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Title:
ELECTRONICALLY COMMUTATED ELECTRIC MOTOR HAVING ROTOR POSITION CAPTURING AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/006742
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electronically commutated electric motor having a stator and a rotor particularly designed as a permanent magnet. The rotor position capturing device is designed for determining the rotor position as a function of a voltage induced in at least one stator winding of the stator. According to the invention, the electronically commutated electric motor comprises a rotor position capturing device. The rotor position capturing device is implemented for capturing a rotor position of the rotor and generating a rotor position signal representing a rotor position of the rotor.

Inventors:
FRICKER DAVID (FR)
Application Number:
PCT/EP2010/058803
Publication Date:
January 20, 2011
Filing Date:
June 22, 2010
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
FRICKER DAVID (FR)
International Classes:
H02P6/18; H02P21/14
Foreign References:
US20050029972A12005-02-10
US20070126386A12007-06-07
EP1662648A22006-05-31
US20070001635A12007-01-04
US20010048281A12001-12-06
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Elektronisch kommutierter Elektromotor (1 ) mit einem Stator (3) und mit einem insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor (5), wobei der Elektro- motor (1 ) eine Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung (14, 15) aufweist, welche ausgebildet ist, eine Rotorposition des Rotors (5) zu erfassen, und ein Rotorpositionssignal zu erzeugen, welches eine Rotorposition des Rotors (5) repräsentiert, wobei die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung (14, 15) ausgebildet ist, die Rotorposition in Abhängigkeit einer in wenigstens einer Statorspule (7, 9, 1 1 ) indu- zierten Spannung zu ermitteln,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung (14, 15) ausgebildet ist, wenigstens einen Statorspulenstrom (1 12, 1 18) zu erfassen und die in wenigstens einer Statorspule (7, 9, 1 1 ) des Stators induzierte Spannung in Abhängigkeit einer zeitli- chen Ableitung (1 14, 120) des wenigstens eines Statorspulenstromes (1 12, 1 18) zu ermitteln.

2. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung (14, 15) ausgebildet ist, die zeitliche Ableitung (1 14) des Statorspulenstromes (1 12), zum Ermitteln der Rotorposition zu einem Zeitpunkt (94) heranzuziehen, bei dem eine auf die Statorspule geschaltete Statorspulenspannung ausreichend klein oder gleich Null ist.

3. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung (14, 15) ausgebildet ist, zum Ermitteln der Rotorposition die Induktivität der wenigstens einen Statorspule (7, 9, 1 1 ) heranzuziehen.

4. Elektromotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung (14, 15) ausgebildet ist,

eine zeitliche Ableitung (120) des Statorspulenstromes (1 18) zum Ermitteln der Rotorposition zu einem ersten Zeitpunkt (96) heranzuziehen, bei dem die auf die Statorspule geschaltete Statorspulenspannung positiv ist und eine zeitliche Ableitung (120) des Statorspulenstromes (1 18) zum Ermitteln der Rotorposition zu einem zweiten Zeitpunkt (98) heranzuziehen, bei dem die auf die Statorspule geschaltete Statorspulenspannung insbesondere zur positiven Statorspulenspan- nung negativ ist, und die induzierte Spannung in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung des Statorspulenstromes zum ersten Zeitpunkt (96) und zum zweiten Zeitpunkt (98) zu ermitteln.

5. Verfahren (100, 102, 104, 106) zum Ermitteln einer Rotorposition eines Rotors (5) eines elektronisch kommutierten Elektromotors (1 ) mit einem Stator (3) und dem Rotor (5), bei dem die Rotorposition in Abhängigkeit einer in wenigstens einer Statorspule (7, 9, 1 1 ) induzierten Spannung ermittelt wird (106),

dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens ein Statorspulenstrom (1 12) einer Statorspule (7, 9, 1 1 ) erfasst wird und die in der wenigstens einen Statorspule (7, 9, 1 1 ) induzierte Spannung in Abhängigkeit einer zeitlichen Ableitung (1 14) des wenigstens einen erfassten

Statorspulenstromes (1 12) ermittelt wird (104).

