(57)【要約】 【課題】  新規の絶対値回転角センサ及び回転角絶対値を形成する方法を提供すること。【解決手段】  電気モータ（１０）が：ステータ（１２）と、シャフト（８７）を備えるロータ（１４）とを有する。ロータ（１４）は、ＳＰ個のセンサポール（７１，７２，７３，７４）を備えるセンサマグネット（８２）を、磁束密度の所定の分布を形成するために有する。ここでＳＰ＝２，４，６，８等である。モータは少なくとも２つのロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）を、磁束密度を表すロ―タ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）の形成のために有する。ここでロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は、センサマグネット（８２）の周囲領域（３０）に配置されている。モータはまた評価装置（３２）を有し、この評価装置はロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）からロータ（１４）の回転位置に対する絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を検出する。電気モータのロータの回転位置に対して絶対値を形成する方法も同様に記載される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
とりわけ電気モータ（１０）用の絶対値回転角センサであって、
該回転角センサは、ステータ（１２）と、回転軸（８５）を中心に回転可能なセンサマグネット（８２）と、磁束（８８）を検出するためのアナログ（磁界）センサ（４６０，４６５）と、前記ロータ（１４）のそれぞれの回転角（ｐｈｉ）に対する絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を形成するための評価装置（３２）とを有し、
前記センサマグネットは、偶数である少なくとも２つのセンサポール（７１，７２，７３，７４）を、実質的に正弦波状に推移して、回転角に依存する前記磁束（８８）を形成するために有し、
前記アナログセンサは前記ステータ（１２）に配置されており、該当するセンサ（４６０，４６５）の個所で、そこに作用する磁束のベクトル成分を検出するように構成されており、
前記ベクトル成分は、該当するセンサに対して所定の方向（４６１）に延在し、これにより前記センサにおいて動作時にロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）を形成し、
前記ロータ位置信号は、前記検出されたベクトル成分の大きさと符合を表し、
前記絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）は、前記２つのセンサ（４６０，４６５）の前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）から形成され、
前記２つのセンサは、前記回転角に依存する磁束（８８）の領域に相互に回転角間隔（ａｌｐｈａ＋ｂｅｔａ）を置いて前記ステータ（１２）に配置されている、
ことを特徴とする絶対値回転角センサ。
【請求項２】
請求項１記載の絶対値回転角センサであって、
前記センサ（４６０，４６５）の少なくとも１つの前記所定の方向（４６１）は、当該センサの個所においてそこに作用する前記磁束（８８）のベクトル成分（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が検出される方向であり、
該方向は前記センサマグネット（８２）の前記回転軸（８５）とは交差しない絶対値回転角センサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の絶対値回転角センサであって、
前記センサマグネット（８２）にはシャフト（８７）が配属（関連して配設）されており、該シャフトを中心にして前記センサマグネット（８２）が配置されている絶対値回転角センサ。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記センサマグネット（８２）は、その周縁領域に回転角に依存して磁束密度を形成するように構成されており、該磁束密度は回転角（ｐｈｉ）にわたって実質的に正弦波状の推移（パターン）を有する絶対値回転角センサ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記センサマグネット（８２）は、極異方性のポール配向パターン形式によって（polorientiert）磁化されている絶対値回転角センサ。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記センサマグネット（８２）は、ラテラルないし側方配向パターン形式（lateral）に磁化されている絶対値回転角センサ。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記２つのアナログセンサ（４６０，４６５）は、１つの共通の回路基板（４６８）に配置されている絶対値回転角センサ。
【請求項８】
請求項７記載の絶対値回転角センサであって、
前記２つのアナログセンサ（４６０，４６５）は、前記共通の導体路板（４６８）にハンダないしロウ付けされている絶対値回転角センサ。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記２つのアナログセンサ（４６０，４６５）は１つのセンサ面（４６９）に配置されており、該センサ面は前記センサマグネット（８２）の回転軸（８５）に対して直角に延在しない絶対値回転角センサ。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記２つのアナログセンサ（４６０，４６５）は１つのセンサ面（４６９）に配置されており、該センサ面は前記センサマグネット（８２）の回転軸（８５）に対して実質的に平行に延在する絶対値回転角センサ。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の絶対値回転角センサであって、
前記アナログセンサ（４６０，４６５）は前記センサ面（４６９）に、前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が９０°ではない位相差を有するように配置されており、
前記評価装置（３２）は、前記ロータ位置信号から絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ．，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を形成するように構成されている絶対値回転角センサ。
【請求項１２】
請求項１から１０までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記アナログセンサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は、これらにより動作時に形成されるロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が実質的に９０°の位相差を有するように配置されている絶対値回転角センサ。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記アナログセンサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は、２つを越える値を出力するように構成されている絶対値回転角センサ。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一項記載の絶対値回転角センサであって、
前記アナログセンサ（４５０，４５５，４６０，４６５）にはそれぞれ１つのＡ／Ｄ変換器が配属（割当）されており、検出された値をデジタル値として出力する絶対値回転角センサ。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項記載の電気モータであって、
