WO2012175239A1 - Verfahren zum ermitteln einer drehzahl einer einrichtung - Google Patents

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WO2012175239A1
WO2012175239A1 PCT/EP2012/057681 EP2012057681W WO2012175239A1 WO 2012175239 A1 WO2012175239 A1 WO 2012175239A1 EP 2012057681 W EP2012057681 W EP 2012057681W WO 2012175239 A1 WO2012175239 A1 WO 2012175239A1
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Jacek Wiszniewski
Kamil POGORZELSKI
Michael Maercker
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
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    • G01P3/489—Digital circuits therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a rotational speed of a device.
  • a period of revolution is conventionally measured at periodic intervals, from which a speed is determined at periodic intervals. It is also known to perform a count of pulses to determine the rotational speed which are generated by means of a speed sensor (such as a magnetic wheel) divided into segments (e.g., poles of the magnetic wheel). In this case, pulses are counted per defined times and the speed determined therefrom, taking into account a number of pole pairs of the electric motor. It is also known to determine times between the pulses, from which speeds are calculated.
  • a speed sensor such as a magnetic wheel
  • segments e.g., poles of the magnetic wheel
  • the said conventional methods all have a relatively rough resolution as a disadvantage. This is due in particular to the fact that rotational speed measurements of entire revolutions of a shaft of the electric motor are carried out to detect the rotational speed.
  • a time between two measurements may be greater than a time base of one revolution of the engine, for example, depending on a supply frequency of an electrical supply voltage.
  • the speed can not be accurately determined from the timing of a single tachometer segment (eg, a magnetic wheel) due to an asymmetrical division of a single segment (eg poles in a magnetic wheel).
  • the rotation time may be longer than a time base corresponding to a fixed time interval between the expected pulses.
  • no exact speed can be determined by means of the known methods described.
  • the object is achieved by means of a method for determining a rotational speed of a device, wherein the device has a rotational speed sensor, on which segments are arranged distributed over a radial circumference, the device having a substantially stationary sensor relative to the rotational speed sensor, comprising: - continuous determination of cycle times of all segments relative to the sensor,
  • rotational speeds of the device can advantageously be determined more accurately and more often than with the conventional methods, since the respectively last determined cycle times of all segments are used to determine a current value of the total rotational duration. This is because the total revolution time is determined after each pass of a segment in front of the sensor, whereby the speeds are determined much more often and more current. Thereby, it is advantageously possible to make a faster response to abrupt speed changes of the device.
  • the segments have different arc lengths.
  • the segments have different arc lengths.
  • the speed sensor is designed as a magnetic wheel, wherein a number of segments with a number of poles of the magnetic wheel correlates, wherein a number of segments is at most equal to the number of poles.
  • Figure 1 is a schematic representation of a segmented speed sensor of a device for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the speed sensor after a full
  • Fig. 3 is a schematic representation of the speed sensor after a segment-wise further rotation
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a (not shown) as a magnetic wheel 10 of an electric motor formed speed sensor, the magnetic wheel 10 evenly distributed on its radial circumference has eight poles 30.
  • Pole 30 corresponds structurally a magnetic pole with a magnetic north or south pole.
  • the magnetic wheel 10 may be formed, for example, as a fan magnetic wheel for an electric motor of a power tool.
  • the circumference of the magnetic wheel 10 with the poles 30 is divided into four individual arcuate segments A, B, C, D for reasons of rotational speed determination, two poles 30 each being assigned to one of the segments A, B, C, D.
  • a number of poles 30 correlate to a number of the segments A, B, C, D and must be at least two, wherein a number of the segments A, B, C, D may be at most equal to a number of the poles 30.
  • a number of the segments A, B, C, D are half as large as a number of the poles 30 (four segments, eight poles).
  • the segments A, B, C, D each have an equal arc length, but it is also possible that the segments A, B, C, D each have different arc lengths and so over the radial circumference of
  • Magnetic 10 are distributed.
  • a sensor 20 is arranged substantially stationary relative to the magnetic wheel 10.
