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Spur auf der mitdrehenden Glocke des bürstenlosen Gleichstrommotors, das Anbringen eines entsprechenden Wirbelstromsensors zur Messung der Absolutwinkelposition und das Bereitstellen eines Winkelsignals, welches die Absolutwinkelposition repräsentiert. Das Winkelsignal kann zur Kommutierung der Statorspulen und/oder zur Regelung des Abtriebs eingesetzt werden.
Ausführungsformen der Erfindung benötigen im Vergleich zu Wellenendesensoren, welche die Länge des Gleichstrommotors vergrößern, weniger zusätzlichen Bauraum. Durch die eindeutige Bestimmung der absoluten Winkelstellung des Rotors im Bereich bis zu 360° können zusätzliche Sensoren an den angetriebenen Baugruppen, wie beispielsweise Klappen usw. eingespart werden. Des Weiteren ist durch die Umsetzung des Wirbelstromprinzips im Hinblick auf EMV eine robuste Messung unabhängig von statischen Magnetfeldern und Motorströmen möglich. Zudem ergibt sich durch das bereitgestellte Winkelsignal im Vergleich zu sensorlosen Verfahren eine bessere Regelung der Kommutierung.
Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät, insbesondere ein Motorsteuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.
Unter einem Sensor wird vorliegend eine Baueinheit verstanden, welche mindestens ein Sensorelement umfasst, welches eine physikalische Größe bzw. eine Änderung einer physikalischen Größe direkt oder indirekt erfasst und vorzugsweise in ein elektrisches Sensorsignal umwandelt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen bürstenlosen Gleichstrommotors und des im unabhängigen Patentanspruch 7 angegebenen Verfahrens zur Bereitstellung eines Winkelsignals möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Dicke und/oder eine Breite der mindestens einen elektrisch leitfähigen Spur über einen Umlauf von 360° variieren können, um die Messung zu erleichtern.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Gleichstrommotors kann der Sensor das Winkelsignal über eine Messung der Induktivität der mindestens einen Spule als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur erzeugen. Die mindestens eine Spule erzeugt Wirbelströme in der mindestens einen elektrisch leitfähigen Spur, welche eine winkelabhängige Änderung der Induktivität der mindestens einen Spule erzeugen. Diese Induktivitätsänderung kann in der Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise über einen LC-Schwingkreis mit Frequenzzähler oder mit einer LR-Verschaltung und Messung der Abklingzeit bestimmt werden. Alternativ kann der Sensor das Winkelsignal über eine induktive Kopplung zwischen mindestens zwei Spulen als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur erzeugen. Das alternative Auswertekonzept kann analog zu einem Transformator die Kopplung zwischen zwei Sensorspulen bei gleichzeitiger Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitende Spur ausnutzen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Gleichstrommotors kann die Auswerte- und Steuereinheit das Winkelsignal zur Kommutierung von Statorspulen und/oder zur Abtriebsregelung verwendet. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit das Winkelsignal an andere Fahrzeugsysteme und/oder Fahrzeugfunktionen ausgeben.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens zur Bereitstellung eines Winkelsignals kann das Winkelsignal über eine Messung der Induktivität der mindestens einen Spule als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur erzeugt werden. Alternativ kann das Winkelsignal über eine induktive Kopplung zwischen mindestens zwei Spulen als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur erzeugt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens zur Bereitstellung eines Winkelsignals kann das Winkelsignal zur Kommutierung von Statorspulen des bürstenlosen Gleichstrommotors und/oder zur Abtriebsregelung des bürstenlosen Gleichstrommotors verwendet und/oder an andere Fahrzeugsysteme und/oder Fahrzeugfunktionen ausgegeben werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen bürstenlosen Gleichstrommotors als Außenläufer.