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die zeitliche Ableitung (1 14) des Statorspulenstromes (1 12) zum Ermitteln der Rotorposition zu einem Zeitpunkt (94) heranzuziehen, bei dem eine Statorspulenspannung (1 10) über der Statorspule (7, 9, 1 1 ) gering oder gleich Null ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

zum Ermitteln der Rotorposition eine Induktivität der wenigstens einen Statorspu- Ie (7, 9, 1 1 ) herangezogen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine zeitliche Ableitung (120) des Statorspulenstromes (1 18) zum Ermitteln der Rotorposition zu einem ersten Zeitpunkt (96) herangezogen wird, bei dem eine auf die Statorspule (7, 9, 1 1 ) geschaltete Statorspulenspannung (1 10) positiv ist, und eine zeitliche Ableitung (120) des Statorspulenstromes zum Ermitteln der Rotorposition zu einem zweiten Zeitpunkt (98) herangezogen wird, bei dem eine auf die Statorspule (7, 9, 1 1 ) geschaltete Statorspulenspannung (1 10) negativ ist, und die in der Statorspule induzierte Spannung in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung (120) des Statorspulenstromes (1 18) zum ersten Zeitpunkt (96) und zum zweiten Zeitpunkt (98) ermittelt wird.

Description:
Beschreibung

Titel

Elektronisch kommutierter Elektromotor mit Rotorpositionserfassung und Verfah- reQ

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Elektromotor mit einem

Stator und einem insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor.

Aus der DE 698 23 494 T2 ist ein elektronisch kommutierter Elektromotor bekannt, wobei bei dem elektronisch kommutierten Elektromotor eine Rotorposition des Rotors in Abhängigkeit einer in den Statorspulen des Elektromotors induzierten Spannung erfasst werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß weist der elektronisch kommutierte Elektromotor der eingangsgenannten Art mit einem Stator und mit einem insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor bevorzugt eine Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung auf. Die Rotor- positions-Erfassungsvorrichtung ist ausgebildet, eine Rotorposition des Rotors zu erfassen und ein Rotorpositionssignal zu erzeugen, welches eine Rotorposition des Ro- tors repräsentiert.

Die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise Bestandteil einer Steuereinheit des Elektromotors sein. Die Steuereinheit kann beispielsweise Steuersignale zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes erzeugen, und diese über eine Leistungsendstufe an den Stator ausgeben und so mittels des Stators das magnetische Drehfeld erzeugen.

Die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung ist bevorzugt ausgebildet, die Rotorposition in Abhängigkeit einer in wenigstens einer Statorspule des Stators induzierten Spannung zu ermitteln. Dadurch kann vorteilhaft ein Rotorpositionssensor, beispielsweise ein Hallsensor eingespart werden.

Der elektronisch kommutierte Elektromotor, bevorzugt die Steuereinheit des Elektromotors, besonders bevorzugt die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung des Elektromotors, ist ausgebildet, wenigstens einen Statorspulenstrom zu erfassen und die in we- nigstens einer Statorspule des Stators induzierte Spannung in Abhängigkeit einer zeitlichen Ableitung des wenigstens einen Statorspulenstromes zu ermitteln.

Durch die so gebildete Erfassung, insbesondere Ermittlung der induzierten Spannung in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung des Statorspulenstromes kann vorteilhaft wäh- rend eines Bestromens der Statorspulen, - und somit nicht nur während eines nicht bestromten Zustandes einer Statorspule -, die mittels des Rotormagnetfeldes, beispielsweise in Form einer Gegen-Elektromotorischen-Kraft (Gegen-EMK) erzeugte induzierte Spannung zum Ermitteln der Rotorposition herangezogen werden. Weiter vorteilhaft kann so während eines ganzen Rotorumlaufes kontinuierlich die Rotorposition erfasst werden. Weiter vorteilhaft kann so über den Rotorumlauf hinweg kontinuierlich ein Signal zur Verfügung stehen, aus dem die Rotorposition des Rotors ermitteln werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Elektromotors ist die Rotorpositions- Erfassungsvorrichtung ausgebildet, die zeitliche Ableitung des Statorspulenstromes zum Ermitteln der Rotorposition zu einem Zeitpunkt heranzuziehen, bei dem eine auf die Statorspule geschaltete Statorspulenspannung ausreichend klein oder gleich Null ist.

