WO2013013733A1 - Elektrische maschine - Google Patents

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WO2013013733A1
WO2013013733A1 PCT/EP2012/002259 EP2012002259W WO2013013733A1 WO 2013013733 A1 WO2013013733 A1 WO 2013013733A1 EP 2012002259 W EP2012002259 W EP 2012002259W WO 2013013733 A1 WO2013013733 A1 WO 2013013733A1
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Andreas Apelsmeier
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Audi AG
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Audi AG
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    • G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
    • G01K13/08—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
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    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby

Definitions

  • the invention relates to an electric machine, in particular an electric motor, comprising a rotor and a stator.
  • the permanent magnets of the rotor are usually the most temperature-sensitive components, because even a short-term exceeding the Curie temperature of the magnetic material used to damage the magnets, in particular the loss of their magnetization leads.
  • a temperature monitoring of the rotor is appropriate.
  • the detection of the rotor temperature usually takes place in a test bench environment by means of temperature sensors.
  • the determination of the rotor temperature can be carried out using calculation methods, simulation methods, numerical modeling or from the operating variables determined by the electrical machine.
  • the invention is therefore based on the object to provide an electrical machine, with the cost and high accuracy, the detection of the rotor temperature is qualitatively and quantitatively possible.
  • an element arranged on the rotor is provided in an electrical machine of the type whose absorption coefficient for incident photons changes as a function of temperature, and an associated light-optical detection device which determines a measurement signal dependent on the instantaneous absorption coefficient of the element. which represents a measure of the element temperature.
  • the invention is based on the idea that only the detection signal reflected by an arranged element whose absorption coefficient for incident photons changes as a function of the temperature is detected and evaluated by an optical detection device.
  • the reflected light or the detection signal characteristically changes in response to this temperature rise.
  • the light directed to the element originates from at least one light source, the detected, reflected light or signal representing a measure of the element temperature and therefore a measure of the rotor temperature. Since these are optical processes, the temporal resolution can be significantly increased in contrast to the conventional sensors such as temperature sensors.
  • the element used may be a semiconductor element according to a first alternative.
  • the function of the electric machine according to the invention is based on the fact that during operation of an electrical machine heat is generated, whereupon the band gap (energy gap), which indicates the area between the conduction band and the valence band of a relevant, arranged semiconductor element, characteristically changes to temperature increases respectively temperature decreases. As the temperature increases, more and more electrons are raised from the valence band into the conduction band, causing a noticeable change in electrical conductivity.
  • the rotor temperature can thus be determined on the basis of the detection signal reflected by the semiconductor element.
  • thermochromic substance for example inorganic metal oxides or polymer blends, the molecules of which, when the temperature changes, have a specific molecular state characteristic of each material. If an increase in the temperature of the rotor occurs as a result of ongoing operation of the electric machine, the relevant molecules of the thermochromic layer change in such a way that a structural phase transition occurs in certain temperature ranges, which causes a different region of the spectrum to be absorbed. The remaining reflected light or temperature-dependent detection signal is now combined to form a new spectrum, which can be detected by a thermochromic temperature sensor, which also represents a measure of the rotor temperature.
  • a thermochromic temperature sensor which also represents a measure of the rotor temperature.
  • the element is a semiconductor element, wherein semiconductor elements have a band gap in the range of 0 to about 3 eV.
  • the semiconducting materials may consist of elements, compounds and alloys, wherein the element semiconductors are in the IV. Main group of the periodic table, such as C, Si or Ge. Also conceivable are compound semiconductors, to which elements of the III. and V. main group, such as GaAS or InSb. Other semiconductor types are conceivable.
  • the semiconductor element has at least one flat reflection surface, so that a good reflection is given, wherein other surface structures are also conceivable as long as they reflect the light originating from a light source.
  • a particularly good function of the electrical machine results when the semiconductor element is formed as a thin film or as a geometric component, for example in the form of a trapezoid, a pyramid or a prism.
  • the geometry of the semiconductor element is arbitrary and should be at least a portion of the light originating from a light source, e.g. B. from an LED, reflect. Since in the area between a rotor and a stator often only little space, it is expedient to apply the semiconductor element as a thin film on the rotor.
  • the layer can be applied by conventional processes, such as known from semiconductor technology, by means of a carrier material, such as a plastic adhesive tape, and thus arranged on the rotor.
  • the element is a temperature-sensitive coating, preferably a thermochromic polymer film, which is applied to the outer periphery of a portion of a rotor.
  • a thermochromic polymer film which is applied to the outer periphery of a portion of a rotor.
  • the inorganic metal oxides include, for example, zinc oxide, vanadium oxide or copper oxide, to the polymer blends, for example, polypropylene oxide.
  • these materials can be attached to the rotor with an adhesive bond.
  • thermochromic acting properties have been available on the market for a long time, which are available in powder or liquid form and can also be used. These can be applied to a rotor by brushing or rolling.
  • a temperature-sensitive layer it is also expedient for a temperature-sensitive layer to have a reflecting surface, so that the light originating from a light source can be reflected and detected by an optical detection device.
  • the semiconductor element or the temperature-sensitive coating can be arranged on the outer circumference of a rotor and / or on the rotor end face. Due to constructive conditions, the semiconductor element or the temperature-sensitive coating is preferably arranged on the outer circumference, so that with this arrangement of the semiconductor element or the temperature-sensitive coating, an illumination by means of a light source is well implemented.
  • the semiconductor element or the temperature-sensitive coating can also be arranged on the rotor end face. However, this only appears to be expedient in exceptional cases, since generally the rotor end face is arranged in a rotor housing and thus this is difficult to access for the light source and the light originating therefrom.
  • any distributions of the semiconductor elements or of the temperature-sensitive coatings on the first and / or second region of the rotor of the electric machine are possible. Furthermore, it is thus conceivable to use the detection signals originating from the two light sources as reference values in order to carry out a plausibility check relating to a rotor temperature.
