(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの軸（１００）の角度位置を表す信号を処理するための装置（２００）において、
前記信号が入力された時点をメモリ（２０６）に記憶する記憶手段（２０２）が設けられており、
前記記憶手段（２０２）は、更に前記軸（１００）の回転方向情報を評価し、
前記記憶手段（２０２）は、前記軸（１００）が第１の方向に回転する際には、前記メモリ（２０２）における前記時点の記憶を第１の順序で行ない、前記軸（１００）が前記第１の回転方向とは逆方向の第２の方向に回転する際には、前記メモリ（２０２）における前記記憶を前記第１の順序とは逆の第２の順序で行い、
記憶された前記時点を算出に使用し、該算出時に前記順序において最後に記憶された時点と、前記順序において先行して記憶された時点とを使用し、
前記先行して記憶された時点の選択を、前記軸（１００）が前記第１の方向に回転する場合には、前記第１の順序において最後に記憶された時点を起点として、前記第１の順序に反して、前記算出に必要とされる時点が選択されるように行い、前記軸（１００）が前記第２の方向に回転する場合には、前記第２の順序において最後に記憶された時点を起点として、前記第２の順序に反して、前記算出に必要とされる時点が選択されるように行ない、
前記メモリ（２０２）のメモリスペースに前記時点の記憶を行い、
前記最後に記憶された時点のメモリスペース又は次の空いているメモリスペースを示すアドレスポインタ（２０５）が設けられており、
前記第１の方向における順序は前記アドレスポインタ（２０５）の増分によって設定され、前記第２の方向における順序は前記アドレスポインタ（２０５）の減分によって設定されることを特徴とする、装置。
【請求項２】
モータの軸の角度位置を表す連続する二つの信号の間に所定数の位置パルス（１５０）を形成するＤＰＬＬ（Digital Phase locked loop）回路（２０３）が設けられており、
該位置パルス（１５０）をカウントする位置カウンタが設けられており、
前記モータの前記軸の回転方向が変化した際に前記位置カウンタ（２０４）を補正するための補償調整パルスを形成する補正手段が設けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モータの前記軸の回転方向が変化した際に前記位置カウンタ（２０４）のカウント方向が変更される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記位置パルスが所定数に達し、且つ、角度位置を表す後続の信号がまだ入力されていない場合には、更なる位置パルス（１５０）の出力を停止する、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記位置パルス（１５０）がまだ所定数に達しておらず、且つ、角度位置を表す後続の信号が入力された場合には、更なる位置パルス（１５０）を出力する、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
別のアドレスポインタ（３０）が設けられており、
該別のアドレスポインタ（３０）は、前記ＤＰＬＬ回路（２０３）から出力されるべき位置パルス（１５０）の数に関する情報を含んでいるメモリスペース（３０１−３０４）を示し、
前記軸の回転方向が変化すると、前記別のアドレスポインタ（３０）はカウント方向を変更し、該別のアドレスポインタ（３０）の位置が補正される、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記アドレスポインタ（２０５）及び前記別のアドレスポインタ（３０）は相互にオフセットを有しており、該オフセットは、前記軸（１００）が前記第１の方向に回転する際には第１の値を示し、前記軸が前記第２の方向に回転する際には第２の値を示す、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記回転方向が変化した際に少なくとも前記アドレスポインタ（２０５）及び／又は前記別のアドレスポインタ（３０）を変化させる複数の手段が設けられている、請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
モータの軸（１００）の角度位置を表す信号を処理するための方法において、
記憶手段（２０２）が前記信号の入力された時点をメモリ（２０６）に記憶し、
前記記憶手段（２０２）は、更に前記軸（１００）の回転方向情報を評価し、
前記記憶手段（２０２）は、前記軸（１００）が第１の方向に回転する際には、前記メモリ（２０２）における前記時点の記憶を第１の順序で行ない、前記軸（１００）が前記第１の回転方向とは逆方向の第２の方向に回転する際には、前記メモリ（２０２）における前記記憶を前記第１の順序とは逆の第２の順序で行ない、
記憶された前記時点を算出に使用し、該算出時に前記順序において最後に記憶された時点と、前記順序において先行して記憶された時点とを使用し、
