Titel

EC-Motor mit einem ringförmigen Sensormagneten Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Motor mit einem permanenterregten Rotor, der eine Rotorwelle aufweist und koaxial von einem Stator umgeben ist, der mindestens eine Statorwicklung aufweist, wobei die Rotorwelle eine Rotationsachse des permanenterregten Rotors definiert und in mindestens zwei Lagerstellen drehbar gelagert ist, die in Längsrichtung der Rotationsachse voneinander beabstandet sind.

Bei elektronisch kommutierten Motoren (s.g. "EC-Motoren") mit permanenterreg- tem Rotor ist es erforderlich, für eine geeignete elektronische Kommutierung zu jedem Zeitpunkt die exakte Rotorstellung bzw. absolute Drehwinkellage des permanenterregten Rotors in Relation zu entsprechenden Statorspulen eines zugeordneten, elektronisch kommutierten Stators zu erfassen, um eine geeignete Bestromung der Statorspulen mittels einer elektronischen Steuereinrichtung steuern zu können. Üblicherweise wird hierzu an einem freien Ende der Rotorwelle des Rotors ein senkrecht zu dieser, homogen magnetisierter, scheibenförmiger Sensormagnet bzw. eine s.g. "Magnetpille" befestigt, über der axial beabstandet auf einer Leiterplatte ein oberflächenmontierter Magnetfeldsensor angebracht wird. In dem Sensor sind z.B. zwei lateral magnetisch sensitive Halblei- terelemente senkrecht zueinander verbaut, so dass die Ausrichtung des Magnetfeldsensors zur Magnetpille und somit die Drehwinkellage der Rotorwelle über ein Sinus- und ein Cosinus-Ausgangssignal des Magnetfeldsensors eindeutig ermittelt werden kann.

Diese Methode zur Drehwinkellageerkennung kann nicht angewendet werden, wenn die Wellenenden der Rotorwelle aufgrund einer zugrundeliegenden EC- Motor-Anwendung nicht frei zugänglich sind und die Flächennormale der Leiterplatte aus Platzgründen senkrecht zur Rotorachse orientiert sein muss, da die kostengünstigen, marktgängigen Sensoren nicht in der Lage sind, Magnetfelder zu detektieren, deren Feldlinien senkrecht zur Silizium-Ebene, d.h. der Chip- Ebene des Magnetfeldsensors verlaufen. Da die Chip-Ebene bei oberflächenmontierten Bauelementen, d.h. SMD-Komponenten, üblicherweise parallel zur Leiterplatte orientiert ist, kann eine einen Magnetfeldsensor tragende Leiterplatte beim Einsatz von konventionellen Sensormagneten innerhalb des EC-Motors nicht so ausgerichtet werden, dass die Flächennormale der Leiterplatte senkrecht zur Längsmittelachse der Rotorwelle verläuft.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Motor mit einem perma- nenterregten Rotor, der eine Rotorwelle aufweist und koaxial von einem Stator umgeben ist, der mindestens eine Statorwicklung aufweist, wobei die Rotorwelle eine Rotationsachse des permanenterregten Rotors definiert und in mindestens zwei Lagerstellen drehbar gelagert ist, die in Längsrichtung der Rotationsachse voneinander beabstandet sind. Auf der Rotorwelle ist ein Ringmagnet angeord- net, dessen Magnetisierung oberflächennah im Bereich einer senkrecht zur Rotationsachse orientierten Stirnseite des Ringmagneten ausgebildet ist und der zur radialorientierten und kontinuierlichen Rotorstellungserfassung mittels mindestens eines zugeordneten Magnetfeldsensors ausgebildet ist. Infolgedessen ist auch bei einem z. B. aus baulichen Gründen außerhalb der Wellenenden der Rotorwelle zu positionierenden Magnetfeldsensors, z. B. eines Sensormagneten, eine absolute Rotorlageerkennung bzw. Drehwinkeldetektion der Rotorwelle bei dem elektronisch kommutierten Motor möglich. Ein in axialer Richtung an die Stirnseite angrenzender Basisabschnitt des Ringmagneten ist hinge- gen weitgehend magnetisierungsfrei.