  • two semiconductor elements or two temperature-sensitive coatings are arranged opposite to the outer circumference of the rotor and / or opposite to the rotor end face.
  • semiconductor elements are each offset by 90 ° to the outer circumference of the rotor and / or arranged on the rotor end face.
  • other angular ranges for example, 45 °, 30 °, etc., conceivable.
  • one of the detection of the rotational position of the rotor is formed by means of the light-optical detection device structuring.
  • the structuring has reflective surfaces, it being possible to conclude with the reflected light modulated by the structuring or the detection signals to a rotor position.
  • the structuring replaces digital, optical incremental encoders, which are currently used for detecting a rotor position.
  • the structuring on resolvers, which take up a large amount of space, are complex to manufacture and the EMC requirements (electromagnetic compatibility) only partially meet, also be waived.
  • the structuring for example, with depressions and elevations be formed, this z. For example, equidistant angles to one another.
  • the structuring and the semiconductor element or the temperature-sensitive coating are arranged in the same area of the rotor illuminated by the light source. Accordingly, it is expedient that a region of the rotor in which the structuring and the semiconductor element or the temperature-sensitive coating are arranged is illuminated. Due to this, the structuring and the semiconductor element or the temperature-sensitive coating pass through the light cone with each revolution of the rotor. The irradiation can be done, for example, stationary or pulsed.
  • the invention relates to a motor vehicle, comprising an electric machine comprising a rotor and a stator and an optical detection device with at least one light source of the type described above, wherein depending on the determined by the optical detection means, dependent on the instantaneous absorption of the element measurement signal, a rotor temperature and of the modulated by the structuring detection signal, a rotor position can be determined by the optical detection means. For example, a precise knowledge of the rotor position for the operation of an electric motor of crucial importance to start a motor without the addition of an auxiliary motor can.
  • Detecting the rotor temperature is useful in terms of damage to an electric machine because a user of the vehicle can turn off the machine before it overloads and incurs the associated damage such as damage to units, bearings or, in the worst case, destruction of the electrical machine.
  • the evaluation of the detected signals can be visually or visually displayed via a display device, for example a display, which is common in motor vehicles, in order to warn a user of an excessively high rotor temperature, so that the latter can react appropriately.
  • the advantage of this embodiment is that the light source and the optical detection device can be arbitrarily removed from the rotor, whereby the available space of the electric machine can be optimally utilized.
  • the optical detection device has a memory unit for the readable storage of data.
  • the storing of the detected and evaluated detection signals i. H. the data such as date, speed, operating condition, rotor temperature, etc. on a suitable disk, such.
  • a hard disk drive or flash memory devices On a hard disk drive or flash memory devices.
  • the archiving of the data can be stored in an area previously specially partitioned for this purpose in the data carrier and, for example, used in service checks of electrical machines as a data record for a diagnosis / evaluation.
  • Figure 1 is a schematic diagram of an electrical according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an electrical according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an electrical according to the invention
  • Figure 4 is a schematic diagram of an electrical according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an inventive electrical machine 1, wherein the individual components of the electric machine 1 such as housing, stator, etc. are not shown for clarity.
  • the electric machine 1 comprises a rotor 2, wherein the rotor 2 performs a rotational movement about a stationary axis 2a, as indicated by the rotation arrow D.
  • On the outer circumference of the rotor 2 are two opposite semiconductor elements 3, which are formed in the illustrated embodiment as prisms arranged.
  • a variation of the number of semiconductor elements 3 is possible, so that, for example, each offset to 90 ° semiconductor elements 3 are provided, as shown in dashed lines in Fig. 1.
  • a connection with the semiconductor elements 3 on the outer circumference of the rotor 2 can be achieved for example by working methods such as gluing, welding or soldering. Due to a temperature-induced change of a reflected detection signal 7 from the arranged on the rotor 2 semiconductor elements 3, it can be concluded that the current rotor temperature. This characteristic change of the detection signal 7 can be related to the Varshni formula and the Debye model. Thus, the rotor temperature can be determined wear-free and contactless.
  • a structuring 4 is applied on the outer circumference of the rotor 2, which has depressions and elevations here, wherein they have equidistant angles to one another.
  • the structuring 4 can be applied to the rotor 2 via conventional processes, for example by means of a carrier material in the form of a plastic adhesive tape.
  • the plastic adhesive tape has a structuring 4 of the type mentioned above.
  • the optical detection device 5 here formed, for example, with a spectral sensor 6, is used to detect a temperature-related change. tion of a reflected detection signal 7 from the semiconductor elements 3 arranged on the rotor 2 as well as for detection of the same, but due to the structuring 4 modulated detection signal 7, the detection of the temperature-induced signal change is a measure of the current rotor temperature and the detection of the modulation of the detection signal. 7 represents a measure of the rotor position.
  • the reflected light or detection signal 7 originates from a light source 8, which is here generated by an LED and irradiates the rotor.
  • the LED is arranged with respect to the semiconductor elements 3 or the structuring 4 in such a way that they are arranged in the same area 2b of the rotor 2 illuminated by the LED.
  • the light source 8 can illuminate the area 2b stationary or pulsed. Accordingly, the area 2b of the rotor in which the semiconductor elements 3 and the pattern 4 are arranged is illuminated, and the reflected light or detection signal 7, which changes depending on the rotor temperature or the semiconductor temperature as well as the rotor rotation, of the optical detection means 5 recorded.
  • the spectral sensor 6 and the optical detection device 5 may be realized in a single component, whereby space can be saved.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of an inventive electrical machine 1 according to FIG. 1, however, the optical detection device 5 detects the temperature-related change of a detection signal 7 with respect to a semiconductor element 3 which is arranged on the rotor end face 2c of the rotor 2 as well as a rotor position by means of a the structuring 4 applied to the rotor end surface 2c, the same laws apply as in Figure 1.
  • the modulation of the detection signal 7 is also a measure of the rotor position here
  • the detection of the reflected light from the semiconductor element 3 and the temperature-dependent Detection signal is a measure of the rotor temperature.
