WO2017153251A1 - Position-sensing device and method for transferring a message signal between apparatus components, which can move relative to each other, by means of the position-sensing device - Google Patents

Position-sensing device and method for transferring a message signal between apparatus components, which can move relative to each other, by means of the position-sensing device Download PDF

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WO2017153251A1
WO2017153251A1 PCT/EP2017/054923 EP2017054923W WO2017153251A1 WO 2017153251 A1 WO2017153251 A1 WO 2017153251A1 EP 2017054923 W EP2017054923 W EP 2017054923W WO 2017153251 A1 WO2017153251 A1 WO 2017153251A1
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signal
message signal
resonant circuit
rotor
value
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Magnus Jaster
Moritz MÄRGNER
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Continental Automotive Gmbh
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    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
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    • G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
    • G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting a message signal between two mutually movable device components of a device by means of a position detection device.
  • a position detection device By means of the position detection device, a relative position of the two device components relative to one another is always determined. In addition to transferring After ⁇ sent signal is in particular independent of this relative position.
  • the invention also includes the Lüerfas- sungsvorraum for carrying out the method according to the invention.
  • the position detection device is preferably provided in an electrical machine, which is also part of the invention. In an electric machine, it may be necessary, for example, to regulate electrical currents in a stator, to know a current relative position of a rotor with respect to the stator.
  • the knowledge of the relative position for a field-oriented control may be needed.
  • the current rotational position or the rotational angle of the rotor or the Winkelge ⁇ speed of the rotor to the stator can be determined by difference among ⁇ sensitive sensors.
  • On the basis of the course of the measuring signal of the receiving device can be deduced the relative position between the stator and the rotor.
  • Another important parameter for operating the electric machine is its rotor temperature. This is due to the high technical complexity for transmitting a measurement signal from the moving rotor to the stator usually only indirectly by means of ⁇
  • a position detection device for detecting a relative position of two device components can also be provided, for example, in a linear motor with a stator and a linearly movable rotor. Again, the transmission of a temperature value or generally a message signal may be desired, resulting in the same transmission problems as in a rotating rotor.
  • the invention is based on the object in a device with relatively movable device components, of which the relative position is detected by means of a position detection device, in addition to allow transmission of a message signal between the device components.
  • the method generally provides the transmission of a message signal between two mutually movable device components of a device by means of a position detection device.
  • the device may be, for example, an electric machine, the device components then being a stator and a rotor, in particular a rotor, of the electric machine can.
  • the position detection device detects the relative position during a relative movement of the device components in the following manner.
  • a transmitter disposed on one of the device components provides a measurable characteristic.
  • a light emitting diode can provide a light signal.
  • a receiving device arranged on the other device component generates a measurement signal dependent on the characteristic.
  • the receiving device can have, for example, a photosensor whose sensor signal is dependent on the relative position of the photosensor to the light-emitting diode.
  • the sensor signal gradually increases until it reaches a maximum, and then gradually decreases again when the light-emitting diode is removed again.
  • an evaluation device of the Lüerfas ⁇ sungsvoriques provides, based on a resulting due to the relative movement relative amplitude change of
  • Measuring signal so for example, the luminosity change to determine a current relative position of the two device components to each other.
  • a rotatably mounted device component such as a rotor
  • results in a periodic measurement signal so that based on the current phase of the periodic measurement signal, the rotational position or relative position of the device components can be determined.
  • the invention provides that the signaling device Sen ⁇ sets an absolute value of the property in response to the message signal.
  • the brightness of the light-emitting diode can be varied as a function of the message signal.
  • the evaluation device generates a reconstruction of the message signal on the basis of an absolute measurement value of the measurement signal that results in accordance with the set absolute value.
  • the reconstruction of the message signal thus represents a recon- structuring signal which is identical in content to the message signal.
  • the message signal in the form of the reconstruction is available as a reconstruction signal.
  • the message signal may be, for example, a single measured value that has been measured or determined in a device component.
  • the message signal may also represent, for example, a bit or bit sequence of a digital communication.
  • the described position detection device is provided, which is provided for determining a relative position of two relatively movable device components of a device.
  • the position detection device comprises the transmitting device for providing a measurable property, the receiving device for generating a measurement signal dependent on the characteristic and the evaluation device for determining the relative position of the device components on the basis of the relative
  • La ⁇ geer crabsvoriques is further formed by the transmitting means is arranged to adjust the absolute value of the property in response to said message signal, and in that the evaluation device is set up on the basis of a resulting based on the adjusted absolute value of the absolute measurement value of the measurement signal, the reconstruction of the To generate message signal.
  • the position detection device thereby carries an embodiment of the inventive go through.
  • the transmitting device is to be arranged on one of the device components, while the receiving device and the evaluation is immovable with respect to the other of the device components to arrange.
  • the invention also includes optional developments, by the characteristics of which additional benefits.
  • the Wei ⁇ developments of are described herein in connection with the present process, but apply equally for the inventive position detection device.
  • the transmitting device as a property of a light signal by means of, for example, a
  • the transmitting device provides an impedance as a measurable property by means of an electrical signal resonant circuit and the receiving device has at least one electrical exciter resonant circuit.
  • the at least one exciting oscillating circuit can be vibrated at an excitation voltage or a field current, whereby it emits a magnetic or electromagnetic alternating rock as Erre ⁇ acceleration signal.
  • the signal oscillation circuit may resonate if the at least one excitation resonant circuit emits Erre ⁇ acceleration signal.
  • the receiving device performs in at least one exciter resonant circuit by a vote with the signal resonant circuit by an electrical control value, for example, a frequency of the excitation current and / or the excitation voltage is set.
  • the set electrical control value is a measure of the currently set impedance of the signal resonant circuit. Accordingly, the receiving means generates the reconstruction based on the set manipulated value.
  • the tuning can be done, for example, by maximizing or minimizing one
  • the transmitting device adjusts the impedance of its signal resonant circuit as a function of the message signal by means of a Verstimmelements. This results in the
  • At least one of the following electrical components is provided as a detuning element: a capacitor and / or an NTC element (NTC - Negative Temperature Coefficient) and / or an operational amplifier and / or a transistor.
  • NTC element NTC - Negative Temperature Coefficient
  • the evaluation device for generating the reconstruction of the message signal sets the one set during the tuning
  • Comparison control value with a reference value and generates the Rekon ⁇ construction depending on a difference of the control value to the reference value. This can be used to detect a change in the transmission characteristic between the transmitting device and the receiving device.
  • This training provides that the reference value is provided in that the transmitting device provides a measurable reference characteristic set independently of the message signal, and the receiving device sets said reference value as a function of this reference characteristic of the transmitting device.
  • the transmitting device provides a measurable reference characteristic set independently of the message signal
  • the receiving device sets said reference value as a function of this reference characteristic of the transmitting device.
  • a reference property independent thereof is provided by the transmitting device.
  • a further development relates to the provision of a reliable, measurable reference property.
  • the transmitting means includes a reference oscillating circuit, ie, a different signal from the described resonant circuit further resonant circuit, and in the reference oscillation circuit a fixed impedance represents the Referenzei ⁇ genschaft. This results in the advantage that with one and the same exciter coil of the exciter resonant circuit during the relative movement of the device components once the reference property and once the property of the signal ⁇ resonant circuit can be detected or measured.
  • a suitable control value can then be determined, for example, in the manner described by the tuning of the exciter resonant circuit with the reference resonant circuit, and this can be used as the reference value. With multiple exciter circuits, these can be used to simultaneously generate both the reference value and the reconstruction of the message signal. As already stated, any signal can be transmitted as the message signal.
  • the message signal at least in sections, that is, at least in a predetermined time interval, by a Measuring device as a measuring signal of a physical
  • Measured variable is generated.
  • the measured variable is in particular a temperature.
  • the measured variable is detected at the device component to which the transmitting device is also arranged.
  • a measurement signal of a sensor for example a temperature ⁇ tursensors, can be transferred from one device component as a message signal to the other device component.
  • the message signal is formed at least in sections by digital data. This has the advantage that a digital communication is provided between the device components in ⁇ play between respective microcontrollers of the device components.
  • the position detection device is provided in a device in which device components have a periodically recurring relative position, such as in an electric machine according to the invention, which has a stator and a rotor movably arranged relative to the stator.
  • the electric machine is a rotary machine, so that therefore the rotor is a rotor.
  • a linear rotor can be provided.
  • a control device of the electrical machine is set up to control electrical windings of the stator as a function of a relative position of the rotor with respect to the stator, that is to say in particular a rotational position of a rotor.
  • an embodiment of the position detection device according to the invention is provided.
  • the described transmitting device is fixedly arranged on the rotor and the receiving device on the stator or at least with respect to the stator and the evaluation device of the Lüerfas- sungsvoriques determines the relative position and the Regle ⁇ r adopted provides. This can be done by a corresponding position signal in a conventional manner.
  • the regulator device can perform, for example, a field-oriented control based on the relative position.
  • the rotor is a rotor.
  • this elekt ⁇ generic machine is configured such that the transmitting means arranged a plurality along a periphery of the rotor or on an axial plane of the rotor, for example in the circle
  • Has resonant circuits and by one or some of these resonant circuits is in each case a signal resonant circuit with an impedance dependent on the message signal to be transmitted.
  • each a reference ⁇ resonant circuit is provided with an independent of the message signal impedance.
  • the receiving device is configured to generate the measuring signal by means of at least one exciter resonant circuit.
  • the at least one exciter resonant circuit can be acted upon by an alternating voltage and a resulting current in the exciter resonant circuit then changes periodically during a movement of the rotor, in which the resonant circuits of the transmitting device are alternately moved past the exciter resonant circuit.
  • these can be used in the manner described to simultaneously generate both the reference value and the reconstruction of the message signal.
  • the reference oscillator circuits While the reference oscillator circuits are moved to the receiving device over, always gives the same time profile of the measurement signal, ie the same relative amplitude ⁇ nChange. If, on the other hand, a signal resonant circuit is moved past the impedance dependent on the message signal, the same temporal pattern results, but the amplitude depends on the message signal.
  • the described tuning ie the tuning of at least one excitation resonant circuit of the receiving device to the signal resonant circuits (not the reference resonant circuits), an absolute measurement of the Measuring signal can be determined, which represents the message signal. In this way, therefore, a reconstruction of the message signal can be generated.
