DE102004025776B3

DE102004025776B3 - Verfahren zur Detektion von Störungen bei der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit eines Rotors und Auswerteschaltung

Info

Publication number: DE102004025776B3
Application number: DE102004025776A
Authority: DE
Inventors: Tobias Werth
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: US20050278136A1; US7295000B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehgeber sowie ein Verfahren zur Detektion von Störungen bei einem solchen Drehgeber. Dabei werden mittels der Phasendifferenz zwischen einem Drehgeschwindigkeitssignal, das eine Drehgeschwindigkeit eines Rotors repräsentiert, und einem Drehrichtungssignal, das eine Drehrichtung des Rotors repräsentiert, Vibrationen oder andere Störungen detektiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Störungen bei der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit eines Rotors sowie eine Auswerteschaltung für einen Drehgeber. Drehgeber werden dazu verwendet, die Drehgeschwindigkeit, die Drehrichtung und den Drehwinkel eines Rotors in Bezug auf eine Sensoranordnung zu ermitteln. Derartige Drehgeber werden in den verschiedensten industriellen Bereichen, insbesondere in der Antriebstechnik, eingesetzt.

1 zeigt einen Rotor 1, der beispielsweise als metallisches Zahnrad mit Zähnen 2 ausgebildet ist, eines Drehgebers. In einem Abstand d vom Rotor 1 befindet sich eine Sensoranordnung, die Sensoren 31, 32 und 33 umfasst. Diese Sensoren 31, 32, 33 können beispielsweise als Hall-Sensoren oder als induktive Näherungsschalter ausgebildet sein.

Durch eine Drehung des Rotors 1 um seine Welle 3 erzeugt die Sensoranordnung infolge der sich an den Sensoren 31, 32, 33 vorbeibewegenden Zähne 2 des Rotors 1 ein Phasensignal. Bei einer gleichmäßigen ungestörten Drehung des Rotors liefert jeder der Sensoren 31, 32, 33 ein periodisches Phasensignal, das abhängig von der konkreten Ausgestaltung des Sensors ein sinusförmiges Signal oder ein Rechtecksignal sein kann. Diesen Phasensignalen kann durch Ermitteln der Nulldurchgänge unmittelbar eine Information über die Drehzahl des Rotors entnommen werden, wobei die Anzahl der Zähne des Rades zu berücksichtigen ist.

Ein mögliches Vorgehen zur Erzeugung eines erstes Drehgeschwindigkeitssignals, das eine Drehgeschwindigkeitsinformation enthält, und eines ersten Drehrichtungssignals, das eine Drehrichtungsinformation enthält, ist in 2 dargestellt.

Eine Anordnung gemäss 2 ist in der DE 197 17 364 C1 beschrieben. Die Sensoren 31, 32, 33 stellen jeweils eine erste, eine zweite und eine dritte Signalquelle dar, die jeweils ein Phasensignal S3, S4 bzw. S5 ausgeben. Die Ausgänge 315 bzw. 335 der ersten bzw. dritten Signalquelle 31 bzw. 33 sind mit dem ersten Eingang 101 bzw. dem zweiten Eingang 102 eines ersten Subtrahierers 10 verbunden, der die Differenz zwischen dem ersten Phasensignal S3 und dem dritten Phasensignal S5 bildet und diese Differenz als erstes Drehgeschwindigkeitssignal S1 an seinem Ausgang 105 ausgibt.

Das erste Phasensignal S3 und das dritte Phasensignal S5 sind beispielsweise als Sinussignal oder als Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis von 1:1 ausgebildet, weisen eine Phasendifferenz von 180° sowie dieselbe Amplitude auf. In diesem Fall ist das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 ebenfalls sinusförmig oder rechteckig ausgebildet, wobei die Amplitude gegenüber dem ersten bzw. dritten Phasensignal S3 bzw. S5 verdoppelt ist.

Zur Erzeugung eines ersten Drehrichtungssignals S2 werden zunächst das erste Phasensignal S3 und das dritte Phasensignal S5 dem ersten und zweiten Eingang 111 bzw. 112 eines ersten Addierers 11 zugeführt. Das an dessen Ausgang 115 anliegende Signal wird auf den Eingang 141 eines Verstärkers 14 gegeben, der die Amplitude des Signals mit einem Faktor 0,5 multipliziert und das dadurch gedämpfte Signal an seinem Ausgang 145 ausgibt. Ein zweiter Subtrahierer 12 bildet die Differenz aus diesem gedämpften Signal und dem von der zweiten Signalquelle 32 abgegebenen zweiten Phasensignal S4. Das entsprechende Differenzsignal wird am Ausgang 125 des zweiten Subtrahierers 12 ausgegeben und bildet das erste Drehrichtungssignal S2.

Bei einer geeigneten seitlichen Beabstandung der Signalquellen 31, 32, 33 in Bezug auf die in 1 dargestellten Zähne 2 des Rotors 1 weisen das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 und das erste Drehrichtungssignal S2 eine Phasendifferenz von +90° oder –90° auf, wobei grundsätzlich beliebige Phasendifferenzen eingestellt werden können. Das Vorzeichen dieser Phasendifferenz hängt dabei von der Drehrichtung des in 1 gezeigten Rotors 1 ab.

Ein typischer zeitlicher Verlauf eines ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 und eines ersten Drehrichtungssignals S2 ist in 3 schematisch dargestellt. Beide Signale sind sinusförmig, wobei die Amplitude des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 doppelt so groß ist wie die Amplitude des ersten Drehrichtungssignals S2.

Beide Signale S1 und S2 weisen eine Phasendifferenz Δφ1 auf. In dem erläuterten Beispiel wird die Phasendifferenz Δφ1 bestimmt durch den Abstand der Nulldurchgänge des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 zu einem ersten Zeitpunkt t1 zu dem darauffolgenden Nulldurchgang des ersten Drehrichtungssignals S2, jeweils bei abfallendem Signal. Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Phasendifferenz Δφ1 besteht z.B. darin, als ersten Zeitpunkt t1 einen Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 verwenden, die Amplitude des ersten Drehrichtungssignals S2 zu diesem Zeitpunkt t1 zu ermitteln und über eine bekannte Korrelation zwischen Amplitude und Phase des Drehrichtungssignals S2 die Phasendifferenz Δφ1 zu berechnen.

Dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 und dem ersten Drehrichtungssignal S2 können sich Störungen überlagern, die das Messergebnis negativ beeinflussen können. Derartige Störungen umfassen beispielsweise sogenannte Abstandsschwingungen, durch welche sich der Abstand d zwischen dem Rotor 1 und der Sensoranordnung 31, 32, 33 ändert, oder Drehschwingungen des Rotors, durch welche der Rotor 1 während der Drehung um seine welle 3 um seine momentane Winkelposition schwingt. Derartige Störungen bewirken eine Veränderung der von den Sensoren 31, 32, 33 abgegebenen Phasensignale.

Solange sich der Rotor gleichmäßig in einer Drehrichtung dreht und solange keine Störung vorliegt, ist die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 und dem ersten Drehrichtungssignal S2 konstant. Bei einer Änderung der Drehgeschwindigkeit oder der Drehrichtung kommt es zunächst zu einer zeitlichen Änderung der Phasendifferenz, die in der Regel im Vergleich zu den durch relevante Störungen verursachten Phasendifferenzen gering sind, so dass eine Unterscheidung im allgemeinen möglich ist.

Aus der WO 03/098229 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Drehzahlbestimmung bekannt, bei dem die Schalthysterese abhängig vom Abstand zwischen der Sensoranordnung und dem Rotor dynamisch angepasst wird.

Die WO 03/098230 A1 zeigt ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung der Bewegung eines Elements, bei dem die durch von einer Sensoranordnung abgegebenen Pulse richtungsabhängig mittels eines Auf- Abwärtszählers summiert werden. Erzeugt die Sensoranordnung durch eine Vibration hervorgerufene Zählpulse, so mitteln sich diese im wesentlichen auf einen Zählerwert nahe Null.

Aus der WO 03/100352 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung der Bewegung eines Elements relativ zu einer Sensoranordnung bekannt, bei dem die Phasengänge einzelner Sensorelemente und des Differenzsignals der einzelnen Sensorelemente zur Erkennung von Vibrationen dahingehend ausgewertet werden, ob alle drei Signale phasengleich sind.

Die DE 38 15 530 A1 zeigt ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl einer Maschine, die mit einer Antriebseinrichtung und einem Drehzahlsensor versehen ist. Dabei wird aus dem tatsächlichen Ist-Wert und dem Soll-Wert der Drehzahl ein berechneter Ist-Wert ermittelt. Abhängig von der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Ist-Wert und dem berechneten Ist- Wert wird dann entweder der tatsächliche oder der berechnete Ist-Wert als Drehzahl ausgegeben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Detektion von Störungen bei der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit eines Rotors und eine Auswerteschaltung, die in der Lage ist, derartige Störungen zu erkennen, zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 10 sowie durch eine Auswerteschaltung gemäß An spruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das Verfahren zur Detektion von Störungen bei der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit eines Rotors und/oder der Drehrichtung des Rotors sieht vor, ein erstes Drehgeschwindigkeitssignal bereitzustellen, das eine Drehgeschwindigkeit des Rotors repräsentiert, ein erstes Drehrichtungssignal bereitzustellen, das eine Drehrichtung des Rotors repräsentiert, und die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal zu ermitteln, um Störungen zu detektieren.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, aus der Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal auf eine Störung der eingangs genannten Art zu schließen. Das erste Drehrichtungssignal und das erste Drehgeschwindigkeitssignal können dabei beispielsweise in der eingangs erläuterten Weise aus Sensorsignalen erzeugt werden.

Das Drehgeschwindigkeitssignal und das Drehrichtungssignal können als periodische Signale, beispielsweise als sinusförmige Signale, vorliegen und weisen zumindest im ungestörten Zustand bevorzugt dieselbe Frequenz auf. Die Frequenz des Drehgeschwindigkeitssignals kann allerdings auch ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Drehrichtungssignals sein, oder die Frequenz des Drehrichtungssignals kann ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Drehgeschwindigkeitssignals sein. Bei einer ungestörten Drehung des Rotors in eine bestimmte Richtung ergibt sich hierbei ein zeitlich konstanter, drehzahlunabhängiger Sollwert der Phasendifferenz zwischen dem Drehgeschwindigkeitssignal und dem Drehrichtungssignal. Tritt im Betrieb eine Störung auf, so ändert sich die Phasendifferenz zwischen dem Drehgeschwindigkeitssignal und dem Drehrichtungssignal. Wenn die Phasendifferenz dabei einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet oder einen vor gegebenen oberen Grenzwert überschreitet, kann daraus auf das Vorliegen einer Störung geschlossen werden. Dabei wird die Störung als umso erheblicher angesehen, je stärker die Phasendifferenz von ihrem Sollwert nach unten bzw. nach oben abweicht.

Je nach Art der Störung kann sich die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal durch die Störung verkleinern oder vergrößern. Um die Detektion nicht relevanter Störungen zu unterdrücken, ist es vorgesehen, eine bei einer bestimmten Drehrichtung von ihrem Sollwert abweichende Phasendifferenz nur dann als Störung zu interpretieren, wenn sie einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet oder einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet. Dabei kann jeder Drehrichtung ein unterer bzw. ein oberer Grenzwert zugeordnet sein, wobei der Sollwert für die betreffende Drehrichtung bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise, der Mittelwert zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert für diese Drehrichtung ist.

