DE102016223938A1 - Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors, insbesondere eines Resolvers, wobei während des Verfahrens eine Synchronisation der Phasenlagen einer Anregung (120) und eines Sinus-Spursignals (122) und eine Synchronisation der Phasenlagen der Anregung (120) und eines Cosinus-Spursignals (124) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisation der Phasenlagen der Anregung (120) und des Sinus-Spursignals (122) und die Synchronisation der Phasenlagen der Anregung (120) und des Cosinus-Spursignals (124) gleichzeitig und mittels einer Fensterfunktion zeitlich gefenstert erfolgen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors, insbesondere eines Resolvers, wobei während des Verfahrens eine Synchronisation der Phasenlagen einer Anregung und eines Sinus-Spursignals und eine Synchronisation der Phasenlagen der Anregung und eines Cosinus-Spursignals erfolgt.
• Aus der DE 10 2013 205 905 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Ansteuerung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem die Position eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird, wobei das von der Sensorik abgenommene Positionssignal von einer Auswerteeinheit ausgewertet wird, wobei das während einer Sinusansteuerung des Elektromotors von der Sensorik abgegebene Positionssignal mittels mindestens eines, während einer Blockansteuerung des Elektromotors erfassten Positionssignals plausibilisiert wird.
• Aus der DE 10 2013 208 986 A1 ist ein Magnetgeberring einer Rotorlagesensorik eines elektrisch kommutierten Motors bekannt, welcher drehfest mit einem Rotor des elektrisch kommutierten Motors verbunden ist und welcher eine vorgegebene Anzahl von Magnetpolen mit einer alternierenden Magnetisierungsrichtung aufweist, wobei jedes Magnetpolpaar mindestens eine Einbuchtung aufweist.
• Aus der DE 10 2013 211 041 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird und von einer Auswerteeinheit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird, wobei nach einer Erkennung einer Änderung des Positionssignals eine Kommutierung einer Ansteuerung des Elektromotors ausgelöst wird, wobei nach der Erkennung der Änderung des Positionssignals eine Bestimmung der aktuellen Position des Rotors ausgeführt wird, wobei die Kommutierung des Elektromotors in Abhängigkeit von der detektierten aktuellen Position des Rotors ausgelöst wird.
• Aus der DE 10 2013 213 948 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einem, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensor abgenommen wird, welches von einer Auswerteeinheit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird, wobei im Stillstand des Rotors dieser mit einer Spannung beaufschlagt wird und eine der Position des Rotors entsprechende Antwortreaktion einer Kommutierung des Elektromotors zugeordnet wird.
• Aus der DE 10 2013 222 366 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Ansteuerung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei welchem die Position eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird, wobei das von der Sensorik abgenommene Positionssignal von einer Auswerteeinheit ausgewertet wird, wobei das Positionssignal in Abhängigkeit von einer Übertragungsentfernung zwischen Sensorik und Auswerteeinheit bei kurzen Übertragungsentfernungen mittels eines SPI-Protokoll-Signals und/oder bei längeren Übertragungsentfernungen mittels eines PWM-Signals übertragen wird.
• Aus der DE 10 2012 220 629 A1 ist eine Rotorträgervorrichtung für eine einen Rotor und einen Stator aufweisende elektrische Maschine bekannt, mit einem auf einer Rotorwelle drehfest befestigbaren Rotorträgerelement, insbesondere drehfest befestigten Rotorträgerelement, an dessen Außenumfang der Rotor anordenbar ist, wobei ein axial am Rotorträgerelement angeordneter Blechring radial über den Außenumfang des Rotorträgerelements hinausragt und zu seiner dem Rotorträgerelement abgewandten Seite hin einen Kragen zur Aufnahme eines Resolvers der elektrischen Maschine ausbildet.
• Aus der DE 10 2012 205 024 A1 ist eine dynamoelektrische Maschine bekannt, aufweisend einen Stator, einem im Stator angeordneten und über einen Luftspalt von diesem beanstandeten Rotor, einem Resolver zur Bestimmung der Rotorlage und einem umformtechnisch hergestellten Resolverhalter zur Halterung eines Resolverstators des Resolvers, wobei der Resolver innerhalb des vom Rotor in axialer und radialer Richtung eingenommen Bauraums angeordnet ist.
• Aus der DE 100 36 090 B4 ist ein Verfahren zur Unterdrückung systematischer Fehler von inkrementellen Positions- oder Drehwinkelgebern mit mindestens zwei um einen Phasenwinkel verschobenen, näherungsweise sinusförmigen Spursignalen, bekannt, wobei die Länge des durch die Spursignale oder durch die korrigierten Spursignale beschriebenen komplexen Zeigers oder Größen, die mit diesen Längen in einem definierten funktionalen Zusammenhang stehen, mit dem Sinus oder Kosinus des doppelten Winkels, der durch die aktuelle Lage innerhalb einer Periode der Spursignale festgelegt ist, gewichtet werden und dass mit den so bestimmten Größen mittels eines Rechenwerks eine Korrektur der Amplitudenfehler oder mittels eines Rechenwerkes eine Korrektur der Winkelfehler vorgenommen wird.