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines abgewickelten Targets, welches auf einer mitdrehenden Glocke des bürstenlosen Gleichstrommotors aus 1 aufgebracht ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines abgewickelten Targets, welches auf einer mitdrehenden Glocke des bürstenlosen Gleichstrommotors aus 1 aufgebracht ist.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines abgewickelten Targets, welches auf einer mitdrehenden Glocke des bürstenlosen Gleichstrommotors aus 1 aufgebracht ist.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen bürstenlosen Gleichstrommotors 1 als Außenläufer eine Auswerte- und Steuereinheit 7, einen nicht näher dargestellten Stator, einen nicht näher dargestellten Rotor, eine mitdrehende Glocke 5 und einen Sensor 10, welcher einen Winkelstellung des Rotors bestimmt. Hierbei ist auf der mitdrehenden Glocke 5 ein Target 20, 20A, 20B, 20C mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Spur 22, 22A, 22B, 22C aufgebracht und der Sensor 10 ist als Wirbelstromsensor mit mindestens einer Spule 12, 14 ausgeführt. Der Sensor 10 ist radial beabstandet zum Target 20, 20A, 20B, 20C so angeordnet, dass die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur 22, 22A, 22B, 22C die mindestens eine Spule 12, 14 zumindest teilweise überdeckt, wobei der Sensor 10 als Funktion der Überdeckung der mindestens einen Spule 12, 14 durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur 22, 22A, 22B, 22C ein Winkelsignal bereitstellt, welches die absolute Winkelstellung des Rotors bis zu 360° eindeutig repräsentiert.
Prinzipiell steuert die Auswerte- und Steuereinheit 7 zum Betrieb des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 mindestens drei Spulen des Stators derart an, dass ein magnetisches Drehfeld entsteht, welches einen zumeist permanent erregten Rotor antreibt (permanent erregter Synchronmotor). Dafür werden zumeist gleichzeitig zwei Spulen angesteuert und die dritte stromlos geschaltet. Um zu erkennen, welche zwei Spulen die gewünschte Drehmomentwirkung auf den Rotor haben, wird die Rotorposition ermittelt. Die Rotorposition wird bei anderen aus dem Stand der Technik bekannten Gleichstrommotoren beispielsweise über Hallsensoren, optische Sensoren oder sensorlos über die Auswertung der Induktionsspannung in der nicht genutzten Spule realisiert. Die sensorlose Ausführung wird in der Regel nur bei Anwendungen eingesetzt, bei welchen wenig Anfahrmoment benötigt wird und bei denen ein ruckfreies Anlaufen des Motors nicht zwangsläufig erforderlich is, wie beispielsweise beim Antrieb von Propellern. Bei Anwendungen, welche über ein Getriebe mit einem solchen bürstenlosen Gleichstrommotor verbunden sind, wird in den meisten Fällen eine direkte Lagemessung des Rotors durchgeführt. Die meisten Gleichstrommotoren verwenden eine Polpaarzahl Np größer als 1 (typischerweise 4 bis 12). Die elektrische Ansteuerung kommutiert somit innerhalb einer mechanischen Umdrehung vier- bzw. zwölfmal. Die Bestimmung der Winkelposition des Rotors mit einem Eindeutigkeitsbereich von 360° erlaubt durch Modulo-Division die Berechnung der elektrischen Phasenlage φ(e) nach folgender Gleichung (1). φ(e) = Mod(φ(abs),360°/Np) (1)
Hierbei repräsentiert φ(abs) die absolute Winkelstellung des Rotors und Np die Anzahl der Polpaare.