Optional ist es auch möglich, den Grenzwert über eine maximal zulässige Abweichung vom Sollwert für eine bestimmte Drehrichtung zu definieren. Betragen beispielsweise die Sollwerte der Phasendifferenz bei einer Rechtsdrehung +90° und bei einer Linksdrehung –90° und beträgt die maximal zulässige Abweichung der Phasendifferenz vom Sollwert 70°, so sind bei einer Rechtsdrehung Phasendifferenzen im Bereich von 20° bis 160° und bei einer Linksdrehung Phasendifferenzen im Bereich von –160° bis –20° zulässig, ohne dass eine Störung detektiert wird. Die maximal zulässige Abweichung der Phasendifferenz von ihrem Sollwert für eine bestimmte Drehrichtung beträgt vorzugsweise als 70°.

Um eine Anpassung an unterschiedliche Betriebszustände, z.B. solche mit verschiedenen Drehzahlen des Rotors, zu erreichen, können der untere und/oder der obere Grenzwert abhängig vom ersten Drehgeschwindigkeitssignal gewählt werden. Beispielsweise können die unteren und/oder die oberen Grenzwerte so gewählt werden, dass sie mit steigender Frequenz des Drehgeschwindigkeitssignals zunehmen.

Bevorzugt wird die Phasendifferenz zwischen dem Drehgeschwindigkeitssignal und dem Drehrichtungssignal dadurch ermittelt, dass ein erster und ein zweiter Signalwert des ersten Drehrichtungssignals zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt werden. Die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signalwert ist ein Maß für die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal. Bevorzugt sind dabei die ersten und/oder die zweiten Zeitpunkte jeweils durch einen Nulldurchgang, besonders bevorzugt durch aufeinanderfolgende Nulldurchgänge des Drehgeschwindigkeitssignals bestimmt. Ist das Drehgeschwindigkeitssignals beispielsweise als sinusförmiges Signal ausgebildet, so können die ersten Zeitpunkte jeweils durch die Nulldurchgänge bei steigendem Signalverlauf und die zweiten Zeitpunkte jeweils durch Nulldurchgänge bei fallendem Signalverlauf bestimmt sein.

Das Verfahren zur Detektion von Störungen kann bei der Erzeugung eines Drehgeschwindigkeitssignals und/oder eines Drehrichtungssignals Anwendung finden, indem ein solches Drehgeschwindigkeitssignal und/oder Drehrichtungssignal nur dann erzeugt wird, wenn keine Störung detektiert wird.

Die erfindungsgemäße Auswerteschaltung für einen Drehgeber umfasst einen ersten Eingang zum Zuführen eines ersten Drehgeschwindigkeitssignals, einen zweiten Eingang zum Zuführen eines ersten Drehrichtungssignals, eine Phasenermittlungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal zu ermitteln und ein Phasendifferenzsignal bereitzustellen, eine Bewertungseinheit, der das Phasendifferenzsignal zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, ein Statussignal abhängig von diesem Phasendifferenzsignal auszugeben. Die Auswerteschaltung umfasst weiterhin eine Verarbeitungseinheit, der das erste Drehgeschwindigkeitssignal und/oder das erste Drehrichtungssignal zugeführt sind und die ein zweites Drehgeschwindigkeitssignal abhängig von dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und/oder ein zweites Drehrichtungssignal abhängig von dem ersten Drehrichtungssignal erzeugt.

Die Phasenermittlungseinheit ermittelt die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal durch Bestimmung der Signalwerte des ersten Drehrichtungssignals zu ersten und zu zweiten Zeitpunkten. Dabei sind die ersten und/oder zweiten Zeitpunkte bevorzugt durch Ausgangssignale eines Nulldurchgangsdetektors des Drehgebers bestimmt, der die Nulldurchgänge des Drehgeschwindigkeitssignals ermittelt.

Zur Bestimmung der Signalwerte des ersten Drehrichtungssignals zu den ersten und zweiten Zeitpunkten ist es vorteilhaft, wenn der Drehgeber eine erste Speichereinheit aufweist, in der die Signalwerte des ersten Drehrichtungssignals zu den ersten Zeitpunkten gespeichert werden.

Entsprechend kann der Drehgeber auch eine zweite Speichereinheit aufweisen, die zur Speicherung der Signalwerte des ersten Drehrichtungssignals zu den zweiten Zeitpunkten vorgesehen ist.

Aus den so ermittelten und gegebenenfalls gespeicherten Signalwerten des ersten Drehrichtungssignals ist es möglich, auf die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal zu schließen.

Über- oder unterschreitet eine mittels dieses Verfahrens festgestellte Phasendifferenz bestimmte untere und/oder obere Grenzwerte, so lässt sich daraus auf das Vorliegen einer Stö rung schließen. Da es erforderlich sein kann, derartige Grenzwerte abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Rotors zu gestalten, weist der Drehgeber optional eine Einheit zur Bestimmung eines oberen und/oder eines unteren Grenzwertes für die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und dem ersten Drehrichtungssignal in Abhängigkeit vom ersten Drehgeschwindigkeitssignal auf.