  • the sensor 20 serves to detect passage times of the segments A, B, C, D in front of the sensor 20.
  • the sensor 20 is able to detect a beginning and an end of each segment A, B, C, D. (eg, by means of known optical or inductive encoder principles) and, as a result, to determine the time required for each segment A, B, C, D to completely pass by the sensor 20.
  • these times are referred to as cycle times of the segments A, B, C, D.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the magnetic wheel 10 after a first full revolution relative to the sensor 20, wherein the segments A, B, C, D are provided for a better understanding of the method according to the invention with indices.
  • A1 corresponds to a first completed revolution or forward movement of the segment A in front of the sensor 20.
  • B1 corresponds to a first completed revolution or passing movement of the segment B in front of the sensor 20.
  • C1 corresponds to a first completed revolution or passing movement of the segment C in front the sensor 20.
  • D1 corresponds to a first completed revolution or passing movement of the segment D in front of the sensor 20.
  • a direction of rotation of the magnet wheel 10 of the electric motor is indicated by a direction of rotation arrow indicated, wherein the inventive method is independent of the direction of rotation.
  • FIG. 3 shows in principle that a determination of a next revolution duration is carried out at a time t1 (subsequently the time t) when the magnetic wheel 10 has rotated further by one segment.
  • the further rotation corresponds to a segment of a quarter turn of the magnetic wheel 10.
  • the index of the segment A is increased by one to two.
  • the designation A2 should thus indicate that the passage time of the segment A has already been detected a second time in front of the sensor 20 and by means of the sensor 20. For this purpose, therefore, the segment A has already moved past the sensor 20 a second time.
  • a determination of a further revolution time is carried out at a time t2 (hereinafter t1), when the magnetic wheel 10 has in turn rotated by one segment (not shown). It is now to determine the total rotational speed of the magnet wheel 10, the most recent cycle time B2 of the segment B and the already detected cycle times of the segments C, D and A. used.
  • a further determination of the rotation time of the magnetic wheel 10 is carried out at a time t3 (hereinafter t2), when the magnetic wheel 10 has rotated further by one segment (not shown), so that now the current cycle time C2 of the segment C with to calculate the rotation time the already recorded cycle times of the segments D, A and B is used.
  • t3 D1 + A2 + B2 + C2 t3 Time of determination of the revolution time
  • a further determination of the revolution time is carried out at a time t4 (hereinafter t3), when the magnetic wheel 10 has rotated further by one segment, so that now to determine the rotation period of the magnetic wheel 10, the most recent cycle time D2 of the segment D with the already recorded cycle times the segments A, B and C is used.
  • t4 A2 + B2 + C2 + D2 (second revolution of the magnetic wheel 10 completed)
  • the determination of the rotation time of the magnetic wheel 10 is performed periodically at time intervals which corresponds in each case to a passage of a segment A, B, C, D in front of the sensor 20.
  • a respective currently determined cycle time of one of the segments A, B, C, D is used to detect the total revolution duration of all segments A, B, C, D or of the magnetic wheel 10 as partial revolution time.
  • a revolution duration or a rotational speed of the revolution duration can advantageously be determined considerably more often than by means of the abovementioned conventional methods. Therefore, a control of the electric motor can react much faster to abrupt speed changes. For example, it is advantageous
  • the implementation of the segments A, B, C, D in the electric motor can preferably take place by means of software for a control electronics, which advantageously no hardware changes to the electric motor are required.
  • a simple, inexpensive and quick change of lengths of the individual segments A, B, C, D is supported in this way.
  • the invention is for any type of electric motor with a magnetic wheel (armature / rotor), for example for a
  • Universal motor or for a brushless DC motor applicable is also very useful for any electric motor used in a power tool whose speed measurement is performed by means of internal electronics.