  • FIG. 2 in contrast to FIG.
  • FIG. 1 shows an optical detection device 5 with a sensor arranged therein, for example a spectral sensor 6 and a separate light source 8 separately from the optical detection device 5.
  • a respective light guide 9 is guided from the light source 8 and the optical detection device 5 to the rotor 2 arranged remotely. This alignment of the light guides 9 must be such that the semiconductor elements 3 and the structuring 4 are irradiated and the respective reflected light can be detected with the light guide 9 facing the optical detection device 5.
  • the structuring 4 can be arranged on the outer surface of the rotor 2 and the semiconductor elements 3 on the rotor end face 2c and vice versa.
  • the semiconductor element 3 and the structuring 4 can be arranged on the rotor end face 2c as well as on the outer circumference of the rotor 2.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an electrical machine 1 according to the invention of a third embodiment, wherein instead of a semiconductor element 3, a temperature-sensitive coating 10, here for example a thermochromic polymer film, on the outer circumference of a region 2b of the rotor 2, is irradiated by a light source 8, is applied. Also with respect to a rotor position determination in the same area 2b of the rotor 2, a structuring 4 is arranged, which is as described in Figures 1 and 2, formed.
  • a temperature-sensitive coating 10 here for example a thermochromic polymer film
  • the optical detection device 5 here exemplarily consisting of a thermochromic temperature sensor 11, serves to detect a temperature-induced spectral change of the light originating from the light source 8 as well as to detect the modulated light 4 due to the structuring light or detection signal 7, wherein the spectral change is a measure of the rotor temperature and the modulated detection signal 7 represents a measure of the rotor position.
  • the optical detection device tion 5 may be connected to a memory unit 12, which allows the storage of readable data, and this also applies to the other embodiments of Figures 1, 2 and 4 applies.
  • the storage and archiving of the detected detection signals 7 such as rotor temperature and rotor position as well as the storage and archiving of the detection information, ie the additional stored data, such.
  • the memory unit 12 may have an optical interface 14, such as a TOSLINK optical port, which allows communication in the form of image output on an external device 15, such as a monitor.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of an electrical machine 1 according to the invention in a fourth embodiment, which is essentially constructed like the electrical machine 1 in FIGS. 1-3, wherein two pairs of optical fibers 9a and 9b each consisting of two separate optical fibers 9 are provided are.
  • the light guides 9 are formed here, for example, as a glass conductor. As shown in the embodiment, a respective light guide 9 of the light guide pair 9a is guided by the light source 8 and the optical detection device 5 onto the outer periphery of the remotely located rotor 2 formed with two semiconductor elements 3 and a pattern 4.
  • a light guide 9 of the second light guide pair 9b is guided by the light source 8 and the optical detection device 5 onto the rotor end face 2c, which is likewise formed with two semiconductor elements 3 and a structuring 4.
  • the detection signals originating from the two supplied light guides 9 of the respective light guide pairs 9a and 9b as reference values in order to carry out a plausibility check.
  • the light originating from the light source 8 through the respective light guide 9 of the light guide pair 9a and 9b is connected to the respective associated light guide 9 of the light guide pair 9a and 9b ⁇ must be arranged so that the reflected light or detection signal 7 can be detected.
  • a rotor position of the rotor 2 is determined by another measured variable, for example by means of a changing depending on the rotor position machine inductance, only a temperature-sensitive coating 10 or at least one semiconductor element 3 to the rotor 2 to order, thus a rotor temperature of the rotor 2 to determine.
  • the selbigen conditions and variations apply, as they have already been described in the above figures 1-4.

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Abstract

Elektrische Maschine (1), insbesondere Elektromotor, umfassend einen Rotor (2) und einen Stator, wobei wenigstens ein am Rotor (2) angeordnetes Element vorgesehen ist, dessen Absorptionsgrad für einfallende Photonen sich in Abhängigkeit der Temperatur ändert und dass eine zugeordnete lichtoptische Erfassungseinrichtung (5) vorgesehen ist, die ein vom momentanen Absorptionsgrad des Elements abhängiges Messsignal (7) ermittelt, das ein Maß für die Elementtemperatur darstellt.

Description

Elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor, umfassend einen Rotor und einen Stator.
Bei elektrischen Maschinen sind die Permanentmagnete des Rotors üblicherweise die temperaturempfindlichsten Bauteile, weil eine auch nur kurzzeitige Überschreitung der Curie-Temperatur des verwendeten Magnetmaterials zur Schädigung der Magnete, insbesondere dem Verlust ihrer Magnetisierung, führt. Zum Schutz der Permanentmagnete ist daher eine Temperaturermittlung respektive eine Temperaturüberwachung des Rotors zweckmäßig. Bei elektrischen Maschinen findet die Erfassung der Rotortemperatur zumeist in einer Prüfstandsumgebung mittels Temperatursensoren statt. Des Weiteren kann die Erfassung der Rotortemperatur anhand Berechnungsmethoden, Simulationsmethoden, numerischen Modellbildungen oder aus den von der elektrischen Maschine ermittelten Betriebsgrößen erfolgen.