Ein Sensor mit einem kleineren Eindeutigkeitsbereich bzw. die sensorlose Bestimmung der Rotorlage erlaubt keine Extrapolation auf die absolute Lage des Rotors bzw. des Abtriebs. Es ist somit selbst bei Direktantrieben ohne Getriebe nicht möglich, das Rotorpositionssignal für die Regelung des Abtriebs zu verwenden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung funktionalisieren die sich mitdrehende Glocke 5 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 als Außenläufer dahingehend, dass eine Messung der Absolutwinkelposition mit einem Eindeutigkeitsbereich von 360° realisiert wird. Dazu wird an dem als Wirbelstromsensor ausgeführten Sensor 10 ein Target 20, 20A, 20B, 20C aus einem leitfähigen Material vorbeigeführt und erzeugt eine winkelabhängige Änderung der Induktivität der mindestens einen Sensorspule 12, 14. Diese kann von der Auswerte- und Steuereinheit 7 beispielsweise über einen LC-Schwingkreis mit Frequenzzähler oder mit einer LR-Verschaltung und Messung der Abklingzeit bestimmt werden. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen bildet das Target 20, 20A, 20B, 20C eine zylindrische Mantelfläche, welche auf die Außenseite der Glocke 5 aufgebracht ist, und umfasst jeweils zwei elektrisch leitfähige Spuren 22, 22A, 22B, 22C, welche die mindestens eine Spule 12, 14 in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Rotors bzw. der mitdrehenden Glocke 5 zumindest teilweise überdecken. Ein alternatives Auswertekonzept könnte auch die Kopplung zwischen zwei Sensorspulen 12, 14 bei gleichzeitiger Überdeckung durch das Target 20, 20A, 20B, 20C ermitteln.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, variiert eine Dicke und/oder eine Breite der mindestens einen elektrisch leitfähigen Spur 22, 22A, 22B, 22C über einen Umlauf von 360°. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen weist jedes Target 20, 20A, 20B, 20C zwei voneinander getrennte elektrisch leitfähige Spuren 22, 22A, 22B, 22C auf. Hierbei verläuft jeweils eine elektrisch leitfähige erste Spur 22.1, 22.1A, 22.1B, 22.1C am linken seitlichen Rand der zylindrischen Mantelfläche des Targets 20, 20A, 20B, 20C und jeweils eine elektrisch leitfähige zweite Spur 22.2, 22.2A, 22.2B, 22.2C am rechten seitlichen Rand der zylindrischen Mantelfläche des Targets 20, 20A, 20B, 20C.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, nimmt im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Targets 20 die Breite der ersten Spur 22.1 von oben nach unten ab und die Breite der zweiten Spur 22.2 von oben nach unten zu.
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, weisen die elektrischen Spuren 22A im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Targets 20A jeweils die Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf, wobei die Breite der ersten Spur 22.1A von oben nach unten abnimmt und die Breite der zweiten Spur 22.2A von oben nach unten zunimmt.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, weisen die elektrischen Spuren 22B im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel des Targets 20B jeweils die Form eines rechtwinkligen Dreiecks auf, wobei die Breite der ersten Spur 22.1B von oben nach unten zunimmt und die Breite der zweiten Spur 22.2B von oben nach unten abnimmt.
Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, weisen die elektrischen Spuren 22C im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel des Targets 20C analog zum dritten Ausführungsbeispiel jeweils die Form eines rechtwinkligen Dreiecks auf, wobei die Dreieckflächen der elektrischen Spuren 22C im vierten Ausführungsbeispiel größer als im dritten Ausführungsbeispiel sind. Hierbei nimmt die Breite der ersten Spur 22.1C von oben nach unten zu und die Breite der zweiten Spur 22.2C nimmt von oben nach unten ab.