前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）はアナログロータ位置センサである電気モータ。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか一項記載の電気モータであって、
前記ロータ位置センサ（複数）（４５０，４５５，４６０，４６５）はアナログロータ位置センサ（複数）であり、該アナログロータ位置センサはそれぞれ１つのＡ／Ｄ変換器を有し、測定された値をデジタル値として出力する絶対値回転角センサ。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか一項記載の（絶対値回転角センサを有する）電気モータであって、
前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は線形特性を有する電気モータ。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか一項記載の電気モータであって、
前記ロータ（１４）は、ＲＰ個のロータポールを備えるロータマグネット（１３）を有し、該ロータマグネットは前記ステータ（１２）と交互作用し、ここでＳＰ≦ＲＰである電気モータ。
【請求項１９】
請求項１８記載の電気モータであって、
前記ロータの各位置に対する絶対値は、前記ロータマグネット（１３）の電気的１回転内で一義的である電気モータ。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載の電気モータであって、
前記センサマグネット（８２）は同時にロータマグネット（１３）であり、ここでＳＰ＝ＲＰである電気モータ。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか一項記載の電気モータであって、
ＳＰ＝２であり、前記ロータの各位置に対する絶対値は、機械的１回転内で一義的である電気モータ。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれか一項記載の電気モータであって、
ＳＰ＞２であり、前記評価装置（３２，４４）は前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）から前記ロータの各位置に対して機械的１回転内で一義的な回転角値を形成する電気モータ。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれか一項記載の電気モータであって、
前記評価装置（３２）には不揮発性メモリ（３４）が配属されており、
該不揮発性メモリには、前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）の配置構成に依存する、前記評価装置（４０，４２，４４）に対する補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）が記憶されている電気モータ。
【請求項２４】
請求項２３記載の電気モータであって、
絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を、該絶対値が前記ロータマグネットの極変化（Polwechsel）（８４）の際に所定の値を有するように補正することのできる補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）が記憶されている電気モータ。
【請求項２５】
請求項１から２４までのいずれか一項記載の電気モータであって、
該電気モータは、前記評価装置（４０，４２，４４）の少なくとも一部を形成するマイクロプロセッサ（３２）を有する電気モータ。
【請求項２６】
請求項１から２５までのいずれか一項記載の電気モータであって、
前記センサマグネット（８２）はセンサマグネットリング（６９）の一部として構成されており、
前記センサマグネットリング（６９）は前記ロータ（１４）のシャフト（８７）に配置されている電気モータ。
【請求項２７】
請求項２６記載の電気モータであって、
前記センサマグネットリング（６９）は、前記シャフト（８７）と前記センサマグネット（７２）との間に配置されたエラスティック（可撓性）な領域（１０９）を有する電気モータ。
【請求項２８】
請求項２７記載の電気モータであって、
前記エラスティックな領域（１０９）はプラスチックを有する電気モータ。
【請求項２９】
請求項２７または２８記載の電気モータであって、
前記エラスティックな領域（１０９）と前記シャフト（８７）との間には金属リング（１０７）が配置されている電気モータ。
【請求項３０】
請求項１から２９までのいずれか一項記載の電気モータであって、
前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）はホールセンサである電気モータ。
【請求項３１】
請求項１から３０までのいずれか一項記載の電気モータであって、
該電気モータは、スイッチオン後に前記ロータ（１４）が回転する前に絶対値を供給するように構成されている電気モータ。
【請求項３２】
請求項１から３１までのいずれか一項記載の電気モータを有する送風機。
【請求項３３】
回転角絶対値を下記配置構成によって形成する方法であって、
該配置構成は、ステータ（１２）と、センサマグネット（８７）を備えるロータ（１４）と、磁束（８８）を表すロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）を形成するためのアナログ（磁界）センサ（４６０，４６５）と、回転角絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を前記ロータ位置信号によって形成する評価装置（３２）とを有し、
前記センサマグネットは、偶数である少なくとも２つのセンサポール（７１，７２，７３，７４）を、実質的に正弦波状に推移して回転角に依存する前記磁束（８８）を形成するために有し、
当該方法は次のステップを有する：
Ａ）  前記アナログセンサ（４６０，４６５）により、前記センサマグネット（８２）の回転位置に依存するロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成され、
該ロータ位置信号は、前記センサマグネットにより形成された磁束の、該当するセンサの個所で検出されたベクトル成分の大きさと符合を表し、
Ｂ）  前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）は前記２つのセンサ（４６０，４６５）から前記評価装置（３２）に供給され、
前記２つのセンサは、前記回転角に依存する磁束（８８）の領域に相互に所定の回転角間隔（ａｌｐｈａ＋ｂｅｔａ）をおいて前記ステータ（１２）に配置されており、
Ｃ）  前記評価装置（３２）では、前記２つのセンサ（４６０，４６５）の前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）に依存して、前記ロータ（１４）のそれぞれの回転角に対する前記絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）が形成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法であって、
前記アナログセンサ（４６０，４６５）により、該当するセンサに作用する磁束密度の接線方向成分（Ｂ＿ｔ）の大きさに依存するロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成される方法。
【請求項３５】
請求項３４記載の方法であって、
前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）により前記磁束密度の接線方向成分（Ｂ＿ｔ）と半径方向成分（Ｂ＿ｒ）の重畳に依存するロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成される方法。
【請求項３６】
請求項３３から３５までのいずれか一項記載の方法であって、
前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）により実質的に正弦波状のロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成される方法。