  • the electrical control value of the exciter resonant circuit set for tuning depends on the message signal and can be used to form its reconstruction.
  • the impedance of a detuning element is dependent on a temperature-dependent characteristic value.
  • a temperature-dependent resistance value NTC
  • a capacitor with a temperature-dependent capacitance NTC
  • the impedance of the signal resonant circuit is set as a function of the rotor temperature. This can then be provided as a reconstruction of the message signal from the evaluation device.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the electric machine according to the invention and Fig. 2 is a diagram with a schematic course of a
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention.
  • the described embodiment can also be supplemented by further of the already described features of the invention.
  • a regulator device 4 can set electrical currents in a manner known per se, for example by driving a power converter or inverter in an electrical winding of the stator 2, and thereby generate a rotating magnetic field in an air gap 5 between the stator 2 and the rotor 3, which causes a rotational movement or rotation 6 of the rotor 3 in the stator 2.
  • the regulator device 4 must receive a relative position R of the rotor 3 with respect to the stator 2.
  • a position detection device 7 is provided, which may comprise a transmitting device 8 arranged on the rotor 3, a receiving device 9 fixedly arranged relative to the stator 2 and an evaluation device 10.
  • the transmitting device 8 may, for example, comprise a plurality of oscillating circuits 11, 12 which may be arranged in a circle along an outer circumference 13 of the rotor 3 or on an axial plane of the rotor.
  • the axial plane can be formed, for example, by an end face of the rotor 3.
  • the oscillating circuits 11, 12 can be realized in ⁇ example, on the basis of printed circuit boards, coatings or circuit boards, wherein coils 14 of the resonant circuits can be realized as a flat coils on the basis of interconnects or coatings. It can to
  • capacitors or capacitors 15 may be provided.
  • FIG. 1 for the sake of clarity, only one resonant circuit 11 is provided with the respective coil 14 and the capacitor 15 with a reference symbol.
  • the receiving device 9 may comprise an excitation resonant circuit 16, for example with an exciter coil and a capacitor.
  • an excitation resonant circuit 16 is arranged so close to the outer circumference 13, that during the rotation 6 of the rotor 3 successively the resonant circuits 11, 12 are moved past the exciter resonant circuit 16 and thereby successively the individual resonant circuits 11, 12 with the exciter resonant circuit 16 resonate, thereby a coil current 17 in the exciter coil of the exciter resonant circuit 16 changes.
  • a measurement signal M can be generated, the course of which is reproduced by way of example in FIG. FIG. 2 illustrates how, depending on the relative position R, the measurement signal M is a relative
  • the relative position R can be determined, for example, based on maxima 19 and / or minima 20. Absolute position detection (360 ° differentiation) is not necessary for current regulation.
  • it is additionally provided to also detect a temperature value T of a temperature of the rotor 3 by means of the position detection device 7 and to output or provide it on the evaluation device 10 as a reconstruction 21 of the temperature value T.
  • the temperature value T represents a message signal.
  • the transmitting device 8 In order to transmit the temperature value T, it is provided in the transmitting device 8 that not all resonant circuits 11, 12 are built the same. Instead, the resonant circuits 11 have a fixed impedance. These are referred to below as reference resonant circuits 12. It results in the receiving device 9 when passing such a reference resonant circuit 11 is always a predeterminable amplitude value or measured value 22 of the measurement signal M.
  • the excitation resonant circuit 16 can be tuned to the reference resonant circuits 11 in the manner described by a vote 27.
  • an excitation frequency f with which the exciter resonant circuit 16 is excited or vibrated, are set so that a maximum coil current 17 and thus a maximum reading 25 results.
  • the setpoint value of the excitation frequency f set in this way then represents a reference value.
  • the reference value is symbolically represented by the associated maximum measured value 25.
  • the Sig ⁇ nalschwing Vietnamese 12 23 may have a Verstimmelement, which adjusts an electrical characteristic value, such as its electrical resistance and / or its electrical capacitance and / or its electrical inductance in dependence on the temperature value T or altered.
  • the detuning element 23 may be an NTC resistor.
  • the measurement signal M is an absolute measurement value 24, which is dependent on the current characteristic of the Verstimmelements 23 and thus depending on the current temperature value T is obtained when passing the signal ⁇ resonant circuit 12 at the receiving device.
  • the tuning 27 of the exciter resonant circuit 16 to the signal resonant circuit 12 takes place in the receiver 9.
  • the exciter frequency f can again be set such that a maximum coil current 17 and thus a maximum measured value 24 results, with only the time being considered while the signal resonant circuit 12 is closest to the exciter resonant circuit 16.
  • the signal ⁇ resonant circuit 12 may, for example, by means of a counter (for example, every sixth resonant circuit 11, 12 here) are identified.
  • the manipulated variable of the exciter frequency f set in this way is then a measure of the temperature value T.
  • this manipulated variable is represented symbolically by the associated maximum measured value 25. It can be provided now that a difference 26 between the reference value is determined 25 and the control value 24 and ⁇ game as determined at on the basis of a characteristic curve for the Ver ⁇ vocal element 23, which temperature value T current is present in the rotor. 3 The difference 26 as the difference of
  • Reference value i. the reference value for the adjustment with the reference resonant circuit, and the control value for the tuning with the signal resonant circuit are determined. From the difference 26, the reconstruction 21 can thus be generated, for example as a digital value or as an analog signal.
  • an inductive sensor in the form of the receiving device 9 which uses a track of oscillating circuits 11, 12 along the outer circumference 13 on the rotor to detect its position.
  • the track is formed by coils 14 at, for example, circuit boards or coatings made by the impedance matching with the excitation of the exciting oscillation circuit 16 on the stator 2 has a high signal to noise ratio ⁇ union.
  • an inductive angle sensor so its track of coils 14 is used on printed circuit boards on the rotor 3 in order to obtain the highest possible coupling with the excitation coil of the exciter resonant circuit 16.
  • a capacitor 15 itself or an additional NTC element in one of the resonant circuits, the signal resonant circuit 12, is thermally well connected to the rotor 3 and used as detuning element 23. With different temperature values T, this signal resonant circuit 12 thus becomes out of tune and the coupling to the exciter resonant circuit 9 changes.
  • the frequency of the excitation in the exciter circuit 16 in a predetermined range or interval changed until a maximum of the coupling was found, so the Exciter resonant circuit 16 and the signal resonant circuit 12 to each other were agreed.
  • the inertia of the rotor temperature in the vote 27 only small intervals to test, so that the detection of the temperature value T stator side can be done in a few tuning steps of the vote 27.
  • the direct absolute rotor temperature measurement is sta ⁇ gate side available without the torque accuracy would suffer because the controller 4 can continue to be supplied with the position signal R, which is not affected in its quality.
  • the attitude detection device 7 can be used in all electric machines, including a stator with a closed housing.
  • a closed housing has the problem that the rotational position can not be measured axially at the shaft end directly, but must be determined axially or radially on the outer circumference 13 described inductive sensors on the described. It is also possible to measure a linear movement, that is to say to configure the position detection device 7 as an inductive distance sensor with a printed circuit board or coating as a track or counterpart.

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Abstract

The invention relates to a method for transferring a message signal (T) between two apparatus components (2, 3) of an apparatus (1), which can move relative to each other, by means of a position-sensing device (7), wherein, during relative motion (6) of the apparatus components (2, 3), a transmitting device (8) of the position-sensing device (7) arranged on one of the apparatus components (2, 3) provides a measurable characteristic and a receiving device (9) of the position-sensing device (7) arranged on the other of the apparatus components (2, 3) produces a measurement signal (M) dependent on the characteristic, and an evaluating device (10) of the position-sensing device (7) determines a current relative position (R) of the two apparatus components (2, 3) in relation to each other on the basis of a relative amplitude change (18) of the measurement signal (M) resulting from the relative motion (6). According to the invention, the transmitting device (8) sets an absolute value of the measurable characteristic in dependence of the message signal (T) and the evaluating device (10) produces a reconstruction (21) of the message signal (T) on the basis of an absolute measurement value (24) of the measurement signal (M) resulting from the set absolute value.

Description

Beschreibung description
Lageerfassungsvorrichtung und Verfahren zum Übertragen eines Nachrichtensignals zwischen relativbeweglichen Gerätekompo- nenten mittels der Lageerfassungsvorrichtung Position detecting device and method for transmitting a message signal between relatively movable device components by means of the position detecting device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines Nachrichtensignals zwischen zwei zueinander beweglichen Gerätekomponenten eines Geräts mittels einer Lageerfassungs- Vorrichtung. Mittels der Lageerfassungsvorrichtung wird grundsätzlich eine Relativlage der beiden Gerätekomponenten zueinander ermittelt. Das zusätzlich zu übertragende Nach¬ richtensignal ist dabei insbesondere unabhängig von dieser Relativlage. Zu der Erfindung gehört auch die Lageerfas- sungsvorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Lageerfassungsvorrichtung wird bevorzugt in einer elektrischen Maschine bereitgestellt, die ebenfalls Bestandteil der Erfindung ist. In einer elektrischen Maschine kann es beispielsweise zum Regeln von elektrischen Strömen in einem Stator nötig sein, eine aktuelle Relativlage eines Rotors bezüglich des Stators zu kennen. Beispielsweise kann die Kenntnis der Relativlage für eine feldorientierte Regelung benötigt sein. Die aktuelle Drehlage oder der Drehwinkel des Rotors beziehungsweise die Winkelge¬ schwindigkeit des Rotors zum Stator können mittels unter¬ schiedlichen Sensoren bestimmt werden. So können beispielsweise an dem Rotor entlang eines Umfanges oder auf einer axialen Fläche im Kreis Signalgeber einer Sendeeinrichtung angeordnet sein, die statorseitig mittels einer Empfangseinrichtung erfasst werden. Anhand des Verlaufs des Messsignals der Empfangseinrichtung kann auf die Relativlage zwischen Stator und Rotor rückgeschlossen werden . Ein weiterer wichtiger Parameter zum Betrieb der elektrischen Maschine ist deren Rotortemperatur. Diese wird aufgrund des hohen technischen Aufwands zum Übertragen eines Messsignals vom bewegten Rotor hin zum Stator in der Regel nur indirekt mittels ^ The invention relates to a method for transmitting a message signal between two mutually movable device components of a device by means of a position detection device. By means of the position detection device, a relative position of the two device components relative to one another is always determined. In addition to transferring After ¬ sent signal is in particular independent of this relative position. The invention also includes the Lageerfas- sungsvorrichtung for carrying out the method according to the invention. The position detection device is preferably provided in an electrical machine, which is also part of the invention. In an electric machine, it may be necessary, for example, to regulate electrical currents in a stator, to know a current relative position of a rotor with respect to the stator. For example, the knowledge of the relative position for a field-oriented control may be needed. The current rotational position or the rotational angle of the rotor or the Winkelge ¬ speed of the rotor to the stator can be determined by difference among ¬ sensitive sensors. Thus, for example, be arranged on the rotor along a circumference or on an axial surface in the circle signal generator of a transmitting device, which are detected on the stator side by means of a receiving device. On the basis of the course of the measuring signal of the receiving device can be deduced the relative position between the stator and the rotor. Another important parameter for operating the electric machine is its rotor temperature. This is due to the high technical complexity for transmitting a measurement signal from the moving rotor to the stator usually only indirectly by means of ^
eines Rotortemperaturmodells geschätzt. Dies erfordert aber einen hohen Kalibrierungsaufwand des Rotortemperaturmodells. estimated by a rotor temperature model. However, this requires a high calibration effort of the rotor temperature model.