• Typischerweise weisen Sinus-Cosinus-Rotationssensoren ein Sinus-Spursignal und Cosinus-Spursignal als Ausgangssignale auf. Durch die Auslegung und Fertigungsstreuungen von aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren sowie durch Bauteilstreuungen in der Signalaufbereitung und Analog-Digital-Wandlung entstehen winkelabhängige und statische Abweichungen in den Signalen. Bei variierenden mechanischen Fehlstellungen von Sensor-Stator zu Sensor-Rotor sowie bei Umgebungs- und Alterungseinflüssen auf die Elektronik entstehen außerdem dynamische Signalabweichungen während des Betriebs. Hierdurch ergeben sich Messabweichungen bei der Winkel-, Drehzahl- und Beschleunigungsbestimmung.
• In vielzähligen Anwendungsbereichen kommen Winkel- und Rotationssensoren zum Einsatz, welche analoge Sinus- und Cosinus-Ausgänge besitzen. Bei Resolvern werden die Ausgangssignale zusätzlich durch deren externe Anregung mit einer Trägerfrequenz moduliert. Zur Winkelbestimmung anhand der amplitudenmodulierten Resolver-Signale werden diese in der Regel demoduliert. Hierfür ist eine exakte Synchronisation mit dem Trägersignal für eine hohe Messgenauigkeit wichtig. Physikalisch bedingt wird diese Synchronisation jedoch durch drehzahlabhängige Signalverschiebungen des Resolvers erschwert. Die Winkelbestimmung mithilfe von Resolvern erfolgt in der Regel mit integrierten Bausteinen, wie beispielsweise dem AD2S1210 (Analog Devices: „AD2S1210, Variable Resolution, 10-Bit to 16-Bit R/D Converter with Reference Oscillator“, 2010, Datenblatt) oder dem Tamagawa Smartcoder (Tamagawa Seiki: „Smartcoder AU6803, AU6804 - Users Manual", 2012). Eine weitere Möglichkeit ist die Auswertung mit einem Mikroprozessor, wie beispielsweise mit dem Infineon Aurix (Infineon Technologies: „Aurix TriCore Brochure", Order Number: B158-I0090-V2-7600-EU-EC-P, 2016).
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors, insbesondere von Resolversignalen, zu verbessern.
• Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Dadurch, dass die Synchronisation der Phasenlagen der Anregung und des Sinus-Spursignals und die Synchronisation der Phasenlagen der Anregung und des Cosinus-Spursignals gleichzeitig und mittels einer Fensterfunktion zeitlich gefenstert erfolgen, werden Synchronisationsfehler unterdrückt.
• Das Verfahren kann eine geschlossene Phasenregelschleife (Phase-Lock-Loop / PLL) aufweisen. Das Verfahren kann eine modifizierte geschlossene Phasenregelschleife aufweisen. Die Modifikation kann darin bestehen, dass für beide Spursignale dieselbe Synchronisation verwendet wird und eine Fensterfunktion überlagert wird. Die Fensterfunktion ist vorzugsweise drehzahlabhängig.
• Ein erstes Zeitfenster kann durch zwei benachbarte Zeitpunkte ermittelt werden, in denen die Anregung zeitgleich mit dem Sinus-Spursignal einen Nulldurchgang hat. Ein erstes Zeitfenster kann durch zwei benachbarte Zeitpunkte ermittelt werden, in denen die Anregung zeitgleich mit einem normierten Sinus-Spursignal einen Nulldurchgang hat. Die Anregung kann in der Mitte des ersten Zeitfensters einen positiven Maximalwert aufweisen. Die normierte Spannung der Anregung kann in der Mitte des ersten Zeitfensters einen positiven Maximalwert aufweisen. Die Breite des ersten Zeitfensters kann eine halbe Periodendauer der Anregung betragen.
• Ein zweites Zeitfenster kann durch zwei benachbarte Zeitpunkte ermittelt werden, in denen die Anregung zeitgleich mit dem Cosinus-Spursignal einen Nulldurchgang hat. Ein zweites Zeitfenster kann durch zwei benachbarte Zeitpunkte ermittelt werden, in denen die Anregung zeitgleich mit einem normierten Cosinus-Spursignal einen Nulldurchgang hat. Die Anregung kann in der Mitte des zweiten Zeitfensters einen negativen Minimalwert aufweisen. Die normierte Spannung der Anregung kann in der Mitte des ersten Zeitfensters einen negativen Minimalwert aufweisen. Die Breite des zweiten Zeitfensters kann eine halbe Periodendauer der Anregung betragen.
• Ein um eine Drehachse drehendes Bauteil, dessen Drehzahl und/oder Winkelposition durch den Sinus-Cosinus-Rotationssensor ermittelt wird, kann ein Rotor sein. Der Rotor kann ein Rotor einer dynamoelektrischen Maschine sein. Der Rotor kann ein Rotor eines Elektromotors sein. Der Rotor kann ein Rotor eines kommutierten Elektromotors sein. Der Rotor kann ein Rotor eines Elektromotors in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeugs sein.