前記先行して記憶された時点の選択を、前記軸（１００）が前記第１の方向に回転する場合には、前記第１の順序において最後に記憶された時点を起点として、前記第１の順序に反して、前記算出に必要とされる時点が選択されるように行い、前記軸（１００）が前記第２の方向に回転する場合には、前記第２の順序において最後に記憶された時点を起点として、前記第２の順序に反して、前記算出に必要とされる時点が選択されるように行ない、
前記メモリ（２０２）のメモリスペースに前記時点の記憶を行い、
アドレスポインタ（２０５）が前記最後に記憶された時点のメモリスペース又は次の空いているメモリスペースを示し、
前記第１の方向における順序を前記アドレスポインタ（２０５）の増分によって設定し、前記第２の方向における順序を前記アドレスポインタ（２０５）の減分によって設定することを特徴とする、方法。
【請求項１０】
ＤＰＬＬ（Digital Phase locked loop）回路（２０３）が、モータの軸の角度位置を表す連続する二つの信号の間に所定数の位置パルス（１５０）を形成し、
位置カウンタが前記位置パルス（１５０）をカウントし、
補正手段が、前記モータの前記軸の回転方向が変化した際に前記位置カウンタ（２０４）を補正するための補償調整パルスを形成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記モータの前記軸の回転方向が変化した際に前記位置カウンタ（２０４）のカウント方向を変更する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記位置パルスが所定数に達し、且つ、角度位置を表す後続の信号がまだ入力されていない場合には、更なる位置パルス（１５０）の出力を停止する、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記補正手段は、前記位置パルス（１５０）がまだ所定数に達しておらず、且つ、角度位置を表す後続の信号が入力された場合には、更なる位置パルス（１５０）を出力する、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
別のアドレスポインタ（３０）が、前記ＤＰＬＬ回路（２０３）から出力されるべき位置パルス（１５０）の数に関する情報を含んでいるメモリスペース（３０１−３０４）を示し、
前記軸の回転方向が変化すると、前記別のアドレスポインタ（３０）はカウント方向を変更し、該別のアドレスポインタ（３０）の位置が補正される、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記アドレスポインタ（２０５）及び前記別のアドレスポインタ（３０）は相互にオフセットを有しており、該オフセットは、前記軸（１００）が前記第１の方向に回転する際には第１の値を示し、前記軸が前記第２の方向に回転する際には第２の値を示す、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記回転方向が変化した際に少なくとも前記アドレスポインタ（２０５）及び／又は前記別のアドレスポインタ（３０）を変化させる、請求項１４又は１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載されている、モータの軸の角度位置を表す信号を処理するための装置乃至方法に関する。DE 199 33 844 A1からは、軸の回転方向が識別される、内燃機関の軸の角度位置を表す信号を処理するための装置乃至方法が既に公知である。
【０００２】
発明の利点
独立請求項に記載されている本発明に係る装置乃至本発明に係る方法は、情報の更なる処理にとって特に有利である、時点の記憶が行なわれるという利点を有している。その種の記憶によって、特に簡単なロジックを情報の格納にも後続の算出にも使用できる。また特に、一周期前に行なわれたイベントが新規の算出時に考慮される場合には、周期的なイベントをより精確に予測することができる。つまり、軸の角度位置を表す信号を処理するための非常に簡単な装置乃至非常に簡単な方法が提供される。
【０００３】
別の利点及び改善形態は従属請求項に記載されている利点より明らかになる。所定の順序で記憶を行なうことによって、通常の場合は最後に記憶された最新の時点及び先行の時点を使用する算出が非常に簡単に構成される。この算出は特に、相応の記憶スペースを指示するアドレスポインタが設けられていることによって簡略化される。相応の順序はアドレスポインタを増分又は減分することによって形成される。更には、ディジタルＰＬＬ（ＤＰＬＬ）回路を設けることができ、このＤＰＬＬ回路は軸の角度位置を表す複数の信号間の角度位置に関する位置パルスを形成する。続いてそれらの位置パルスを軸の回転方向に依存して、補償調整パルスによって補正することができる。したがってこの場合には、回転方向が変わる際に、位置カウンタのカウント方向も変更される。補正手段を位置カウンタの補正を目的として、パルスに付加することができるか、又は、パルスから除去することができる。
【０００４】
本発明の実施例を図面に示し、以下の記述において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】モータの軸と、この軸の角度位置を表す信号を形成するセンサ装置とを示す。