【請求項３７】
請求項３３から３６までのいずれか一項記載の方法であって、
絶対値を検出するために、ロータ位置信号の重畳の形式で計算が行われる方法。
【請求項３８】
請求項３３から３７までのいずれか一項記載の方法であって、
前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）によりロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成され、
該ロータ位置信号の相互の位相差（ｐｈａｓｅ＿ｄｉｆｆ）は０°から８７°の範囲または９３°から１８０°の範囲にある方法。
【請求項３９】
請求項３３から３８までのいずれか一項記載の方法であって、
前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）によりロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成され、
該ロータ位置信号の相互の位相差（ｐｈａｓｅ＿ｄｉｆｆ）は０°から８３°の範囲または９７°から１８０°の範囲にある方法。
【請求項４０】
請求項３３から３９までのいずれか一項記載の方法であって、
前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）によりロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成され、
該ロータ位置信号の相互の位相差（ｐｈａｓｅ＿ｄｉｆｆ）は０°から８０°の範囲または１００°から１８０°の範囲にある方法。
【請求項４１】
請求項３３から４０までのいずれか一項記載の方法であって、
前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１）は、前記絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）の形成前に正規化される方法。
【請求項４２】
請求項３３から４１までのいずれか一項記載の方法であって、
ロータ極がＲＰ個であるロータマグネット（１３）を備えるロータ（１４）に対して、
絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ）が前記ロータ（１４）の各位置に対して前記ロータマグネット（１３）の電気的１回転内で一義的であるように当該絶対値が形成される方法。
【請求項４３】
請求項４２記載の方法であって、
前記絶対値（ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）が前記ロータ（１４）の各位置に対して機械的１回転内で一義的であるように当該絶対値が形成される方法。
【請求項４４】
請求項４２または４３記載の方法であって、
電気モータのスイッチオン後、前記ロータ（１４）の回転前にすでに絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）が形成される方法。
【請求項４５】
請求項３３から４４までのいずれか一項記載の方法であって、
前記絶対値はデータ線路（４７，４９）を介して出力される方法。
【請求項４６】
請求項３３から４５までのいずれか一項記載の方法であって、
不揮発性メモリ（３４）には前記評価装置に対する少なくとも１つの補助値（３６）が記憶されており、
前記絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）は、ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）および前記少なくとも１つの補助値に依存して形成される方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、前記センサマグネット（８２）の形式に依存する方法。
【請求項４８】
請求項４７記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）はコンピュータプログラムによって形成され、該コンピュータプログラムは前記センサマグネット（８２）の磁束密度に対する値を含んでいる方法。
【請求項４９】
請求項４８記載の方法であって、
前記磁束密度に対する値は、半径方向成分と接線方向成分に対して各別に定められる方法。
【請求項５０】
請求項４６から４９までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値は、電気モータの製造時に検出され、記憶される方法。
【請求項５１】
請求項４６から５０までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値は、エンドユーザへの電気モータの納品（出荷）前に検出され、記憶される方法。
【請求項５２】
請求項４６から５１までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値は、エンドユーザによる変更に対して保護されている方法。
【請求項５３】
請求項４６から５２までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値はモータ形式に依存して設定される方法。
【請求項５４】
請求項４６から５３までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値は、電気モータに対する測定によって検出される方法。
【請求項５５】
請求項４６から５４までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値は、前記ステータの巻線に誘導される電圧のゼロ通過を測定することにより検出され、以て、検出された絶対値を、前記ステータと交互作用するロータマグネットの回転に割り当てることを可能にする方法。
【請求項５６】
請求項４６から５５までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値は、前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）の位置を測定することによって検出される方法。
【請求項５７】
請求項３３から４６までのいずれか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）の評価によって検出される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶対値回転角センサ、とりわけ電気モータ用の絶対値回転角センサに関するものであり、さらにモータの駆動時に回転角絶対値を検出する方法に関する。
【０００２】
この種の絶対値回転角センサはエンコーダとも称され、一般的に非常に高価である。
【０００３】
本発明の課題は、新規の絶対値回転角センサ、並びに回転角絶対値を形成する方法を提供することである。
【０００４】
この課題は請求項１の絶対値回転角センサによって解決される。２つのアナログセンサの構成により、アナログセンサを用いてそこに作用するセンサ磁石の磁束の有効ベクトル成分（このベクトル成分は該当するセンサに対して所定の方向に延在する）を検出することによって、これら２つのセンサのロータ位置信号からセンサセグメントの目下（瞬時）の回転角に対する絶対値を形成することができる。ここで２つのセンサは相互に所定の回転角間隔を置き、回転角に依存する磁束領域でステータに配置されている。
【０００５】
この課題の別の解決手段は、請求項３３による方法によって得られる。回転角絶対値を形成するためのかかる方法は、多数のモータ形式で使用可能であり、例えば三相モータでは、回転角絶対値のための高価なセンサ（複数）を必要とせずに十分に一定のトルクの形成を可能にする。
【０００６】
長い説明を回避するために以下の参考文献の内容が参照される：
【特許文献１】ＷＯ  ２００４／００１  ３４１  Ａ１
【特許文献２】ＤＥ  １０  ２００５  ００２  ８３０  Ａ１  両方の刊行物は正弦波信号の信号処理、とりわけ同じ振幅および同じＤＣオフセットへの正規化（標準化）を開示する。このことはアナログ回路によっても、デジタル方法によっても同じように可能である。