Nachteilig ist dabei jedoch, dass bei den oben genannten Methoden als auch bei den numerischen Modellbildungen keine allein ausreichende Vorhersage über den tatsächlichen thermischen Zustand des Rotors ermittelt werden kann. Dementsprechend - aufgrund der unzureichenden Genauigkeit bei der Erfassung der Rotortemperatur - wird ein Sicherheitsfaktor bzw. ein Temperaturpuffer gegen die Ungenauigkeit der erfassten Rotortemperatur verwendet. Dies hat zur Folge, dass elektrische Maschinen größer ausgelegt werden, was sich in Hinblick auf Materialkosten, höhere Bauraumbeanspruchung etc. als nachteilig erweist. Auch bei ermittelten Betriebsgrößen der elektrischen Maschine, beispielsweise einer von der magnetischen Flussverkettung abhängenden Rotortemperatur, besteht ein Problem, da es bei einer zu heißen elektrischen Maschine zu einer Entmagnetisierung der Mag- nete des Rotors und damit zu einer Änderung des magnetischen Flusses kommt, was zu einer falschen Berechnung der Rotortemperatur führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine anzugeben, mit der kostengünstig und mit hoher Genauigkeit die Erfassung der Rotortemperatur qualitativ und quantitativ möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß ein am Rotor angeordnetes Element vorgesehen, dessen Absorptionsgrad für einfallende Photonen sich in Abhängigkeit der Temperatur ändert, sowie eine zugeordnete lichtoptische Erfassungseinrichtung, die ein vom momentanen Absorptionsgrad des Elements abhängiges Messsignal ermittelt, das ein Maß für die Elementtemperatur darstellt.
Die Erfindung beruht auf der Idee, dass lediglich das von einem angeordneten Element, dessen Absorptionsgrad für einfallende Photonen sich in Abhängigkeit der Temperatur ändert, reflektierte Erfassungssignal von einer optischen Erfassungseinrichtung erfasst und ausgewertet wird. Da sich das Absorptionsvermögen von Photonen eines temperaturabhängigen Elements mit Temperaturanstieg erhöht, ändert sich infolge dessen das reflektierte Licht respektive das Erfassungssignal charakteristisch in Abhängigkeit zu diesem Temperaturanstieg. Dabei stammt das auf das Element gerichtete Licht von wenigstens einer Lichtquelle, wobei das erfasste, reflektierte Licht respektive Signal ein Maß für die Elementtemperatur und demnach ein Maß für die Rotortemperatur darstellt. Da es sich hierbei um optische Vorgänge handelt, kann die zeitliche Auflösung im Gegensatz zu den herkömmlichen Sensoren wie beispielsweise Temperatursensoren deutlich erhöht werden. Zusätzlich ist der Einfluss von elektromagnetischen Feldern, hervorgerufen durch die in den elektrischen Maschinen angeordneten Magneten und Spulen, auf das reflektierende Signal vernachlässigbar, was sich gerade im aktiven Bereich einer elektrischen Maschine als vorteilhaft in Hinblick auf die Messgenauigkeit erweist. Das verwendete Element kann nach einer ersten Alternative ein Halbleiterelement sein. Die Funktion der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine beruht darauf, dass während des Betriebs einer elektrischen Maschine Wärme entsteht, worauf sich die Bandlücke (Energielücke), die den Bereich zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband eines betreffenden, angeordneten Halbleiterelements angibt, charakteristisch zu Temperaturerhöhungen respektive Temperaturerniedrigungen ändert. Mit zunehmender Temperatur werden immer mehr Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband angehoben, womit eine merkliche Änderung der elektrischen Leitfähigkeit hervorgerufen wird. Nachdem die Absorption eines Photons mit der Anregung eines Elektrons vom Valenzband in das Leitungsband verbunden ist, kann hieraus ein Zusammenhang mit der elektrischen Leitfähigkeit hergestellt werden, wobei dieser widerum von der Temperatur abhängig ist. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Energie eines Photons die der Bandlücke übertreffen muss, da ansonsten das Photon nicht absorbiert werden kann. Unter Berücksichtigung geeigneter Auswertealgorithmen wie der Varshni- Formel und dem Debye-Modell lässt sich somit, ausgehend von dem von dem Halbleiterelement reflektierten Erfassungssignal, die Rotortemperatur ermitteln.
Gemäß einer weiteren Alternative kann anstelle eines Halbleiters ein thermochromer Stoff, beispielsweise anorganische Metalloxide oder Polymerblends verwendet werden, wobei dessen Moleküle bei wechselnder Temperaturänderung einen bestimmten, für jedes Material, charakteristischen Molekülzustand aufweisen. Kommt es nun in Folge eines laufenden Betriebs der elektrischen Maschine zu einer Temperaturerhöhung des Rotors, ändern sich die betreffenden Moleküle der thermochromen Schicht derart, dass in bestimmten Temperaturbereichen ein struktureller Phasenübergang auftritt, welcher dazu führt, dass ein anderer Bereich des Spektrums absorbiert wird. Das verbleibende reflektierte Licht respektive temperaturabhängige Erfassungssignal setzt sich nun zu einem neuen Spektrum zusammen, welches von einem thermochromen Temperatursensor erfasst werden kann, wobei dies ebenfalls ein Maß für die Rotortemperatur darstellt. Somit wird durch die erfindungsgemäße elektrische Maschine auf einfache Weise die Rotortemperatur einer elektrischen Maschine kostengünstig und genau ermittelt.
Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine wird es bevorzugt, dass das Element ein Halbleiterelement ist, wobei Halbleiterelemente eine Bandlücke im Bereich von 0 bis ca. 3 eV besitzen. Die halbleitenden Materialien können aus Elementen, Verbindungen und Legierungen bestehen, wobei die Elementhalbleiter in der IV. Hauptgruppe des Periodensystems stehen, wie beispielsweise C, Si oder Ge. Ferner denkbar sind ebenfalls Verbindungshalbleiter, zu denen Elemente der III. und V. Hauptgruppe, wie GaAS oder InSb, zählen. Weitere Halbleiterarten sind denkbar.
Weiterhin kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass das Halbleiterelement wenigstens eine ebene Reflexionsfläche aufweist, sodass eine gute Reflexion gegeben ist, wobei andere Oberflächenstrukturen ferner denkbar sind, solange sie das von einer Lichtquelle stammende Licht reflektieren.