【図２】図１のセンサの信号を示す。
【図３】図２の信号から導出されて、更に処理された信号を示す。
【図４】図２の信号から導出されて、更に処理された信号を示す。
【図５】本発明に係る装置の概略図を示す。
【図６】別のアドレスポインタを示す。
【図７】電気モータにおける位置信号を形成するセンサ装置を示す。
【図８】８個の極ペアを備えている電気モータを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１には、モータの軸１００、例えば内燃機関のクランク軸が示されている。軸にはセンサ歯車１０１が固く接続されており、このセンサ歯車１０１はその外周に歯構造１０２を備えている。その種のセンサ歯車１０１として例えば金属性のセンサ歯車が考えられ、また外側の歯構造１０２はその金属性のセンサ歯車１０１の外周における相応の切欠形成によって設けられている。歯構造１０２は例えば、それらの歯構造１０２が一定の角度間隔、例えば６°の間隔で配置されているように設けられている。その場合、センサ歯車１０１の全周は６０の歯構造１０２を有することになるが、図１においては見易くするために、その内の幾つかの歯構造１０２しか示されておらず、さらにはそれぞれが６°よりも大きい角度領域をカバーしている。軸１００の特別な位置を特徴付けるために、所定の角度位置においては歯構造１０２が二つ省略されており、それにより歯溝１０３が生じる。この歯溝１０３は、軸１００の特定の位置を一義的に特徴付けるために使用される。内燃機関のクランク軸におけるセンサディスクのこの配置構成は、例えばDE 199 33 844 A1から既に公知である。歯構造１０２はセンサ１０４の前を通過し、その際に、歯構造１０２がセンサ１０４の目の前に存在する場合にはセンサ１０４は高い信号レベル、即ちハイ信号を出力し、また、歯構造１０２の二つ分の溝がセンサ１０４の目の前に存在する場合にはセンサ１０４は低い信号レベル、即ちロー信号を出力する。センサ１０４の出力信号が図２に例示的に示されている。
【０００７】
図２には、センサ１０４の出力信号Ｓと時間ｔの関係がプロットされている。図２から見て取れるように、センサ１０４の信号Ｓは時点ｔ１においてローレベルからハイレベルへと変化し、歯構造１０２がセンサ１０４の前を通過するまでこのハイレベルを維持する。続いて、歯構造１０２がセンサ１０４を通過し終えると、信号レベルＳは再び値０に低下する。その後時点ｔ２においては、後続の歯構造１０２がセンサ１０４の前に現れるので、信号レベルが再び高い値に変化する。従って図２においては、それぞれの時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５及びｔ６において信号レベルＳの変化が示されている。時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５に示されている信号は、一方の方向における軸の通常の回転に属している。時点ｔ５と時点ｔ６との間では軸の回転方向が反転する。これにより生じる結果を以下において説明する。
【０００８】
センサ１０４の信号を更に処理するために、図２に示した信号ではなく、正の切り替え側縁、即ちローレベルからハイレベルへの切り替え側縁が考慮される。図３には、信号レベルＳ＝ｌｏｗから信号レベルＳ＝ｈｉｇｈへのこの正の切り替え側縁に対する反応としての信号が示されている。センサ信号が直接的にセンサ１０４において事前処理されるか、又は後段に設けられている処理ユニットにおいて事前処理されることによって、図２の直接的なセンサ信号が、図３に示されている信号に変換される。正の切り替え側縁それぞれに関して、所定の幅を有する矩形信号が形成される。軸１００が第１の方向に回転する場合、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ５において示されているように、例えば４５μｓの所定の幅を有する矩形信号が形成される。その第１の方向とは反対方向への軸１００の回転が確認されると、図３の時点ｔ６に示されているような異なる幅の信号が形成される。時点ｔ６におけるその信号はその幅に関して明白に区別することができる。例えば、時点ｔ６に対応付けられている信号は９０μｓの幅を有することができる。図３においては、この信号の幅が誇張された幅で示されている。従って、図３と図４を比較すると信号のオーバラップが生じる。即ち、図４においては既に、図３の信号の幅の評価に起因して複数の別の信号が形成されている。しかしながら、これは実際の効果ではなく、図３における誇張された幅によってしか生じない。この異なる幅によって、センサ１０４の信号の更なる処理のために、回転方向情報を付加的に使用することができる。センサ信号１０４に基づき、どちらの方向に軸１００が動いているかをどのように確認できるかは、例えばDE 199 33 844 A1に記載されている。しかしながらまた、同様に軸１００の回転方向を識別することができる、別のセンサ又は、ずらされた複数のセンサの多重配置も公知である。