• Das um die Drehachse drehenden Bauteil, dessen Drehzahl und/oder Winkelposition durch den Sinus-Cosinus-Rotationssensor ermittelt wird, kann Bestandteil einer elektrischen Maschine sein. Die elektrische Maschine kann eine Synchronmaschine sein. Die elektrische Maschine kann eine bürstenlose Gleichstrommaschine sein. Die elektrische Maschine kann wenigstens eine Phase aufweisen. Die elektrische Maschine kann insbesondere drei Phasen aufweisen. Die elektrische Maschine kann wenigstens zwei Polpaare aufweisen. Die elektrische Maschine kann insbesondere vier bis vierzehn Polpaare, insbesondere fünf Polpaare oder elf Polpaare aufweisen. Die Drehstromwicklungen können zeitlich versetzt ansteuerbar sein, um ein bewegtes Antriebsfeld zu bilden, welches an einem permanenterregten Läufer ein Antriebsmoment bewirkt. Der Läufer kann sich in einem Betrieb zu einer Wechselspannung synchron bewegen. Die elektrische Maschine kann abhängig von einer Bewegungslage des Läufers, einer Bewegungsgeschwindigkeit des Läufers und/oder einem Bewegungsmoment kommutierbar sein. Eine Frequenz und/oder eine Amplitude kann abhängig von einer Bewegungslage des Läufers, einer Bewegungsgeschwindigkeit des Läufers und/oder einem Bewegungsmoment veränderbar sein. Die elektrische Maschine kann als Motor und/oder als Generator betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug dienen. Die elektrische Maschine kann zum Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen einer Reibungskupplungsvorrichtung dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen einer Hybridtrennkupplung dienen. Die Hybridtrennkupplung kann zum Verbinden einer elektrischen Maschine mit bzw. zum Trennen einer elektrischen Maschine von einem Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen eines hydrostatischen Kupplungsaktuators dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen eines Geberzylinders eines hydrostatischen Kupplungsaktuators dienen. Die elektrische Maschine kann zum Betätigen einer Getriebevorrichtung dienen. Die elektrische Maschine kann eine Rotationsmaschine sein, bei der der Läufer als Rotor ausgeführt ist und bei einem Betrieb eine Drehbewegung ausführt. Der Rotor kann hohlwellenartig ausgeführt sein. Die elektrische Maschine kann eine Linearmaschine sein, bei der der Läufer bei einem Betrieb eine Linearbewegung ausführt. Die elektrische Maschine kann blockkommutiert sein. Die elektrische Maschine kann eine baulich integrierte elektrische Steuereinrichtung aufweisen. Die elektrische Maschine kann mithilfe einer baulich gesonderten elektrischen Steuereinrichtung kontrollierbar sein. Die elektrische Maschine kann wenigstens eine elektrische Leistungsschnittstelle aufweisen. Die elektrische Maschine kann wenigstens eine elektrische Signalschnittstelle aufweisen. Die elektrische Maschine kann auch als Aktuator oder Aktor bezeichnet werden.
• Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann als ein Resolver ausgebildet sein. Als Resolver wird ein elektromagnetischer Messumformer zur Wandlung der Winkellage eines Rotors in eine elektrische Größe bezeichnet. Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann auf Basis des AMR-Effekts (Anisotroper magnetoresistiver Effekt) arbeiten. Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann auf Basis des GMR-Effekts (Riesenmagnetowiderstand) arbeiten. Der Sinus-Cosinus-Rotationssensor kann auf Basis des TMR-Effekts (Magnetischer Tunnelwiderstand) arbeiten.
• Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein verbessertes Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors Die Synchronisation zur Demodulation wird für beide Signale gleichzeitig und zeitlich gefenstert durchgeführt. Dadurch werden Synchronisationsfehler durch die Rotation unterdrückt. Die Erfindung kann bei allen Winkel-, Drehzahl- und Beschleunigungsmessungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen eingesetzt werden. Ein Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens zur verbesserten Synchronisation ist im Bereich der elektrischen Antriebe denkbar. Hierdurch ergeben sich Vorteile bei den Sensorkosten sowie beim Wirkungsgrad und der Regelgüte durch die verbesserte Messgenauigkeit. Mit der Erfindung wird somit ein verbessertes Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors zur Verfügung gestellt.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
• Es zeigen schematisch und beispielhaft:
• 1 eine schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Resolvers, und
• 2 ein Spannungs-Zeit-Diagramm, in dem eine Resolver-Synchronisation gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt ist.
• 1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Sinus-Cosinus-Rotationssensor, auch Quadratur-Sensor genannt, der vorliegend als ein Resolver 100 ausgeführt ist. Ein solcher Resolver 100 ist beispielsweise aus dem Datenblatt „AD2S1210, Variable Resolution, 10-Bit to 16-Bit R/D Converter with Reference Oscillator“ aus dem Jahr 2010 bekannt.
• Eine erste Statorwicklung 102 wird mit einer sinusförmigen ersten Wechselspannung 104 beaufschlagt. Die erste Wechselspannung 104 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t zu $$E_0\cdot sin\left(\omega t\right)$$