Zur Erzeugung und/oder zur Ausgabe eines zweiten Drehgeschwindigkeitssignals und/oder eines zweiten Drehrichtungssignals kann die Verarbeitungseinheit des Drehgebers optional einen oder mehrere Signalgeneratoren umfassen. Ob der Signalgenerator das zweite Drehgeschwindigkeitssignal bzw. das zweite Drehrichtungssignal erzeugt und/oder ausgibt, kann davon abhängig gemacht werden, ob eine Störung detektiert wurde oder nicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und in Zeichnungen näher beschrieben.
1 zeigt einen Rotor nach dem Stand der Technik, der benachbart zu einer Sensoranordnung angeordnet ist und der Störungen unterworfen ist, in Seitenansicht.
2 zeigt eine Anordnung nach dem Stand der Technik zur Erzeugung eines Drehgeschwindigkeitssignals und eines Drehrichtungssignals aus mehreren Sensorsignalen.
3 veranschaulicht beispielhaft den zeitlichen Verlauf eines Drehgeschwindigkeitssignals und eines Drehrichtungssignals.
4 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Drehgebers, bei dem aus einem ersten Drehgeschwindigkeitssignal und einem ersten Drehrichtungssignal ein zweites Drehgeschwindigkeitssignal, ein zweites Drehrichtungssignal sowie ein Statussignal zur Anzeige einer Störung erzeugt wird,
5 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Drehgebers, und
6 veranschaulicht beispielhaft den zeitlichen Verlauf eines Drehgeschwindigkeitssignals und eines Drehrichtungssignals, die geeignet gewählt sind, um mittels der in 5 dargestellten Schaltung die Phasendifferenz zwischen diesen Signalen zu ermitteln.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Signale mit gleicher Bedeutung.
Bezugnehmend auf die Erläuterungen zu den 1 und 2 kann die Ermittlung von Phasensignalen mittels einer Sensoranordnung nach 2 Störungen unterliegen. Derartige Störungen können sogenannte Abstandsschwingungen sein, die zu zeitlich veränderlichen Abständen zwischen dem Rotor 1, der als Signalerreger dient, und dem Sensor 31, 32, 33 führen. Oder die Störungen können Drehschwingungen des Rotors 1 um sein momentane Winkelposition sein.
Infolge solcher Störungen kommt es im zeitlichen Verlauf des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 und des ersten Drehrichtungssignals S2 zu Änderungen der Phasendifferenz zwischen diesen Signalen S1, S2. Bei dem in 3 dargestellten zeitlichen Verlauf für diese beiden Signale S1, S2 liegt eine solche Störung vor. Die Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen S1, S2 beträgt Δφ1 zu einem ersten Zeitpunkt t1, der in dem Beispiel durch einen Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 bestimmt ist. Bestimmt man die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssig nal S1 und dem ersten Drehrichtungssignal S2 ausgehend von einem Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 zu einem zweiten. Zeitpunkt t2, so ergibt sich eine zweite, von Δφ1 verschiedene Phasendifferenz Δφ2. Die Phasendifferenzen Δφ1, Δφ2 können je nach Drehrichtung des Rotors positive oder negative Werte annehmen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Phasendifferenzen Δφ1, Δφ2 für verschiedenen Drehrichtungen des Rotors unterschiedliche Vorzeichen auf. Beispielsweise kann im ungestörten Fall bei einer Rechtsdrehung des Rotors eine Phasendifferenz von 90° und bei einer Linksdrehung eine Phasendifferenz von –90° vorliegen.
Auf diese Weise ist es möglich, im ungestörten Zustand aus dem ersten Drehrichtungssignal in Verbindung mit dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal Informationen über die Drehrichtung des Rotors zu erhalten.
Weiterhin können im ungestörten Zustand aus dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal Informationen über die Drehgeschwindigkeit des Rotors, beispielsweise durch Auswertung der Amplitude und/oder der Frequenz des ersten Drehgeschwindigkeitssignals, gewonnen werden, da sich diese Werte mit der Drehgeschwindigkeit des Rotors verändern können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, zur Detektion von Störungen bei der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit eines Rotors und/oder der Drehrichtung des Rotors Signalwerte des ersten Drehrichtungssignals zu ersten und zu zweiten Zeitpunkten zu ermitteln, um Störungen zu detektieren.
In 4 ist das Blockschaltbild einer Auswerteschaltung eines Drehgebers dargestellt, die ein solches Verfahren realisiert. Der Drehgeber weist eine erste Eingangsklemme 91, der das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 zugeführt ist, und eine zweite Eingangsklemme 92, der das erste Drehrich tungssignal S2 zugeführt ist, auf. Die Erzeugung des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 und des ersten Drehrichtungssignals erfolgt beispielsweise mittels einer anhand der 1 und 2 erläuterten Anordnung.
An die erste Eingangsklemme 91 ist ein erster Eingang 1001 einer Phasenermittlungseinheit 100 angeschlossen, und an den zweiten Eingang 92 ist ein zweiter Eingang 1002 einer Phasenermittlungseinheit 100 angeschlossen. Die Phasenermittlungseinheit 100 bestimmt die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 und dem ersten Drehrichtungssignal S2 und stellt ein Phasendifferenzsignal S10 an ihrem Ausgang 1005 bereit. Dieses Phasendifferenzsignal S10 wird einem Eingang 3001 einer Bewertungseinheit 300 zugeführt, die ein Statussignal S8 bereitstellt, das von dem ermittelten Phasendifferenzsignal S10 abhängig ist. Das Statussignal S8 wird am Ausgang 3005 der Bewertungseinheit 300 ausgegeben und enthält eine Information darüber, ob eine Störung vorliegt.
Das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 oder das erste Drehrichtungssignal S2 oder, wie in 4 dargestellt, beide Signale S1, S2 sind Eingängen einer Verarbeitungseinheit 400 zugeführt. Diese Verarbeitungseinheit 400 erzeugt ein von dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 abhängiges zweites Drehgeschwindigkeitssignal S6 und/oder ein von dem ersten Drehrichtungssignal S2 abhängiges zweites Drehrichtungssignal S7. Das zweite Drehgeschwindigkeitssignal S6 bzw. das zweite Drehrichtungssignal S7 werden an Ausgängen 4005 bzw. 4006 der Verarbeitungseinheit 400 bereitgestellt.
Optional erfolgt die Erzeugung des zweiten Drehgeschwindigkeitssignals S6 und/oder des zweiten Drehrichtungssignals S7 abhängig von dem Statussignal S8. Das Statussignal S8 ist hierzu der Verarbeitungseinheit 400 zugeführt. Diese Verarbeitungseinheit 400 ist beispielsweise dazu ausgebildet, die Erzeugung des zweiten Drehgeschwindigkeitssignals S6 und/oder Drehrichtungssignals S7 zu unterdrücken, wenn das Statussignal S8 auf eine detektierte Störung hinweist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Drehgebers ist in 5 dargestellt.