Eine Lageerfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Relativlage zweier Gerätekomponenten kann auch beispielsweise bei einem Linearmotor mit Stator und linearbeweglichem Läufer vorgesehen sein. Auch hier kann das Übertragen eines Temperaturwerts oder allgemein eines Nachrichtensignals gewünscht sein, wobei sich dieselben Übertragungsprobleme wie bei einem drehenden Rotor ergeben. A position detection device for detecting a relative position of two device components can also be provided, for example, in a linear motor with a stator and a linearly movable rotor. Again, the transmission of a temperature value or generally a message signal may be desired, resulting in the same transmission problems as in a rotating rotor.
Allgemein ist es schwierig, ein Nachrichtensignal zwischen zwei relativ zueinander bewegten Gerätekomponenten zu übertragen, wenn beispielsweise die Gerätekomponenten selbst oder ein diese umgebendes Gehäuse aus Metall gefertigt sind und hierdurch eine Funkübertragung gestört wird. Außerdem stellt das Bereitstellen einer entsprechenden Funkstrecke auch einen zusätzlichen Teileaufwand dar, der die Herstellungskosten eines solchen Geräts unerwünscht vergrößert. In general, it is difficult to transmit a message signal between two relatively moving device components, for example, if the device components themselves or a surrounding housing are made of metal and thereby a radio transmission is disturbed. In addition, the provision of a corresponding radio link also represents an additional part of the effort that undesirably increases the manufacturing costs of such a device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gerät mit relativ zueinander beweglichen Gerätekomponenten, von denen die Relativlage mittels einer Lageerfassungsvorrichtung erfasst wird, zusätzlich eine Übertragung eines Nachrichtensignals zwischen den Gerätekomponenten zu ermöglichen. The invention is based on the object in a device with relatively movable device components, of which the relative position is detected by means of a position detection device, in addition to allow transmission of a message signal between the device components.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er¬ findung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren gegeben. The problem is solved by the subject matters of the independent Pa ¬ tentansprüche. Advantageous developments of He ¬ invention are given by the features of the dependent claims, the following description and the figures.
Durch das Verfahren ist allgemein das Übertragen eines Nachrichtensignals zwischen zwei zueinander beweglichen Gerätekomponenten eines Geräts mittels einer Lageerfassungsvor- richtung vorgesehen. Bei dem Gerät kann es sich beispielsweise um eine elektrische Maschine handeln, wobei es sich bei den Gerätekomponenten dann um einen Stator und einen Läufer, insbesondere einen Rotor, der elektrischen Maschine handeln kann. Die Lageerfassungsvorrichtung erfasst dabei die Relativlage während einer Relativbewegung der Gerätekomponenten in der folgenden Weise. Eine an einer der Gerätekomponenten angeordnete Sendeeinrichtung stellt eine messbare Eigenschaft bereit. Beispielsweise kann eine Leuchtdiode ein Lichtsignal bereitstellen. Eine an der anderen Gerätekomponente angeordnete Empfangseinrichtung erzeugt ein von der Eigenschaft abhängiges Messsignal. In dem genannten Beispiel kann die Empfangseinrichtung beispielsweise einen Photosensor aufweisen, dessen Sensorsignal von der Relativlage des Photosensors zu der Leuchtdiode abhängig ist. Nähert sich die Leuchtdiode dem Photosensor, so wird das Sensorsignal graduell größer, bis es ein Maximum erreicht, und dann wieder bei wieder Entfernen der Leuchtdiode graduell kleiner. Ohne also eine absolute Helligkeit der Leuchtdiode zu kennen, wird allein aufgrund der relativen Amplitudenänderung das Erfassen der Relativlage möglich. The method generally provides the transmission of a message signal between two mutually movable device components of a device by means of a position detection device. The device may be, for example, an electric machine, the device components then being a stator and a rotor, in particular a rotor, of the electric machine can. The position detection device detects the relative position during a relative movement of the device components in the following manner. A transmitter disposed on one of the device components provides a measurable characteristic. For example, a light emitting diode can provide a light signal. A receiving device arranged on the other device component generates a measurement signal dependent on the characteristic. In the example mentioned, the receiving device can have, for example, a photosensor whose sensor signal is dependent on the relative position of the photosensor to the light-emitting diode. When the light-emitting diode approaches the photosensor, the sensor signal gradually increases until it reaches a maximum, and then gradually decreases again when the light-emitting diode is removed again. Thus, without knowing an absolute brightness of the light-emitting diode, it is possible to detect the relative position solely on account of the relative amplitude change.
Entsprechend sieht eine Auswerteeinrichtung der Lageerfas¬ sungsvorrichtung vor, anhand einer sich aufgrund der Relativbewegung ergebenden relativen Amplitudenänderung des Accordingly, an evaluation device of the Lageerfas ¬ sungsvorrichtung provides, based on a resulting due to the relative movement relative amplitude change of
Messsignals, also beispielsweise der Leuchtstärkeänderung, eine aktuelle Relativlage der beiden Gerätekomponenten zueinander zu ermitteln. Insbesondere bei einer drehbeweglich gelagerten Gerätekomponente, wie beispielsweise einem Rotor, ergibt sich ein periodisches Messsignal, so dass anhand der aktuellen Phase des periodischen Messsignals die Drehlage oder Relativlage der Gerätekomponenten ermittelt werden kann. Measuring signal, so for example, the luminosity change to determine a current relative position of the two device components to each other. In particular, in a rotatably mounted device component, such as a rotor, results in a periodic measurement signal, so that based on the current phase of the periodic measurement signal, the rotational position or relative position of the device components can be determined.
Um nun mittels einer solchen Lageerfassungsvorrichtung auch ein Nachrichtensignal zu übertragen, das unabhängig von der Re- lativlage ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sen¬ deeinrichtung einen Absolutwert der Eigenschaft in Abhängigkeit von dem Nachrichtensignal einstellt. In dem beschriebenen Beispiel kann also die Helligkeit der Leuchtdiode in Abhängigkeit von dem Nachrichtensignal variiert werden. Die Auswerteein- richtung erzeugt anhand eines sich aufgrund des eingestellten Absolutwerts entsprechend ergebenden absoluten Messwerts des Messsignals eine Rekonstruktion des Nachrichtensignals. Die Rekonstruktion des Nachrichtensignals stellt also ein Rekon- struktionssignal dar, das inhaltsgleich zum Nachrichtensignal ist . Somit steht empfangsseitig das Nachrichtensignal in Form der Rekonstruktion als Rekonstruktionssignal zur Verfügung. Das Nachrichtensignal kann beispielsweise ein einzelner Messwert sein, der in einer Gerätekomponente gemessen oder ermittelt wurde. Das Nachrichtensignal kann auch beispielsweise ein Bit oder eine Bitfolge einer digitalen Kommunikation darstellen. In order to transmit a message signal by means of such a position detection device which is independent of the re lativlage, the invention provides that the signaling device Sen ¬ sets an absolute value of the property in response to the message signal. In the example described, therefore, the brightness of the light-emitting diode can be varied as a function of the message signal. The evaluation device generates a reconstruction of the message signal on the basis of an absolute measurement value of the measurement signal that results in accordance with the set absolute value. The reconstruction of the message signal thus represents a recon- structuring signal which is identical in content to the message signal. Thus, at the receiving end, the message signal in the form of the reconstruction is available as a reconstruction signal. The message signal may be, for example, a single measured value that has been measured or determined in a device component. The message signal may also represent, for example, a bit or bit sequence of a digital communication.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein freier Parameter der Lageerfassungsvorrichtung, nämlich der Absolutwert der beobachteten Eigenschaft genutzt wird, um den absoluten Messwert des empfängerseitigen Messsignals zu be¬ einflussen und hierdurch das Nachrichtensignals zu übertragen, ohne dass die eigentliche Funktionalität der Lageerfassungs- Vorrichtung, nämlich das Ermitteln der Relativlage, beeinträchtigt wird. Es ist also keine zusätzliche Übertragungs¬ vorrichtung nötig, um das Nachrichtensignal zwischen den beiden relativbeweglichen Gerätekomponenten zu übertragen. Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die beschriebene Lageerfassungsvorrichtung bereitgestellt, die zum Ermitteln einer Relativlage zweier relativ zueinander beweglicher Gerätekomponenten eines Geräts vorgesehen ist. Die Lageerfassungsvorrichtung umfasst die Sendeeinrichtung zum Bereitstellen einer messbaren Eigenschaft, die Empfangseinrichtung zum Erzeugen eines von der Eigenschaft abhängigen Messsignals und die Auswerteeinrichtung zum Ermitteln der Relativlage der Gerätekomponenten anhand der relativen By the invention there is the advantage that a free parameter of the position detection device, namely the absolute value of the observed feature is used to the absolute measured value of the receiver-side measurement signal to be ¬ influences and thereby transfer the communication signal without the actual functionality of the Lageerfassungs- Device, namely the determination of the relative position is impaired. It is therefore no additional transmission ¬ device needed to transmit the message signal between the two relatively movable device components. To carry out the method according to the invention, the described position detection device is provided, which is provided for determining a relative position of two relatively movable device components of a device. The position detection device comprises the transmitting device for providing a measurable property, the receiving device for generating a measurement signal dependent on the characteristic and the evaluation device for determining the relative position of the device components on the basis of the relative
Amplitudenänderung des Messsignals während einer Relativbe- wegung der Gerätekomponente. Erfindungsgemäß wird diese La¬ geerfassungsvorrichtung weitergebildet, indem die Sendeeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Absolutwert der Eigenschaft in Abhängigkeit von dem besagten Nachrichtensignal einzustellen, und indem die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, anhand eines sich aufgrund des eingestellten Absolutwerts ergebenden absoluten Messwerts des Messsignals die Rekonstruktion des Nachrichtensignals zu erzeugen. Die Lageerfassungsvorrichtung führt dabei eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens durch. Die Sendeeinrichtung ist dabei an einer der Gerätekomponenten anzuordnen, während die Empfangseinrichtung und die Auswerteeinrichtung bewegungsfest bezüglich der anderen der Gerätekomponenten anzuordnen ist. Amplitude change of the measuring signal during a relative movement of the device component. According to the invention La ¬ geerfassungsvorrichtung is further formed by the transmitting means is arranged to adjust the absolute value of the property in response to said message signal, and in that the evaluation device is set up on the basis of a resulting based on the adjusted absolute value of the absolute measurement value of the measurement signal, the reconstruction of the To generate message signal. The position detection device thereby carries an embodiment of the inventive go through. The transmitting device is to be arranged on one of the device components, while the receiving device and the evaluation is immovable with respect to the other of the device components to arrange.
Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben. Die Wei¬ terbildungen werden hier im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, gelten aber in gleicher Weise auch für die erfindungsgemäße Lageerfassungsvorrichtung. The invention also includes optional developments, by the characteristics of which additional benefits. The Wei ¬ developments of are described herein in connection with the present process, but apply equally for the inventive position detection device.
Bisher wurde beschrieben, dass die Sendeeinrichtung als Eigenschaft ein Leuchtsignal mittels beispielsweise einer So far, it has been described that the transmitting device as a property of a light signal by means of, for example, a
Leuchtdiode bereitstellen kann. Dies ist dahingehend fehler- anfällig, dass eine Verschmutzung der Sendeeinrichtung das Licht blockieren kann. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht deshalb vor, dass die Sendeeinrichtung mittels eines elektrischen Signalschwingkreises eine Impedanz als messbare Eigenschaft bereitstellt und die Empfangseinrichtung zumindest einen elektrischen Erregerschwingkreis aufweist. Der zumindest eine Erregerschwingkreis kann mit einer Erregerspannung oder einem Erregerstrom in Schwingung versetzt werden, wodurch er ein magnetisches oder elektromagnetisches Wechselfels als Erre¬ gungssignal aussendet. Der Signalschwingkreis kann in Resonanz gehen, wenn der zumindest eine Erregerschwingkreis das Erre¬ gungssignal aussendet. Die Empfangseinrichtung führt dabei in zumindest einem Erregerschwingkreis eine Abstimmung mit dem Signalschwingkreis durch, indem ein elektrischer Stellwert, beispielsweise eine Frequenz des Erregerstromes und/oder der Erregerspannung, eingestellt wird. Nach der Abstimmung ist der eingestellte elektrische Stellwert ein Maß für die aktuell eingestellte Impedanz des Signalschwingkreises. Entsprechend erzeugt die Empfangseinrichtung die Rekonstruktion auf der Grundlage des eingestellten Stellwerts. Die Abstimmung kann beispielsweise durch Maximieren oder Minimieren eines Can provide light emitting diode. This is prone to failure so that fouling of the transmitter can block the light. A development of the invention therefore provides that the transmitting device provides an impedance as a measurable property by means of an electrical signal resonant circuit and the receiving device has at least one electrical exciter resonant circuit. The at least one exciting oscillating circuit can be vibrated at an excitation voltage or a field current, whereby it emits a magnetic or electromagnetic alternating rock as Erre ¬ acceleration signal. The signal oscillation circuit may resonate if the at least one excitation resonant circuit emits Erre ¬ acceleration signal. The receiving device performs in at least one exciter resonant circuit by a vote with the signal resonant circuit by an electrical control value, for example, a frequency of the excitation current and / or the excitation voltage is set. After tuning, the set electrical control value is a measure of the currently set impedance of the signal resonant circuit. Accordingly, the receiving means generates the reconstruction based on the set manipulated value. The tuning can be done, for example, by maximizing or minimizing one
elektrischen Signals erfolgen, beispielsweise eines Spulenstroms einer Spule des Erregerschwingkreises. Entsprechende Methoden sind an sich im Stand der Technik verfügbar. Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass die Ermittlung der Relativlage auf der Grundlage des magnetischen oder elektro¬ magnetischen Wechselfelds erfolgt, so dass eine Sichtbehinderung beispielsweise durch Schmutz die Erfassung der Relativlage nicht beeinträchtigt. electrical signal, for example, a coil current of a coil of the exciter resonant circuit. Corresponding methods are available per se in the prior art. These Continuing has the advantage that the determination of the relative position on the basis of the magnetic or electrostatic ¬ alternating magnetic field, so that a visual obstruction, for example by dirt will not affect the detection of the relative position.
Um das Nachrichtensignal zu übertragen, sieht eine Weiterbildung vor, dass die Sendeeinrichtung die Impedanz ihres Signalschwingkreises in Abhängigkeit von dem Nachrichtensignal mittels eines Verstimmelements einstellt. Hierdurch ergibt sich derIn order to transmit the message signal, a development provides that the transmitting device adjusts the impedance of its signal resonant circuit as a function of the message signal by means of a Verstimmelements. This results in the
Vorteil, dass auf der Seite des Erregerschwingkreises bei der Abstimmung sich ein Stellwert ergibt, der unmittelbar abhängig von dem Nachrichtensignal ist. Als Verstimmelement ist gemäß einer Weiterbildung zumindest eines der folgenden elektrischen Bauelemente vorgesehen: ein Kondensator und/oder ein NTC-Element (NTC - Negative Temperature Coefficient ) und/oder ein Operationsverstärker und/oder ein Transistor. Mit einem oder mehreren der Verstimmelemente kann auf die Schwingungseigenschaften des Signalschwingkreises in Ab¬ hängigkeit von dem Nachrichtensignal Einfluss genommen werden. Advantage that on the side of the exciter resonant circuit in the vote results in a control value that is directly dependent on the message signal. According to a development, at least one of the following electrical components is provided as a detuning element: a capacitor and / or an NTC element (NTC - Negative Temperature Coefficient) and / or an operational amplifier and / or a transistor. With one or more of Verstimmelemente can be made to the vibration characteristics of the signal from the resonant circuit in ¬ dependence of the message signal influence.
Indem man sich auf den absoluten Messwert des Messsignals verlässt, kann sich das Problem ergeben, dass das Nachrich- tensignal fehlerhaft rekonstruiert wird, weil beispielsweise durch eine Signalschwächung oder Abschirmung oder Streuung bei der Messung der messbaren Eigenschaft ein Offset oder Versatz entsteht. Um dies zu erkennen, sieht eine Weiterbildung vor, dass die Auswerteeinrichtung zum Erzeugen der Rekonstruktion des Nachrichtensignals den bei der Abstimmung eingestellten By relying on the absolute measurement of the measurement signal, the problem may arise that the message signal is erroneously reconstructed because, for example, a signal attenuation or shielding or scattering results in an offset or offset in the measurement of the measurable property. In order to recognize this, a further development provides that the evaluation device for generating the reconstruction of the message signal sets the one set during the tuning
Stellwert mit einem Referenzwert vergleicht und die Rekon¬ struktion in Abhängigkeit von einem Unterschied des Stellwerts zu dem Referenzwert erzeugt. Hieran kann eine Veränderung der Übertragungscharakteristik zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung detektiert werden. Comparison control value with a reference value and generates the Rekon ¬ construction depending on a difference of the control value to the reference value. This can be used to detect a change in the transmission characteristic between the transmitting device and the receiving device.
Eine Weiterbildung ermöglicht es sogar, sich an die geänderte Übertragungscharakteristik anzupassen. Diese Weiterbildung sieht vor, dass der Referenzwert bereitgestellt wird, indem die Sendeeinrichtung eine von dem Nachrichtensignal unabhängig eingestellte messbare Referenzeigenschaft bereitstellt und die Empfangseinrichtung den besagten Referenzwert in Abhängigkeit von dieser Referenzeigenschaft der Sendeeinrichtung einstellt. Mit anderen Worten wird durch die Sendeeinrichtung nicht nur die messbare Eigenschaft, mittels welcher das Nachrichtensignal übertragen wird, sondern auch eine davon unabhängige Referenzeigenschaft bereitgestellt. Kommt es z.B. aufgrund einer Verschmutzung zu einer Veränderung der Übertragungseigenschaft, werden sowohl die zu messende Eigenschaft als auch die Refe¬ renzeigenschaft verändert übertragen, so dass die Veränderung der Übertragungseigenschaft automatisch beim beschriebenen Vergleich des Stellwerts mit dem Referenzwert kompensiert wird. A further training even makes it possible to adapt to the changed transmission characteristics. This training provides that the reference value is provided in that the transmitting device provides a measurable reference characteristic set independently of the message signal, and the receiving device sets said reference value as a function of this reference characteristic of the transmitting device. In other words, not only the measurable property by means of which the message signal is transmitted, but also a reference property independent thereof is provided by the transmitting device. If, for example due to contamination in a change of the transmission property, both of the property to be measured and the Refe ¬ ence property are transmitted changed so that the change of transmission characteristic is compensated automatically in the described comparison of the control value with the reference value.