Weiter bevorzugt ist die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung ausgebildet, die Induktivität der wenigstens einen Statorspule zum Ermitteln der Rotorposition heranzuziehen. Durch das Heranziehen der zeitlichen Ableitung des Statorspulenstromes zu einem

Zeitpunkt, bei dem die Statorspulenspannung über der Statorspule ausreichend klein oder gleich Null ist, kann die in der Statorspule erzeugte induzierte Spannung bevorzugt nur in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung des Statorspulenstromes, weiter bevorzugt zusätzlich in Abhängigkeit der Statorspuleninduktivität, ermittelt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung ausgebildet, eine zeitliche Ableitung des Statorspulenstromes zum Ermitteln der Rotorposition zu einem ersten Zeitpunkt heranzuziehen, bei dem eine positive Statorspulenspannung auf die Statorspule geschaltet ist, und eine zeitliche Ableitung des Statorspulenstromes zum Ermitteln der Rotorposition zu einem zweiten Zeitpunkt heran- zuziehen, bei dem eine - insbesondere zur positiven Satatorspulenspannung umgekehrt gerichtete - negative Statorspulenspannung auf die Statorspule geschaltet ist. Weiter bevorzugt ist die Rotorpositions-Erfassungsvorrichtung ausgebildet, die indu- zierte Spannung in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung des Statorspulenstromes zu dem ersten Zeitpunkt und zu dem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln.

In einer anderen Ausführungsform ist der Elektromotor ausgebildet, anstelle eines Statorspulenstromes einen Zwischenkreisstrom zu erfassen und die induzierte Spannung in Abhängigkeit des Zwischenkreisstromes zu ermitteln.

Die in der Statorspule induzierten Spannung berechnet sich für einen Statorspulenstrang dann wie folgt aus:

(1) U = R-I + L-dI/dt + U Ind

Die Leistungsendstufe kann beispielsweise für jede Statorspule eine H-Brücke aufwei- sen. Die Leistungsendstufe ist bevorzugt ausgebildet, wenigstens oder genau drei zueinander verschiedene Statorspulenspannungen auf die Statorspule zu schalten, eine Versorgungsspannung, eine zur Versorgungsspannung umgekehrt gerichtete Versorgungsspannung oder eine Null-Spannung, welche bevorzugt mittig zwischen der Versorgungsspannung und der dazu umgekehrt gerichteten Versorgungsspannung liegt. Daraus ergeben sich die folgenden Gleichungen:

(2) U dc =R-I pos +L-dI pos /dt + U Ind

(3) -U dc = R-I neg +L-dI neg /dt +U lnd

Darin bedeuten

U, nd = Induzierte Spannung,

R = Ohmscher Widerstand der Statorspule,

L = Induktivität der Statorspule,

Ip os = Strom durch die Statorspule, positiv,

l neg = Strom durch die Statorspule, negativ,

U dc = Versorgungsspannung.

Im Falle einer Aufschaltung einer Null-Spannung auf die Statorspule berechnet sich die

Induzierte Spannung aus:

(4) o = R-I o +L-^ + U Ind , und somit

dt

(5) U ' =-R-h-L^ Die vorab beschriebene Ermittlung der induzierten Spannung in Abhängigkeit der positivem und in Abhängigkeit der negativen Betriebsspannung kann beispielsweise wie folgt erfolgen:

(6) R . I p∞ + L -^ + U„ d = -R . I mi -L -^-U I „„

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ermitteln einer Rotorposition eines Rotors eines elektronisch kommutierten Elektromotors. Der elektronisch kommutierte E- lektromotor weist einen Stator und den vorab erwähnten Rotor auf. Bei dem Verfahren wird die Rotorposition in Abhängigkeit einer in wenigstens eine Statorspule induzierten Spannung ermittelt. Die induzierte Spannung ist bevorzugt die von dem Rotormagnetfeld verursachte Gegen-Elektromotorische-Kraft (Gegen-EMK).