Bevorzugt weist die Magnetisierung mindestens einen zumindest im Wesentlichen kreisringsektorförmigen Nordpol und mindestens einen zumindest im Wesentlichen kreisringsektorförmigen Südpol auf. Infolgedessen ist eine einfache Aufmagnetisierung des Ringmagneten gegeben. Eine vierpolige Ausführung des Ringmagneten, d.h. jeweils mit zwei Nord- und Südpolen, die umfangsseitig jeweils abwechselnd ausgebildet sind, bietet sich beispielsweise für eine Rotorlageerkennung eines elektronisch kommutierten Motors an, dessen Rotor mit vier Polpaaren ausgestattet ist. Die Begriffe "Südpol" und "Nordpol" definieren im Kontext der Beschreibung keine geometrisch scharf begrenzten Bereiche, sondern stehen vielmehr für einen Höchstwert der Flussdichte bzw. der magnetischen Feldstärke in diesem Bereich.

Bevorzugt sind der mindestens eine Nordpol und der mindestens eine Südpol jeweils umfangsseitig zumindest bereichsweise in der senkrecht zur Rotationsachse orientierten Stirnseite des Ringmagneten ausgebildet.

Somit kann eine zuverlässige Detektion der absoluten Rotorlage mittels des Ringmagneten gewährleistet werden.

Im Fall einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Ringmagnet in axialer Richtung zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch oder torusförmig ausgebildet.

Infolgedessen sind eine fertigungstechnisch einfache Herstellbarkeit des Ringmagneten sowie insbesondere dessen effiziente Integration in axial flach bauende elektrische Antriebe gegeben.

Nach Maßgabe einer Ausgestaltung ist der Magnetfeldsensor tangential zu einer Außenmantelfläche des Ringmagneten positioniert, wobei ein vorgegebener Radialabstand zwischen dem Magnetfeldsensor und der Außenmantelfläche des Ringmagneten kleiner als die Hälfte einer axialen Höhe des Ringmagneten ist.

Infolgedessen ist eine gute Signalstärke des Magnetfeldsensors zu erwarten, die eine verlässliche Detektion der absoluten Rotorlage des elektronisch kommutierten Motors gestattet.

Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor axial außermittig zu einer axialen Mittelebene des Ringmagneten angeordnet. Hierdurch ist die Eindeutigkeit der Rotorlageerkennung bzw. eine absolute Drehwinkelerkennung der Rotorwelle des elektronisch kommutierten Motors zur optimalen Ansteuerung der Spulen der mindestens einen Statorwicklung realisierbar.

Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor ein Hall-Effekt-Sensor oder ein magnetore- sistiver Sensor.

Hierdurch kann auf marktübliche und kostengünstige Sensorik zur Realisierung der elektronischen, berührungslosen Rotorlageerkennung des elektronisch kommutierten Motors zurückgegriffen werden.

Vorzugsweise ist der Magnetfeldsensor plattenförmig ausgebildet und parallel zu einer elektrischen Leiterplatte positioniert.

Infolgedessen ist eine kostengünstige Fertigung der elektronischen Rotorlageerkennung bei einer zugleich reduzierten maximalen Baugröße des elektronisch kommutierten Motors möglich.

Nach Maßgabe einer Ausgestaltung ist die axiale Höhe des Ringmagneten vorzugsweise größer bemessen als ein Außendurchmesser des Ringmagneten.

Infolgedessen lassen sich verbesserte Messergebnisse hinsichtlich der Rotorla- gedetektion des elektronisch kommutierten Motors erzielen.

Vorzugsweise ist ein scheibenförmiger Nabenbereich im Wesentlichen frei von einer Magnetisierung und ein axial unterhalb der Stirnseite liegender Basisabschnitt des Ringmagneten ist zumindest im Wesentlichen tangential magnetisiert.