  

  mit E₀: Anregungsamplitude, ω: Anregungsfrequenz.
• Ein Rotor 106 weist gegenüber einer Referenzwinkellage 108 einen Drehwinkel 110 (Drehwinkel a) auf.
• Eine zweite Statorwicklung 112 liegt auf einer der ersten Statorwicklung 102 gegenüberliegenden Seite des Rotors 106. Eine dritte Statorwicklung 114 ist gegenüber der zweiten Statorwicklung 112 um 90 Grad gedreht angeordnet.
• Die erste Wechselspannung 104 erregt in der zweiten Statorwicklung 112 eine zweite Wechselspannung 116. Die zweite Wechselspannung 116 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t und des Drehwinkels 110 (Drehwinkel α) zu: $$E_0\cdot T\cdot sin\left(\omega t\right)\cdot cos\left(\alpha \right)$$

  

  mit E₀: Anregungsamplitude, ω: Anregungsfrequenz, T: Transformationsverhältnis. Die zweite Wechselspannung 116 wird vom Cosinus des Drehwinkels 110 (Drehwinkel a) moduliert.
• Die erste Wechselspannung 104 erregt in der dritten Statorwicklung 114 eine dritte Wechselspannung 118. Die dritte Wechselspannung 118 errechnet sich in Abhängigkeit der Zeit t und des Drehwinkels 110 (Drehwinkel α) zu: $$E_0\cdot T\cdot sin\left(\omega t\right)\cdot sin\left(\alpha \right)$$