  • a segment-based rotation duration measurement for determining a rotational speed of a device wherein rotational times are determined periodically in segment passes corresponding time intervals. Due to the segment-wise detection of the revolution times, a higher sampling rate is achieved, as a result of which it is advantageously possible to carry out a speed calculation much more frequently. Compared to conventional With the same time base, advantageously much lower rotational speeds can be detected. Delayed control due to slow, outdated speed information is thus substantially eliminated. Safety features of the electric motor which require real-time speed information, such as kick-back detection in an electric tool, are favored according to the invention.

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Drehzahl einer Einrichtung vorgeschlagen, wobei die Einrichtung einen Drehzahlgeber aufweist, auf welchem über einen radialen Umfang verteilt Segmente angeordnet sind, wobei die Einrichtung relativ zum Drehzahlgeber einen im Wesentlichen ortsfesten Sensor aufweist, aufweisend: • - Kontinuierliches Ermitteln von Durchlaufzeiten aller Segmente relativ zum Sensor, • - Kontinuierliches Ermitteln von Umdrehungszeiten des Drehzahlgebers durch Summieren der Durchlaufzeiten aller Segmente über eine volle Umdrehung, und • - Kontinuierliches Ermitteln der Drehzahl aus den Umdrehungszeiten; wobei die Umdrehungszeiten nach jedem Durchlauf eines Segments relativ zum Sensor ermittelt werden, wobei zur Ermittlung jeder Umdrehungszeit die aktuellsten Durchlaufzeiten aller Segmente verwendet werden. Herstellungsbedingte Unterschiede in der Länge einzelner Segmente haben keinen negativen Einfluss auf die Berechnung der Geschwindigkeit, weil jeweils die Zeit für eine volle Umdrehung ausgewertet wird. Dennoch kann bei jedem Passieren eines Segments ein aktueller Geschwindigkeitswert ausgegeben werden.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Ermitteln einer Drehzahl einer Einrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Drehzahl einer Einrichtung.
Stand der Technik
Zu einer Drehzahlerfassung wird herkömmlicherweise in periodischen Abständen eine Umdrehungsdauer gemessen, aus der in periodischen Abständen eine Drehzahl ermittelt wird. Bekannt ist auch, zur Ermittlung der Drehzahl eine Zählung von Impulsen durchzuführen, die mittels eines Drehzahlgebers (wie z.B. ein Magnetrad), der in Segmente (z.B. Pole des Magnetrads) aufgeteilt ist, erzeugt werden. Dabei werden pro definierten Zeiten Impulse gezählt und daraus unter Berücksichtigung einer Polpaarzahl des Elektromotors die Drehzahl ermittelt. Es ist ferner auch bekannt, Zeiten zwischen den Impulsen zu ermitteln, aus denen Drehzahlen berechnet werden.
Die genannten herkömmlichen Verfahren weisen als Nachteil allesamt eine relativ grobe Auflösung auf. Dies liegt insbesondere daran, dass zur Erfassung der Drehzahl Umdrehungsdauermessungen ganzer Umdrehungen einer Welle des Elektromotors durchgeführt werden. Bei langsam drehenden Einrichtungen oder bei Einrichtungen, die rapiden Drehzahlschwankungen unterliegen, kann eine Zeit zwischen zwei Messungen größer sein als eine Zeitbasis einer Umdrehung des Motors, die beispielsweise von einer Speisefrequenz einer elektrischen Speisespannung abhängt. Dadurch kann beispielsweise eine Erkennung des ra- piden Drehzahlabfalls sowie eine entsprechende Regelung nachteiliger Weise verzögert sein. Ferner kann aus der Zeitmessung eines einzelnen Drehzahlgebersegments (z.B. bei einem Magnetrad) aufgrund einer unsymmetrischen Aufteilung eines einzelnen Segments (z.B. Pole bei einem Magnetrad) die Drehzahl nicht genau ermittelt werden. Im Falle, dass sich eine Einrichtung sehr langsam dreht, kann es sein, dass die Umdrehungszeit länger ist als eine Zeitbasis, die einem festen zeitlichen Abstand zwischen den erwarteten Impulsen entspricht. Nachteiliger Weise ist mittels der beschriebenen bekannten Verfahren keine genaue Drehzahl ermittelbar.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer Drehzahl bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens zum Ermitteln einer Drehzahl einer Einrichtung, wobei die Einrichtung einen Drehzahlgeber aufweist, auf welchem über einen radialen Umfang verteilt Segmente angeordnet sind, wobei die Einrichtung relativ zum Drehzahlgeber einen im Wesentlichen ortsfesten Sensor aufweist, aufweisend: - Kontinuierliches Ermitteln von Durchlaufzeiten aller Segmente relativ zum Sensor,