【０００９】
図３に示した信号の更なる処理を図４及び図５に基づき説明する。図５にはセンサ１０４が再度示されており、このセンサ１０４は図３に基づき説明したような信号を信号処理装置２００に転送する。信号処理装置２００は例えば、モータの軸の角度位置を表す信号を処理するための装置である。この信号処理装置２００は記憶手段２０２及びＤＰＬＬ（digital Phase Locked Loop）２０３を有している。評価手段２００における内部的な結線はここでは見易くするために図示していない。しかしながら、以下において説明する信号処理装置２００の各部分に、それらの部分の機能に必要とされる全ての情報が供給されることは保証されている。個々の部分を固定的に結線されている回路ロジックとして構成することができるか、又は少なくとも部分的に、プログラムを実施する汎用回路によって構成することができる。
【００１０】
更には、信号処理装置２００はタイミング回路２０１及びアドレスポインタ２０５も有している。信号処理装置２００は相応の線路を介して位置カウンタ２０４及びメモリ２０６と接続されている。メモリ２０６は複数のメモリスペースを有しており、それらのメモリスペースの内、二つのメモリスペース２０６１及び２０６２が例示的に示されている。勿論、位置カウンタ２０４及びメモリ２０６が信号処理装置２００の構成部分であっても良い。同様に、タイミング回路２０１及びアドレスポインタ２０５を外部コンポーネントとして実現することもできる。
【００１１】
図５に示されている装置は以下のように動作する。図３において時点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４及びｔ５に示されているような信号が入力されると、常に記憶手段は信号が入力された時点をタイミング回路２０１から読み込み、その時点をメモリ２０６に記憶する。メモリ２０６への記憶は所定の順序で行なわれる。即ち、例えば、時点ｔ１における信号の入力の時点がメモリスペース２０６１に記憶されると、それによって、時点ｔ２における信号の入力の時点はメモリスペース２０６２に記憶されることが明らかになる。この固定の順序でのメモリ２０６における記憶に基づき、後続の算出に関して、最新の時点、即ち最後に入力された時点が何処に記憶されており、且つ、それ以前の時点が何処に記憶されているかが一義的に確認されている。連続する複数の時点が固定の順序で記憶されることによって、後続の算出に関して、関連する時間情報を何処で発見できるかが明らかになっている。このために、メモリ２０６内の所定のメモリスペースを示すアドレスポインタ２０５が設けられている。例えば、アドレスポインタ２０５は、情報の書き込みが最後にどのメモリスペースに行なわれたかに関する情報を取得することができる。択一的に、アドレスポインタは勿論、順番的に次に使用されるメモリスペースを示すこともできる。原則として、アドレスポインタがどのメモリスペースを示すかは重要ではないが、しかしながらアドレスポインタ２０５における情報に基づき、次の記憶過程の相対的な位置はどのようなものであるのか、また先行の複数の記憶過程の時間情報をどこで発見できるのかを明確に求めることができなければならない。
【００１２】
図３に示されている、軸１００の回転方向に依存する信号Ｓの種々のパルス幅が評価手段２００において評価され、メモリ２０６における記憶を制御するために使用される。軸１００が第１の方向に回転する場合、メモリ２０６における記憶の順序は第１の順序で行われる。軸１００が反対の方向に回転する場合、メモリ２０６における記憶は反対の順序で行われる。例えば、軸１００が時計回りに回転する場合、記憶はトップダウンで行われ、軸１００が時計回りとは反対に回転する場合には記憶がボトムアップで行われる。メモリ２０６における記憶のこの異なる順序は、アドレスポインタ２０５を相応に制御することによって行われる。アドレスポインタ２０５がその都度後続の空いたメモリスペースを示唆する場合、第１の方向への回転時にはアドレスポインタ２０５が図３に示した信号の発生時にその都度増分され、反対方向への回転時にはアドレスポインタは信号の発生時にその都度減分される。
【００１３】
図３には、例えば時点ｔ５と時点ｔ６との間の複数の信号に基づき回転方向の反転が示されている。モータが逆向きに動くことが識別された時点ｔ６以降では、アドレスポインタはもはや増分されずに減分される。従って、後続の時点での記憶はメモリ２０６においてはもはやトップダウンで行われずに、ボトムアップで行われる。従ってこの順序は、更に計算が行なわれる場合、別の複数の値がこの順序においてメモリ２０６に格納されていることを考慮しなければならない。
【００１４】