Hierdurch ergibt sich ein vorteilhafter Kompromiss zwischen einem sinusförmigen Verlauf eines von dem Magnetfeldsensor gelieferten elektronischen Messsignals und der von diesem auswertbaren magnetischen Flussdichte bzw. Magnetfeldstärke des Ringmagneten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen elektronisch kommutierten Motor mit dem Magnetfeldsensor,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt entlang der Schnittlinie II-II von Fig. 1 ,

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Rotorwelle mit dem zweipolig magnetisier- ten Ringmagneten und dem Magnetfeldsensor von Fig. 1 und Fig. 2,

Fig. 4 eine abgewickelte Darstellung des Ringmagneten von Fig. 3 während des Aufmagnetisierens,

Fig. 5 die sich durch das Aufmagnetisieren gem. Fig. 4 ergebende Magnetisierung im Fall der abgewickelten Darstellung des Ringmagneten von Fig. 4, mit einem sich hierdurch ergebenden, näherungsweise "girlandenförmigen" magnetischen Verlauf der Feldlinien der magnetischen Flussdichte sowie einer Detektionsebene des Magnetfeldsensors,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Ringmagneten von Fig. 5 mit einer repräsentativen Feldlinie der magnetischen Flussdichte,

Fig. 7 einen Ausschnitt der abgewickelten Außenumfangsfläche des Ringmagneten mit dem prinzipiellen Verlauf der sich infolge der Aufmagnetisierung des Ringmagneten einstellenden magnetischen Feldlinien gemäß Fig. 1 bis Fig. 6,

Fig. 8 eine vierpolige Aufmagnetisierung des Ringmagneten von Fig. 3,

Fig. 9 ein Diagramm mit der jeweils auf den Magnetfeldsensor einwirkenden magnetischen Flussdichte B in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehwinkel φ der Rotorwelle bzw. des "abgewickelten Weges" der Außenumfangsfläche des Ringmagneten, und Fig. 10 ein Diagramm mit der jeweils auf den Magnetfeldsensor einwirkenden magnetischen Flussdichte B in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehwinkel φ der Rotorwelle bzw. des "abgewickelten Weges" der Außenumfangsflä- che des Ringmagneten.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt einen elektronisch kommutierten Motor 100, der bevorzugt axial flach bauend ausgestaltet ist und im Folgenden durchgängig mit dem Begriff "EC- Motor" bezeichnet wird. Dieser umfasst vorzugsweise zumindest einen permanenterregten Rotor 120 mit einer zylindrischen Rotorwelle 122, der koaxial von einem Stator 140 mit mindestens einer Statorwicklung 142 umgeben ist. Die Rotorwelle 122 weist eine Rotationsachse 130 auf und ist beispielhaft in einer ersten und zweiten Lagerstelle 124, 126 drehbar aufgenommen. Die beiden Lager- stellen 124, 126 sind axial zueinander beabstandet und hierbei bevorzugt beidseits des Rotors 120 und der mindestens einen Statorwicklung 142 positioniert.

Auf der Rotorwelle 122 ist bevorzugt ein Ringmagnet 150 drehfest angeordnet, dessen Magnetisierung 152 gemäß einer Ausführungsform oberflächennah so- wie peripher im Bereich einer senkrecht zur Rotationsachse 130 orientierten kreisringförmigen Stirnseite 154 des Ringmagneten 150 ausgebildet ist. Der Ringmagnet 150 ist bevorzugt zur radialorientierten, kontinuierlichen sowie vorzugsweise absoluten Stellungserfassung bzw. Messung eines Drehwinkels φ des Rotors 120 mittels mindestens eines zugeordneten Magnetfeldsensors 200 aus- gebildet. Der Magnetfeldsensor 200 ist zu diesem Zweck auf einer elektrischen

Leiterplatte 202 bzw. Platine zusammen mit einer nicht dargestellten elektronischen Auswerteeinheit montiert. Ein rechtwinkliges Koordinatensystem 170 mit einer x-Achse, einer y-Achse sowie z-Achse verdeutlicht die relative Lage sämtlicher Komponenten zueinander im Raum, wobei die Leiterplatte 202 unter Ein- schluss des Magnetfeldsensors 200 parallel zu der vom Koordinatensystem 170 aufgespannten xy-Ebene verläuft.