Kontinuierliches Ermitteln von Umdrehungszeiten des Drehzahlgebers durch Summieren der Durchlaufzeiten aller Segmente, und
Kontinuierliches Ermitteln der Drehzahl aus den Umdrehungszeiten; wo- bei die Umdrehungszeiten nach jedem Durchlauf eines Segments relativ zum Sensor ermittelt werden, wobei zur Ermittlung jeder Umdrehungszeit die aktuellsten Durchlaufzeiten aller Segmente verwendet werden.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können Drehzahlen der Einrichtung vorteilhaft genauer und öfter als mit den herkömmlichen Verfahren ermittelt werden, da zu einer Ermittlung eines aktuellen Werts der Gesamtumdrehungsdauer die jeweils zuletzt ermittelten Durchlaufzeiten aller Segmente verwendet werden. Dies liegt daran, dass die Gesamtumdrehungszeit nach jedem Durchlauf eines Segments vor dem Sensor ermittelt wird, wodurch auch die Drehzahlen wesent- lieh öfter und aktueller ermittelt werden. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, eine schnellere Reaktion auf abrupte Drehzahländerungen der Einrichtung vorzunehmen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Segmente unterschiedliche Bogenlängen aufweisen. Dadurch ist auch bei einer auf diese Weise gebildeten unsymmetrischen Ausbildung der Segmente eine genaue Erfassung der aktuellen Umdrehungsdauer bzw. Drehzahl der Einrichtung unterstützt. Das Verfahren ist somit vorteilhaft von einer konkreten Ausgestaltung der Segmentlängen unabhängig.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Drehzahlgeber als ein Magnetrad ausgebildet ist, wobei eine Anzahl der Segmente mit einer Anzahl von Polen des Magnetrads korreliert, wobei eine Anzahl der Segmente maximal gleich der Anzahl der Pole ist. Dadurch sind auf vorteilhafte Weise eine einfache Ausgestaltung und Anpassung des Verfahrens und eine hohe Genauigkeit der Drehzahlerfassung unterstützt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Segmente des Drehzahlgebers softwaretechnisch implementiert sind. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher Weise ohne jegliche Hardwareanpassungen der Einrichtung durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand dreier Figuren im Detail erläutert. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, um die erfindungswesentlichen Prinzipien zu erläutern. Konkrete Abmessungen, Konstruktionsmerkmale oder irgendwelche Parameter können den Figuren nicht entnommen werden.
In den Figuren zeigt:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung eines in Segmente unterteilten Drehzahlgebers einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung des Drehzahlgebers nach einer vollen
Umdrehung; und
Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung des Drehzahlgebers nach einer segmentweisen Weiterdrehung
Fig. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen als ein Magnetrad 10 eines Elektromotors (nicht dargestellt) ausgebildeten Drehzahlgeber, wobei das Magnetrad 10 auf seinem radialen Umfang gleichmäßig verteilt acht Pole 30 aufweist. Jeder der Pole 30 entspricht dabei in konstruktiver Hinsicht einem Magnetpol mit einem magnetischen Nord- oder Südpol. Das Magnetrad 10 kann beispielsweise als ein Lüfter-Magnetrad für einen Elektromotor eines Elektrowerkzeugs ausgebildet sein. Der Umfang des Magnetrads 10 mit den Polen 30 ist aus drehzahlermitt- lungstechnischen Gründen in vier einzelne, bogenförmige Segmente A, B, C, D unterteilt, wobei jeweils zwei Pole 30 einem der Segmente A, B, C, D zugeordnet sind. Eine Anzahl der Pole 30 korreliert mit einer Anzahl der Segmente A, B, C, D und muss mindestens zwei betragen, wobei eine Anzahl der Segmente A, B, C, D maximal gleich einer Anzahl der Pole 30 sein kann. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist eine Anzahl der Segmente A, B, C, D halb so groß wie eine Anzahl der Pole 30 (vier Segmente, acht Pole).