【０００７】
本発明のさらなる詳細および有利な展開形態は、図面に示された実施例の以下の説明および従属請求項から得られる。しかし実施例は本発明の制限として理解すべきではない。
【０００８】
図１は、ステータ１２と、これと交互作用するロータ１４を備える電気モータ１０を示し、ロータはロータマグネット１３を備えている。
【０００９】
ロータ１４は最終（出力）段インバータＩＮＶＥＲＴＥＲ１６により装置ＣＯＭＭＵＴ１８の転流信号に依存して制御される。モータ１０は作動電圧ＵＢに接続することができる。
【００１０】
電気モータ１０はマイクロコントローラ（マイクロプロセッサ）μＣ３２と、これに配属されたメモリＭＥＭＯＲＹ３４を有し、メモリには補助値ＡＵＸ＿ＶＡＬ３６が記憶されている。μＣ３２はモジュール（ユニット）ＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＥ４０、ＣＡＬＣ＿ｐｈｉ＿ｅｌ４２およびＣＡＬＣ＿ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ４４、並びに出力モジュール（ユニット）ＯＵＴ４６を有する。この出力モジュールＯＵＴ４６を介して範囲［０゜ｅｌから３６０゜ｅｌ］にあるロータマグネット１３の電気的回転位置に対する絶対値ｐｈｉ＿ｅｌを、および／または範囲［０゜ｍｅｃｈから３６０゜ｍｅｃｈ］にあるロータ１４の機械的回転位置に対する絶対値ｐｈｉ＿ｍｅｃｈを、例えばデータ線路４７と４９を介して出力することができる。
【００１１】
４極永久磁石センサマグネット８２はロータ１４のシャフト８７に配置されており、シャフトの回転軸は８５により示されている。２つのアナログロータ位置センサ４６０，４６５が、回路基板４６８の共通の面に配置されている。センサ４６０，４６５により測定されたロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１およびＢ＿Ｓ２が例えばプラグ４７１と導体ペア４７３ないし４７５を介してμＣ３２に供給される。これによりμＣ３２はロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２から、電気的回転角ｐｈｉ＿ｅｌおよび／または機械的回転角ｐｈｉ＿ｍｅｃｈを検出することができる。有利な実施形態では、μＣ３２と最終（出力）段ＩＮＶＥＲＴＥＲ１６も同様に少なくとも部分的に回路基板４６８に配置されており、この回路基板にはロータ位置センサ４６０，４６５も配置されている。
【００１２】
動作機序（作用）
センサマグネット８２は、実質的にシリンダ（円筒）状の表面７０をもってリング状に構成されており、４つのポール（磁極）７１，７２，７３，７４を有する。回転角ｐｈｉ（
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、図１２）に依存して、センサマグネットは実質的に正弦波状の磁界８８ないしは実質的に正弦波状の磁束密度Ｂを形成する。センサマグネット８２の図示の磁化は極異方性のポール配向（指向）パターン形式（polorientiert）、ないしは極異方性のポール配向パターンかつラテラル（側方）配向パターン形成で（polorientiert-lateral）示されており、ポール内の磁化は均質ではなく、磁化は場所に依存して方向と強度を変化する。一方、例えば直径方向（diametral）に磁化されたマグネットの場合、ポール内の磁化は均質であり、常に同じ方向を指す。
【００１３】
アナログセンサ４６０の拡大図には、測定が行われるいわゆる感知面４６２が示されている。ここでセンサ４６０は、ベクトル磁束密度Ｂの感知面４６２を指す方向にある成分だけを検出する。この方向はこの感知面４６２上の法線４６１の方向に相当する。この法線４６１はセンサマグネット８２の回転軸と交差しないので、センサ４６０はセンサマグネット８２に対して接線方向に配置されていないから、センサは通常の配置構成の場合とは異なり、磁束密度Ｂの半径方向成分Ｂ＿ｒの他に、磁束密度Ｂの接線方向成分Ｂ＿ｔも検出する。法線４６１の方向を指す磁束密度Ｂの成分はＢ＿Ｓ１により示されており、この成分はアナログセンサ４６０（Ｓ１）によりアナログ信号の形態で測定される。
【００１４】
図１Ａは図１の部分ＩＡを拡大して示す。参照符合は図１と同じである。磁気感知性のセンサ４６０は、概略的に示した磁界感知層４６０ｓを有し、この磁界感知層は層４６０ｓに対して垂直に延在する磁束Ｂ＿Ｓ１、すなわち層４６０ｓに対して直角に延在する法線４６１の方向の磁束だけを測定することができる。
【００１５】
図１Ｂも同様であるが、ここではセンサ４６０’が図１Ａに対して約２０゜の角度だけ時計方向に回転して示されている。法線４６１も同様にプロットされている。測定すべき磁束８８Ａは両方の場合で同じであり、同じように経過し（同じ磁力線を描き）、同じ磁束密度を有する。
【００１６】
図１Ａではセンサ４６０によって値Ｂ＿Ｓ１が測定される。この値は、法線４６１の方向に延在する磁束Ｂのベクトル成分に相当する。比較的大きな接線方向成分Ｂ＿ｔが得られる。
【００１７】
図１Ｂでは、磁束８８Ａが磁界感知性層４６０ｓに対してほぼ垂直に延在する。すなわちベクトルＢの絶対値は測定値Ｂ＿Ｓ１’からほとんど相違せず、接線方向の成分Ｂ＿ｔ’は近似的に値０を有する。
【００１８】
従って図１Ｂでは、図１Ａより比較的に大きな測定値Ｂ＿Ｓ１’が得られる。図１Ａでは、磁界８８Ａが両者とも同じであるにもかかわらず比較的に小さな値Ｂ＿Ｓ１が測定される。これは、このような磁界感知性センサ４６０は、その法線４６１の方向に発生するベクトル磁界線分だけを測定することができるためである。ここで成分Ｂ＿ｔないしＢ＿ｔ’は層４６０ｓに対して平行に延在しており、測定結果に対しては間接的な影響しか有していない。図１Ｂでは成分Ｂ＿ｔ’は非常に小さく、従ってＢ＿Ｓ１’の大きさにはほとんど影響しない。しかし図１Ａでは、成分Ｂ＿ｔは比較的に大きく、従ってＢ＿Ｓ１は比較的小さな値を有する。
【００１９】
ロータ位置センサ４６０の拡大図（図１）には、測定が行われるいわゆる感知面（感応面）４６２が示されている。ここでロータ位置センサ４６０は、感知面４６２上で法線４６１方向を指すベクトル磁束密度Ｂの成分だけを検出する。ロータ位置センサ４６０はセンサマグネット８２に対して接線方向に配置されていないから、ロータ位置センサは通常の配置ないし配向の場合とは異なり、磁束密度Ｂの半径方向成分Ｂ＿ｒの他に、磁束密度Ｂの接線方向成分Ｂ＿ｔも検出する。法線４６１の方向を指す磁束密度Ｂの成分はＢ＿Ｓ１により示されており、この成分はロータ位置センサ４６０（Ｓ１）により測定される信号に相応する。
【００２０】
ロータ位置センサ４６０と４６５は接線方向に配置されていないにも拘らず、正弦波状に磁界が推移（経過）するセンサマグネット８２では正弦波状の信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２も生じる。これらの信号は、ロータ位置センサ４６０と４６５の（相互間の）幾何構成に依存して位相差を有する。
【００２１】
ロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２はμＣ３２に供給され、ソフトウエアモジュールＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＥ４０で、（必要である限り）ロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２の正規化が行われる。
【００２２】