Eine besonders gute Funktion der elektrischen Maschine ergibt sich, wenn das Halbleiterelement als Dünnschicht oder als geometrisches Bauteil, beispielsweise in Form eines Trapezes, einer Pyramide oder eines Prismas ausgebildet ist. Die Geometrie des Halbleiterelements ist frei wählbar und sollte wenigstens einen Teil des von einer Lichtquelle stammenden Lichts, z. B. von einer LED, reflektieren. Da im Bereich zwischen einem Rotor und einem Stator oftmals nur wenig Platz besteht, ist es zweckmäßig, das Halbleiterelement als Dünnschicht auf den Rotor aufzubringen. Dabei kann die Schicht über herkömmliche Prozesse, wie beispielsweise aus der Halbleitertechnik bekannt, mittels einem Trägermaterial wie etwa einem Kunststoffklebeband, aufgetragen und so am Rotor angeordnet werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann wie beschrieben vorgesehen sein, dass das Element eine temperatursensitive Beschichtung ist, vorzugsweise eine thermochrome Polymerfolie, die am Außenumfang eines Bereichs eines Rotors aufgebracht ist. Zu den typischen Materialien zählen dabei Flüssigkeitskristalle mit thermochromen Eigenschaften, die beim Erwärmen nicht direkt vom kristallinen in den flüssigen Zustand übergehen, somit anorganische Metalloxide und Polymerblends. Zu den anorganischen Metalloxiden zählen etwa Zinkoxid, Vanadiumoxid oder Kupferoxid, zu den Polymerblends beispielsweise Polypropylenoxid. Diese Materialien können unter anderem mit einer Klebeverbindung auf den Rotor angebracht werden. Auch sind seit längerer Zeit Lacksysteme mit thermochromen wirkenden Eigenschaften auf dem Markt verfügbar, die in Pulverform oder in flüssiger Form erhältlich sind und ebenfalls angewandt werden können. Diese sind durch Streichen oder Rollen auf einen Rotor auftragbar. Hierbei ist es ebenfalls wie bei den Halbleiterelementen zweckdienlich, dass eine temperatursensitive Schicht eine reflektierende Oberfläche aufweist, sodass das von einer Lichtquelle stammende Licht reflektiert und von einer optischen Erfassungseinrichtung erfasst werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann das Halbleiterelement oder die temperatursensitive Beschichtung am Außenumfang eines Rotors und/oder auf der Rotorstirnfläche angeordnet sein. Aufgrund konstruktiver Bedingungen ist das Halbleiterelement oder die temperatursensitive Beschichtung bevorzugt am Außenumfang angeordnet, sodass mit dieser Anordnung des Halbleiterelements oder der temperatursensitiven Beschichtung ein Anleuchten mittels einer Lichtquelle gut umsetzbar ist. Selbstverständlich kann das Halbleiterelement oder die temperatursensitive Beschichtung auch auf der Rotorstirnfläche angeordnet sein. Dies erscheint jedoch nur in Ausnahmefällen als sinnvoll, da generell die Rotorstirnfläche in einem Rotorgehäuse angeordnet ist und somit diese für die Lichtquelle und das davon stammende Licht nur schwer zugänglich ist. Ebenfalls ist es denkbar, dass zwei Lichtquellen, wobei die erste Lichtquelle den ersten Bereich, nämlich die Rotorstirnfläche, infolgedessen die zweite Lichtquelle den zweiten Bereich, den Außenumfang, anstrahlen. Dadurch ist mit mehreren Lichtquellen eine Erfassung der zeitgleich ermittelten Signale aufgrund einer Temperaturveränderung an mehreren, in Umfangsrichtung auf der Außenfläche oder in Längsrichtung auf der Rotorstirnfläche, angeordneten Stellen betreffend der Halbleiterelemente respektive der temperatursensitiven Beschich- tungen, möglich. Dies kann vor allem dann zweckmäßig sein, falls eine zum Halbleiterelement oder zur temperatursensitiven Beschichtung ausgerichtete Lichtquelle aufgrund eines technischen Defekts ausfällt. Sonach kann eine Ermittlung der Rotortemperatur weiterhin bestehen. Natürlich sind beliebige Verteilungen der Halbleiterelemente bzw. der temperatursensitiven Be- schichtungen auf dem ersten und/oder zweiten Bereich des Rotors der elektrischen Maschine möglich. Des Weiteren ist es somit denkbar, die von den zwei Lichtquellen stammenden Erfassungssignale als Referenzwerte zu verwenden, um damit eine Plausibilitätskontrolle betreffend einer Rotortemperatur durchzuführen.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass zwei Halbleiterelemente oder zwei temperatursensitive Beschichtungen gegenüberliegend am Außenumfang des Rotors und/oder gegenüberliegend auf der Rotorstirnfläche angeordnet sind. Selbstverständlich können auch weitere Variationen vorliegen, beispielsweise sind Halbleiterelemente jeweils zueinander um 90° versetzt am Außenumfang des Rotors und/oder auf der Rotorstirnfläche angeordnet. Natürlich sind auch andere Winkelbereiche, beispielsweise 45°, 30° etc., denkbar.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass am Rotor eine der Erfassung der Drehlage des Rotors mittels der lichtoptischen Erfassungseinrichtung dienende Strukturierung ausgebildet ist. Dabei wird es besonders bevorzugt, dass die Strukturierung reflektierende Flächen aufweist, wobei mit dem von der Strukturierung modulierten, reflektierten Licht respektive den Erfassungssignalen auf eine Rotorlage geschlossen werden kann. Demnach ersetzt die Strukturierung digitale, optische Inkrementalgeber, die aktuell für eine Erfassung einer Rotorlage eingesetzt werden. Des Weiteren kann mit der Strukturierung auf Resolver, welche einen hohen Platzbedarf in Anspruch nehmen, aufwendig zu fertigen sind und den EMV-Anforderungen (Elektromagnetische Verträglichkeit) nur bedingt gerecht werden, ebenfalls verzichtet werden. Dabei kann bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine die Strukturierung beispielsweise mit Vertiefungen und Erhöhungen ausgebildet sein, wobei diese z. B. äquidistante Winkel zueinander aufwei- sen.