Der Drehgeber gemäß 5 weist eine erste und eine zweite Eingangsklemme 91, 92 auf, denen ein erstes Drehgeschwindigkeitssignal S1 bzw. ein zweites Drehgeschwindigkeitsignal S2 zugeführt sind. Von der zweiten Eingangsklemme 92 wird das erste Drehrichtungssignal S2 einem zweiten Eingang 1502 einer Phasenermittlungseinheit 150 zugeführt und von dort an einen Eingang 151 eines Analog-Digital-Wandlers 15 weitergeleitet. Der Analog-Digital-Wandler 15 wandelt das erste Drehrichtungssignal S2 in ein digitales erstes Drehrichtungssignal S12, das an dessen Ausgang 155 zur Verfügung steht.
Das digitale erste Drehrichtungssignal S12 ist Eingängen 161, 171 einer ersten und zweiten Speichereinheit 16, 17 zugeführt, in denen Momentanwerte des digitalen ersten Drehrichtungssignals abgespeichert werden können. Die Speichereinheiten 16, 17 weisen jeweils einen zweiten Eingang 162, 172 auf, über den das Abspeichern des an den Eingängen 161, 171 anliegenden Signals S12 ausgelöst wird.
Das Abspeichern erfolgt dabei derart, dass das digitalisierte erste Drehrichtungssignal S12 zu unterschiedlichen Zeitpunkten in der ersten und zweiten Speichereinheit 16, 17 gespeichert wird. Die gespeicherten Werte werden an Ausgängen 165, 175 der ersten und zweiten Speichereinheit 16, 17 ausgegeben und Eingängen 131, 132 eines dritten Subtrahierers 13 zugeführt, der eine Differenz der in den Speichereinheiten gespeicherten Werte bildet und an seinem Ausgang 135 das Phasendifferenzsignal S10 bereitstellt.
Die Zeitpunkte, zu denen das digitalisierte erste Drehrichtungssignal S12 in den Speichereinheiten 16, 17 abgespeichert wird, sind bevorzugt durch Nulldurchgänge, besonders bevorzugt durch aufeinanderfolgende Nulldurchgänge des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 bestimmt, das an einer ersten Eingangsklemme 91 des Drehgebers anliegt und von dort dem Eingang 191 eines Nulldurchgangsdetektors 19 zugeführt wird. Bei einem ersten Nulldurchgang wird der Signalwert des digitalen Drehrichtungssignals beispielsweise in dem ersten Speicher 16 abgelegt und bei einem nächsten Nulldurchgang in dem zweiten Speicher 17, bei einem weiteren Nulldurchgang wieder in dem ersten Speicher 16, usw.
Die Bereitstellung eines die Speichervorgänge auslösenden Signals S9 erfolgt mittels eines Nulldurchgangsdetektors 19. Bei einem Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 stellt der Nulldurchgangsdetektor 19 einen Signalpuls oder eine Signalflanke zur Verfügung, die den zweiten Eingängen 162, 172 der ersten bzw. zweiten Speichereinheit 16 bzw. 17 zugeführt wird. Das Ausgangssignal S9 des Nulldurchgangsdetektors 19 ist bevorzugt so gestaltet, dass erkennbar ist, ob es sich bei dem zugehörigen Nulldurchgang um einen Nulldurchgang bei ansteigendem bzw. abfallendem ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 handelt.
Durch diese Unterscheidbarkeit ist es möglich, die erste und die zweite Speichereinheit 16 bzw. 17 so anzusteuern, dass das Abspeichern des digitalisierten ersten Drehrichtungssignals S12 in den Speichereinheiten 16 bzw. 17 zu unterschiedlichen Zeiten erfolgt. Beispielsweise kann das digitalisierte erste Drehrichtungssignal S12 zu einem ersten, von einem ersten Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 abhängenden Zeitpunkt, in die erste Speichereinheit 16, und zu einem zweiten, von einem zweiten Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 abhängigen zweiten Zeitpunkt in die zweite Speichereinheit 17 gespeichert werden. Erste Zeitpunkte sind dabei beispielsweise Zeitpunkte, bei denen ein Nulldurchgang einer ansteigenden Flanke des Drehgeschwindigkeitssignals S1 vorliegt, und zweite Zeitpunkte sind bei spielsweise Zeitpunkte, bei denen ein Nulldurchgang einer abfallenden Flanke vorliegt. Die Differenz zwischen Signalwerten des ersten Drehrichtungssignals S2 zu einem solchen ersten bzw. zweiten Zeitpunkt stellt ein Maß für die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 und dem ersten Drehrichtungssignal S2 dar.
Das am Ausgang 195 des Nulldurchgangsdetektors 19 anliegende Signal S9 weist bevorzugt dieselbe oder die doppelte Frequenz des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 auf, und enthält damit eine Information über die Drehgeschwindigkeit des Rotors. Das Ausgangssignal S9 des Nulldurchgangsdetektors 19 wird außerdem dem Eingang 201 eines Signalgenerators 20 zugeführt, der ein zweites Drehgeschwindigkeitssignal S6 an seinem Ausgang 205 bereitstellt. Die Information über die Drehgeschwindigkeit des Rotors kann beispielsweise durch die Frequenz, die Pulsdauer, das Tastverhältnis oder die Amplitude des zweiten Drehgeschwindigkeitssignals S6 bestimmt sein.
Des Weiteren umfasst der Drehgeber einen zweiten Signalgenerator 18, dessen Eingang 181 mit dem Ausgang 135 des dritten Subtrahierers 13 verbunden ist und an dem somit das Phasendifferenzsignal S10 anliegt. Dieses Phasendifferenzsignal S10 enthält unter anderem die Information über die Drehrichtung des Rotors, so dass der Signalgenerator 18 an seinem Ausgang 185 ein entsprechendes zweites Drehrichtungssignal S7 bereitstellt. Die Drehrichtung des Rotors kann beispielsweise durch eine Pulsdauer, ein Tastverhältnis, einen Spannungspegel oder einen Bitwert in dem zweiten Drehrichtungssignal S7 bestimmt sein. Der Nulldurchgangsdetektor 19, der erste Signalgenerator 20 sowie der zweite Signalgenerator 18 sind Bestandteile einer Verarbeitungseinheit 450.
Um zu ermitteln, ob das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 und das erste Drehrichtungssignal S2 mit einer Störung im eingangs genannten Sinn behaftet sind, ist des Weiteren eine Bewertungseinheit 350 vorgesehen. Die Bewertungseinheit 350 weist einen ersten Eingang 3501 auf, über den das Phasendifferenzsignal S10 einem zweiten Eingang 222 eines Bewertungsmoduls 22 zugeführt ist. Das Bewertungsmodul 22 ermittelt, ob das Phasendifferenzsignal S10 vorgegebene Grenzwerte über- bzw. unterschreitet oder nicht.