Bei dem Verfahren wird erfindungsgemäß wenigstens ein Statorspulenstrom einer Statorspule des Stators erfasst und die in der wenigstens eine Statorspule induzierte Spannung in Abhängigkeit einer zeitlichen Ableitung des wenigstens einen erfassten Statorspulenstromes ermittelt. Dadurch kann vorteilhaft ein - über einen Rotorumlauf hinweg - zeitkontinuierliches Erfassungsergebnis der induzierten Spannung zur Ermittlung der Rotorposition zur Verfügung stehen.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren die zeitliche Ableitung des Statorspulenstromes zum Ermitteln der Rotorposition zu einem Zeitpunkt herangezogen, bei dem eine Betriebs- Spannung über der Statorspule gering oder gleich Null ist. Dadurch kann die induzierte

Spannung vorteilhaft unter Heranziehen einer geringen Anzahl von Messgrößen erfolgen. Eine Messgröße ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Strom. Weitere Ausführungsformen von Messgrößen sind Spannungen, Widerstandswerte, Induktivitätswerte, oder zeitveränderliche elektrische Größen.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren zum Ermitteln der Rotorposition eine Induktivität der wenigstens einen Statorspule herangezogen. Die Berechnung der induzierten Spannung kann dann vorteilhaft gemäß der vorab beschriebenen Formeln berechnet werden. Bevorzugt wird bei dem Verfahren eine zeitliche Ableitung des Statorspulenstromes zum Ermitteln der Rotorposition zu einem ersten Zeitpunkt herangezogen, bei dem die auf die Statorspule geschaltete Statorspulenspannung, beispielsweise die Be- triebsspannung, positiv ist. Weiter bevorzugt wird bei dem Verfahren eine zeitliche Ableitung des Statorspulenstromes zum Ermitteln der Rotorposition zu einem zweiten Zeitpunkt herangezogen, bei dem die auf die Statorspule geschaltete Statorspulenspannung negativ ist. Bevorzugt wird die in der Statorspule induzierte Spannung in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung des Statorspulenstromes zum ersten Zeitpunkt und zum zweiten Zeitpunkt ermittelt.

Die Werte der Statorspulenströme zum ersten und zweiten Zeitpunkt können beispielsweise jeweils in einem Zwischenspeicher als Berechnungsgrundlage zur weiteren Bildung der zeitlichen Ableitung vorrätig gehalten werden.

Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus den in der folgenden Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmalen, welche jeweils zum Erzielen der Wirkung der Erfindung miteinander kombiniert werden können.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen elektronisch kommutierten Elektromotor mit einer Rotorpositions-Erfassung in Abhängigkeit einer über eine zeitliche Ableitung eines Statorspulenstromes ermittelten, in der Statorspule induzierten Spannung;

Figur 2 zeigt Verläufe von Spannung, Strom und differziertem Strom für eine Statorspule gemäß den bereits erwähnten Gleichungen (5) und (6a);

Figur 3 zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer Rotorposition in Abhängigkeit eines differenzierten Rotorspulenstromes.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen elektronisch kommutierten Elektromotor 1 . Der Elektromotor 1 weist einen Stator 3 und einen permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor 5 auf. Der Stator 3 weist drei Statorspulen, nämlich eine Statorspule 7, ei- ne Statorspule 9 und eine Statorspule 1 1 auf.

Der Elektromotor 1 weist auch eine Leistungsendstufe 12 auf, wobei die Leistungsendstufe 12 eingangsseitig über eine Verbindung 60 mit einer Steuereinheit 14 verbunden ist, im Folgenden auch Verarbeitungseinheit 14 genannt. Die Steuereinheit 14 kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder ein Field- Programable-Gate-Array (FPGA) gebildet sein. Die Leistungsendstufe 12 ist aus- gangsseitig über einen Stromsensor 17 mit den Statorspulen 7, 9 und 1 1 verbunden. Die Leistungsendstufe 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel in B6-Schaltung ge- schaltete Leistungstransistoren auf. Die Leistungsendstufe 12 weist somit 6 Leistungstransistoren, in diesem Fall Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MIS-FET oder MOS-FET), nämlich die Transistoren 20, 22, 24, 26, 28 und 30 auf.