In der Figur weisen die Segmente A, B, C, D jeweils eine gleiche Bogenlänge auf, es ist jedoch auch möglich, dass die Segmente A, B, C, D jeweils unter- schiedliche Bogenlängen aufweisen und derart über den radialen Umfang des
Magnetrads 10 verteilt sind. Innerhalb des Elektromotors ist relativ zum Magnetrad 10 ein Sensor 20 im Wesentlichen ortsfest angeordnet. Der Sensor 20 dient zu einer Erfassung von Durchlaufzeiten der Segmente A, B, C, D vor dem Sensor 20. Zu diesem Zweck ist der Sensor 20 in der Lage, einen Anfang und ein Ende jedes Segments A, B, C, D zu detektieren (z.B. mittels bekannter optischer oder induktiver Geberprinzipien) und daraus resultierend die Zeit zu ermitteln, die jedes Segment A, B, C, D zu einer vollständigen Vorbeibewegung am Sensor 20 benötigt. Diese Zeiten werden im Kontext mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als Durchlaufzeiten der Segmente A, B, C, D bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung des Magnetrads 10 nach einer ersten vollen Umdrehung relativ zum Sensor 20, wobei die Segmente A, B, C, D zu einem besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Indizes versehen sind. Dabei entspricht A1 einer ersten vollendeten Umdrehung bzw. Vor- beibewegung des Segments A vor dem Sensor 20. B1 entspricht einer ersten vollendeten Umdrehung bzw. Vorbeibewegung des Segments B vor dem Sensor 20. C1 entspricht einer ersten vollendeten Umdrehung bzw. Vorbeibewegung des Segments C vor dem Sensor 20. D1 entspricht einer ersten vollendeten Umdrehung bzw. Vorbeibewegung des Segments D vor dem Sensor 20. Eine Drehrich- tung des Magnetrads 10 des Elektromotors ist durch einen Drehrichtungspfeil angedeutet, wobei das erfindungsgemäße Verfahren von der Drehrichtung unabhängig ist.
Zu einer Erfassung einer Gesamtumdrehungszeit bzw. -dauer des Magnetrads 10 wird erfindungsgemäß nunmehr in periodischen Abständen eine Summation von ermittelten Durchlaufzeiten jeweils aller Segmente A, B, C, D in folgender Weise durchgeführt: t = A1 + B1 + C1 + D1 (erste Umdrehung des Magnetrads 10 vollendet) t Zeitpunkt der Ermittlung der Umdrehungszeit
Fig. 3 zeigt prinzipiell, dass eine Ermittlung einer nächsten Umdrehungsdauer zu einem Zeitpunkt t1 (nachfolgend dem Zeitpunkt t) durchgeführt wird, wenn sich das Magnetrad 10 um ein Segment weitergedreht hat. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 entspricht die Weiterdrehung um ein Segment einer Vierteldrehung des Magnetrads 10. Dabei ist der Index des Segments A um eins auf zwei erhöht. Durch die Bezeichnung A2 soll also angedeutet werden, dass die Durchlaufzeit des Segments A vor dem Sensor 20 und mittels des Sensors 20 bereits ein zweites Mal erfasst worden ist. Zu diesem Zweck hat sich also das Segment A bereits ein zweites Mal vor dem Sensor 20 vorbeibewegt.