Wie aus 2 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst der Sensor 10 in den dargestellten Ausführungsbeispielen zwei nebeneinander angeordnete Spulen 12, 14, so dass der Sensor 10 das Winkelsignal über eine Messung der Induktivitäten der beiden Spulen 12, 14 als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur 22, 22A, 22B, 22C erzeugt.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung eines Winkelsignals, welches eine Winkelstellung eines Rotors eines bürstenlosen Gleichstrommotors 1 repräsentiert, wobei der Gleichstrommotor 1 als Außenläufer mit einer mitdrehenden Glocke 5 ausgeführt ist, erzeugen das Winkelsignal als Funktion der Überdeckung von mindestens einer Spule 12, 14 eines als Wirbelstromsensor ausgeführten Sensors 10 durch mindestens eine elektrisch leitfähige Spur 22, 22A, 22B, 22C eines Targets 20, 20A, 20B, 20C, welches auf der mitdrehenden Glocke 5 aufgebracht wird, wobei das Winkelsignal die absolute Winkelstellung des Rotors bis zu 360° eindeutig repräsentiert. In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Winkelsignal über eine Messung der Induktivität der mindestens einen Spule 12, 14 als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur 22, 22A, 22B, 22C erzeugt.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in der Auswerte- und Steuereinheit 7 implementiert sein. Die Auswerte- und Steuereinheit 7 kann das Winkelsignal zur Kommutierung von Statorspulen des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 und/oder zur Abtriebsregelung des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 verwenden und/oder an andere Fahrzeugsysteme und/oder Fahrzeugfunktionen ausgegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0856720 A1 [0004]

Claims

Bürstenloser Gleichstrommotor (1) als Außenläufer mit einer Auswerte- und Steuereinheit (7), einem Stator, einem Rotor, einer mitdrehenden Glocke (5) und einem Sensor (10), welcher einen Winkelstellung des Rotors bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mitdrehenden Glocke (5) ein Target (20, 20A, 20B, 20C) mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Spur (22, 22A, 22B, 22C) aufgebracht ist und der Sensor (10) als Wirbelstromsensor mit mindestens einer Spule (12, 14) ausgeführt ist, wobei der Sensor (10) radial beabstandet zum Target (20, 20A, 20B, 20C) so angeordnet ist, dass die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22, 22A, 22B, 22C) die mindestens eine Spule (12, 14) zumindest teilweise überdeckt, wobei der Sensor (10) als Funktion der Überdeckung der mindestens einen Spule (12, 14) durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22, 22A, 22B, 22C) ein Winkelsignal bereitstellt, welches die absolute Winkelstellung des Rotors bis zu 360° eindeutig repräsentiert.
Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke und/oder eine Breite der mindestens einen elektrisch leitfähigen Spur (22, 22A, 22B, 22C) über einen Umlauf von 360° variiert.
Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) das Winkelsignal über eine Messung der Induktivität der mindestens einen Spule (12, 14) als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22, 22A, 22B, 22C) erzeugt.
Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) das Winkelsignal über eine induktive Kopplung zwischen mindestens zwei Spulen (12, 14) als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22, 22A, 22B, 22C) erzeugt.
Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (7) das Winkelsignal zur Kommutierung von Statorspulen und/oder zur Abtriebsregelung verwendet.
Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (7) das Winkelsignal an andere Fahrzeugsysteme und/oder Fahrzeugfunktionen ausgibt.
Verfahren zur Bereitstellung eines Winkelsignals, welches eine Winkelstellung eines Rotors eines bürstenlosen Gleichstrommotors (1) repräsentiert, wobei der Gleichstrommotor (1) als Außenläufer mit einer mitdrehenden Glocke (5) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelsignal als Funktion der Überdeckung von mindestens einer Spule (12, 14) eines als Wirbelstromsensor ausgeführten Sensors (10) durch mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22, 22A, 22B, 22C) eines Targets (20, 20A, 20B, 20C) erzeugt wird, welches auf der mitdrehenden Glocke (5) aufgebracht ist, wobei das Winkelsignal die absolute Winkelstellung des Rotors bis zu 360° eindeutig repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelsignal über eine Messung der Induktivität der mindestens einen Spule (12, 14) als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22, 22A, 22B, 22C) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelsignal über eine induktive Kopplung zwischen mindestens zwei Spulen (12, 14) als Funktion der Überdeckung durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Spur (22, 22A, 22B, 22C) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelsignal zur Kommutierung von Statorspulen des bürstenlosen Gleichstrommotors (1) und/oder zur Abtriebsregelung des bürstenlosen Gleichstrommotors (1) verwendet und/oder an andere Fahrzeugsysteme und/oder Fahrzeugfunktionen ausgegeben wird.