Eine Weiterbildung betrifft das Bereitstellen einer zuverlässigen, messbaren Referenzeigenschaft. Diese Weiterbildung sieht vor, dass die Sendeeinrichtung einen Referenzschwingkreis aufweist, also einen von dem beschriebenen Signalschwingkreis verschiedenen weiteren Schwingkreis, und in dem Referenzschwingkreis eine fest eingestellte Impedanz die Referenzei¬ genschaft darstellt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mit ein und derselben Erregerspule des Erregerschwingkreises während der Relativbewegung der Gerätekomponenten einmal die Refe- renzeigenschaft und einmal die Eigenschaft des Signal¬ schwingkreises erfasst oder gemessen werden kann. Zum Ermitteln des Referenzwerts kann dann beispielsweise in der beschriebenen Weise durch die Abstimmung des Erregerschwingkreises mit dem Referenzschwingkreis wieder ein passender Stellwert ermittelt und dieser als der Referenzwert verwendet werden. Bei mehreren Erregerschwingkreisen können diese dazu verwendet werden, gleichzeitig sowohl den Referenzwert als auch die Rekonstruktion des Nachrichtensignals zu erzeugen. Wie bereits ausgeführt, lässt sich als Nachrichtensignal ein beliebiges Signal übertragen. Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Nachrichtensignal zumindest abschnittsweise, das heißt zumindest in einem vorbestimmten Zeitintervall, durch eine Messeinrichtung als ein Messsignal einer physikalischen A further development relates to the provision of a reliable, measurable reference property. This development provides that the transmitting means includes a reference oscillating circuit, ie, a different signal from the described resonant circuit further resonant circuit, and in the reference oscillation circuit a fixed impedance represents the Referenzei ¬ genschaft. This results in the advantage that with one and the same exciter coil of the exciter resonant circuit during the relative movement of the device components once the reference property and once the property of the signal ¬ resonant circuit can be detected or measured. For determining the reference value, a suitable control value can then be determined, for example, in the manner described by the tuning of the exciter resonant circuit with the reference resonant circuit, and this can be used as the reference value. With multiple exciter circuits, these can be used to simultaneously generate both the reference value and the reconstruction of the message signal. As already stated, any signal can be transmitted as the message signal. A further embodiment provides that the message signal at least in sections, that is, at least in a predetermined time interval, by a Measuring device as a measuring signal of a physical
Messgröße erzeugt wird. Bei der Messgröße handelt es sich insbesondere um eine Temperatur. Die Messgröße wird natürlich an der Gerätekomponente erfasst, an welcher auch die Sendeein- richtung angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Messsignal eines Sensors, beispielsweise eines Tempera¬ tursensors, von einer Gerätekomponente als Nachrichtensignal an die andere Gerätekomponente übertragen werden kann. Eine Weiterbildung sieht dagegen vor, dass das Nachrichtensignal zumindest abschnittsweise durch digitale Daten gebildet wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zwischen den Gerätekomponenten eine digitale Kommunikation ermöglicht ist, bei¬ spielsweise zwischen jeweiligen MikroControllern der Geräte- komponenten. Measured variable is generated. The measured variable is in particular a temperature. Of course, the measured variable is detected at the device component to which the transmitting device is also arranged. This has the advantage that a measurement signal of a sensor, for example a temperature ¬ tursensors, can be transferred from one device component as a message signal to the other device component. On the other hand, a further development provides that the message signal is formed at least in sections by digital data. This has the advantage that a digital communication is provided between the device components in ¬ play between respective microcontrollers of the device components.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lageerfassungsvorrichtung in einem Gerät bereitgestellt wird, in welchem Gerätekomponenten eine periodisch wiederkehrende Relativlage aufweisen, wie erfindungsgemäß in einer elektrischen Maschine, die einen Stator und einen relativ zum Stator beweglich angeordneten Läufer aufweist. Insbesondere handelt es sich bei der elektrischen Maschine um eine Rotationsmaschine, so dass also der Läufer ein Rotor ist. Aber auch ein Linearläufer kann vorgesehen sein. In der beschriebenen Weise ist eine Reglereinrichtung der elektrischen Maschine dazu eingerichtet, elektrische Wicklungen des Stators in Abhängigkeit von einer Relativlage des Läufers bezüglich des Stators, also insbesondere einer Drehlage eines Rotors, anzusteuern. Um diese Relativlage zu ermitteln, ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lageerfassungsvorrichtung vorgesehen. It is particularly advantageous if the position detection device is provided in a device in which device components have a periodically recurring relative position, such as in an electric machine according to the invention, which has a stator and a rotor movably arranged relative to the stator. In particular, the electric machine is a rotary machine, so that therefore the rotor is a rotor. But also a linear rotor can be provided. In the manner described, a control device of the electrical machine is set up to control electrical windings of the stator as a function of a relative position of the rotor with respect to the stator, that is to say in particular a rotational position of a rotor. In order to determine this relative position, an embodiment of the position detection device according to the invention is provided.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei der elektrischen Maschine auch ein Nachrichtensignal zwischen dem Läufer und dem Stator übertragen werden kann. Hierbei ist vorgesehen, dass die beschriebene Sendeeinrichtung am Läufer und die Empfangseinrichtung am Stator oder zumindest bezüglich des Stators fest angeordnet ist und die Auswerteeinrichtung der Lageerfas- sungsvorrichtung die Relativlage ermittelt und der Regle¬ reinrichtung bereitstellt. Dies kann durch ein entsprechendes Lagesignal in an sich bekannter Weise erfolgen. Die Reglereinrichtung kann auf Grundlage der Relativlage beispielsweise eine feldorientierte Regelung durchführen. This results in the advantage that in the electric machine and a message signal between the rotor and the stator can be transmitted. It is provided that the described transmitting device is fixedly arranged on the rotor and the receiving device on the stator or at least with respect to the stator and the evaluation device of the Lageerfas- sungsvorrichtung determines the relative position and the Regle ¬ reinrichtung provides. This can be done by a corresponding position signal in a conventional manner. The regulator device can perform, for example, a field-oriented control based on the relative position.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Läufer ein Rotor. Um auch einen Referenzwert bereitstellen zu können, ist diese elekt¬ rische Maschine derart ausgestaltet, dass die Sendeeinrichtung mehrere entlang eines Umfangs des Rotors oder auf einer axialen Ebene des Rotors beispielsweise im Kreis angeordnete According to one embodiment, the rotor is a rotor. In order to also provide a reference value, this elekt ¬ generic machine is configured such that the transmitting means arranged a plurality along a periphery of the rotor or on an axial plane of the rotor, for example in the circle
Schwingkreise aufweist und durch einen oder einige dieser Schwingkreise jeweils ein Signalschwingkreis mit einer von dem zu übertragenden Nachrichtensignal abhängigen Impedanz ist. Durch die übrigen Schwingkreise ist jeweils ein Referenz¬ schwingkreis mit einer von dem Nachrichtensignal unabhängigen Impedanz bereitgestellt. Die Empfangseinrichtung ist dazu eingerichtet, mittels zumindest eines Erregerschwingkreises das Messsignal zu erzeugen. Beispielsweise kann also der zumindest eine Erregerschwingkreis mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden und ein resultierender Strom in dem Erregerschwingkreis ändert sich dann periodisch bei einer Bewegung des Rotors, bei welcher die Schwingkreise der Sendeeinrichtung abwechselnd an dem Erregerschwingkreis vorbei bewegt werden. Bei mehreren Erregerschwingkreisen können diese in der beschriebenen Weise dazu verwendet werden, gleichzeitig sowohl den Referenzwert als auch die Rekonstruktion des Nachrichtensignals zu erzeugen. Has resonant circuits and by one or some of these resonant circuits is in each case a signal resonant circuit with an impedance dependent on the message signal to be transmitted. By the other resonant circuits each a reference ¬ resonant circuit is provided with an independent of the message signal impedance. The receiving device is configured to generate the measuring signal by means of at least one exciter resonant circuit. For example, therefore, the at least one exciter resonant circuit can be acted upon by an alternating voltage and a resulting current in the exciter resonant circuit then changes periodically during a movement of the rotor, in which the resonant circuits of the transmitting device are alternately moved past the exciter resonant circuit. In the case of a plurality of excitation resonant circuits, these can be used in the manner described to simultaneously generate both the reference value and the reconstruction of the message signal.
Während die Referenzschwingkreise an der Empfangseinrichtung vorbei bewegt werden, ergibt sich stets derselbe zeitliche Verlauf des Messsignals, also dieselbe relative Amplitude¬ nänderung. Wird dagegen ein Signalschwingkreis mit der vom Nachrichtensignal abhängigen Impedanz vorbei bewegt, so ergibt sich zwar dasselbe zeitliche Muster, aber die Amplitude ist vom Nachrichtensignal abhängig. Durch die beschriebene Abstimmung, d.h. das Abstimmen zumindest eines Erregerschwingkreises der Empfangseinrichtung auf die Signalschwingkreise (nicht die Referenzschwingkreise) , kann ein absoluter Messwert des Messsignals ermittelt werden, welcher das Nachrichtensignal repräsentiert. Hierdurch kann also eine Rekonstruktion des Nachrichtensignals erzeugt werden. So ist z.B. der zum Abstimmen eingestellte elektrische Stellwert des Erregerschwingkreises von dem Nachrichtensignal abhängig und kann zum Bilden von dessen Rekonstruktion genutzt werden. While the reference oscillator circuits are moved to the receiving device over, always gives the same time profile of the measurement signal, ie the same relative amplitude ¬ nChange. If, on the other hand, a signal resonant circuit is moved past the impedance dependent on the message signal, the same temporal pattern results, but the amplitude depends on the message signal. By the described tuning, ie the tuning of at least one excitation resonant circuit of the receiving device to the signal resonant circuits (not the reference resonant circuits), an absolute measurement of the Measuring signal can be determined, which represents the message signal. In this way, therefore, a reconstruction of the message signal can be generated. Thus, for example, the electrical control value of the exciter resonant circuit set for tuning depends on the message signal and can be used to form its reconstruction.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass in der Sendeeinrichtung bei jedem Signalschwingkreis die Impedanz von einem Verstim- melement mit einem temperaturabhängigen Kennwert abhängig ist. Es kann also beispielsweise ein elektrischer Widerstand mit einem temperaturabhängigen Widerstandswert (NTC) vorgesehen sein oder ein Kondensator mit einer temperaturabhängigen Kapazität. It is particularly preferably provided that in the transmitting device in each signal resonant circuit, the impedance of a detuning element is dependent on a temperature-dependent characteristic value. Thus, for example, an electrical resistance with a temperature-dependent resistance value (NTC) can be provided, or a capacitor with a temperature-dependent capacitance.