Es wird nunmehr zu einer Ermittlung der Umdrehungszeit des Magnetrads 10 also die aktuellste Durchlaufzeit A2 des Segments A und die bereits erfassten Durchlaufzeiten der Segmente B, C und D herangezogen. Dies lässt sich mathematisch in folgender Weise darstellen: t1 = B1 + C1 + D1 + A2 t1 Zeitpunkt der Ermittlung der Umdrehungszeit
Eine Ermittlung einer weiteren Umdrehungszeit wird zu einem Zeitpunkt t2 (nachfolgend t1 ) durchgeführt, wenn sich das Magnetrad 10 wiederum um ein Segment weitergedreht hat (nicht dargestellt). Es wird nunmehr zur Ermittlung der Gesamtumdrehungszeit des Magnetrads 10 die aktuellste Durchlaufzeit B2 des Segments B und die bereits erfassten Durchlaufzeiten der Segmente C, D und A verwendet. Die zum Zeitpunkt t2 ermittelte Umdrehungszeit lässt sich somit mathematisch in folgender Weise darstellen: t2 = C1 + D1 + A2 + B2 t2 Zeitpunkt der Ermittlung der Umdrehungszeit
Eine weitere Ermittlung der Umdrehungszeit des Magnetrads 10 wird zu einem Zeitpunkt t3 (nachfolgend t2) durchgeführt, wenn sich das Magnetrad 10 wiederum um ein Segment weitergedreht hat (nicht dargestellt), so dass nunmehr zur Berechnung der Umdrehungsdauer die aktuellste Durchlaufzeit C2 des Segments C mit den bereits erfassten Durchlaufzeiten der Segmente D, A und B herangezogen wird. Dies lässt sich mathematisch in folgender Weise darstellen: t3 = D1 + A2 + B2 + C2 t3 Zeitpunkt der Ermittlung der Umdrehungszeit
Eine weitere Ermittlung der Umdrehungszeit wird zu einem Zeitpunkt t4 (nachfolgend t3) durchgeführt, wenn sich das Magnetrad 10 wiederum um ein Segment weitergedreht hat, so dass nunmehr zur Ermittlung der Umdrehungsdauer des Magnetrads 10 die aktuellste Durchlaufzeit D2 des Segments D mit den bereits erfassten Durchlaufzeiten der Segmente A, B und C verwendet wird. Dies lässt sich mathematisch in folgender Weise darstellen: t4 = A2 + B2 + C2 + D2 (zweite Umdrehung des Magnetrads 10 vollendet) t4 Zeitpunkt der Ermittlung der Umdrehungszeit
Mittels des anhand der Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zwischen zwei Umdrehungen des Magnetrads 10 eine Umdrehungszeiterfassung bzw. Drehzahlmessung vier Mal erfolgt und damit wesentlich häufiger als bei den herkömmlichen Verfahren.
Es ist aus den obigen Erläuterungen also erkennbar, dass die Ermittlung der Umdrehungszeit des Magnetrads 10 periodisch in Zeitintervallen durchgeführt wird, die jeweils einem Durchlauf eines Segments A, B, C, D vor dem Sensor 20 entspricht. Dabei wird zu einer Erfassung der Gesamtumdrehungsdauer aller Segmente A, B, C, D bzw. des Magnetrads 10 als Teilumdrehungszeit eine jeweils aktuell ermittelte Durchlaufzeit eines der Segmente A, B, C, D verwendet.