Der Quellenanschluss des Transistors 22 ist mit dem Senkenanschluss des Transistors 20 über einen Verbindungsknoten 38 verbunden, der Quellenanschluss des Transistors 26 ist über einen Verbindungsknoten 36 mit dem Senkenanschluss des Transistors 24 verbunden, ein Quellenanschluss des Transistors 30 ist über einen Verbindungsknoten 34 mit einem Senkenanschluss des Transistors 28 verbunden. Die Quellenanschlüsse der Transistoren 20, 24 und 28 sind jeweils mit einem Massepotenzial führenden Verbindungsknoten 44 verbunden. Die Senkenanschlüsse der Transistoren

22, 26 und 30 sind jeweils mit einem Plus-Potenzial führenden Anschluss 42 verbunden.

Das Plus-Potenzial entspricht dabei der vorab erwähnten positiven Betriebsspannung, das Massepotenzial entspricht der negativen Betriebsspannung.

Die Anschlüsse 42 und 44 sind jeweils über einen Stromsensor 18 mit einem Bordnetz

16 verbunden. Das Bordnetz kann beispielsweise ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs sein.

Die Steueranschlüsse, insbesondere Gate-Anschlüsse der Transistoren 20, 22, 24, 26, 28 und 30 sind jeweils über die mehrkanalige Verbindung 60 mit der Verarbeitungsein- heit 14 verbunden. Die Verbindungsleitungen der Steueranschlüsse der Transistoren

28 und 30 sind gestrichelt dargestellt. Die Verarbeitungseinheit 14 kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, ein Field-Programmable-Gate-Array (FPGA), oder über eine analoge oder digitale signalverarbeitende Schaltung gebildet sein. Die Verarbeitungseinheit 14 kann beispielsweise Bestandteil einer Steuereinheit des Elektromotors 1 sein.

Der Verbindungsknoten 34 ist über den Stromsensor 17 mit dem ersten Anschluss der Statorspule 7 verbunden. Der Verbindungsknoten 36 ist über den Stromsensor 17 mit einem ersten Anschluss der Statorspule 9 verbunden. Der Verbindungsknoten 38 ist über den Stromsensor 17 mit einem ersten Anschluss der Statorspule 1 1 verbunden. Die zweiten Anschlüsse der Statorspulen 7, 9 und 1 1 sind jeweils mit einem Stern- punktanschluss 40 verbunden. Denkbar ist - anstelle der Sternschaltung der Statorspulen 7, 9, und 1 1 - auch eine Dreieckschaltung der Statorspulen 7, 9, und 1 1 . Die Leistungstransistoren 30 und 28 können jeweils das Plus-Potenzial oder das Massepo- tenzial über den Verbindungsknoten 34 und den Stromsensor 17 auf die Statorspule 7 schalten. Die Transistoren 24 und 26 können das Plus-Potenzial beziehungsweise das Massepotenzial über den Verbindungsknoten 36 und den Stromsensor 17 auf die Statorspule 9 schalten. Die Transistoren 20 und 22 können das Plus-Potenzial bezie- hungsweise das Massepotenzial über den Stromsensor 17 auf die Statorspule 1 1 schalten. Der Stromsensor 17 ist ausgebildet, den Statorspulenstrom der Statorspule 7, den Statorspulenstrom der Statorspule 9 und den Statorspulenstrom der Statorspule 1 1 - jeweils unabhängig voneinander - insbesondere mittels Shunt-Widerständen, zu erfassen und über die mehrkanalige Verbindungsleitung 61 , insbesondere in Form ei- ner über den Shunt-Widerständen abfallenden Spannung, ein Stromsignal auszugeben, welches die Statorspulenströme repräsentiert. Der Stromsensor 17 ist dazu über die mehrkanalige Verbindung 61 mit der Verarbeitungseinheit 14 verbunden. Der Stromsensor 17 kann - anders als in der dieser Ausführungsform gestrichelt dargestellt - anstelle von Shunt-Widerständen beispielsweise induktive Stromsensoren aufweisen, welche jeweils ausgebildet sind, das Stromsignal zu erzeugen.