メモリ２０６に記憶されている時点は例えばＤＰＬＬ（digital Phase Locked Loop）２０３の動作にとって重要である。ＤＰＬＬ２０３は、図３に示した個々のパルスから複数のサブパルスを形成する機能を有している。それらのサブパルスを以下では位置パルスと称する。このことは、図３と図４を単純に比較することによって、例えば時点ｔ１と時点ｔ２との間を単純に比較することによって理解できる。図３においては、時点ｔ１及び時点ｔ２がそれぞれ短い矩形パルスによって表されている。図４においては時点ｔ１と時点ｔ２との間に複数の位置パルス１５０が示されており、それらの位置パルス１５０はＤＰＬＬ２０３から出力され、また位置カウンタ２０４においてカウントされる。従って位置カウンタ２０４は常に、歯構造１０２の区分によって実現されるものよりも遥かに高い分解能でもって、軸１００の正確な位置を常に取得している。つまり位置カウンタ２０４からは如何なる時点においても、軸１００の軸位置を高い分解能で、すなわちより高い精度で得ることができる。ＤＰＬＬ２０３は、センサ１０４の二つのパルスの間に、図３に示されているように常に同数の位置パルス１５０を出力するように構成されている。このためにＤＰＬＬは、メモリ２０６に記憶されている、センサ１０４の二つのパルスの間の先行の時間に関する情報に基づき、センサ１０４の次のパルスは何時生じるかを予想することができる予測時間を算出する。ＤＰＬＬは続いて、センサ１０４の次の信号が入力されるまでに所定数の位置パルス１５０が出力されるように設定されている周波数を有する位置パルス１５０を出力する。軸１００が予測よりも遙かに高速に回転していたか、又は予測よりも遙かに緩慢に回転していたことによって、この予測が外れた場合には、ＤＰＬＬの相応の補正手段が補正を行い介入する。このことを図３及び図４における時点ｔ２及び時点ｔ３の信号に基づき説明する。図３から見て取れるように、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間は時点ｔ１から時点ｔ２までの期間よりも明らかに長い。しかしながら予想に関して、ＤＰＬＬ２０３は、軸１００の回転数が落ちずに、また図４に示されているように、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間中に位置パルス１５０が時点ｔ１から時点ｔ２までの期間中における周波数と同じ周波数でもって出力されることを前提としている。その後、所定数の位置パルス１５０が出力されると、ＤＰＬＬ２０３によって更なる位置パルス１５０の出力が抑制される。何故ならば、抑制されない場合には位置カウンタ２０４が過度に大きい値を取る虞が生じるからである。従って、相応の数の位置パルス１５０が出力された後には、位置パルスが出力されない短い期間が続く。この期間は時点ｔ３の直前に現れる。時点ｔ３を過ぎると、位置パルスの出力が再び行われる。時点ｔ２から時点ｔ３までの期間中に軸１００の回転の予測されなかった加速が行われたならば、図示されている周波数では、時点ｔ３までに所定数の位置パルス１５０を出力することは不可能であろう。その場合には、ＤＰＬＬの補正手段が時点ｔ３の直後に付加的な位置パルス１５０を出力し、位置カウンタ２０４の相応の状態を生じさせなければならない。この措置によって、位置カウンタ２０��は軸１００の角度位置の正確な情報を常に取得することができる。
【００１５】
軸１００の回転方向が変化すると、位置カウンタ２０４も相応に自身のカウント方向を変更しなければならない。位置カウンタ２０４が第１の回転方向においてカウントアップされる場合、その第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に軸が回転する際には位置カウンタ２０４が相応にカウントダウンされなければならない。回転方向を信号処理装置２００のＤＰＬＬ２０３又は別の手段によって位置カウンタ２０４に通知することができる。如何なる場合においても、位置カウンタ２０４は、ＤＰＬＬから供給された位置パルス１５０が加算されるべきか減算されるべきかについての情報を取得する。回転方向の変化を図３及び図４に基づき、特に時点ｔ６に関して説明する。典型的には、内燃機関において回転方向が反転すると、センサ１０４の連続する二つのパルスの間隔の顕著な変化も生じる。図３においては、このことが時点ｔ５と時点ｔ６との間の比較的長い時間間隔によって表されている。従って図４においては、時点ｔ５から時点ｔ６までの時間間隔のほぼ中央において位置パルス１５０の数が所定数に達したことから、その時間間隔のほぼ中央において位置パルス１５０の出力が終了している。後続の時点ｔ６においては、図３におけるパルスの終了後に、回転方向の反転が行なわれたことが確認される。この時点以降は、ＰＬＬ２０３から出力される位置パルス１５０が位置カウンタにもはや加算されずに、位置カウンタから減算される。図３の時点ｔ６においてパルスが終了した直後は、差し当たりＤＰＬＬ２０３から相次ぐ一連の位置パルス１５０が出力され、それらの位置パルス１５０は位置カウンタ２０４の状態を相応に低減する。従って、それらの位置パルスは位置カウンタ２０４の状態を相応に補正する補償調整パルスである。それらのパルスはその数に関して、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間中に誤って位置カウンタ２０４に加算された位置パルス１５０に相応する。それらのパルスはまた、図４において個別のパルスとしては表すことができないほどに密に連続するものなので、図４においては時点ｔ６の直後に黒いブロックとして示されている。従って、相応の数の位置パルス１５０が減算されることによって、第１の措置として位置カウンタが補正される。その後に漸く、ＰＬＬ２０３は通常のカウントパルスを出力し、それらのカウントパルスの周波数から、回転方向が反転した際にセンサ１０４の次のパルスは何時生じるかを予想することができる。従って、時点ｔ６の直後に生じる著しく高い周波数を有するパルスは、位置カウンタ２０４の状態を補正する補償調整パルスである。