Die entsprechenden oberen bzw. unteren Grenzwerte können entweder fest vorgegeben und beispielsweise in dem Bewertungsmodul abgespeichert sein. Ebenso ist es möglich, diese Grenzwerte variabel, beispielsweise in Abhängigkeit von der Frequenz, oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von der Amplitude des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 zu wählen. Dazu ist das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 dem ersten Eingang 211 einer Einheit 21 zur Bestimmung des oberen bzw. unteren Grenzwertes für das differenzielle Phasendifferenzsignal S10 zugeführt. Diese Einheit 21 ermittelt in Abhängigkeit von dem an ihrem Eingang 211 anliegenden ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 einen unteren bzw. oberen Grenzwert für die Phasendifferenz zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 und dem ersten Drehrichtungssignal S2 und stellt diese Grenzwerte an ihrem Ausgang 215 bereit.
Diese Grenzwerte werden dem ersten Eingang 221 des Bewertungsmoduls 22 zugeführt Das Bewertungsmodul 22 ist somit in der Lage, zu entscheiden, ob sich das Phasendifferenzsignal S10 in einem zulässigen Bereich befindet oder nicht. Abhängig davon kann es ein Statussignal S8 wie oben beschrieben erzeugen.
Ein Anwender kann das Statussignal S8 verwenden, um zu erkennen, ob eine Störung vorliegt und ob das abgegebene zweite Drehgeschwindigkeitssignal S6 und das abgegebene zweite Drehrichtungssignal S7 sinnvollen Werten entsprechen oder nicht.
Optional ist, wie in 5 gestrichelt dargestellt, vorgesehen, das Statussignal 8 mit zweiten Eingängen 202 bzw. 182 des ersten bzw. zweiten Signalgenerators 20 bzw. 18 verbunden, so dass die Signalgeneratoren 20, 18 eine vorliegende Störung erkennen und die Ausgabe des zweiten Drehgeschwindigkeitssignals S6 bzw. des zweiten Drehrichtungssignals S7 unterdrücken können.
Zwei oder mehrere der ausgegebenen Signale zweites Drehgeschwindigkeitssignal S6, zweites Drehrichtungssignal S7 und Statussignal S8 können optional auch an einem einzigen Ausgang ausgegeben werden. Beispielsweise ist es möglich, das zweite Drehgeschwindigkeitssignal S6 als Rechtecksignal mit einer mit der Drehgeschwindigkeit korrelierten Frequenz auszugeben und die Drehrichtung über das Tastverhältnis oder die Pulsdauer dieses Rechtecksignals auszugeben.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde einem erfindungsgemäßen Drehgeber jeweils ein erstes Drehgeschwindigkeitssignal S1 sowie ein erstes Drehrichtungssignal S2 zugeführt. Optional oder alternativ ist es jedoch ebenso möglich, im Drehgeber eine Schaltung entsprechend der in 2 gezeigten Schaltung vorzusehen, die aus dem ersten, zweiten bzw. dritten Phasensignal 31, 32 bzw. 33 das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 sowie das zweite Drehgeschwindigkeitssignal S2 erzeugt. In diesem Fall müssen dem Drehgeber anstelle des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 bzw. des ersten Drehrichtungssignal S2 das erste, zweite bzw. dritte Phasensignal S3, S4 bzw. S5 zugeführt werden.
Im Folgenden wird anhand von 6 gezeigt, wie mittels der in 5 dargestellten Schaltung aus einem geeignet gewählten ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 bzw. ersten Drehrichtungssignal S2 die Phasendifferenz zwischen diesen Signalen ermittelt werden kann.
6 zeigt ein sinusförmiges erstes Drehgeschwindigkeitssignal S1 mit der Amplitude 2A und Nulldurchgängen zu den Zeitpunkten t1 und t2. Das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 besitzt in der gewählten Zeitdarstellung eine Phasenverschiebung φ0 gegenüber der Zeit t = 0. Damit ergibt sich für das erste Drehgeschwindigkeitssignal folgender Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit t: S1(t) = 2·A·sin(ω·t – φ0) (1)
Dabei ist ω die Winkelfrequenz des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1.
Auch das erste Drehrichtungssignal S2 ist sinusförmig und weist dieselbe Winkelfrequenz ω, jedoch nur die halbe Amplitude A wie das erste Drehgeschwindigkeitssignal S1 auf. Des weiteren weist das erste Drehrichtungssignal S2 gegenüber dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 eine Phasendifferenz Δφ0 sowie einen Offset S20 auf. Damit ergibt sich für das erste Drehrichtungssignal folgender Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit t: S2(t) = 2·A·sin(ω·t – φ0 – Δφ0) + S20 (2)
Wählt man beispielsweise als erste Zeitpunkte t1 die Zeitpunkte der Nulldurchgänge bei ansteigendem ersten Drehrichtungssignal S1, sowie als zweite Zeitpunkte t2 die Zeitpunkte der Nulldurchgänge bei abfallendem ersten Drehrichtungssignal S1, so ergeben sich aus Gleichung (1) folgende Zusammenhänge für die Zeitpunkte der Nulldurchgänge: ω·t1 – φ0 = n·π (3) ω·t2 – φ0 – Δφ0 = n·π + m·π (4)
Dabei ist n eine ganze Zahl und m eine ungerade ganze Zahl. Damit ist sichergestellt, dass es sich bei den Nulldurchgängen des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 zum Zeitpunkt t1 um Nulldurchgänge des aufsteigenden Drehgeschwindigkeitssignals S1 und bei den Nulldurchgängen des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 zum Zeitpunkt t2 um Nulldurchgänge des abfallenden Drehgeschwindigkeitssignals S1 oder umgekehrt handelt.
Verwendet man die in den Gleichungen (3) und (4) dargestellten Zusammenhänge zur Berechnung der Differenz der Signalwerte des ersten Drehrichtungssignals S1 zu einem zweiten bzw. ersten Zeitpunkt t2 bzw. t1, so ergibt sich nach wenigen Umformungsschritten: S2(t2) – S2(t1) = ±2·A·sin(Δφ0) (5)
Dabei hängt das Vorzeichen der Sinusfunktion davon ab, ob n gerade oder ungerade ist. Für ein gerades n gilt "+", für ein ungerades n entsprechend "–".
Damit besteht ein fester Zusammenhang zwischen der Phasendifferenz Δφ0 zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal S1 und dem ersten Drehrichtungssignal S2 und der Differenz der Signalwerte des ersten Drehrichtungssignal S2 zu den Zeitpunkten t1, t2. Somit muss die Winkelfrequenz ω, die mit der Drehzahl des Rotors in Korrelation steht, ebenso wie der Offset S20 und die Phasenverschiebung φ0 bei der Ermittlung der Phasendifferenz Δφ0 nicht eingerechnet werden. Allein die Amplituden 2A und A der Signale S1 bzw. S2 sind bei der Ermittlung der Phasendifferenz Δφ2 zu berücksichtigen.
Werden, wie anhand von 5 erläutert, die unteren und/oder oberen Grenzwerte für die Phasendifferenz Δφ0 mittels einer Einheit 21 zur Bestimmung des oberen bzw. unteren Grenzwertes ermittelt, so werden die Grenzwerte bevorzugt ebenfalls abhängig von den Amplituden 2A und A der Signale S1 bzw. S2 oder abhängig von der Frequenz des ersten Drehgeschwindigkeitssignals S1 oder der Frequenz des ersten Drehrichtungssignals S2 gewählt.