  

  mit E₀: Anregungsamplitude, ω: Anregungsfrequenz, T: Transformationsverhältnis. Die dritte Wechselspannung 118 wird vom Sinus des Drehwinkels 110 (Drehwinkel α) moduliert.
• Die Amplituden der zweiten Wechselspannung 116 und der dritten Wechselspannung 118 sind somit abhängig von dem Drehwinkel 110 (Drehwinkel a) des Rotors 106. Ein zwischen dem Resolver 100 und einem System-Mikroprozessor angeordneter Resolver-Digital-Wandler (Analog-Digital-Wandler) nutzt die Sinus- und Cosinussignale der zweiten und dritten Wechselspannungen 116, 118 zum Dekodieren der Winkelposition und Drehzahl des Rotors 106.
• Diese zuvor beschriebene vereinfachte mathematische Beschreibungen der zweiten Wechselspannung 116 und der dritten Wechselspannung 118 sind ausschließlich im Stillstand näherungsweise korrekt. Abhängig von der Drehzahl des Rotors 106 ergeben sich durch die damit erzeugten Flussänderungen zusätzliche, bauteilabhängige Signalverschiebungen. Werden diese in der Signalauswertung nicht berücksichtigt, führt dies zu signifikanten Messabweichungen.
• Für die Winkelauswertung bei einem angeregten Sinus-Cosinus-Rotationssensor wird üblicherweise die Erregerfrequenz entfernt. Bei vorhandener mechanischer Rotation haben die Empfangssignale folgende Form mit den bauteilabhängigen Konstanten K1 und K2: $$K_1\text{sin}\left(\omega t\right)\cdot \text{sin}\left(\alpha \right)+K_2\text{cos}\left(\omega t\right)\cdot \text{cos}\left(\alpha \right)$$

  

  $$K_1\text{sin}\left(\omega t\right)\cdot \text{cos}\left(\alpha \right)+K_2\text{cos}\left(\omega t\right)\cdot \text{sin}\left(\alpha \right)$$

  
• Um die Signale zu demodulieren und den (unerwünschten) zweiten Summanden zu hochfrequenten Bereichen zu verschieben, muss auf den sin(ωt) Term synchronisiert werden. Dadurch erhalten die Signale die folgende Form und der Bereich um 2ωt kann durch Filterung entfernt werden: $$\frac{K_1}{2}\left(1-\text{cos}\left(2\omega t\right)\right)\cdot \text{sin}\left(\alpha \right)+\frac{K_2}{2}\text{sin}\left(2\omega t\right)\cdot \text{cos}\left(\alpha \right)$$

  

  $$\frac{K_1}{2}\left(1-\text{cos}\left(2\omega t\right)\right)\cdot \text{cos}\left(\alpha \right)+\frac{K_2}{2}\text{sin}\left(2\omega t\right)\cdot \text{sin}\left(\alpha \right)$$

  
• Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht, um bei der Synchronisation den Störeinfluss der Terme mechanischen Ursprungs zu minimieren, die Verwendung einer modifizierten geschlossenen Phasenregelschleife, auch Phase-Locked-Loop, kurz PLL, genannt, vor. Die Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass beide Ausgangssignale für dieselbe Synchronisation verwendet werden und eine drehzahlabhängige Fensterfunktion überlagert wird. Die Mitte der Fensterfunktion liegt dabei über dem Maximalwert des ersten Summanden und somit über dem Minimalwert des jeweils störenden zweiten Summanden.
• Durch die Demodulation mit dieser verbesserten Synchronisation können die resultierenden Sinus- und Cosinus-Ausgangssignale entsprechend dem bekannten Stand der Technik zur Winkelbestimmung weiterverarbeitet werden, beispielsweise mittels Nachführungsschleifen und atan2-Berechnungen.
• 2 zeigt ein Diagramm, in dem eine normierte Spannung der Anregung 120, eine normierte Spannung der Sinus-Spursignals 122, und eine normierte Spannung des Cosinus-Spursignals 124 über der Zeit 126 dargestellt sind und in dem erfindungsgemäß eine Fensterfunktion überlagert ist.
• Die Breite eines ersten Zeitfensters 128 beträgt eine halbe Periodendauer der normierten Spannung der Anregung 120. In der Mitte des ersten Zeitfensters 128 hat die normierte Spannung der Anregung 120 einen positiven Maximalwert und die normierten Spannung des Sinus-Spursignals 122 einen negativen Minimalwert. Die Lage des ersten Zeitfensters 128 ergibt sich durch zwei benachbarte Zeitpunkte, in denen die normierte Spannung der Anregung 120 zeitgleich mit der normierten Spannung der Sinus-Spursignals 122 einen Nulldurchgang hat.
• Die Breite eines zweiten Zeitfensters 130 beträgt eine halbe Periodendauer der normierten Spannung der Anregung 120. In der Mitte des zweiten Zeitfensters 130 hat die normierte Spannung der Anregung 120 einen negativen Minimalwert und die normierte Spannung des Cosinus-Spursignals 124 einen negativen Minimalwert. Die Lage des zweiten Zeitfensters 130 ergibt sich durch zwei benachbarte Zeitpunkte, in denen die normierte Spannung der Anregung 120 zeitgleich mit der normierten Spannung des Cosinus-Spursignals 124 einen Nulldurchgang hat.
• Wie zuvor beschrieben wird die Synchronisation zur Demodulation für beide Signale gleichzeitig und zeitlich gefenstert durchgeführt. Dadurch werden Synchronisationsfehler durch die Rotation unterdrückt.
• Bezugszeichenliste