【００１６】
図６においては、信号処理回路２００における別のアドレスポインタ３０の使用と、ＤＰＬＬ２０３にとってのこの別のアドレスポインタ３０の意味を説明する。別のアドレスポインタ３０は別のメモリ３００のメモリスペース３０１，３０２，３０３，３０４を示し、またセンサ１０４の信号が入力される度に、即ち図３の各時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６において情報をメモリ３００に保持し、それらの情報をＤＰＬＬ２０３に供給する。つまり、センサ歯車１０１の歯構造１０２又は歯の間の溝と同数のメモリスペース３０１，３０２，３０３が設けられている。図１に基づき説明したような例の場合、６０−２個、即ち５８個のメモリスペースが設けられている。欠けている歯を考慮すべきか否かに応じて、溝は異なる長さを有していることが考えられる。図６に示されているように、歯構造１０２の間の通常の溝に対応付けられているメモリスペース３０１，３０２，３０３はそれぞれ数値１を保持しており、また二つ分の歯が欠けている溝１０３に対応付けられているメモリスペース３０４は数値３を保持している。
【００１７】
それらの数値はＤＰＬＬ２０３が出力すべき位置パルスの量に対応する。通常の歯構造１０２に関して、センサ１０４の次のパルスが入力されるまでに例えば１００個の位置パルス１５０がＤＰＬＬ２０３から出力される場合、（歯構造が二つ分欠けている）歯溝１０３では、３倍の数、即ち３００個の位置パルス１５０が出力されなければならない。内燃機関の始動時にアドレスポインタ３０を同期させることによって、アドレスポインタ３０は次の歯構造１０２又は歯溝１０３に関する位置パルス１５０の数を示すメモリスペースをその都度示すように調整される。ＤＰＬＬ３０２から常に適切な数の位置パルス１５０が出力されることが保証される。
【００１８】
軸１００の回転方向が変化すると、別のアドレスポインタ３０も相応に変更されなければならない。センサ１０４のパルスが入力される前にメモリ３００に記憶されている情報が常に読み出されてＤＰＬＬ３０２に供給され、またその読み出しの直後に別のアドレスポインタ３０が調整されることを前提とすると、回転方向が変化した際には、別のアドレスポインタはそれまでの調整方向とは反対方向にメモリスペース４つ分変更されなければならない。別のアドレスポインタ３０が、軸の第１の方向への回転時に、読み出しが終わる度にカウントアップされる場合、回転方向が変化すると、この別のアドレスポインタは値４だけ低減されなければならず、その後は軸が反対の回転方向に回転する限り、別のアドレスポインタは読み出し過程が行なわれる度に低減される。この値４は単なる例である。この値４は例えば、回転方向が変化した際のセンサ１０４の信号変化時に差し当たりその方向変化に関する情報が存在せず、アドレスポインタが最後のセンサ信号時点ｔｘと同様に増分又は減分される場合、更には、二つの歯の測定された時間間隔に関してメモリ２０６に記憶されている値が常に相応の期間の経過後まで記憶され、且つ、期間の持続時間に関する情報がその該当する期間の前に常にプロフィールメモリ３００から取り出される場合には、減算又は加算されなければならない。他の周辺条件の下では別の補正値も考えられる。
【００１９】
別のアドレスポインタ３０の代わりに、図５のアドレスポインタ２０５に相対的なメモリ３００へのアクセスを行なう別のモジュールも使用することができる。その場合、このモジュールはメモリ３００にアクセスするためにアドレスポインタ２０５の内容を読み込み、オフセットを用いて加算又は減算を行なうことになる。例えば、軸が第１の方向に回転する場合、アドレスポインタ２０５の内容に値２を加算し、相応のメモリスペースをメモリ３００から読み出すことができる。その後、回転方向が変化すると、再び単純にアドレスポインタ２０５の内容が読み出され、その値からメモリスペース二つ分の値が減算される。同様に、順方向においては値１７がアドレスポインタ２０５に加算され、逆方向では値１３をアドレスポインタ２０５に加算することができる。アドレスポインタ３０における順方向の経過と逆方向の経過との間での値４の差は、二つのアドレスポインタが図３のパルスの開始直後に以前と同様に増分又は減分される場合、また、パルスの方向情報がまだ評価されておらず、アドレスポインタ２０５が常に最後の増分を示し（タイムスタンプ又は最後から二つの歯の間の算出された期間）、且つ、アドレスポインタ３０が将来的な次の増分を示す（次の歯とその次の歯との間の期待される期間）場合にのみ正しい。他の実現形態では別の差分値も考えられる。この方法でもって、ＤＰＬＬ２０３が１倍の量の位置パルスを出力すべきか、又は３倍の量の位置パルスを出力すべきかを示すその都度の値が常にメモリ３００から読み出されることを保証することができる。