引き続き（正規化された）ロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１およびＢ＿Ｓ２からモジュールＣＡＬＣ＿ｐｈｉ＿ｅｌ４２において、センサマグネット８２と、これはロータ１４と固定的に結合されているので、ロータマグネットの電気的回転に対する絶対値ｐｈｉ＿ｅｌが計算される。センサマグネットはロータマグネット１４のロータポール（ＲＰ＝４）より多い（数の）、センサポール（ＳＰ＝４）を有していないから、ロータ１４の電気的回転（３６０°ｅｌ．＝１８０°ｍｅｃｈ．）内で各角度に一義的値ｐｈｉ＿ｅｌを割り当てる（関連・対応付ける）ことができる。この値と相応する値との一義的割り当ては、装置の精度の枠内においてスイッチオフおよびスイッチオンの後でも維持される。値ｐｈｉ＿ｅｌを計算するために、モジュールＣＡＬＣ＿ｐｈｉ＿ｅｌ４２では有利には不揮発性メモリ（例えばＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ）がアクセスされ、これから補助値ＡＵＸ＿ＶＡＬが計算のためにロードされる。同じことがモジュールＣＡＬＣ＿ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ４４に対しても当てはまる。
【００２３】
ところで（ポール数）ＳＰ＝２センサポールによるセンサマグネットの構成の場合、角度ｐｈｉ＿ｅｌが機械的回転（３６０°ｍｅｃｈ．）に対する絶対値ｐｈｉ＿ｍｅｃｈに相当し、ロータ１４の各回転角にはロータマグネット１３のポール数ＲＰに依存せずに一義的な値ｐｈｉ＿ｍｅｃｈを割り当てることができる。
【００２４】
これに対して４ポール（ポール数ＳＰ＝４）のセンサマグネットの場合、値ｐｈｉ＿ｅｌはロータの各機械的１回転の際に（０゜．．．３６０°の）値領域を２回通過する。従ってスイッチオン直後には、モータが機械的回転角ｘ°ｍｅｃｈ．であるのか、またはｘ°＋１８０°ｍｅｃｈ．にあるのかが確定しない。このためには初期状態が既知でなければならないであろう。しかし多くの適用に対して、スタート後に電気的角度ｐｈｉ＿ｅｌが一義的に絶対値として検出可能であれば十分である。モジュールＣＡＬＣ＿ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ４４は、回転角に対する値ｐｈｉ＿ｍｅｃｈを検出する。ロータポール数ＲＰより大きいセンサポール数ＳＰを有するセンサマグネットの場合、回転角はモータのスイッチオン直後にロータに関して電気的にも機械的にも正確に指示できず、所定の初期状態に達するために最初に初期化を実行しなければならない。このことは安全上重要な適用の場合にしばしば許容できない。
【００２５】
電気的角度ｐｈｉ＿ｅｌにより、例えばモータ１０の転流を（転流）モジュールＣＯＭＭＵＴ１８で実行することができる。または電気的角度ｐｈｉ＿ｅｌを、相応に応答する外部制御装置ＣＴＲＬ４８に供給することができる。
【００２６】
ロータ位置センサとして有利にはホールセンサまたは磁気抵抗（ＭＲ）センサ、例えばＡＭＲセンサおよびＧＭＲセンサを使用することができる。このようなセンサは一般的に磁気走査型センサと称することができる。
【００２７】
図２は、概略的に図示したアウタロータ形モータ１０’のシャフト軸（回転軸）８５を通る断面図を示す。モータ１０’はベアリングパイプ（筒状ベアリング受け）２０を有し、このベアリングパイプではシャフト８７’が２つのベアリング２２と２４を介して支承されている。ベアリングパイプ２０の周囲にはステータ１２が固定されている。シャフト８７にはロータカップ（ヘッド）１５が固定されており、ロータカップ１５には永久磁石ロータマグネット１３が固定されている。従って永久磁石ロータマグネット１３はステ―タ１２に対向して配され、これと交互作用することができる。
【００２８】
ベアリングパイプ２０にはさらに電気的および電子的構成部材２８を備える回路基板２６が配置されている。回路基板２６には、ロータ位置センサ４６５と図示しないロータ位置センサ４６０を有する図１の回路基板４６８が取り付けられており、従ってこの回路基板４６８はシャフト軸８５に対して平行に延在する。
【００２９】
概略的に図示した、センサマグネット８２を備えるセンサマグネットリング６９はシャフト８７に回転ずれしないよう（回転位置固定的）に配置されており、ロータ位置センサ４６０と４６５は、センサマグネット８２のシリンダ状外周領域３０にある。センサマグネット６９はこの実施例ではベアリングパイプ２０内にあるから、センサマグネットリング６９とロータ位置センサ４６０、４６５との間にあるベアリングパイプ２０は有利には非導磁性材料、例えばアルミニウムまたは合成樹脂（プラスチック）から作製されている。
【００３０】
シャフト８７は有利には導磁性材料、例えば導磁性スチールから作製され、従ってこのシャフトはセンサマグネット８２に対する磁気的帰還（回）路として作用することができる。しかし非導磁性材料、例えばプラスチックからなるシャフトも可能である。
【００３１】
この初期化の必要のない絶対値システムの特異性は、センサマグネット８２もロータ位置センサ４６０、４６５も中央部でシャフト端部８７’、８７”ないしはシャフト端部の延長上に配置されておらず、２つのシャフト端部８７’、８７”は空き（自由端、frei）であり、利用することができることである。これは非中央ないし分散型（dezentral）絶対値システムと呼ぶことができ、これにより新しい適用が可能になる。とりわけ電気モータの２つのシャフト端部８７’、８７”が駆動のために必要である適用例に、本発明の角度検出システムを設けることができる。
【００３２】
（図示しない）インナロータ形モータまたは送風機（ないし換気装置）においても、センサマグネットリング６９を同様にシャフトに配置することができる。従ってこの絶対値システムは汎用的に使用することができる。
【００３３】
図３は、４極センサマグネット１０２を示し、このセンサマグネットでは個々のポール（磁極）が（それぞれ）均質（一様）に１つの方向に磁化されている。磁化方向は（矢印）１０３により示されている。周囲に生ずる磁束密度Ｂは下部（ｂ）に機械的回転角および電気的回転角についてプロットされており、磁束密度Ｂの台形状の推移（経過）が生じる。平坦域１０１によってポール中央での（角度位置の）評価は困難になる。
【００３４】
図４は、４極センサマグネット１０４を示し、このセンサマグネットの磁化方向は、極異方性のポール配向（指向）パターン形式かつラテラル配向パターン形式（polorientiert und lateral、いわゆる面内磁化パターン）であると表現することができる（同じく可能である”軸方向磁化”とは異なる）。磁化方向（磁力線）１０５はマグネットを通って弧状のパターンを描く。
【００３５】
周囲で測定された磁束密度は図３と同様にプロットされている。実質的に正弦波状の磁束密度（特性曲線）が生じ、これはとりわけ良好に（角度位置の）評価に適する。
【００３６】
図５はセンサマグネットリング６９の平面図を示し、図６はセンサマグネットリング６９の断面図を示す。ここでセンサマグネットリング６９はシャフト８７に配設されている。センサマグネットリング６９は、４つのセンサポール７１，７２，７３，７４を備えるセンサマグネット８２，金属リング１０７，およびセンサポール７１〜７４を金属リング１０７と接続するプラスチックリング１０９を有する。
【００３７】
金属リング１０７はシャフト８７に座しており、これと回動不能に結合されている。有利には金属リング１０７に対しては真鍮（ないし黄銅）が使用される。プラスチックリング１０９は例えば射出成形法により金属リング１０７とセンサマグネット８２との間に設けられ、これらを接続し、同時に熱的膨張によって発生する応力に対する補償を可能にする。そうしないとこの応力はセンサマグネット８２の破裂（亀裂）を引き起こし得る。
【００３８】
センサマグネット８２の外径は１１２により示されており、これは例えば３７ｍｍである。この外径は有利には１５ｍｍから５０ｍｍの領域、さらに有利には２０ｍｍから４０ｍｍの領域にある。
【００３９】
センサマグネット８２の内径ないしはプラスチックリング１０９の外径は１１０により示されている。１１０の大きさは例えば２７ｍｍである。
【００４０】
プラスチックリング１０９の内径ないしは金属リング１０７の外径は１０８により示されている。１０８の大きさは例えば２０ｍｍである。
【００４１】
シャフト８７の直径は１１４により示されており、これは例えば８ｍｍである。シャフトの直径１１４に対する有利な値は５ｍｍから１５ｍｍの領域にある。しかしモータの大きさに応じてそれより大きい直径または小さい直径も可能である。
【００４２】
金属リング１０７の内径は有利には、シャフト８７との良好な接続が得られるように選択される。内側金属リング１０７の使用が有利であるのは、センサマグネット８２を１つまたは複数の標準サイズで作製することができ、センサマグネットリング６９のシャフト８７への適合を、製造時に有利に変更できる金属リング１０７の内径を介して行うことができるからである。