Auf diese Weise kann - in Abhängigkeit von der Anzahl der Segmente - eine Umdrehungsdauer bzw. eine Drehzahl aus der Umdrehungsdauer vorteilhaft wesentlich öfter ermittelt werden als mittels der genannten herkömmlichen Verfahren. Deshalb kann auch eine Regelung des Elektromotors wesentlich schneller auf abrupte Drehzahländerungen reagieren. Vorteilhaft ist beispielsweise eine
Sicherheitsfunktionalität einer sogenannten Kick-Back-Erkennung, die einen rapiden Drehzahlabfall erkennt und eine Abschaltung des Elektromotors bzw. geeignete Regelungsschritte für den Elektromotor durchführt, sehr rasch möglich. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hat vorteilhaft eine unsymmetrische
Ausbildung der Polpaare 30 - und damit der Segmente A, B, C, D - keine nachteiligen Auswirkungen auf eine Genauigkeit der durchgeführten Drehzahlmessungen. Die Implementierung der Segmente A, B, C, D im Elektromotor kann vorzugsweise mittels Software für eine Steuerungselektronik erfolgen, wodurch vorteilhaft keinerlei hardwaremäßigen Änderungen am Elektromotor erforderlich sind. Eine einfache, kostengünstige und schnelle Änderung von Längen der einzelnen Segmente A, B, C, D ist auf diese Weise unterstützt. Die Erfindung ist für jede Art von Elektromotor mit einem Magnetrad (Anker/Läufer), beispielsweise für einen
Universalmotor oder für einen bürstenlosen Gleichstrommotor anwendbar. Insbesondere ist die Erfindung auch sehr nützlich für einen beliebigen Elektromotor, der in einem Elektrowerkzeug verwendet wird, dessen Drehzahlmessung mittels einer internen Elektronik durchgeführt wird.
Zusammenfassend wird eine segmentbasierte Umdrehungsdauermessung zum Ermitteln einer Drehzahl einer Einrichtung vorgeschlagen, wobei Umdrehungszeiten periodisch in Segmentdurchläufen entsprechenden Zeitabständen ermittelt werden. Aufgrund der segmentweisen Erfassung der Umdrehungszeiten wird ei- ne höhere Abtastrate erzielt, wodurch es vorteilhaft möglich ist, eine Drehzahlberechnung wesentlich häufiger durchzuführen. Gegenüber herkömmlichen Verfah- ren können bei gleicher Zeitbasis vorteilhaft wesentlich niedrigere Drehzahlen er- fasst werden. Eine verzögerte Regelung aufgrund von zu langsamer, veralteter Drehzahlinformation ist auf diese Weise im Wesentlichen ausgeschlossen. Sicherheitstechnische Merkmale des Elektromotors, die eine Drehzahlinformation in Echtzeit erfordern, wie zum Beispiel eine Kick-Back-Detektion bei einem Elek- trowerkzeug, werden erfindungsgemäß begünstigt.
Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass die beschriebenen Merkmale der Erfindung in fachmännischer Weise abgeändert und kombiniert werden können.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Ermitteln einer Drehzahl einer Einrichtung, wobei die Einrichtung einen Drehzahlgeber (10) aufweist, auf welchem über einen radialen Umfang verteilt Segmente (A,B,C,D) angeordnet sind, wobei die Einrichtung relativ zum Drehzahlgeber (10) einen im Wesentlichen ortsfesten Sensor (20) aufweist, aufweisend:
Kontinuierliches Ermitteln von Durchlaufzeiten aller Segmente (A,B,C,D) relativ zum Sensor (20),
Kontinuierliches Ermitteln von Umdrehungszeiten des Drehzahlgebers (10) durch Summieren der Durchlaufzeiten aller Segmente (A,B,C,D), und
Kontinuierliches Ermitteln der Drehzahl aus den Umdrehungszeiten; wobei
die Umdrehungszeiten nach jedem Durchlauf eines Segments (A,B,C,D) relativ zum Sensor (20) ermittelt werden, wobei zur Ermittlung jeder Umdrehungszeit die aktuellsten Durchlaufzeiten aller Segmente (A,B,C,D) verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Segmente (A,B,C,D) unterschiedliche Bogenlängen aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Drehzahlgeber (10) als ein Magnetrad ausgebildet ist, wobei eine Anzahl der Segmente (A,B,C,D) mit einer Anzahl von Polen (30) des Magnetrads korreliert, wobei die Anzahl der Segmente (A,B,C,D) maximal gleich der Anzahl der Pole (30) ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Segmente (A,B,C,D) des Drehzahlgebers (10) softwaretechnisch implementiert sind.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
6. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 5 in einem Elektromotor.
PCT/EP2012/057681 2011-06-24 2012-04-26 Verfahren zum ermitteln einer drehzahl einer einrichtung WO2012175239A1 (de)

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