【００２０】
メモリ３００の記憶内容がその都度の歯溝１０３に適合されて選択されなければならないことを言及しておく。図１による歯車では、このことは例えば歯３によって生じている。何故ならば、二つの歯が欠けている場合には３倍の量の位置パルス１５０が出力されなければならないからである。歯溝がより小さい場合、例えば歯が一つしか欠けていない場合には、例えば２倍の量の位置パルス１５０がＤＰＬＬから出力されれば良い。
【００２１】
図７には電気モータのロータ１３００が概略的に示されている。ロータ１３００は図７において丸いロータとして示されておらず、開かれた形態で示されている。即ち、軸を中心とした円形の構造として示されているのではなく、直線形の構造として示されている。ロータのこのような図示は単に図７を見易くするために使用されるに過ぎない。実際にはロータ１３００は、図８に示されているように、軸を中心にした円形の構造として構成されている。
【００２２】
図８には電気モータのロータ１３００が再度概略的に示されている。この電気モータは８個の極ペアを備えている。即ち、それぞれ交互に配置されている、８個のＮ極及び８個のＳ極を備えている。各極ペア１３０１，１３２１には一つの歯１３０５と一つの歯溝１３０６とを備えた歯構造１３０４が対応付けられている。この図はロータの全体の構造を示すために使用される。センサと歯溝の対応付けの詳細は図７の詳細な図に基づき説明する。
【００２３】
ロータ１３００には永久磁石１３０１，１３２１が埋め込まれており、それらの永久磁石１３０１，１３２１は電気モータのステータにおける相応のコイルによって外部から交番磁界が印加されることによって、永久磁石１３０１，１３２１の磁場に対向する力を形成し、この力によってロータ１３００は例えば矢印１３０３によって示されている方向に動かされる。相応の制御コイルはここでは図示していない。永久磁石１３０１はＮ極を形成し、永久磁石１３２１はＳ極を形成する。
【００２４】
ロータ１３００は、それぞれが一つの歯１３０５と一つの歯溝１３０６とから構成されている、複数の歯構造１３０４を備えている。歯１３０５の領域においてはロータ１３００が比較的厚く形成されており、従って、その領域は歯１３０５を形成する。また、歯溝１３０６の領域においてはロータ１３００が比較的薄く形成されており、従って、その領域は歯溝１３０６を形成する。更なる議論に関して重要であることは、歯１３０５が前面１３０７及び後面１３０８を有しており、この前面１３０７が矢印１３０３の運動方向において歯溝１３０６から歯１３０５への移行部を表し、また後面１３０８が矢印１３０３の運動方向において歯１３０５から歯溝１３０６への移行部を表すことである。以下の議論に関しては、図７の左側に示した歯構造１３０４を第１の歯構造と称し、図７の中央における次の歯構造を第２の歯構造１３０４と称する。
【００２５】
ロータは、永久磁石１３０１，１３２１の各ペアに一つの歯構造１３０４が対応付けられているように構成されている。歯構造１３０４に対向して三つのセンサ１３１１，１３１２，１３１３が配置されており、それらのセンサ相互の間隔は、各間隔が歯構造１３０４の周期の三分の一に対応している。このことは、第１のセンサ１３１１と第２のセンサ１３１２の間隔が、連続する二つの歯構造１３０４のそれぞれの前面１３０７の間隔の三分の一に対応していることを意味している。センサ１３１１，１３１２，１３１３及び歯構造１３０４のこの配置構成においては、ロータ１３００が矢印１３０３の方向に運動する際に、三つのセンサの所定の順序の信号が生じる。センサ１３１１，１３１２，１３１３は、歯１３０５がそれらセンサ１３１１，１３１２，１３１３の前に配置されている場合には論理値１を供給し、歯溝１３０６がそれらのセンサ１３１１，１３１２，１３１３の前に配置されている場合には論理値０を供給する。図７においては、例えば、センサ１３１１及び１３１２が論理値１を出力し、センサ１３１３が論理値０を出力する。ロータ１３００が矢印１３０３の方向に更に動くと、センサ１３１２が第１の歯の後面１３０８の後ろ側に来て、信号レベルが即座に変化する。センサ１３１１は依然として歯１３０５に対向して配置されているが、センサ１３１２及び１３１３の二つのセンサは歯溝１３０６に対向して配置されている。従って、センサは値１００の出力信号を供給する。更に移動すると、センサ１３１３が第２の歯１３０５の前面１３０７を通過し、それによってセンサの信号の値が１０１に変化する。ロータ１３００が更に移動すると、二つのセンサ１３１１及び１３１２が第１の歯構造の歯溝１３０６の上方に位置し、第３のセンサ１３１３は第２の歯構造の歯１３０５の前に位置する。従ってセンサは値００１の信号を出力する。更に移動が続くと信号の値は０１１になり、そこから更に移動すると信号の値は０１０になる。ロータ１３００の回転が更に続くと、値１１０の信号が出力される。この場合、複数のセンサが第１の歯構造１３０４に関連させて図７に示したように、第２の歯構造１３０４の前に配置されている。矢印１３０３の方向に更に移動すると、それらの一連の信号が繰り返し出力される。即ち、値１１０，１００，１０１，００１，０１１，０１０の信号が順番に出力される。しかしながら電気モータが反対方向に動くと、それらの順序の信号は反対の順序で生じる。これによって、電気モータの一方の方向への移動と他方の方向への移動を区別することができる。