Der Stromsensor 18 ist ausgangsseitig über Verbindungsleitungen 58 und 59 mit der Verarbeitungseinheit 14 verbunden. Die Verbindungsleitungen 58 und 59 greifen eine über dem Messwiderstand 19 abfallende Spannung ab. Der Messwiderstand 19 ist beispielhaft Bestandteil des Stromsensors 18 und beispielsweise ein Shunt- Widerstand. Der Messwiderstand 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel in der Plus-

Leitung angeordnet, denkbar ist auch eine Anordnung in der Masseleitung oder eine Erfassung mit zwei Messwiderständen in beiden Leitungen. Der Stromsensor 18 kann beispielsweise anstelle des Messwiderstandes 19 den durch den Stromsensor 18 fließenden Strom induktiv erfassen und ein dem Strom entsprechendes Ausgangssignal erzeugen. Die Verarbeitungseinheit 14 ist eingangsseitig auch mit dem Massepotenzial somit Anschluss 44 über eine Verbindungsleitung 57 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 14 kann so den von dem Bordnetz 16 über den Stromsensor 18 zur Leistungsendstufe 12 fließenden Strom, insbesondere Zwischenkreisstrom, erfassen. Der Stromsensor 17 ist ausgebildet, die Ströme der Statorspulen 7, 9 und 1 1 jeweils unab- hängig voneinander zu erfassen. Die Verarbeitungseinheit 14 ist ausgebildet, die von den Stromsensoren 18 und/oder 17 erfassten Ströme eingangsseitig zu empfangen und die eingangsseitig empfangenen Ströme zeitlich zu differenzieren und das so gebildete Differenzierungsergebnis für weitere Rechenoperationen - beispielsweise mittels eines Zwischenspeichers - zur Verfügung zu stellen. Die Verarbeitungseinheit 14 ist beispielsweise ausgebildet, die in den Statorspulen 7, 9 und 1 1 induzierten Spannungen gemäß den vorab erwähnten Formeln (5) und/oder (6a) zu berechnen.

Die Verarbeitungseinheit 14 ist weiter ausgebildet, die in den Statorspulen 7, 9 und 1 1 induzierte Spannung zum Ermitteln der Rotorposition des Rotors 5 heranzuziehen und so die Rotorposition des Rotors 5 in Abhängigkeit der induzierten Spannung und so auch in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung des Stromes zu ermitteln. Zur Ermittlung der Rotorposition des Rotors 5 kann die Verarbeitungseinheit 14 beispielsweise das Argument des komplexen Raumzeigers der induzierten Spannung bilden. Das Argument des komplexen Raumzeigers der induzierten Spannung entspricht dabei dem Winkel des komplexen Raumzeigers in Polar-Koordinaten. Die Verarbeitungseinheit 14 kann beispielsweise zum Ermitteln des Arguments des komplexen Raumzeigers der induzierten Spannung ein CORDIC-Verfahren, ein PLL-Verfahren (PLL = Phase- Locked-Loop) oder ein anderes insbesondere analoges Verfahren zum Ermitteln des Arguments des Raumzeigers anwenden. Die Verarbeitungseinheit weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Rotorpositions-Ermittlungseinheit 15 auf, welche ausgebildet ist, einen Teil oder alle der vorab erwähnten Rechenoperationen zur Ermittlung der Rotorposition durchzuführen und ein Rotorpositionssignal zu erzeugen, welches die Rotorposition repräsentiert. Die Verarbeitungseinheit 14 kann in Abhängigkeit des Rotorpositionssignals die Leistungsendstufe 12 und den Stator 3 zum Erzeugen des magne- tischen Drehfeldes ansteuern.

Die Stromsensoren sind in diesem Ausführungsbeispiel angeordnet, die Ströme durch die Statorspulen, oder einen der Leistungsendstufe 12 zugeführten Gesamtstrom zu erfassen. Denkbar ist auch eine Stromerfassung für wenigstens einen, bevorzugt für jeden der Transistoren 20, 22, 24, 26, 28 und 30. Weiter denkbar ist auch eine Stro- merfassung von Zwischenkreisströmen, beziehungsweise eines gemeinsamen Zwi- schenkreisstromes im Falle einer H-Schaltung. Denkbar ist, dass die Leistungsendstufe 12 für jede der Statorspulen eine H-Schaltung aufweist.