1: Zahnrad
2: Zahn
3: Welle
4: Drehschwingung
5: Abstandsschwingung
10: Erster Subtrahierer
101, 102: Subtrahierereingänge
105: Subtrahiererausgang
11: Addierer
111, 112: Addierereingänge
115: Addiererausgang
12: Zweiter Subtrahierer
121, 122: Subtrahierereingänge
125: Subtrahiererausgang
13: Dritter Subtrahierer
131, 132: Subtrahierereingänge
135: Subtrahiererausgang
14: Verstärker
141: Verstärkereingang
145: Verstärkerausgang
15: Analog-Digital-Wandler
151: Eingang des Analog-Digital-Wandlers
155: Ausgang des Analog-Digital-Wandlers
16: Erste Speichereinheit
161, 162: Speichereingänge
17: zweite Speichereinheit
171, 172: Speichereingänge
18: zweiter Signalgenerator
181, 182: Signalgeneratoreingänge
185: Signalgeneratorausgang
19: Nulldurchgangsdetektor
20: erster Signalgenerator
201: Signalgeneratoreingänge
205: Signalgeneratorausgang
21: Grenzwertbestimmungseinheit
211: Eingang der Grenzwertbestimmungseinheit
215: Ausgang Grenzwertbestimmungseinheit
22: Bewertungsmodul
221, 222: Bewertungsmodul-Eingänge
225: Bewertungsmodul-Ausgang
31: erste Signalquelle
315: Signalquellenausgang
32: zweite Signalquelle
325: Signalquellenausgang
33: dritte Signalquelle
335: Signalquellenausgang
91: erste Eingangsklemme
92: zweite Eingangsklemme
100, 150: Phasenermittlungseinheit
1001, 1002, 1501, 1502: Eingänge der Phasenermittlungseinheit
1005, 1505: Ausgang der Phasenermittlungseinheit
300, 350: Bewertungseinheit
3001, 3501, 3502: Eingang der Bewertungseinheit
3005, 3505: Ausgang der Bewertungseinheit
400, 450: Verarbeitungseinheit
4001, 4002, 4003, 4501, 4503: Eingänge der Verarbeitungseinheit
4005, 4006: Ausgänge der Phasenermittlungseinheit
A: Amplitude
S1: erstes Drehgeschwindigkeitssignal
S2: erstes Drehrichtungssignal
S20: Offset des ersten Drehrichtungssignals
S3: erstes Phasensignal
S4: zweites Phasensignal
S5: drittes Phasensignal
S6: zweites Drehgeschwindigkeitssignal
S7: zweites Drehrichtungssignal
S8: Statussignal
S9: Ausgangssignal des Nullspannungsdetektors
S10: Phasendifferenzsignal
S12: digitalisiertes erstes Drehrichtungssignal
φ0: Phasenverschiebung
Δφ0, Δφ1, Δφ2: Phasendifferenzen