Fig. 2 zeigt die Magnetisierung 152 des Ringmagneten 150 von Fig. 1 , die bevorzugt im Wesentlichen von einem kreisnngsektorförmigen Nordpol N sowie einem kreisnngsektorförmigen Südpol S ausgebildet ist, die hier lediglich beispielhaft jeweils halbkreisringförmig sind. Ein zentraler Nabenbereich 158 des Ringmag- neten 150 bleibt hierbei vorzugsweise im Wesentlichen frei von jeglicher Magnetisierung 152. Der Nordpol N sowie der Südpol S sind jeweils in der orthogonal zur Rotationsachse 130 der Rotorwelle 122 orientierten Stirnseite 154 des Ringmagneten 150 ausgebildet. Ein von der Stirnseite 154 des Ringmagneten 150 weggerichteter, d.h. in Fig. 1 nach unten gerichteter Basisabschnitt 156 ist zumindest im Wesentlichen tangential magnetisiert und dient zum Feldlinienschluss der Magnetisierung 152.

Der auf der Leiterplatte 202 angeordnete, vorzugsweise plattenförmige bzw. quaderförmige Magnetfeldsensor 200 ist in einem parallel zur z-Achse des Koordinatensystems 170 definierten Abstand von RA zu einer Außenmantelfläche 160 des auf der Rotorwelle 122 drehfest angeordneten Ringmagneten 150 positioniert. Der Ringmagnet 150 ist vorzugsweise, wie hier lediglich exemplarisch dargestellt, hohlzylindrisch ausgebildet, kann alternativ aber auch eine torusförmige Geometrie aufweisen. Von Bedeutung für die Güte der Rotorstellungserfassung ist, dass die Feldlinien der vom Ringmagneten 150 hervorgerufenen magnetischen Flussdichte im Bereich des Magnetfeldsensors 200 möglichst parallel zur XY-Ebene des Koordinatensystems 170 verlaufen und auch den Magnetfeldsensor 200 im Idealfall ausschließlich parallel durchsetzen.

Fig. 3 zeigt die Rotorwelle 122 mit der Rotationsachse 130 von Fig. 1 , auf der der Ringmagnet 150 von Fig. 1 und Fig. 2 mittels des vorzugsweise zumindest weitgehend unmagnetisierten Nabenbereichs 158 drehfest angeordnet ist. Eine axiale Höhe h des Ringmagneten 150 entspricht hier lediglich exemplarisch und ohne Beschränkung der erfinderischen Allgemeinheit ungefähr einer radialen Breite RB der bevorzugt oberflächennahen Magnetisierung 152 des Ringmagneten 150 mit dem jeweils kreisringsektorförmigen Nord- und Südpol N, S. Vorzugsweise, hier nicht dargestellt, ist die Höhe h des Ringmagneten 150 größer bemessen als dessen Außendurchmesser DA, woraus insgesamt eine eher hohlzylindrische bzw. röhrenförmige Bauform des Ringmagneten 150 resultiert.

Der auf der Leiterplatte 202 von Fig. 2 angeordnete Magnetfeldsensor 200 zur Rotorstellungserfassung bzw. zur Messung des absoluten Drehwinkels φ der Rotorwelle 122 ist bevorzugt in dem radialen Abstand RA zur zylindrischen Außen- mantelfläche 160 des Ringmagneten 150 im Raum positioniert. Eine hier lediglich aus Gründen der besseren zeichnerischen Darstellbarkeit halber annähernd punktförmig dargestellte, magnetisch sensitive Messzone 204 des Magnetfeldsensors 200 ist zur Erzielung einer optimalen Rotorstellungserfassung in einem axialen Abstand Äh bzw. Versatz verschoben zu einer axialen Mittelebene 162 des Ringmagneten 150 angeordnet. Dies bedeutet, dass der Magnetfeldsensor 200 ungefähr auf der axialen Höhe einer umlaufenden Kante 164 der Stirnseite

154 des Ringmagneten 150 verläuft. Der Abstand RA ist in diesem Zusammenhang bevorzugt kleiner als die Hälfte der axialen Höhe h des Ringmagneten 150. Der Magnetfeldsensor 200 kann beispielsweise mit einem Halleffekt-Sensor oder mit einem magnetoresistiven Sensor realisiert sein. Der Vollständigkeit halber veranschaulicht das Koordinatensystem 170 die Lage der einzelnen Komponenten zueinander im Raum.