【００４３】
マグネット材料７１〜７４の幅（軸方向寸法）は１１６により示されており、この幅１１６はセンサマグネットに対しては例えば７ｍｍである。純粋なセンサマグネット、すなわち同時にロータマグネットとしては用いないセンサマグネットに対する幅（軸方向寸法）は有利には３ｍｍから２０ｍｍの領域、さらに有利には５ｍｍから１５ｍｍの領域、特に有利には６ｍｍから１２ｍｍの領域にある。
【００４４】
センサポール数ＳＰは有利にはＳＰ＝２，４，６または８であり、特に有利にはＳＰ＝２または４である。
【００４５】
センサマグネットリング６９が腐食性のある環境に配置される適用事例では、センサマグネット８２を付加的に、有利には非透磁性の耐腐食性材料により包囲することができる。従い例えばセンサマグネットを非透磁性のステンレス鋼により溶封（溶接により封入、einschweissen）することができる。このようなセンサマグネットリング６９により例えば、シャフトが冷却流体により包囲された湿式ロータ（Nasslaeufer）を実現することができる。
【００４６】
図７は、図１のリング状センサマグネット８２の磁界ないし磁力線を詳細に示す。
【００４７】
センサマグネット８２は４極に構成されており、２つのＮ極７２，７４（Ｎ）と、２つのＳ極７１，７３（Ｓ）を有する。センサマグネット８２は正弦波状（の磁束特性を示すよう）に磁化されており、従ってその周囲には実質的に正弦波状の磁束の推移（磁力線分布パターン）が生じる。磁化により決められた、個々の磁極７１，７２，７３，７４間の磁束推移（分布）は相応の磁力線７５により示されている。
【００４８】
センサマグネット８２は有利には実質的にシリンダ形状を有する。磁石材料として例えばＤＩＮ１７  ４１０によるハードフェライトコンパウンド１３／２２ｐが適する。
【００４９】
センサシステム
図８は、センサマグネットの回転角
2009503462.tif 000004
（phi）を検出するためのルーチンＧＥＴ＿ｐｈｉ  Ｓ３００のフローチャートを示す。
【００５０】
ステップＳ３０２で第１のアナログロータ位置センサ８４’の値Ｂ＿Ｓ１（ＳＩＧ１）と第２のアナログロータ位置センサ８４”の値Ｂ＿Ｓ２（ＳＩＧ２）が検出される。図７参照。
【００５１】
ステップＳ３０４で、値Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２の正規化が実行され、正規化された値は変数Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭとＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭに割り当てられる。正規化の際に、例えば場合により存在するオフセットを除去し、この値を所望の値領域に、例えば値領域［０．．．２５５］または［−１．０．．．１．０］にマッピングすることができる。正規化はアナログでも（例えばロータ位置センサ内で）、デジタルでも（例えばマイクロプロセッサで）実行することができる。正規化によって測定値Ｂ＿Ｓ１およびＢ＿Ｓ２への種々の影響が除去ないしは緩和される。例えば偏差は、機械的偏心度および製造公差（誤差）により、他の磁界の重畳により、熱に起因するセンサ磁界の衰弱（劣化）とロータの機械的膨張により、および高回転数時に発生する信号減衰により、センサ特性の周波数に依存する限界（ないし制限）により発生する。
【００５２】
続いてステップＳ３０６で、回転角
2009503462.tif 000005
ないしｐｈｉ＿ｃａｌｃが、値Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭとＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭ、および場合により付加的な補助値ＡＵＸ＿ＶＡＬの関数として求められる。ここで回転角
2009503462.tif 000006
は、電気的回転角（３６０°ｅｌ．）に基づく絶対値ｐｈｉ＿ｅｌとして、すなわちセンサマグネットおよび／またはロータマグネットのＮ極とＳ極の角度分の回転の絶対値として、またはロータ（３６０°ｍｅｃｈ．）の機械的回転角（３６０°ｍｅｃｈ．）に基づいて、検出される。従って電気的または機械的１回転内の各ロータ位置には、回転角の一義的値が割り当てられる（対応する）。
【００５３】
とりわけ１つのロータマグネットと１つの付加的センサマグネットを備えるロータの場合、例えばロータマグネットの極移行位置（ないし変化位置、Poluebergang）が０°として定義されることが所望される。従って検出された値ｐｈｉ＿ｃａｌｃは再度、補正値Ｄｅｌｔａ＿ｐｈｉだけシフトされ、これにより得られた変数ｐｈｉ＿ｒｏｔｏｒは極移行の個所で値０°になるようにする。本願では、角度に対して通常は値領域［０°．．．３６０°］を使用する。もちろん他の値領域、例えば［０．．．２π］を使用できることも当業者には周知である。
【００５４】
ステップＳ３０８でルーチンＧＥＴ＿ｐｈｉを去る。
【００５５】
円軌道上のロータ位置センサの配置
図９は、４極センサマグネット８２と２つのロータ位置センサ４５０，４５５を示す。これら２つのロータ位置センサは、同心の円軌道８３上に接線方向（円周方向）にセンサマグネット８２を中心にして（その周りに）９０°ｅｌ．ないしは４５°ｍｅｃｈ．の角度間隔で配置されている。
【００５６】
この配置構成で示された基本的計算は他のさらなる実施例に対しても重要であり、ここに例として説明する。
【００５７】
ロータ位置センサの感知（応）面４５２，４５７は、それぞれこの感知面４５２，４５７に対して垂直であり、従って感知面４５２，４５７の法線（半径方向）４５１ないし４５６に対して平行である磁束密度Ｂのベクトル成分だけを測定する。
【００５８】
ベクトル磁束密度Ｂは、半径方向の成分Ｂ＿ｒと接線方向の成分Ｂ＿ｔから合成される。磁束密度Ｂが正弦波状に分布している場合には次式が得られる。
Ｂ＿ｒ＝Ｂ＿ｒ０＊ｓｉｎ（２＊φ）                    （１’）
Ｂ＿ｔ＝−Ｂ＿ｔ０＊ｃｏｓ（２＊φ）                  （２’）
ないしはより一般的に
Ｂ＿ｒ＝Ｂ＿ｒ０＊ｓｉｎ（ω＊φ）                    （１）
Ｂ＿ｔ＝−Ｂ＿ｔ０＊ｃｏｓ（ω＊φ）                  （２）
ただし
φ：ロータ位置センサの個所（Ｓ１またはＳ２）を基準にしたセンサマグネットの回転角
ω：ポールペア数、ここではω＝２
Ｂ＿ｒ０：磁束密度の半径方向成分の振幅
Ｂ＿ｔ０：磁束密度の接線方向成分の振幅。
【００５９】
ロータ位置センサ４５０，４５５は円軌道８３上に配置されているから、磁束密度Ｂの半径方向成分Ｂ＿ｒだけが測定される。なぜならこの成分が方向的に法線４５１，４５６と一致するからである。これに対して接線方向成分Ｂ＿ｔは法線４５１，４５６に対して垂直であり、従って理想例では測定されない。機械的回転角
2009503462.tif 000007
は、例えばセンサマグネット８２の極変化位置（ないし極間境界、Polwechsel）８４とロータ位置センサ４５０との間の角度として定義することができる。従ってセンサＳ１  ４５０での回転角φに対しては
2009503462.tif 000008
が当てはまり、センサＳ２  ４５５での回転角φに対しては、９０°ｅｌ．ないしは４５°ｍｅｃｈ．の角度間隔を有しているので、
2009503462.tif 000009
が当てはまる。従って式（１）により次式が成り立つ。
2009503462.tif 000010
【００６０】
図１０は、２つの信号Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭとＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭを示す。これらの信号は信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２の正規化によって生ずる。センサマグネットは４極であるので、信号Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭとＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭはロータが１回転（３６０°ｍｅｃｈ．）する際にそれぞれ２つの完全な周期（計７２０゜ｅｌ．）を有する。