【００２６】
三つのセンサ１３１１，１３１２，１３１３の信号の更なる処理は、センサ１０４の信号に関して既に説明したやり方と同様にして信号処理装置２００によって行なわれる。センサ１３１１，１３１２又は１３１３の信号の信号レベルが変化すると、記憶手段は常に、信号が入力された時点を読み出し、この時点をメモリ２０６に記憶する。メモリ２０６への記憶は所定の順序で行なわれる。即ち例えば、値１１０から値１００への信号遷移の入力の時点の記憶はメモリスペース２０６１において行なわれ、これによって、値１１０から値１００への信号遷移が入力された時点の記憶が続いてメモリスペース２０６２において行なわれることが明らかになる。センサ１３１１，１３１２及び１３１３は全部で６個の状態しか有していないので（状態０００及び１１１は生じない）、メモリスペースを６個だけ用いる記憶によって、極ペア１３０１，１３２１を通過するロータの完全な運動が全て記憶されている。しかしながら、回転数についての更に別の制御も試みることができるようにするために、より多くの数のメモリスペースを設けることも有効であると考えられる。記憶された時間は、図５に関連させて既に説明したように、相応のアドレスポインタ２０５によって管理される。三つのセンサ１３１１，１３１２及び１３１３の所定の順序の信号によって、信号が変化する度に電気モータの回転方向を求めることができる。アドレスポインタ２０５に応じて一方の方向又は他方の方向にカウントするためにこの情報を利用することができる。記憶されている時点に基づき、ＤＰＬＬ２０３において、それぞれが電気モータの位置を表す複数の位置パルス１５０が形成される。しかしながら、内燃機関とは異なりロータ１３００の完全な移動をマッピングすることは必要なく、電気モータの制御のためには極ペアの位置を識別することのみが必要とされる。何故ならば、ロータが一つの極ペアについて回転する場合には同一の出発位置が存在するからである。しかしながらこのことは、全ての極ペアが相互に精確に等しく位置決めされており、且つ、歯構造１３０４に相対的に精確に等しく位置決めされている場合にしか生じない。極の構造的な差異が存在する場合には、モータの機械的な一回転全体についての測定値も記憶することが有効となりうる。何故ならば、その場合には、一回転前の測定値を必要に応じて使用することができるからである。考えられる偏差については例を用いて下記において詳細に説明する。
【００２７】
必要に応じて、電気モータに対しても別のアドレスポインタ３０及び相応のメモリスペース３０１，３０２，３０３，３０４を設けることができる。しかしながら、クランクシャフト信号の評価とは異なり、それらのメモリスペースには予期される複数の歯に関する情報は記憶されておらず、その代わりに、電気モータのセンサ歯車の製造公差又は三つのセンサ１３１１，１３１２，１３１３の配置構成に関する情報が記憶されている。それらの情報は、次の信号遷移の入力までにどれ程の数の位置パルス１５０を予期することができるかについての情報を含んでいる。製造公差をセンサの６個の考えられる状態の周期的に連続する信号列に関連付けることができ、例えば、製造公差に基づいて、連続的な回転数においては値が１１０から１００に遷移するまでの持続時間と値が０１１から０１０に遷移するまでの持続時間を区別することができる。この差異は６個の信号変化全てについて繰り返し起こり、６個のメモリスペース３０１，３０２...３０６における相応の補正値によって補正することができる。別の補正値はロータ全体の製造公差、例えばロータ１３００全体の一個所にのみ関連する歯構造１３０４における偏差に関連付けることができる。この偏差に関しては、勿論ロータ１３００全体に対してメモリスペースを設けなければならず、また別のアドレスポインタ３０とロータ１３００との同期も行なわれなければならない。このことは択一的に、別のセンサによって行なうことができるか、又は、図１と同様のやり方でロータ１３００の一個所を特徴付けることによって行なうことができるか、又は、学習過程によって行なうことができる。その種の学習過程は、モータに相対的に平行動作している電気モータの動作フェーズ、例えば電気モータによって駆動される車両が徐々に停止する動作フェーズを評価する。その種のフェーズにおいては、信号遷移の入力に関してどの程度の差が存在するのかを学習することができ、また相応の補正情報をメモリスペース３０１，３０２，３０３等に記憶することができる。それらの情報は、次の信号変化の入力は何時生じるかに応じて異なる数の位置パルス１５０を出力するために、ＤＰＬＬによって利用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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