Fig. 4 zeigt den Ringmagneten 150 von Fig. 3 beim Aufmagnetisieren. Eine in die Zeichenebene abgewickelte (Gesamt-)Umfangslänge I des Ringmagneten 150 bzw. der Außenmantelfläche 160 desselben beträgt bevorzugt TT- DA, wobei die

Höhe des Ringmagneten 150 wiederum h ist. Die Aufmagnetisierung des Ringmagneten 150 erfolgt beispielsweise mithilfe eines Nordmagnetkopfes 250 und eines Südmagnetkopfes 252, deren Breite l _m in Längsrichtung jeweils der Gleichung l _m =l/4 folgt. Der Abstand zwischen dem Nord- und dem Südmagnetkopf 250, 252 folgt ebenfalls der Beziehung l _m =l/4. Durch diese Aufmagnetisierung wird ein erfindungsgemäß "girlandenförmiger" Verlauf der magnetischen Flussdichte erzeugt, der hier lediglich schematisch mit einer Feldlinie 300 angedeutet ist. Fig. 5 zeigt die sich durch das Aufmagnetisieren gem. Fig. 4 ergebende Magnetisierung im Fall der abgewickelten Darstellung des Ringmagneten 150 von Fig. 4, mit einem sich hierdurch ergebenden, näherungsweise "girlandenförmigen" magnetischen Verlauf der Feldlinie der magnetischen Flussdichte sowie einer Detektionsebene des Magnetfeldsensors 200 von Fig. 1 und Fig. 2. Die Abwick- lung der Außenmantelfläche 160 des Ringmagneten 150 weist die Umfangslänge

I sowie die Höhe h auf. Im Bereich der Stirnseite 154 sind durch das Aufmagnetisieren nach Maßgabe von Fig. 4 der oberflächennahe Nord- und Südpol N, S entstanden. Die resultierende magnetische Flussdichte ist lediglich mit einer Feldlinie 300 schematisch dargestellt. Von Bedeutung ist, dass eine Detektionsebene 210, in der die Messzone des Magnetfeldsensors liegt (vgl. Bezugsziffern 200, 204 in Fig. 3) nicht innerhalb der Mittelebene 162 des Ringmagneten 150 verläuft, um eine absolute Rotorstellungserfassung bzw. eindeutige Messung des aktuellen Drehwinkels des Rotors zu ermöglichen. Der Basisabschnitt 156 des Ringmagneten 150 bleibt vorwiegend zumindest vergleichsweise schwach und im Wesentlichen tangential mag- netisiert.

Fig. 6 zeigt den Ringmagneten 150 von Fig. 5 mit einer repräsentativen Feldlinie der magnetischen Flussdichte. Oberflächennah im Bereich der Stirnseite 154 des

Ringmagneten 150 ist die Magnetisierung 152 mit dem kreisringsektorförmigen Nordpol N und dem kreisringsektorförmigen Südpol S ausgebildet, wobei die resultierende Flussdichte mittels einer repräsentativen Feldlinie 300 lediglich schematisiert dargestellt ist.

Der jeweils kreisringsektorförmige Nord- und Südpol N, S erstrecken sich hierbei jeweils umfangsseitig über etwa 180°. Durch den weitgehend magnetisierungsfreien Nabenbereich 158, der koaxial von der Außenmantelfläche 160 umschlossen ist, verläuft zentrisch zur Längsmittelachse 130 eine zylindrische Durch- gangsbohrung 166 zur Befestigung des Ringmagneten 150 auf der Rotorwelle des elektronisch kommutierten Motors 100 von Fig. 1 .

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt der abgewickelten Außenmantelfläche 160 des Ringmagneten 150 von Fig. 4 mit dem prinzipiellen Verlauf der sich infolge der Aufmagnetisierung des Ringmagneten 150 einstellenden magnetischen Feldlinien gemäß Fig. 2 bis Fig. 6. Der Nordpol N und der Südpol S sind bevorzugt im Wesentlichen nur im Bereich einer oberflächennahen Magnetisierungszone 168 der Stirnseite 154 des Ringmagneten 150 ausgebildet, was die in dieser Zone erheblich höhere Dichte der Feldlinien 300 der magnetischen Flussdichte offen- bart.