Unabhängig oder abhängig von der vorab geschilderten Rotorpositions-Erfassung kann ein elektronisch kommutierter Elektromotor wenigstens eine Statorspule, bevorzugt zwei Statorspulen, weiter bevorzugt drei Statorspulen aufweisen. Die Statorspulen sind jeweils mit einer H-Schaltung einer Leistungsendstufe verbunden. Der so mittels H- Schaltungen angesteuerte elektronisch kommutierten Elektromotor kann bevorzugt zum Antreiben eines Ventilators, so beispielsweise eines Kühlgebläses in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft enthalten sein. Weitere vorteilhafte Möglichkeiten zum Bilden eines Elektroantriebs sind ein Gebläse für eine Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs oder eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs.

Eine H-Schaltung einer Leistungsendstufe umfasst zwei Transistorhalbbrücken, wobei ein Ausgang einer ersten Transistorhalbbrücke mit einem ersten Anschluß einer Sta- torspule und ein Ausgang einer zweiten Halbbrücke mit einem zweiten Anschluß der

Statorspule verbunden werden kann.

Bei einem Elektromotor mit zwei Statorspulen kann der Raumzeiger der induzierten Spannungen wie folgt berechnet werden:

U ind ges = ^ ind A + l ' ^ ind B Darin bedeuten

U, nd _g es = Raumzeiger induzierte Spannung aller Statorspulen

U, nd _ A = Raumzeiger induzierte Spannung Spule A, Realteil

U ιnC ι_ B = Raumzeiger induzierte Spannung Spule B, Imaginärteil

Bei einem Elektromotor mit einem in B6-Schaltung geschalteten Stator mit drei Sta- torspulen U, V und W können drei komplexe Raumzeiger aus Kombinationen der Spulenstränge wie folgt gebildet werden:

U ιndJ = U ιnd U + (ILd(VIIW),

U lnd _ 2 = U lnd _ V + (U, nd (W||U),

U l nd_3 = U l nd_W + (U l nd(U||V),

U md (U||V) bedeutet beispielsweise induzierte Spannung einer Parallelschaltung der

Spulen U und V.

Ein komplexer Raumzeiger aller induzierten Spannungen kann wie folgt berechnet werden:

U T jmd_ge S -- e e '° - U U md _l + + e e ' 2π/3 - U U md_ 2 + + e e ' 4π /3 - U U ind _3 Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen möglichen Spannungs- und einen möglichen dazugehörenden Stromverlauf eines Stromes durch eine Statorspule des in Figur 1 beschriebenen elektronisch kommutierten Elektromotors. Dargestellt ist ein Diagramm mit einer Abszisse 82 und einer Ordinate 70. Die Abszisse 82 entspricht einer Zeitachse, die Ordinate 70 entspricht einer Statorspulenspannung, beispielsweise die von der Leistungsendstufe 12 auf eine der Statorspulen 7, 9, oder 1 1 geschalteten Sta- torspulenspannung. Dem Diagramm mit der Ordinate 70 ist ein Diagramm untergeordnet, welches einen Stromverlauf eines Statorspulenstromes durch die Statorspule zeigt.

Das Diagramm mit dem Stromverlauf 1 12 weist eine Ordinate 72 auf, welche den Strom des Stromverlaufes 1 12 repräsentiert.

Dem Diagramm mit dem Stromverlauf 1 12 ist ein Diagramm untergeordnet, welches eine Kurve 1 14 aufweist. Die Kurve 1 14 repräsentiert einen differenzierten Stromverlauf des Stromverlaufes 1 12.