【００６１】
この簡素化した場合では、回転角φは次のように計算される。次式が当てはまる：
ｐｈｉ＿ｃａｌｃ’：＝ａｒｃｔａｎ（Ｂ＿Ｓ１／Ｂ＿Ｓ２）                （５）
アークタンジェント（arctan）関数は範囲［−９０°．．．９０゜］の値を送出する。従って値範囲［０°．．．３６０゜］への一義的割り当ては不可能である。したがって絶対値ｐｈｉ＿ｃａｌｃを得るためには、元の信号Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭとＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭによりいわゆる象限区別を実行しなければならない。
ａ）Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭ≧０かつＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭ≧０の場合、ｐｈｉ＿ｃａｌｃ＝ｐｈｉ＿ｃａｌｃ’が当てはまる
ｂ）Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭ≧０かつＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭ  ＜０の場合、ｐｈｉ＿ｃａｌｃ＝１８０°＋ｐｈｉ＿ｃａｌｃ’が当てはまる
ｃ）Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭ  ＜０かつＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭ＜０の場合、ｐｈｉ＿ｃａｌｃ＝１８０°＋ｐｈｉ＿ｃａｌｃ’が当てはまる
ｄ）Ｂ＿Ｓ１＿ＮＯＲＭ＜０かつＢ＿Ｓ２＿ＮＯＲＭ≧０の場合、ｐｈｉ＿ｃａｌｃ＝３６０°−ｐｈｉ＿ｃａｌｃ’が当てはまる。
【００６２】
図１１は、得られた値ｐｈｉ＿ｃａｌｃをロータの完全な１回転（３６０゜ｍｅｃｈ．）にわたって示す。ここで角度ｐｈｉ＿ｃａｌｃは、各機械的１回転（３６０゜ｍｅｃｈ．）の際に値範囲［０°．．．３６０゜］（周期）を２回通過する。範囲［０°．．．３６０°］で、ロータの完全な１回転に対して一義的な絶対値を得るために、角度ｐｈｉ＿ｃａｌｃを例えば２分し、１回転の各２番目の半分の際に値１８０°を加算することができる。
【００６３】
平面でのロータ位置センサの配置
図１２は、４極センサマグネット８２と２つのロータ位置センサ４６０，４６５を示し、ここで２つのロータ位置センサは平面４６９に配置されている。この平面はセンサマグネット８２の回転軸８５に対して平行に延在する。
【００６４】
ロータ位置センサ４６０，４６５はそれぞれ１つの感知面４６２，４６７を有し、これらの感知面は法線４６１，４６６の方向の磁束密度Ｂの成分を測定する。磁束密度Ｂ（φ）はセンサＳ１  ４６０の個所φ＝Ｓ１で半径方向成分Ｂ＿ｒ（Ｓ１）と接線方向成分Ｂ＿ｔ（Ｓ１）を有し、磁束密度Ｂ（φ）はセンサＳ２  ４６５の個所φ＝Ｓ２で半径方向成分Ｂ＿ｒ（Ｓ２）と接線方向成分Ｂ＿ｔ（Ｓ２）を有する。例えば回路基板４６８上で一つの平面に配置されているから、ロータ位置センサ４６０，４６５の感知面はこの平面４６９にある。
【００６５】
ロータ位置センサの配置構成は、製造時に発生する公差により次のように記述することができる：
・接線方向  Ａ＿Ｓ±Δｔ
・半径方向  ｒ＿Ｓ±Δｒ、すなわちセンサマグネット軸８５と平面４６９との間隔
・軸方向  ｚ±Δｚ。
【００６６】
ロータ位置センサ４６０，４６５を回路基板４６９上に配置することで、簡単で有利な取り付けが可能である。ここで回路基板４６９は有利には、ロータ位置センサ４６０，４６５のセンサマグネット８２に対向（指向）する側に配置される。これにより磁束Ｂの影響を回路基板により減少することができる。
【００６７】
これに対してロータ位置センサ４５０と４５５を図９の円軌道８３上に取り付けることは複雑であり、このことはロータ位置センサ４５０、４５５を回路基板に固定された適切な傾斜面、湾曲した形状物、または２つのソケットに取り付けることを必要とする。しかしこのことは配線を必要とする。
【００６８】
実験により、図１２のロータ位置センサ４６０，４６５を一つの平面に、相互にΔ＝α＋β＝４５°ｍｅｃｈ．（９０°ｅｌ．）の角度で配置すると、ロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２は、９０°の位相差ではなく例えば１００°の位相差を有することが判明した。この偏差は、ロータ位置センサ４６０、４６５が円軌道上の接線方向ではなく、これに対して傾斜していることにより生じるものである。このことによりロータ位置センサ４６０，４６５は、磁束密度Ｂの半径方向成分Ｂ＿ｒと、磁束密度Ｂの接線方向成分Ｂ＿ｔの両方を測定する。
【００６９】
さらなる実験によって、ロータ位置センサ４６０と４６５との間の角度がΔ＝α＋β≒３０°ｍｅｃｈ．であり、センサマグネット８２が４極の場合、驚くことには生じた信号の位相差は再び約９０°となることが判明した。従ってロータ位置センサ４６０と４６５との間の角度Δ≠９０°ｅｌ．を適切に選択することにより、同じ平面４６９に２つのロータ位置センサ４６０，４６５が配置されていても、約９０°の位相差でずれた２つのロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２を得ることができる。このことにより回転角に対して絶対値
2009503462.tif 000011
を簡単に検出することができる。
【００７０】
β＝αの場合に対する計算
この場合、ロータ位置センサ４６０，４６５の信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２は計算で求めることができる。回転角
2009503462.tif 000012
は、極移行部（境界）８４と、センサマグネット８２の軸８５を通って伸長する中央垂直線４７０との間の角度として定義される。角度αは、この中央垂直線４７０とロータ位置センサ４６５との間の角度を表し、角度βは中央垂直線４７０とロータ位置センサ４６０との間の角度を表す。ロータ位置センサ４６５に対する数式
2009503462.tif 000013
により、磁束密度の半径方向成分Ｂ＿ｒと接線方向成分Ｂ＿ｔに対する式（１）と（２）から次式が得られる：
2009503462.tif 000014
【００７１】
センサ４６０により測定された磁束密度に対してはこの数式により次のようになる：
2009503462.tif 000015
【００７２】
従って信号Ｂ＿Ｓ１は、同じ角周波数の２つの高調振動の重畳（重ね合わせ）であり、次式が成り立つ：
2009503462.tif 000016
ただし
Ａ＝（（Ｂ＿ｒ０＊ｃｏｓ（α））２＋（Ｂ＿ｔ０＊ｓｉｎ（α））２）−      （８）
そして
γ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｂ＿ｒ０＊ｓｉｎ（ω  α）＊ｃｏｓ（α）＋Ｂ＿ｔ０＊ｃｏｓ（ω  α）＊ｓｉｎ（α））／
（Ｂ＿ｒ０＊ｃｏｓ（ω  α）＊ｃｏｓ（α）−Ｂ＿ｔ０＊ｓｉｎ（ω  α）＊ｓｉｎ（α）））          （９）
【００７３】
２つのロータ位置センサ４６０，４６５が対称配置されている場合にはβ＝αが成り立ち、信号Ｂ＿Ｓ２に対してはαを−αにより置換することにより結果が得られる。次式が当てはまる：
2009503462.tif 000017
【００７４】
式（９）と（１０）から、ロータ位置センサ４６０，４６５が対称配置されている場合、角度
2009503462.tif 000018
に対して次式が得られる：
2009503462.tif 000019
ここで
ω＝センサマグメットのポール対の数
γ＝式（９）による補正角度、である。
【００７５】
式（１１）により、ロータ位置センサ４６０，４６５が対称配置されている場合の、すなわちβ＝αである場合の、ロータ位置センサ４６０，４６５の任意の間隔ないし相互の角度に対する角度