Hierdurch wird die Impedanz des Signalschwingkreises in Ab- hängigkeit von der Rotortemperatur eingestellt. Diese kann dann als Rekonstruktion des Nachrichtensignals von der Auswerteeinrichtung bereitgestellt werden. As a result, the impedance of the signal resonant circuit is set as a function of the rotor temperature. This can then be provided as a reconstruction of the message signal from the evaluation device.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be- schrieben. Hierzu zeigt: An embodiment of the invention is described below. This shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und Fig. 2 ein Diagramm mit einem schematisierten Verlauf eines Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the electric machine according to the invention and Fig. 2 is a diagram with a schematic course of a
Messsignals, aus welchem sowohl eine Relativlage eines Rotors der elektrischen Maschine bezüglich eines Stators als auch ein Nachrichtensignal rekonstruiert werden .  Measuring signal from which both a relative position of a rotor of the electric machine with respect to a stator and a message signal are reconstructed.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further of the already described features of the invention.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 mit einem Stator 2 und einem in dem Stator rotierbar gelagerten Rotor 3. Eine Reglereinrichtung 4 kann in an sich bekannter Weise beispielsweise durch Ansteuern eines Stromrichters oder Wechselrichters in einer elektrischen Wicklung des Stators 2 elektrische Ströme einstellen und hierdurch ein magnetisches Drehfeld in einem Luftspalt 5 zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 erzeugen, was eine Drehbewegung oder Rotation 6 des Rotors 3 in dem Stator 2 bewirkt. Die Reglervorrichtung 4 muss hierzu eine Relativlage R des Rotors 3 bezüglich des Stators 2 signalisiert bekommen. Hierzu ist eine Lageerfassungsvorrichtung 7 bereitgestellt, die eine am Rotor 3 angeordnete Sendeeinrichtung 8, eine bezüglich des Stators 2 fest angeordneten Empfangseinrichtung 9 sowie eine Auswerteeinrichtung 10 umfassen kann. 1 shows an electric machine 1 with a stator 2 and a rotor 3 rotatably mounted in the stator. A regulator device 4 can set electrical currents in a manner known per se, for example by driving a power converter or inverter in an electrical winding of the stator 2, and thereby generate a rotating magnetic field in an air gap 5 between the stator 2 and the rotor 3, which causes a rotational movement or rotation 6 of the rotor 3 in the stator 2. For this purpose, the regulator device 4 must receive a relative position R of the rotor 3 with respect to the stator 2. For this purpose, a position detection device 7 is provided, which may comprise a transmitting device 8 arranged on the rotor 3, a receiving device 9 fixedly arranged relative to the stator 2 and an evaluation device 10.
Die Sendeeinrichtung 8 kann beispielsweise mehrere Schwingkreise 11, 12 umfassen, die entlang eines Außenumfanges 13 des Rotors 3 oder auf einer axialen Ebene des Rotors im Kreis angeordnet sein können. Die axiale Ebene kann z.B. durch eine Stirnseite des Rotors 3 gebildet sein. Die Schwingkreise 11, 12 können bei¬ spielsweise auf der Grundlage von Leiterplatten, Beschichtungen oder Schaltungsplatinen realisiert sein, wobei Spulen 14 der Schwingkreise als Flachspulen auf der Grundlage von Leiterbahnen oder Beschichtungen realisiert sein können. Es können zumThe transmitting device 8 may, for example, comprise a plurality of oscillating circuits 11, 12 which may be arranged in a circle along an outer circumference 13 of the rotor 3 or on an axial plane of the rotor. The axial plane can be formed, for example, by an end face of the rotor 3. The oscillating circuits 11, 12 can be realized in ¬ example, on the basis of printed circuit boards, coatings or circuit boards, wherein coils 14 of the resonant circuits can be realized as a flat coils on the basis of interconnects or coatings. It can to
Einstellen einer Impedanz der Schwingkreise beispielsweise auch Kapazitäten oder Kondensatoren 15 vorgesehen sein. In Fig. 1 sind der Übersichtlichkeit halber nur für einen Schwingkreis 11 die jeweilige Spule 14 und der Kondensator 15 mit einem Bezugszeichen versehen. Setting an impedance of the resonant circuits, for example, capacitors or capacitors 15 may be provided. In FIG. 1, for the sake of clarity, only one resonant circuit 11 is provided with the respective coil 14 and the capacitor 15 with a reference symbol.
Die Empfangseinrichtung 9 kann einen Erregerschwingkreis 16 z.B. mit einer Erregerspule und einem Kondensator umfassen. Der Erregerschwingkreis 16 ist derart nahe an dem Außenumfang 13 angeordnet, dass bei der Rotation 6 des Rotors 3 nacheinander die Schwingkreise 11, 12 an dem Erregerschwingkreis 16 vorbeibewegt werden und hierdurch nacheinander die einzelnen Schwingkreise 11, 12 mit dem Erregerschwingkreis 16 in Resonanz gehen, wodurch sich ein Spulenstrom 17 in der Erregerspule des Erregerschwingkreises 16 ändert. The receiving device 9 may comprise an excitation resonant circuit 16, for example with an exciter coil and a capacitor. Of the Exciter resonant circuit 16 is arranged so close to the outer circumference 13, that during the rotation 6 of the rotor 3 successively the resonant circuits 11, 12 are moved past the exciter resonant circuit 16 and thereby successively the individual resonant circuits 11, 12 with the exciter resonant circuit 16 resonate, thereby a coil current 17 in the exciter coil of the exciter resonant circuit 16 changes.
In Abhängigkeit von einer Stromstärke des Spulenstroms 17 kann ein Messsignal M erzeugt werden, dessen Verlauf beispielhaft in Fig. 2 wiedergegeben ist. Fig. 2 veranschaulicht, wie abhängig von der Relativlage R das Messsignal M eine relative Depending on a current intensity of the coil current 17, a measurement signal M can be generated, the course of which is reproduced by way of example in FIG. FIG. 2 illustrates how, depending on the relative position R, the measurement signal M is a relative
Amplitudenänderung 18 aufweist. Durch die Auswerteeinrichtung 10 kann beispielsweise anhand von Maxima 19 und/oder Minima 20 die Relativlage R ermittelt werden. Eine absolute Lageerfassung ( 360 ° -Unterscheidung) ist für die Stromregelung dabei nicht nötig. Bei der elektrischen Maschine 1 ist zusätzlich vorgesehen, mittels der Lageerfassungsvorrichtung 7 auch einen Temperaturwert T einer Temperatur des Rotors 3 zu erfassen und sta- torseitig an der Auswerteeinrichtung 10 als Rekonstruktion 21 des Temperaturwerts T auszugeben oder bereitzustellen. Der Tem- peraturwert T stellt ein Nachrichtensignal dar. Amplitude change 18 has. By the evaluation device 10, the relative position R can be determined, for example, based on maxima 19 and / or minima 20. Absolute position detection (360 ° differentiation) is not necessary for current regulation. In the case of the electric machine 1, it is additionally provided to also detect a temperature value T of a temperature of the rotor 3 by means of the position detection device 7 and to output or provide it on the evaluation device 10 as a reconstruction 21 of the temperature value T. The temperature value T represents a message signal.
Um den Temperaturwert T zu übertragen, ist bei der Sendeeinrichtung 8 vorgesehen, dass nicht alle Schwingkreise 11, 12 gleich gebaut sind. Stattdessen weisen die Schwingkreise 11 eine fest eingestellte Impedanz auf. Diese sind im Folgenden als Referenzschwingkreise 12 bezeichnet. Es ergibt sich in der Empfangseinrichtung 9 beim Passieren eines solchen Referenzschwingkreises 11 stets ein vorbestimmbarer Amplitudenwert oder Messwert 22 des Messsignals M. In order to transmit the temperature value T, it is provided in the transmitting device 8 that not all resonant circuits 11, 12 are built the same. Instead, the resonant circuits 11 have a fixed impedance. These are referred to below as reference resonant circuits 12. It results in the receiving device 9 when passing such a reference resonant circuit 11 is always a predeterminable amplitude value or measured value 22 of the measurement signal M.
Der Erregerschwingkreis 16 kann auf die Referenzschwingkreise 11 in der beschriebenen Weise durch eine Abstimmung 27 abgestimmt werden. Als Stellwert kann eine Erregerfrequenz f, mit welcher der Erregerschwingkreis 16 erregt oder in Schwingung versetzt wird, derart eingestellt werden, dass sich ein maximaler Spulenstrom 17 und damit ein maximaler Messwert 25 ergibt. Der so eingestellte Stellwert der Erregerfrequenz f stellt dann einen Referenzwert dar. In Fig. 1 ist der Referenzwert durch den zugehörigen maximalen Messwert 25 symbolisch repräsentiert. The excitation resonant circuit 16 can be tuned to the reference resonant circuits 11 in the manner described by a vote 27. As a control value, an excitation frequency f, with which the exciter resonant circuit 16 is excited or vibrated, are set so that a maximum coil current 17 and thus a maximum reading 25 results. The setpoint value of the excitation frequency f set in this way then represents a reference value. In FIG. 1, the reference value is symbolically represented by the associated maximum measured value 25.
Einer der Schwingkreise 12, der im Folgenden als Signalschwingkreis 12 bezeichnet ist, weist eine Impedanz auf, die abhängig von dem Temperaturwert T ist. Hierzu kann der Sig¬ nalschwingkreis 12 ein Verstimmelement 23 aufweisen, das einen elektrischen Kennwert, beispielsweise seinen elektrischen Widerstand und/oder seine elektrische Kapazität und/oder seine elektrische Induktivität, in Abhängigkeit von dem Temperaturwert T einstellt oder verändert. Beispielsweise kann es sich bei dem Verstimmelement 23 um einen NTC-Widerstand handeln. One of the oscillating circuits 12, which is referred to below as a signal resonant circuit 12, has an impedance which is dependent on the temperature value T. For this purpose, the Sig ¬ nalschwingkreis 12 23 may have a Verstimmelement, which adjusts an electrical characteristic value, such as its electrical resistance and / or its electrical capacitance and / or its electrical inductance in dependence on the temperature value T or altered. For example, the detuning element 23 may be an NTC resistor.