100

Resolver

102

erste Statorwicklung

104

erste Wechselspannung

106

Rotor

108

Referenzwinkellage

110

Drehwinkel

112

zweite Statorwicklung

114

dritte Statorwicklung

116

zweite Wechselspannung

118

dritte Wechselspannung

120

Anregung, normierte Spannung der Anregung

122

Sinus-Spursignal, normierte Spannung des Sinus-Spursignals

124

Cosinus-Spursignal, normierte Spannung des Cosinus-Spursignals

126

Zeit

128

erstes Zeitfenster

130

zweites Zeitfenster

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102013205905 A1 [0002]
• DE 102013208986 A1 [0003]
• DE 102013211041 A1 [0004]
• DE 102013213948 A1 [0005]
• DE 102013222366 A1 [0006]
• DE 102012220629 A1 [0007]
• DE 102012205024 A1 [0008]
• DE 10036090 B4 [0009]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• Tamagawa Seiki: „Smartcoder AU6803, AU6804 - Users Manual“, 2012). Eine weitere Möglichkeit ist die Auswertung mit einem Mikroprozessor, wie beispielsweise mit dem Infineon Aurix (Infineon Technologies: „Aurix TriCore Brochure“, Order Number: B158-I0090-V2-7600-EU-EC-P, 2016 [0011]

Claims (10)

1. Verfahren zur Demodulation von Signalen eines Sinus-Cosinus-Rotationssensors, insbesondere eines Resolvers, wobei während des Verfahrens eine Synchronisation der Phasenlagen einer Anregung (120) und eines Sinus-Spursignals (122) und eine Synchronisation der Phasenlagen der Anregung (120) und eines Cosinus-Spursignals (124) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisation der Phasenlagen der Anregung (120) und des Sinus-Spursignals (122) und die Synchronisation der Phasenlagen der Anregung (120) und des Cosinus-Spursignals (124) gleichzeitig und mittels einer Fensterfunktion zeitlich gefenstert erfolgen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine geschlossene Phasenregelschleife aufweist.
3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine modifizierte geschlossene Phasenregelschleife aufweist.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fensterfunktion drehzahlabhängig ist.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Zeitfenster (128) durch zwei benachbarte Zeitpunkte, in denen die Anregung (120) zeitgleich mit dem Sinus-Spursignal (122) einen Nulldurchgang hat, ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die normierte Spannung der Anregung (120) in der Mitte des ersten Zeitfensters (128) einen positiven Maximalwert aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des ersten Zeitfensters (128) eine halbe Periodendauer der Anregung (120) beträgt.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Zeitfenster (130) durch zwei benachbarte Zeitpunkte, in denen die Anregung (120) zeitgleich mit dem Cosinus-Spursignal (124) einen Nulldurchgang hat, ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die normierte Spannung der Anregung (120) in der Mitte des zweiten Zeitfensters (130) einen negativen Minimalwert aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des zweiten Zeitfensters (130) eine halbe Periodendauer der Anregung (120) beträgt.

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