Claims

Verfahren zur Detektion von Störungen bei der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit eines Rotors (1) und/oder der Drehrichtung des Rotors (1) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1), das eine Drehgeschwindigkeit des Rotors (1) repräsentiert, – Bereitstellen eines ersten Drehrichtungssignals (S2), das eine Drehrichtung des Rotors (1) repräsentiert, und – Ermitteln der Phasendifferenz (Δφ0, Δφ1, Δφ2) zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S1) und dem ersten Drehrichtungssignal (S2), um Störungen zu detektieren.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Störung detektiert wird, wenn die Phasendifferenz (Δφ0, Δφ1, Δφ2) für eine bestimmte Drehrichtung einen unteren Grenzwert unterschreitet oder einen oberen Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der untere Grenzwert um maximal 70° unter dem Sollwert der Phasendifferenz (Δφ0, Δφ1, Δφ2) liegt und bei dem der obere Grenzwert um maximal 70° über dem Sollwert der Phasendifferenz für eine bestimmte Drehrichtung liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der untere und/oder der obere Grenzwert abhängig vom ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S1) gewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der untere und/oder der obere Grenzwert abhängig von der Amplitude (2·A) des ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1) gewählt sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Phasendifferenz (Δφ0, Δφ1, Δφ2) zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S1) und dem ersten Drehrichtungssignal (S2) durch folgende Verfahrensschritte ermittelt wird: – Ermitteln von Signalwerten (S2(t1), S2(t2)) des ersten Drehrichtungssignals (S2) jeweils zu ersten (t1) und zweiten (t2) Zeitpunkten, wobei der erste Zeitpunkt (t1) durch einen Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1) bei ansteigendem Signalverlauf und der zweite Zeitpunkt (t2) durch einen Nulldurchgang des ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1) bei abfallendem Signalverlauf bestimmt sind, – Bilden der Differenz der zu den ersten (t1) und zweiten (t2) Zeitpunkten ermittelten Signalwerte (S2(t1), S2(t2)) des ersten Drehrichtungssignals (S2).
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die ersten (t1) und die zweiten (t2) Zeitpunkte durch aufeinanderfolgende Nulldurchgänge des ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1) bestimmt sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Drehgeschwindigkeitssignal (S1) ein sinusförmiges Signal ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste Drehgeschwindigkeitssignal (S1) des Rotors (1) und das erste Drehrichtungssignal (S2) des Rotors (1) durch folgende Schritte erzeugt wird: – Bereitstellen eines ersten Phasensignals (S3), das durch eine Drehung des Rotors (1) hervorgerufen wird, mittels einer ersten Signalquelle (31), – Bereitstellen eines zweiten Phasensignals (S4), das durch eine Drehung des Rotors (1) hervorgerufen wird, mittels einer zweiten Signalquelle (32), – Bereitstellen eines dritten Phasensignals (S5), das durch eine Drehung des Rotors (1) hervorgerufen wird, mittels einer dritten Signalquelle (33), – Erzeugen des ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1) durch Bildung der Differenz aus dem ersten Phasensignal (S3) und dem dritten Phasensignal (S5), – Erzeugen des ersten Drehrichtungssignals (S2) durch Bildung der Differenz aus dem zweiten Phasensignal (S4) und der halben Summe des ersten Phasensignals (S3) und des dritten Phasensignals (S5).
Verfahren zur Erzeugung eines eine Information über eine Drehgeschwindigkeit eines Rotors (1) enthaltenden Drehgeschwindigkeitssignals (S6) und/oder eines eine Information über eine Drehrichtung des Rotors (1) enthaltenden Drehrichtungssignals (S7), das folgende Verfahrensschritte umfasst: – Detektion einer Störung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, – Erzeugen des Drehgeschwindigkeitssignals (S6) aus dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S1) und/oder des Drehrichtungssignals (S7) aus dem ersten Drehrichtungssignal (S2), wenn keine Störung detektiert wird.
Auswerteschaltung für einen Drehgeber, die folgende Merkmale aufweist: – einen ersten Eingang (91) zum Zuführen eines ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1), – einen zweiten Eingang (92) zum Zuführen eines ersten Drehrichtungssignals (S2), – eine Phasenermittlungseinheit (100), die dazu ausgebildet ist, eine Phasendifferenz (Δφ0, Δφ1, Δφ2) zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S1) und dem ersten Drehrichtungssignal (S2) zu ermitteln und ein Phasendifferenzsignal (S10) bereitzustellen, – eine Bewertungseinheit (300), der das Phasendifferenzsignal (S10) zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, ein Statussignal (S8) abhängig von der Phasendifferenz (Δφ0, Δφ1, Δφ2) auszugeben, das eine Information darüber enthält, ob eine Störung vorliegt, – eine Verarbeitungseinheit (400), der das erste Drehgeschwindigkeitssignal (S1) und/oder das erste Drehrichtungssignal (S2) zugeführt sind und die ein zweites Drehgeschwindigkeitssignal (S6) abhängig von dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S2) und/oder ein zweites Drehrichtungssignal (S7) abhängig von dem ersten Drehrichtungssignal (S2) erzeugt.
Auswerteschaltung nach Anspruch 11, bei dem die Verarbeitungseinheit (400) dazu ausgebildet ist, das zweite Drehgeschwindigkeitssignal (S6) und/oder das zweite Drehrichtungssignal (S7) abhängig von dem Statussignal (S8) zu erzeugen.
Auswerteschaltung nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Phasenermittlungseinheit (100) zur Ermittlung des ersten Drehrichtungssignals (S2) zu ersten Zeitpunkten (t1) und zu zweiten Zeitpunkten (t2) ausgebildet ist.
Auswerteschaltung nach Anspruch 13 mit einem Nulldurchgangsdetektor (19) zur Ermittlung von Nulldurchgängen des ersten Drehgeschwindigkeitssignals (S1), durch den die ersten Zeitpunkte (t1) und/oder die zweiten Zeitpunkte (t2) bestimmt sind.
Auswerteschaltung nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die Bewertungseinheit (300) eine erste Speichereinheit (16) zur Speicherung des ersten Drehrichtungssignals (S2) zu den ersten (t1) und/oder zweiten (t2) Zeitpunkten umfasst.
Auswerteschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 15 mit einer Einheit (21) zur Bestimmung eines oberen Grenzwertes und/oder eines unteren Grenzwertes für die Phasendifferenz (Δφ1, Δφ2) zwischen dem ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S1) und dem ersten Drehrichtungssignal (S2) in Abhängigkeit vom ersten Drehgeschwindigkeitssignal (S1) zur Ermittlung einer Störung.
Auswerteschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem die Verarbeitungseinheit (400) einen Signalgenerator (20) zur Erzeugung des zweiten Drehgeschwindigkeitssignals (S6) umfasst.
Auswerteschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 17 mit einem gemeinsamen Ausgang von wenigstens zwei der Größen zweites Drehgeschwindigkeitssignal (S6), zweites Drehrichtungssignal (S7) und Statussignal (S8).