Auch kann es bei der elektrischen Maschine bevorzugt sein, dass die Strukturierung und das Halbleiterelement oder die temperatursensitive Beschichtung im gleichen von der Lichtquelle beleuchteten Bereich des Rotors angeordnet sind. Demnach ist es zweckmäßig, dass ein Bereich des Rotors, in dem die Strukturierung und das Halbleiterelement oder die temperatursensitive Beschichtung angeordnet sind, beleuchtet wird. Aufgrund dessen läuft bei jeder Umdrehung des Rotors die Strukturierung und das Halbleiterelement oder die temperatursensitive Beschichtung durch den Lichtkegel hindurch. Dabei kann die Bestrahlung beispielsweise stationär oder pulsförmig erfolgen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine umfassend einen Rotor und einen Stator und eine optische Erfassungseinrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle der vorstehend beschriebenen Art, wobei in Abhängigkeit des von der optischen Erfassungseinrichtung ermittelten, vom momentanen Absorptionsgrad des Elements abhängigen Messsignals eine Rotortemperatur und des von der Strukturierung modulierten Erfassungssignals eine Rotorlage seitens der optischen Erfassungseinrichtung ermittelbar sind. Beispielsweise ist eine genaue Kenntnis der Rotorlage für den Betrieb eines Elektromotors von entscheidender Bedeutung, um einen Motor ohne Hinzunahme eines Hilfsmotors starten zu können. Die Erfassung der Rotortemperatur ist hinsichtlich eines Schadens einer elektrischen Maschine zweckdienlich, da ein Benutzer des Fahrzeugs die Maschine ausschalten kann, bevor diese überlastet und die damit verbundenen Schäden eintreten, wie eine Beschädigung von Einheiten, Lagern oder im schlimmsten Fall die Zerstörung der elektrischen Maschine. Somit kann eine längere Lebensdauer der elektrischen Maschine ermöglicht werden. Beispielhaft kann über eine in Kraftfahrzeugen übliche Anzeigevorrichtung, beispielsweise einem Display, die Auswertung der erfassten Signale optisch respektive visuell dargestellt werden, um einen Benutzer von einer zu hohen Rotortemperatur zu warnen, sodass dieser angemessen reagieren kann. Es ist ferner alternativ denkbar, von der entfernt zum Rotor angeordneten optischen Erfassungseinrichtung wenigstens eine Lichtleiterfaser, insbesondere eine Glasfaser, zum Rotor zu führen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Lichtquelle und die optische Erfassungseinrichtung beliebig zum Rotor entfernt sein können, womit der von der elektrischen Maschine vorhandene Bauraum optimal ausgenutzt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die optische Erfassungseinrichtung eine Speichereinheit zum auslesbaren Speichern von Daten auf. Vorteilhafterweise kann das Speichern der erfassten und ausgewerteten Erfassungssignale, d. h. der Daten wie beispielsweise Datum, Drehzahl, Betriebszustand, Rotortemperatur etc. auf einen geeigneten Datenträger, wie z. B. auf einen Festplattenlaufwerk oder auf Flashspeichergeräten, gespeichert werden. Die Archivierung der Daten kann in einen in dem Datenträger vorher eigens dafür partitionierten Bereich abgespeichert und beispielsweise bei Service-Checks von elektrischen Maschinen als Datensatz für eine Diagnose/Auswertung herangezogen werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen
Maschine;
Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen
Maschine einer zweiten Ausführungsform;
Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen
Maschine einer dritten Ausführungsform; und
Figur 4 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen
Maschine einer vierten Ausführungsform. Figur 1 zeigt als Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 , wobei die einzelnen Komponenten der elektrischen Maschine 1 wie Gehäuse, Stator etc. der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt sind. Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Rotor 2, wobei der Rotor 2 eine Rotationsbewegung um eine ortsfeste Achse 2a ausführt, wie dies durch den Drehpfeil D angedeutet wird. Auf dem Außenumfang des Rotors 2 sind zwei gegenüberliegende Halbleiterelemente 3, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Prismen ausgebildet sind, angeordnet. Ebenso ist eine Variation der Anzahl von Halbleiterelementen 3 möglich, sodass beispielsweise jeweils zu 90° versetzt Halbleiterelemente 3 vorgesehen sind, wie dies in gestrichelter Weise in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Verbindung mit den Halbleiterelementen 3 auf den Außenumfang des Rotors 2 kann beispielsweise durch Arbeitsverfahren wie Kleben, Schweißen oder Löten erreicht werden. Aufgrund einer temperaturbedingten Änderung eines reflektierten Erfassungssignals 7 von den an dem Rotor 2 angeordneten Halbleiterelementen 3, kann auf die momentane Rotortemperatur geschlossen werden. Diese charakteristische Änderung des Erfassungssignals 7 lässt sich mit der Varshni-Formel und dem Debye-Modell in Verbindung setzen. Somit kann die Rotortemperatur verschleißfrei und berührungslos ermittelt werden.
Ebenfalls ist auf dem Außenumfang des Rotors 2 eine Strukturierung 4 aufgebracht, die hier Vertiefungen und Erhöhungen aufweist, wobei diese äqui- distante Winkel zueinander aufweisen. Die Strukturierung 4 kann über herkömmliche Prozesse, beispielsweise mit Hilfe eines Trägermaterials in Ausgestaltung eines Kunststoffklebebands, auf dem Rotor 2 aufgebracht werden. Dabei weist zweckmäßigerweise das Kunststoffklebeband eine Strukturierung 4 der oben genannten Art auf. Mittels dieser kann die Rotorlage bestimmt werden, da aufgrund der Strukturierung 4 eine Modulation des Erfassungssignals 7 stattfindet, die sich in Abhängigkeit zu einer Rotorlage ändert, welches von einer optischen Erfassungseinrichtung 5 ermittelbar ist.