Weiterhin ist der erfindungsgemäß "girlandenförmige" Verlauf der Feldlinien 300 gem. Fig. 4 jeweils ausgehend von der Stirnseite 154 dargestellt. Der Verlauf der Feldlinien 300 des Nord- und des Südpols N, S entspricht beispielhaft nähe- rungsweise jeweils einer Schar von sechs Sinus-Halbwellen bzw. Cosinus-

Halbwellen mit überproportional zunehmender Amplitude quer zur Längsrichtung der Außenmantelfläche 160 des Ringmagneten 150. Die Feldlinien 300 verlaufen hierbei teilweise außerhalb des Ringmagneten 150, dessen Außenmantelfläche 160 die axiale Höhe h aufweist. An die Magnetisierungszone 168 schließt sich in axialer Richtung der weitgehend zumindest vergleichsweise schwach und im Wesentlichen tangential magnetisierte Basisabschnitt 156 des Ringmagneten

150 an.

Wie bereits bei Fig. 2 beschrieben, dient der weitgehend zumindest vergleichsweise schwach und im Wesentlichen tangential magnetisierte Basisabschnitt 156 zum Feldlinienschluss der Magnetisierung 152. Dadurch sind in diesem Basisabschnitt 156 entsprechende Flussdichtesignale„tangential" und„axial" außerhalb des Ringmagneten 150 in der Regel zu asymmetrisch, als dass sie verwertbar wären: eine entsprechende axiale Feldkomponente fehlt beinahe vollständig. Durch eine Positionierung des Magnetfeldsensors (vgl. Bezugsziffern 200, 204 in Fig. 3) zwischen dem Basisabschnitt 156 und der Magnetisierungszone 168, bevorzugt über der gestrichelten Linie in Fig. 7, findet man erfindungsgemäß einen Bereich, in dem die Flussdichtesignale in axialer und tangentialer Richtung stark genug und hinreichend symmetrisch sind, um eine zweifelsfreie Rotorlageerkennung zu ermöglichen.

Fig. 8 zeigt eine alternative, vierpolige Aufmagnetisierung 180 des Ringmagneten 150 von Fig. 3. Die Magnetisierung 180 des Ringmagneten 150 weist abweichend von Fig. 3 bis Fig. 6 bevorzugt zwei Nordpole N sowie zwei Südpole S auf, wobei jeweils zwei kreisringsektorförmige Südpole S sowie zwei jeweils kreis- ringsektorförmige Nordpole N diametral sowie oberflächennah im Bereich der

Stirnseite 154 des Ringmagneten 150 ausgebildet sind. Umfangsseitig erstrecken sich die Nord- und Südpole N, S vorzugsweise jeweils über einen Wnkelbe- reich von etwa 90°. Koaxial zur Rotationsachse 130 und zum Ringmagneten 150 verläuft die axiale Durchgangsbohrung 166 durch den Nabenbereich 158 des Ringmagneten 150. Die Magnetisierung 180 eignet sich besonders für die Rotorstellungserfassung eines EC-Motors mit einem vierpoligen, permanenterregten Rotor.

Fig. 9 zeigt ein Diagramm mit der jeweils auf den Magnetfeldsensor 200 von Fig. 2 einwirkenden magnetischen Flussdichte B in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehwinkel φ der Rotorwelle 122 von Fig. 2 bzw. des "abgewickelten Weges" der Außenmantelfläche 160 des Ringmagneten 150 von Fig. 4. Die sechs glatten, näherungsweise sinusförmigen Kurvenverläufe B _x i 6 repräsentieren den Verlauf einer umfangsseitigen Komponente B _x der vom Ringmagneten 150 erzeugten magnetischen Flussdichte B in Abhängigkeit von der jeweiligen Rotorstellung bzw. des absoluten Drehwinkels φ des Rotors 120 von Fig. 1 , jeweils in Abhängigkeit von dem Abstand RA des Magnetfeldsensors 200 von der oberen umlaufenden Kante des Ringmagneten 150. Die sechs leicht gekräuselten, in etwa co- sinusförmigen Kurvenverläufe B _y i 6 spiegeln denselben Sachverhalt für eine weitere Komponente B _y der magnetischen Flussdichte in axialer Richtung wieder (vgl. insb. Fig. 3, Bezugszeichen 150, 164, Koordinatensystem 170, 200, RA).