Das Diagramm mit dem differenzierten Stromverlauf 1 14 weist eine Abszisse 86, wel- che einen Zeitverlauf repräsentiert, und eine Ordinate 74, welche den differenzierten

Strom repräsentiert, auf. Dargestellt sind auch Zeitabschnitte 90, 92 und 94, welche sich jeweils über alle drei Diagramme mit den Kurvenverläufen 1 10, 1 12 und 1 14 erstrecken. Der Zeitabschnitt 90 repräsentiert einen Zeitabschnitt, in dem die auf die Statorspule, beispielsweise die Statorspule 7, 9 oder 1 1 geschaltete Spannung positiv ist. Die positive Spannung bewirkt - wie man dem Kurvenverlauf des Statorspulenstromes 1 12 entnehmen kann - einen Anstieg des Statorspulenstromes durch die Statorspule. Die zeitliche Ableitung des Statorspulenstromes im Zeitabschnitt 90 zeigt der Kurvenverlauf 1 14 im Zeitabschnitt 90. Der Kurvenverlauf 1 14 der zeitlichen Ableitung des Stromes entspricht im Zeitabschnitt 90 einer Gerade.

Während des Zeitabschnitts 92 schaltet die Leistungsendstufe 12 auf die Statorspule eine negative Spannung. Der Spannungsverlauf ist dem Zeitabschnitt 92 entsprechend dargestellt. Der Stromverlauf 1 12 zeigt im Zeitabschnitt 92 - dem Spannungsverlauf entsprechend - einen linearen Abfall.

Der Kurvenverlauf 1 14 zeigt während des Zeitabschnitts 92 einen konstanten Verlauf. Während des Zeitabschnitts 94 schaltet die Leistungsendstufe 12 kein Potenzial der

Anschlüsse 40 oder 44 auf die Statorspule. Der Stromverlauf 1 12 steigt während dieses zeitlichen Abschnittes an. Die zeitliche Ableitung des Stromverlaufes 1 12 im Zeitabschnitt 94 ist mittels des Kurven Verlaufs 1 14 im Zeitabschnitt 94 entsprechend wiedergegeben.

Dargestellt sind auch drei Diagramme, nämlich ein Diagramm mit einem Spannungsverlauf 1 16, einem dem Spannungsverlauf 1 16 entsprechenden Stromverlauf 1 18, wobei der Stromverlauf 1 18 einem Zwischenkreisstrom, beispielsweise erfasst durch den in Figur 1 dargestellten Stromsensor 18, repräsentieren kann. Dargestellt ist auch ein Kurvenverlauf 120, welcher eine zeitliche Ableitung des Stromverlaufes 1 18 des Zwischenkreisstroms repräsentiert. Dargestellt sind auch Zeitabschnitte 96 und 98, welche jeweils durch die Kurvenverläufe der Kurven 1 16, 1 18 und 120 verlaufen. Sichtbar ist, dass der Zwischenkreisstroms 1 18 während des Zeitab- Schnitts 96, bei dem ein positives Potenzial, beispielsweise das Potenzial des Anschlusses 42, auf eine Statorspule geschaltet wird, dementsprechend ansteigt. Während des Zeitabschnitts 98, bei dem das Potenzial des Anschlusses 44 mittels der Leistungsendstufe 12 auf die Statorspule geschaltet wird, nimmt der Zwischenkreisstrom 1 18 einen negativen Wert an und steigt an.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Erfassen einer Rotorposition eines Rotors eines elektronisch kommutierten Elektromotors mit einem Stator und dem Rotor. In einem Verfahrensschritt 100 wird wenigstens ein Statorspulenstrom einer Statorspule des Stators zu einem Zeitpunkt erfasst, bei dem eine Null-Spannung auf die Statorspule beaufschlagt ist. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 102 wird eine zeitliche Ableitung des erfassten Statorspulenstromes gebildet. In einem Verfahrensschritt 104 wird eine in der wenigstens einen Statorspule induzierte Spannung in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung des wenigstens einen erfassten Statorspulenstromes - insbesondere durch Multiplikation der zeitlichen Ableitung des Statorspulenstromes mit einer Statorspuleninduktivität der Statorspule - ermittelt. In einem Ver- fahrensschritt 106 wird eine Rotorposition des Rotors in Abhängigkeit der ermittelten induzierten Spannung ermittelt.

Ein magnetisches Drehfeld zum Drehbewegen des Rotors kann - in einem weiteren, nicht dargestellten Verfahrenschritt - vorteilhaft in Abhängigkeit der ermittelten induzierten Spannung erzeugt werden.