Die optische Erfassungseinrichtung 5, hier beispielsweise ausgebildet mit einem Spektralsensor 6, dient zur Erfassung einer temperaturbedingten Än- derung eines reflektierten Erfassungssignals 7 von den an dem Rotor 2 angeordneten Halbleiterelementen 3 als auch zur Erfassung des selbigen, jedoch aufgrund der Strukturierung 4 modulierten Erfassungssignals 7, wobei die Erfassung der temperaturbedingten Signaländerung ein Maß für die momentane Rotortemperatur sowie die Erfassung der Modulation des Erfassungssignals 7 ein Maß für die Rotorlage darstellt. Das reflektierte Licht respektive Erfassungssignal 7 stammt von einer Lichtquelle 8, das hier von einer LED erzeugt wird und den Rotor bestrahlt. Dabei ist die LED in Bezug auf die Halbleiterelemente 3 respektive der Strukturierung 4 derart angeordnet, dass diese im gleichen von der LED beleuchteten Bereich 2b des Rotors 2 angeordnet sind. Die Lichtquelle 8 kann dabei den Bereich 2b stationär oder pulsförmig beleuchten. Demnach wird der Bereich 2b des Rotors, in dem die Halbleiterelementen 3 und die Strukturierung 4 angeordnet sind, ausgeleuchtet, und das reflektierte Licht respektive Erfassungssignal 7, welches sich in Abhängigkeit der Rotortemperatur bzw. der Halbleitertemperatur wie auch der Rotordrehung ändert, von der optischen Erfassungseinrichtung 5 erfasst.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung können der Spektralsensor 6 und die optische Erfassungseinrichtung 5 in einem einzigen Bauteil realisiert sein, wodurch Bauraum eingespart werden kann. Eine Rückmeldung dieser Information bzw. Informationen, betreffend der ermittelten Rotortemperatur und Lage, insbesondere der Rotortemperatur, kann beispielsweise über ein visuelles Anzeigegerät, z. B. ein Display erfolgen.
Figur 2 zeigt als Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 entsprechend Figur 1 , allerdings erfasst die optische Erfassungseinrichtung 5 die temperaturbedingte Änderung eines Erfassungssignals 7 bzgl. eines Halbleiterelements 3, welches auf der Rotorstirnfläche 2c des Rotors 2 angeordnet ist als auch eine Rotorlage, mittels einer auf der Rotorstirnfläche 2c aufgebrachten Strukturierung 4, wobei die gleichen Gesetzmäßigkeiten wie in Figur 1 gelten. Infolgedessen stellt die Modulation des Erfassungssignals 7 auch hier ein Maß für die Rotorlage dar, die Erfassung des von dem Halbleiterelement 3 reflektierten Lichts respektive des temperaturabhängigen Erfassungssignals ein Maß für die Rotortemperatur. Des Weiteren zeigt Figur 2 im Unterschied zur Fig. 1 eine optische Erfassungseinrichtung 5 mit einen darin angeordneten Sensor, beispielsweise einen Spektralsensor 6 und eine separat, örtlich von der optischen Erfassungseinrichtung 5 getrennten Lichtquelle 8. Somit kann vorhandener Bauraum bei kleinen Arbeitsgeräten mit einer elektrischen Maschine 1 optimal genutzt werden. Hierbei wird jeweils ein Lichtleiter 9 von der Lichtquelle 8 und der optischen Erfassungseinrichtung 5 zu dem entfernt angeordneten Rotor 2 geführt. Diese Ausrichtung der Lichtleiter 9 muss derart erfolgen, dass die Halbleiterelemente 3 und die Strukturierung 4 bestrahlt werden und das jeweils reflektierte Licht mit dem zu der optischen Erfassungseinrichtung 5 zugewandten Lichtleiter 9 erfassbar ist. Selbstverständlich ist auch eine Variation im Hinblick auf eine Anordnung der Halbleiterelemente 3 und der Strukturierung 4 möglich, beispielsweise kann die Strukturierung 4 auf die Außenfläche des Rotors 2 und die Halbleiterelemente 3 auf die Rotorstirnfläche 2c angeordnet werden und umgekehrt. Des Weiteren kann das Halbleiterelement 3 und die Strukturierung 4 auf die Rotorstirnfläche 2c als auch am Außenumfang des Rotors 2 angeordnet sein.
Im Unterschied zur Figur 1 und Figur 2 zeigt Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 einer dritten Ausführungsform, wobei anstelle eines Halbleiterelements 3 eine temperatursensitive Be- schichtung 10, hier beispielsweise eine thermochrome Polymerfolie, am Außenumfang eines Bereichs 2b des Rotors 2, der von einer Lichtquelle 8 bestrahlbar ist, aufgebracht ist. Ebenfalls ist bezüglich einer Rotorlagenbestimmung im selbigen Bereich 2b des Rotors 2 eine Strukturierung 4 angeordnet, die wie in den Figuren 1 und 2 beschrieben, ausgebildet ist. Die optische Erfassungseinrichtung 5, hier beispielhaft bestehend aus einem thermochromen Temperatursensor 11 , dient zur Erfassung einer temperaturbedingten Spektraländerung des von der Lichtquelle 8 stammenden Lichts als auch zur Erfassung des aufgrund der Strukturierung 4 modulierten Lichts respektive Erfassungssignals 7, wobei die Spektraländerung ein Maß für die Rotortemperatur und das modulierte Erfassungssignal 7 ein Maß für die Rotorlage darstellt. Zweckmäßigerweise kann die optische Erfassungseinrich- tung 5 mit einer Speichereinheit 12 verbunden sein, die das Speichern von auslesbaren Daten ermöglicht, wobei dies auch für die anderen Ausführungsformen der Figuren 1 , 2 und 4 gilt. Somit kann das Speichern und Archivieren der ermittelten Erfassungssignale 7 wie Rotortemperatur und Rotorlage als auch das Speichern und Archivieren der Erfassungsinformationen, d. h. der zusätzlich abgespeicherten Daten, wie z. B. Datum, Drehzahl, Betriebszustand etc., auf einen Datenträger 13, hier eine Festplatte, erfolgen. Eine anschließende Auswertung der ermittelten Rotortemperaturen und Rotorlagen kann somit durchgeführt werden. Zweckdienlich kann die Speichereinheit 12 über eine optische Schnittstelle 14, beispielsweise einen optischen TOSLINK-Anschluss verfügen, mit dem eine Kommunikation in Form einer Bildausgabe auf einem externen Gerät 15, wie beispielsweise einem Monitor, ermöglicht wird.