In dem Messsignal M ergibt sich beim Passieren des Signal¬ schwingkreises 12 an der Empfangseinrichtung 9 ein absoluter Messwert 24, der abhängig vom aktuellen Kennwert des Verstimmelements 23 und damit abhängig vom aktuellen Temperaturwert T ist. In the measurement signal M is an absolute measurement value 24, which is dependent on the current characteristic of the Verstimmelements 23 and thus depending on the current temperature value T is obtained when passing the signal ¬ resonant circuit 12 at the receiving device. 9
Zum Erzeugen der Rekonstruktion 21 des Temperaturwerts T kann vorgesehen sein, dass in der Empfangseinrichtung 9 das Abstimmen 27 des Erregerschwingkreises 16 an den Signalschwingkreis 12 erfolgt. Als Stellwert kann wieder die Erregerfrequenz f derart eingestellt werden, dass sich ein maximaler Spulenstrom 17 und damit ein maximaler Messwert 24 ergibt, wobei nur der Zeitpunkt betrachtet wird, während sich der Signalschwingkreis 12 dem Erregerschwingkreis 16 am nächsten befindet. Der Signal¬ schwingkreis 12 kann z.B. mittels eines Zählers (z.B. hier jeder sechste Schwingkreis 11, 12) identifiziert werden. Der so eingestellte Stellwert der Erregerfrequenz f ist dann ein Maß für den Temperaturwert T. In Fig. 1 ist dieser Stellwert durch den zugehörigen maximalen Messwert 25 symbolisch repräsentiert. Es kann nun vorgesehen sein, dass ein Unterschied 26 zwischen dem Referenzwert 25 und dem Stellwert 24 ermittelt wird und bei¬ spielsweise auf der Grundlage einer Kennlinie für das Ver¬ stimmelement 23 ermittelt wird, welcher Temperaturwert T aktuell im Rotor 3 vorliegt. Der Unterschied 26 als Differenz desTo generate the reconstruction 21 of the temperature value T, it may be provided that the tuning 27 of the exciter resonant circuit 16 to the signal resonant circuit 12 takes place in the receiver 9. As a control value, the exciter frequency f can again be set such that a maximum coil current 17 and thus a maximum measured value 24 results, with only the time being considered while the signal resonant circuit 12 is closest to the exciter resonant circuit 16. The signal ¬ resonant circuit 12 may, for example, by means of a counter (for example, every sixth resonant circuit 11, 12 here) are identified. The manipulated variable of the exciter frequency f set in this way is then a measure of the temperature value T. In FIG. 1, this manipulated variable is represented symbolically by the associated maximum measured value 25. It can be provided now that a difference 26 between the reference value is determined 25 and the control value 24 and ¬ game as determined at on the basis of a characteristic curve for the Ver ¬ vocal element 23, which temperature value T current is present in the rotor. 3 The difference 26 as the difference of
Referenzwerts, d.h. des Stellwerts für die Abstimmung mit dem Referenzschwingkreis, und des Stellwerts für die Abstimmung mit dem Signalschwingkreis ermittelt werden. Aus dem Unterschied 26 kann so die Rekonstruktion 21, beispielsweise als ein digitaler Wert oder als ein analoges Signal, erzeugt werden. Reference value, i. the reference value for the adjustment with the reference resonant circuit, and the control value for the tuning with the signal resonant circuit are determined. From the difference 26, the reconstruction 21 can thus be generated, for example as a digital value or as an analog signal.
Mittels der Lageerfassungsvorrichtung 7 kann also der aktuelle Drehwinkel und/oder die Winkelgeschwindigkeit des Rotors 3 zum Stator 2 als Relativlage R bestimmt werden. Hierzu wird eine induktive Sensorik in Form der Empfangseinrichtung 9 bereitgestellt, die eine Spur aus Schwingkreisen 11, 12 entlang des Außenumfangs 13 auf dem Rotor nutzt, um dessen Position zu erfassen. Die Spur wird durch Spulen 14 auf beispielsweise Leiterplatinen oder durch Beschichtungen gebildet, die durch Impedanzanpassung zusammen mit der Erregung des Erregerschwingkreises 16 am Stator 2 einen hohen Störabstand ermög¬ lichen. Bei einem solchen induktiven Winkelgeber wird also dessen Spur aus Spulen 14 auf Leiterplatten am Rotor 3 genutzt, um eine möglichst hohe Kopplung mit der Erregerspule des Erreger- Schwingkreises 16 zu erhalten. By means of the position detection device 7, therefore, the current rotation angle and / or the angular velocity of the rotor 3 to the stator 2 can be determined as a relative position R. For this purpose, an inductive sensor in the form of the receiving device 9 is provided, which uses a track of oscillating circuits 11, 12 along the outer circumference 13 on the rotor to detect its position. The track is formed by coils 14 at, for example, circuit boards or coatings made by the impedance matching with the excitation of the exciting oscillation circuit 16 on the stator 2 has a high signal to noise ratio ¬ union. In such an inductive angle sensor so its track of coils 14 is used on printed circuit boards on the rotor 3 in order to obtain the highest possible coupling with the excitation coil of the exciter resonant circuit 16.
Ein Kondensator 15 selbst oder ein zusätzliches NTC-Element in einem der Schwingkreise, dem Signalschwingkreis 12, wird thermisch gut an den Rotor 3 angebunden und als Verstimmelement 23 genutzt. Bei unterschiedlichen Temperaturwerte T verstimmt sich somit dieser Signalschwingkreis 12 und die Kopplung zum Erregerschwingkreis 9 verändert sich. Um nun die exakte Ver¬ stimmung zu ermitteln, wird beispielsweise in vorbestimmten zeitlichen Abständen, beispielsweise in weniger als einer Sekunde, die Frequenz der Erregung in dem Erregerschwingkreis 16 in einem vorbestimmten Bereich oder Intervall verändert, bis ein Maximum der Kopplung gefunden wurde, also der Erregerschwingkreis 16 und der Signalschwingkreis 12 aufeinander abgestimmt wurden. Im laufenden Betrieb sind aufgrund der Trägheit der Rotortemperatur bei der Abstimmung 27 nur kleine Intervalle zu testen, womit die Erfassung des Temperaturwerts T statorseitig in wenigen Abstimmungsschritten der Abstimmung 27 erfolgen kann. A capacitor 15 itself or an additional NTC element in one of the resonant circuits, the signal resonant circuit 12, is thermally well connected to the rotor 3 and used as detuning element 23. With different temperature values T, this signal resonant circuit 12 thus becomes out of tune and the coupling to the exciter resonant circuit 9 changes. In order to determine the exact Ver ¬ mood now, for example, at predetermined time intervals, for example, in less than a second, the frequency of the excitation in the exciter circuit 16 in a predetermined range or interval changed until a maximum of the coupling was found, so the Exciter resonant circuit 16 and the signal resonant circuit 12 to each other were agreed. During operation, due to the inertia of the rotor temperature in the vote 27 only small intervals to test, so that the detection of the temperature value T stator side can be done in a few tuning steps of the vote 27.
Somit steht die direkte absolute Rotortemperaturmessung sta¬ torseitig zur Verfügung, ohne dass die Drehmomentgenauigkeit darunter leiden würde, da die Regeleinrichtung 4 weiterhin mit dem Lagesignal R versorgt werden kann, das in seiner Qualität nicht beeinträchtigt ist. Thus, the direct absolute rotor temperature measurement is sta ¬ gate side available without the torque accuracy would suffer because the controller 4 can continue to be supplied with the position signal R, which is not affected in its quality.
Die Lageerfassungsvorrichtung 7 lässt sich in allen elektrischen Maschinen, inklusive einem Statorgenerator mit geschlossenem Gehäuse, verwenden. Ein geschlossenes Gehäuse weist das Problem auf, dass die Drehlage nicht axial am Wellenende direkt gemessen werden kann, sondern über die beschriebene induktive Sensorik am Außenumfang 13 axial oder radial ermittelt werden muss. Es kann auch eine Linearbewegung gemessen werden, also die Lageer- fassungsvorrichtung 7 als induktiver Abstandssensor mit Leiterplatte oder Beschichtung als Spur oder Gegenstück ausgestaltet sein. The attitude detection device 7 can be used in all electric machines, including a stator with a closed housing. A closed housing has the problem that the rotational position can not be measured axially at the shaft end directly, but must be determined axially or radially on the outer circumference 13 described inductive sensors on the described. It is also possible to measure a linear movement, that is to say to configure the position detection device 7 as an inductive distance sensor with a printed circuit board or coating as a track or counterpart.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Winkelgeber eines Rotors zur Übertragung eines Temperatursignals genutzt werden kann. Overall, the example shows how can be used by the invention, an angle sensor of a rotor for transmitting a temperature signal.