Den näheren Zusammenhang veranschaulicht die folgende Tabelle:

Tabelle 1 :

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, nimmt die magnetische Flussdichte im Bereich des Magnetfeldsensors 200 bei zunehmendem Abstand ab. Ausweislich der beiden Kurven B _X 3, B _Y 3 des Diagramms ergibt sich, dass ab dem Abstand von RA = 3,75 mm die Messung der Komponente B _x und der Komponente B _y der vom Ring- magneten 150 erzeugten magnetischen Flussdichte B eindeutig (ambiguitätsfrei) jeweils einem Drehwinkel φ des Rotors 120 zur absoluten Rotorstellungserfassung des EC-Motors 100 von Fig. 1 zugeordnet wird, wobei die den Magnetfeldsensor 200 durchsetzenden magnetischen Flussdichten B _x , B _y annähernd gleich stark sind. Darüber hinaus erlaubt hier der Abstand RA von 3,75 mm eine eindeu- tige Messung des Drehwinkels φ bzw. die Auflösung der so genannten "Sinus-

Cosinus-Ambiguität" (Doppeldeutigkeit) des Magnetfeldsensors 200 bei einem vertretbaren Rechenaufwand. In der Regel entspricht der optimale Abstand RA der Hälfte der axialen Höhe bzw. Länge des Ringmagneten 150 (vgl. insb. Fig. 3, Bezugszeichen 150, h). Fig. 10 zeigt ein Diagramm mit der jeweils auf den Magnetfeldsensor 200 von Fig. 2 einwirkenden magnetischen Flussdichte B in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehwinkel φ der Rotorwelle 122 von Fig. 2 bzw. des "abgewickelten Weges" der 5 Außenmantelfläche 160 des Ringmagneten 150 von Fig. 4. Das Diagramm von

Fig. 10 korrespondiert - bis auf die Skalierung der Flussdichte B auf der vertikalen Achse - im Wesentlichen zum Diagramm von Fig. 9, wobei zwischen den um- fangsseitigen Komponenten B _X7 10 und den axialen Komponenten B _y7 ,...io der

Flussdichte B und dem Abstand RA zwischen dem Ringmagneten 150 und der0 oberen Kanten des Magnetfeldsensors 200 der folgende tabellarische Zusammenhang besteht:

Tabelle 2:

5

Wiederum ergibt sich der optimale Abstand RA von 3,75 mm, da hierbei beide Komponenten B _X7 und B _Y7 der Flussdichte B maximal sind und keine unerwünschte Sinus-Cosinus-Ambiguität auftritt. Die Kräuselungen, d.h. der Oberwellengehalt der Kurven B _y7 ,...io nimmt mit zunehmendem Abstand RA ab, so dass o die Kurven B _y7 ,...io immer sinusähnlicher werden, wobei sich allerdings die Stärke der vom Magnetfeldsensor 200 auswertbaren Flussdichte B gleichfalls signifikant vermindert.

Somit ergibt sich aus Tabelle 1 und Tabelle 2, dass der optimale Abstand RA 5 stets einen Kompromiss zwischen der Sinusförmigkeit der Kurven B _Y7 10, der

Feldstärke der am Magnetfeldsensor 200 anstehenden und von diesem zu erfassenden Flussdichte B und weiteren geometrisch-konstruktiven Randbedingungen darstellt. In Abhängigkeit von abweichenden Abmessungen und/oder Geometrien können sich daher von dem hier lediglich angeführten Ausführungsbeispiel völlig o andere Werte für den optimalen Abstand RA ergeben. Der erfindungsgemäße EC-Motor mit einer Rotorstellungserfassung mittels Mag- netfeldsensierung durch einen oberflächenah-peripher magnetisierten Ringmagneten oder einen Torusmagneten und einen Magnetfeldsensor eignet sich insbesondere für axial flach bauende Antriebe, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeu- gen als Sitzversteller, Fensterheber, Schiebedach-Aktuatoren, Heckklappensteller, Türschließer, Scheibenwischer etc. Anwendung finden.