In Figur 4 wird eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 in einer vierten Ausführungsform beschrieben, die im Wesentlichen wie die elektrische Maschine 1 in den Figuren 1 - 3 aufgebaut ist, wobei zwei Lichtleiterpaare 9a und 9b, bestehend jeweils aus zwei separaten Lichtleitern 9, vorgesehen sind. Die Lichtleiter 9 sind hier beispielsweise als Glasleiter ausgebildet. Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, wird jeweils ein Lichtleiter 9 des Lichtleiterpaares 9a von der Lichtquelle 8 und der optischen Erfassungseinrichtung 5 auf den mit zwei Halbleiterelementen 3 und einer Strukturierung 4 ausgebildeten Außenumfang des entfernt angeordneten Rotors 2 geführt. Weiterhin wird jeweils ein Lichtleiter 9 des zweiten Lichtleiterpaares 9b von der Lichtquelle 8 und der optischen Erfassungseinrichtung 5 auf die mit ebenfalls zwei Halbleiterelementen 3 und einer Strukturierung 4 ausgebildeten Rotorstirnfläche 2c geführt. Somit ist es denkbar, die von den zwei zugeführten Lichtleitern 9 der jeweiligen Lichtleiterpaare 9a und 9b stammenden Erfassungssignale als Referenzwerte zu verwenden, um damit eine Plausibilitätskontrolle durchzuführen. Dabei gilt, wie in Figur 2 bereits erwähnt wurde zu beachten, dass das durch den jeweiligen Lichtleiter 9 des Lichtleiterpaares 9a und 9b von der Lichtquelle 8 stammende Licht mit dem jeweiligen zugeordneten Lichtleiter 9 des Lichtleiterpaares 9a und 9b derart ^ angeordnet sein muss, dass das reflektierte Licht respektive Erfassungssignal 7 erfassbar ist.
Selbstverständlich ist es ferner denkbar, sofern eine Rotorlage des Rotors 2 über eine andere Messgröße ermittelt wird, beispielsweise mittels einer sich in Abhängigkeit der Rotorlage ändernden Maschineninduktivität, lediglich eine temperatursensitive Beschichtung 10 oder wenigstens ein Halbleiterelement 3 an den Rotor 2 anzuordnen, um somit eine Rotortemperatur des Rotors 2 zu bestimmen. Hierbei gelten natürlich die selbigen Bedingungen und Variationen, wie sie bereits in den obigen Figuren 1 - 4 beschrieben worden sind.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Elektrische Maschine (1), insbesondere Elektromotor, umfassend einen Rotor (2) und einen Stator, wobei ein am Rotor (2) angeordnetes Element und eine zugeordnete lichtoptische Erfassungseinrichtung (5) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Absorptionsgrad des Elements für einfallende Photonen in Abhängigkeit der Temperatur ändert und die Erfassungseinrichtung (5) ein vom momentanen Absorptionsgrad des Elements abhängiges Messsignal (7) ermittelt, das ein Maß für die Elementtemperatur darstellt, wobei das Element ein Halbleiterelement (3) oder eine temperatursensitive Beschichtung (10) ist, die am Außenumfang des Rotors (2) angeordnet ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Halbleiterelement (3) wenigstens eine ebene Reflexionsfläche aufweist.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Halbleiterelement (3) als Dünnschicht oder als geometrisches Bauteil, beispielsweise in Form eines Trapezes, einer Pyramide oder eines Prismas ausgebildet ist.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Element eine thermochrome Polymerfolie ist, die am Außenumfang eines Bereichs des Rotors (2) aufgebracht ist.
5. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (3) oder die temperatursensitive Beschichtung (10) auf der Rotorstirnfläche (2c) angeordnet ist.
6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei Halbleiterelemente (3) oder zwei temperatursensitive Be- schichtungen (10) gegenüberliegend am Außenumfang des Rotors (2) und/oder auf der Rotorstirnfläche (2c) angeordnet sind.
7. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass am Rotor (2) eine der Erfassung der Drehlage des Rotors (2) mittels der lichtoptischen Erfassungseinrichtung (5) dienende Strukturierung (4) ausgebildet ist.
8. Elektrische Maschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strukturierung (4) reflektierende Flächen aufweist.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strukturierung (4) beispielsweise mit Vertiefungen und Erhöhungen ausgebildet ist.
10. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Strukturierung (4) und das Halbleiterelement (3) oder die temperatursensitive Beschichtung (10) im gleichen von der Lichtquelle (8) beleuchteten Bereich des Rotors (2) angeordnet sind.
11. Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine umfassend einen Rotor (2) und einen Stator und eine optische Erfassungseinrichtung (5) mit wenigstens einer Lichtquelle (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit des von der optischen Erfassungsein- richtung (5) ermittelten, vom momentanen Absorptionsgrad des Elements abhängigen Messsignals (7) eine Rotortemperatur und des von der Strukturierung (4) modulierten Erfassungssignals (7) eine Rotorlage seitens der optischen Erfassungseinrichtung (5) ermittelbar sind und das Element ein Halbleiterelement oder eine temperatursensitive Beschichtung ist, die am Außenumfang des Rotors angeordnet ist.
12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass von der entfernt zum Rotor (2) angeordneten optischen Erfassungseinrichtung (5) wenigstens ein Lichtleiterfaser (9), insbesondere ein Glasfaser, zum Rotor (2) geführt ist.
13. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optische Erfassungseinrichtung (5) eine Speichereinheit (12) zum auslesbaren Speichern von Daten aufweist.
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