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Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 Kraftfahrzeug 1 motor vehicle
2 Stator  2 stators
3 Rotor  3 rotor
4 Reglereinrichtung  4 regulator device
5 Luftspalt  5 air gap
6 Rotation  6 rotation
7 LageerfassungsVorrichtung 7 position detection device
8 Sendeeinrichtung 8 transmitting device
9 Empfangseinrichtung  9 receiving device
10 AusWerteeinrichtung  10 evaluation device
11 ReferenzSchwingkreis 11 reference swing circuit
12 SendeSchwingkreis 12 transmit swing loop
13 Außenumfang  13 outer circumference
14 Spule  14 coil
15 Kondensator  15 capacitor
16 Empfangsspule  16 receiver coil
17 Strom  17 electricity
18 Zeitlicher Verlauf  18 Time course
19 Maximum  19 maximum
20 Minimum  20 minimum
21 Relativlage  21 relative position
22 Absolutwert  22 absolute value
23 Verstimmelernent  23 Bewimmelernent
24 Absoluter Messwert  24 Absolute reading
25 Referenzwert  25 reference value
26 Unterschied  26 difference
27 Abstimmung  27 vote
Messsignal measuring signal
Relativlage  relative position
Temperaturwert  temperature value

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Übertragen eines Nachrichtensignals (T) zwischen zwei zueinander beweglichen Gerätekomponenten (2, 3) eines Geräts (1) mittels einer Lageerfassungsvorrichtung (7), wobei während einer Relativbewegung (6) der Gerätekomponenten (2, 3) : 1. A method for transmitting a message signal (T) between two mutually movable device components (2, 3) of a device (1) by means of a position detection device (7), wherein during a relative movement (6) of the device components (2, 3):
eine an einer (3) der Gerätekomponenten (2, 3) angeordnete Sendeeinrichtung (8) der Lageerfassungsvorrichtung (7) eine messbare Eigenschaft bereitstellt und  a transmission device (8) of the position detection device (7) arranged at one (3) of the device components (2, 3) provides a measurable characteristic and
eine an der anderen (3) der Gerätekomponenten (2, 3) angeordnete Empfangseinrichtung (9) der Lageerfassungs¬ vorrichtung (7) ein von der Eigenschaft abhängiges one on the other (3) of the instrument components (2, 3) arranged in receiving means (9) of the position detecting device ¬ (7) dependent on the property
Messsignal (M) erzeugt und  Measurement signal (M) generated and
- eine Auswerteeinrichtung (10) der Lageerfassungsvorrichtung (7) anhand einer sich aufgrund der Relativbewegung (6) ergebenden relativen Amplitudenänderung (18) des Messsignals (M) eine aktuelle Relativlage (R) der beiden Gerätekomponenten (2, 3) zueinander ermittelt,  an evaluation device (10) of the position detection device (7) determines a current relative position (R) of the two device components (2, 3) relative to each other on the basis of a relative amplitude change (18) of the measurement signal (M) resulting from the relative movement (6);
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Sendeeinrichtung (8) einen Absolutwert der messbaren Eigenschaft in Abhängigkeit von dem Nachrichtensignal (T) einstellt und  the transmitting device (8) sets an absolute value of the measurable characteristic as a function of the message signal (T) and
die Auswerteeinrichtung (10) auf der Grundlage eines sich aufgrund des eingestellten Absolutwerts ergebenden ab¬ soluten Messwerts (24) des Messsignals (M) eine Rekon¬ struktion (21) des Nachrichtensignals (T) erzeugt. the evaluation device (10) on the basis of a resulting based on the adjusted absolute value from ¬ solutes measured value (24) of the generated measurement signal (M) a recon ¬ constructive tion (21) of the message signal (T).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinrichtung (8) mittels zumindest eines Signalschwingkreises (12) eine Impedanz als messbare Eigenschaft bereitstellt und die Empfangsein¬ richtung (9) in einer Abstimmung (27) zumindest einen Erregerschwingkreis (16) mit dem zumindest einen Signalschwingkreis (12) durch Einstellen eines elektrischen Stellwerts abstimmt und hierdurch ein Maximieren oder Minimieren des absoluten Messwerts (24) durchführt und die Rekonstruktion (21) anhand des eingestellten Stellwerts erzeugt. 2. The method of claim 1, wherein the transmitting device (8) by means of at least one signal resonant circuit (12) provides an impedance as a measurable property and the Empfangsein ¬ direction (9) in a vote (27) at least one exciter resonant circuit (16) with the at least one Tuning the signal resonant circuit (12) by adjusting an electrical control value and thereby maximizing or minimizing the absolute measured value (24) performs and generates the reconstruction (21) based on the set control value.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Sendeeinrichtung (8) die Impedanz in Abhängigkeit von dem Nachrichtensignal (T) mittels zumindest eines Verstimmelements (23) einstellt. 3. The method according to claim 2, wherein the transmitting device (8) adjusts the impedance as a function of the message signal (T) by means of at least one Verstimmelements (23).
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zumindest eine Verstimmelement (23) einen Kondensator und/oder ein NTC-Element und/oder einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor umfasst . 4. The method of claim 3, wherein the at least one detuning element (23) comprises a capacitor and / or an NTC element and / or an operational amplifier and / or a transistor.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die5. The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the
Auswerteeinrichtung (10) zum Erzeugen der Rekonstruktion (21) des Nachrichtensignals (T) den eingestellten Stellwert mit einem Referenzwert (25) vergleicht und die Rekonstruktion (21) in Abhängigkeit von einem Unterschied (26) des Stellwerts zu dem Referenzwert (25) erzeugt. Evaluation device (10) for generating the reconstruction (21) of the message signal (T) compares the set manipulated variable with a reference value (25) and generates the reconstruction (21) in dependence on a difference (26) of the manipulated variable to the reference value (25).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Referenzwert (25) bereitgestellt wird, indem die Sendeeinrichtung (8) eine von dem Nachrichtensignal (T) unabhängig eingestellte messbare Refe- renzeigenschaft bereitstellt und die Empfangseinrichtung (9) den Referenzwert (25) in Abhängigkeit von der Referenzeigenschaft einstellt . 6. The method according to claim 5, wherein the reference value is provided by the transmitting device providing a measurable reference characteristic set independently of the message signal and the receiving device providing the reference value as a function of the reference property.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Sendeeinrichtung (8) zumindest einen Referenzschwingkreis (11) aufweist und eine fest eingestellte Impedanz des Referenzschwingkreises (11) die Referenzeigenschaft darstellt. 7. The method of claim 6, wherein the transmitting device (8) has at least one reference resonant circuit (11) and a fixed set impedance of the reference resonant circuit (11) represents the reference characteristic.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nachrichtensignal (T) zumindest abschnittsweise durch eine8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the message signal (T) at least partially by a
Messeinrichtung (23) als ein Messsignal einer physikalischen Messgröße, insbesondere einer Temperatur, erzeugt wird. Measuring device (23) is generated as a measurement signal of a physical variable, in particular a temperature.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nachrichtensignal zumindest abschnittsweise durch digitale9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the message signal at least partially by digital
Daten gebildet wird. Data is formed.
10. Lageerfassungsvorrichtung (7) zum Ermitteln einer Relativlage (21) zweier zueinander beweglicher Gerätekomponenten (2, 3) eines Geräts (1), aufweisend: 10. Position detecting device (7) for determining a relative position (21) of two mutually movable device components (2, 3) of a device (1), comprising:
eine Sendeeinrichtung (8) zum Bereitstellen einer messbaren a transmitting device (8) for providing a measurable
Eigenschaft und Property and
eine Empfangseinrichtung (9) zum Erzeugen eines von der Eigenschaft abhängigen Messsignals (M) und  a receiving device (9) for generating a property dependent measurement signal (M) and
eine Auswerteeinrichtung (10) zum Ermitteln der Relativlage (R) anhand einer relativen Amplitudenänderung (18) des Messsignals (M) ,  an evaluation device (10) for determining the relative position (R) on the basis of a relative amplitude change (18) of the measurement signal (M),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Sendeeinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, einen Absolutwert der Eigenschaft in Abhängigkeit von einem Nachrichtensignal (T) einzustellen, und  the transmitting device (8) is adapted to set an absolute value of the characteristic as a function of a message signal (T), and
die Auswerteeinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, auf der Grundlage eines sich aufgrund des eingestellten Abso¬ lutwerts ergebenden absoluten Messwerts (24) des Mess¬ signals (M) eine Rekonstruktion (21) des Nachrichtensignals (T) zu erzeugen, the evaluation device (10) is adapted on the basis of a resulting based on the adjusted Abso ¬ lutwerts absolute measurement value (24) of the measuring ¬ signal (M) a reconstruction (21) of the message signal to generate (T),
wobei die Lageerfassungsvorrichtung (7) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen . wherein the position detecting device (7) is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.
11. Elektrische Maschine (1), aufweisend: 11. Electrical machine (1), comprising:
einen Stator (2) und einem relativ zum Stator (2) beweglich angeordneten Läufer (2),  a stator (2) and a rotor (2) movably arranged relative to the stator (2),
eine Reglereinrichtung (4), die dazu eingerichtet ist, elektrische Wicklungen des Stators (2) in Abhängigkeit von einer Relativlage (R) des Läufers (3) bezüglich des Stators (2) anzusteuern,  a control device (4), which is set up to control electrical windings of the stator (2) as a function of a relative position (R) of the rotor (3) with respect to the stator (2),
eine Lageerfassungsvorrichtung (7) zum Ermitteln der a position detection device (7) for determining the
Relativlage (R) , Relative position (R),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Lageerfassungsvorrichtung (7) nach Anspruch 10 ausgestaltet ist und eine Sendeeinrichtung (8) der Lageerfassungsvorrichtung (7) am Läufer (3) und eine Empfangseinrichtung (9) der Lageerfassungsvorrichtung (7) bezüglich des Stators (2) fest an- geordnet ist und eine Auswerteeinrichtung (10) der Lageerfassungsvorrichtung (7) die Relativlage (R) ermittelt. the position detection device (7) according to claim 10 is configured and a transmitting device (8) of the position detection device (7) on the rotor (3) and a receiving device (9) of the position detection device (7) with respect to the stator (2) is ordered and an evaluation device (10) of the position detection device (7) determines the relative position (R).
12. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 11, wobei der Läufer (3) ein Rotor (3) ist und die Sendeeinrichtung (8) mehrere entlang eines Umfangs (13) des Rotors (3) oder an einer axialen Ebene des Rotors, insbesondere kreisförmig, angeordnete Schwingkreise (11, 12) aufweist und durch einen oder einige der Schwingkreise (11, 12) jeweils ein Signalschwingkreis (12) mit einer von einem Nachrichtensignal (T) abhängigen Impedanz und durch die übrigen Schwingkreise (11) jeweils ein Referenzschwingkreis (11) mit einer von dem Nachrichtensignal (T) unabhängigen Impedanz bereitgestellt ist und die Empfangseinrichtung (9) dazu ein¬ gerichtet ist, mittels eines Erregerschwingkreises (16) oder mehrerer Erregerschwingkreise (16) das Messsignal (M) zu er¬ zeugen . 12. Electrical machine (1) according to claim 11, wherein the rotor (3) is a rotor (3) and the transmitting device (8) a plurality along a circumference (13) of the rotor (3) or on an axial plane of the rotor, in particular circular, arranged resonant circuits (11, 12) and by one or some of the resonant circuits (11, 12) each have a signal resonant circuit (12) with one of a message signal (T) dependent impedance and by the other resonant circuits (11) each have a reference resonant circuit ( 11) is provided with one (of the message signal T) independent impedance and the receiving device (9) to a ¬ is directed (by means of an excitation oscillation circuit (16) or more excitation oscillation circuits 16), the measurement signal (M) to he ¬ testify.
13. Elektrische Maschine nach Anspruch 11, wobei die Emp¬ fangseinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, durch Abstimmen (27) zumindest eines Erregerschwingkreises (16) auf jeden Signal¬ schwingkreis (12) eine Rekonstruktion (21) des Nachrichtensignals (T) zu erzeugen. 13. Electrical machine according to claim 11, wherein the Emp ¬ catch device (9) is adapted by tuning (27) at least one exciting oscillating circuit (16) to each signal ¬ resonant circuit (12) a reconstruction (21) of the message signal (T) produce.
14. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei bei jedem Signalschwingkreis (12) die Impedanz von einem14. Electrical machine (1) according to any one of claims 11 to 13, wherein at each signal resonant circuit (12), the impedance of a
Verstimmelement (23) mit einem temperaturabhängigen Kennwert abhängig ist. Detuning element (23) with a temperature-dependent characteristic value is dependent.
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