2009503462.tif 000020
が計算される。これによりロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２を、９０°の位相差がこれら信号間に存在しない場合に対しても評価することができる。
【００７６】
数学的には、同じ前パラメータ（Vorfaktor）（角周波数）ωを備えるが、しかし一般的には異なる振幅および異なる位相を備える実質的に正弦波状の２つの信号Ｂ＿Ｓ１、Ｂ＿Ｓ２の重畳の問題である。図１３は、２つの正弦波状信号Ｓ１とＳ２を時間ｔに関してプロットしたものを示す。重畳によりここでも正弦波状信号Ｓ１＋Ｓ２が得られ、ここから１周期内で時間ｔないしは回転角
2009503462.tif 000021
を一義的に求めることができる。実施例（複数）は、ロータ位置センサの所定の配置構成に対する
2009503462.tif 000022
の検出をそれぞれ示す。
【００７７】
図１４は、ロータの完全な１回転にわたってプロットされた信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２を示す。ここでロータ位置センサは次のように配置される：
ｒ＿Ｓ＝２２ｍｍ
Ａ＿Ｓ＝２４ｍｍ
α＝β
ロータ位置センサ４６０と４６５の位置での磁束密度に対する振幅は
Ｂ＿ｒ０＝２９．４ｍＴ
Ｂ＿ｔ０＝１４．２ｍＴ
である。
信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２との間に生じる位相差はこの場合、１４３．９６°である。位相差ｐｈａｓｅ＿ｓｈｉｆｔは例えば、２つの信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２の２つの最大値間の最小角度間隔ｐｈａｓｅ＿ｓｈｉｆｔを求めることにより検出される。ここでは３６０°が信号の１周期に相応する。従って位相差は［０°．．．１８０°］の範囲内にある。
【００７８】
図１５は、信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２から計算された角度を［０°．．．４５°］の範囲内において示す。破線で示された曲線ｐｈｉ＿ｃａｌｃは式（１１）により計算されたものであり、この曲線は回転角
2009503462.tif 000023
とかなり一致する。これに対して曲線４０２は、式（１１）による補正なしに計算されたものであり、１５．３°までに達する顕著な誤差が明らかである。従って、信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２との間の位相差が９０°でなくても、回転角ｐｈｉ＿ｃａｌｃの計算が可能であることが示されている。
【００７９】
中央垂線を基準にした変位の場合に対する数学的計算
図１２のロータ位置センサの配置構成では、角度αがβと等しくない製造公差が生じ得る。このことにより中央垂線４７０を基準にした対称配置に対して接線方向偏位（ずれ）Δｔが生じ、この偏位はこの配置構成でクリティカル（影響大）である。なぜならロータ位置センサの間隔と、センサマグネットに対するその角度が異なって変化するからである。センサマグネットの中央と前記平面４６９との間隔ｒ＿Ｓに対する公差Δｒと、軸方向偏差に対する公差Δｚの両者は、ロータ位置センサが軸方向偏差に関（対）してはセンサマグネットの周領域にまだ存在している場合には比較的にクリティカルではない。従って以下、Δｔの偏差だけを考察する。
【００８０】
次の数式により
α＝ａｒｃｔａｎ（（Ａ＿Ｓ／２  ＋Δｔ）／ｒ＿Ｓ）              （１２）
β＝ａｒｃｔａｎ（（Ａ＿Ｓ／２  −Δｔ）／ｒ＿Ｓ）              （１３）
角度
2009503462.tif 000024
に対して
2009503462.tif 000025
が得られる。ただし補正係数は
Ｆ１＝Ａ１＊ｓｉｎ（γ）              （１５）
Ｆ２＝Ａ２＊ｓｉｎ（ξ）              （１６）
Ｆ３＝Ａ２＊ｃｏｓ（ξ）              （１７）
Ｆ４＝Ａ１＊ｃｏｓ（γ）            （１８）
そして重畳計算から得られるセンサ信号振幅は
Ａ１  ＝  （（Ｂ＿ｒ０１  ＊  ｃｏｓ（α））２  ＋  （Ｂ＿ｔ０１  ｓｉｎ（α））２）１／２              （１９）
Ａ２  ＝  （（Ｂ＿ｒ０２  ＊  ｃｏｓ（β））２  ＋  （Ｂ＿ｔ０２  ｓｉｎ（β））２）１／２            （２０）
であり、また位相差補正係数は
γ  ＝  ａｒｃｔａｎ（  （Ｂ＿ｒ０１  ＊  ｓｉｎ（（ω  α）  ＊  ｃｏｓ（α）  ＋  Ｂ＿ｔ０１  ＊  ｃｏｓ（ω  α）  ＊  ｓｉｎ（α））  ／
（Ｂ＿ｒ０１  ＊  ｃｏｓ（ω  α）  ＊  ｃｏｓ（α）  −  Ｂ＿ｔ０１  ＊  ｓｉｎ（ω  α）  ＊  ｓｉｎ（α）））        （２１）
ξ  ＝  ａｒｃｔａｎ（  （Ｂ＿ｒ０２  ＊  ｓｉｎ（ω  β）  ＊  ｃｏｓ（β）  ＋  Ｂ＿ｔ０２  ＊  ｃｏｓ（ω  β）  ＊  ｓｉｎ（β））  ／  
（Ｂ＿ｒ０２  ＊  ｃｏｓ（ω  α）  ＊  ｃｏｓ（β）  −  Ｂ＿ｔ０２  ＊  ｓｉｎ（ω  β）  ＊  ｓｉｎ（β）））        （２２）
ただし
Ｂ＿ｒ０１：センサＳ１での磁束密度の半径方向成分の振幅  
Ｂ＿ｔ０１：センサＳ１での磁束密度の接線方向成分の振幅  
Ｂ＿ｒ０２：センサＳ２での磁束密度の半径方向成分の振幅
Ｂ＿ｔ０２：センサＳ２での磁束密度の接線方向成分の振幅、である。
【００８１】
この計算は、センサマグネットの配置構成が複雑であっても、回転角
2009503462.tif 000026
がセンサ信号から検出されることを示す。
【００８２】
必要な補正係数は、例えばロータ位置センサの配置構成を規定（ないし検出）し、生じる磁束密度をロータ位置センサの位置で検出することにより求められる。このためにいくつかのマグネット製造業者がコンピュータプログラムを提供しており、このコンピュータプログラムはそれぞれのマグネットタイプに対して、所定の個所（複数）または任意に選択可能な個所での磁束密度を提示する。この提示（Angabe）は、有利には半径方向成分Ｂ＿ｒと接線方向成分Ｂ＿ｔに分けて行われる。
【００８３】
或いは、ロータを、有利には直接製造業者の下で、運動（回転）させることができ、補助値、とりわけロータ位置信号の位相差を、測定された信号（複数）の分析により計算することができる。この結果から、回転角
2009503462.tif 000027
を計算するための補助値、即ち、先行の実施例ではとりわけ、補正係数Ｆ１からＦ４、位相差補正係数γとξ、および振幅補正係数Ａ１とＡ２を求めることができる。このような検出が、信号の最初の測定により電気モータのマイクロプロセッサで直接実行される限り、マイクロプロセッサには、回転角
2009503462.tif 000028
の計算だけに必要な場合よりも大きな性能が必要である。最初の測定の分析は外部の専用分析装置で行うこともできる。
【００８４】
図１６は、ロータの完全に１回転にわたってプロットされた信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２を示す。ここでロータ位置センサは次のように配置される：
ｒ＿Ｓ＝１７ｍｍ
Ａ＿Ｓ±Δｔ＝１７ｍｍ＋０．７ｍｍ
α≠β
ロータ位置センサ４６０と４６５の位置での磁束密度に対する振幅は
Ｂ＿ｒ０１＝２５．２５ｍＴ
Ｂ＿ｔ０１＝１２．４ｍＴ
Ｂ＿ｒ０２＝２８．５ｍＴ
Ｂ＿ｔ０２＝１３．８ｍＴ
信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２との間に生じる位相差はこの場合、１０５．７７°である。
【００８５】
図１７は、図１６の信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２から計算された角度ｐｈｉ＿ｃａｌｃ’を範囲［０°．．．９０°］内に示す。すなわち２乗計算前の結果である。式（５）についての説明を参照のこと。
【００８６】
ライン４０５は、補助値ないし係数Ｆ１からＦ４を用いた式（１４）による計算結果を示す。この形式の計算では通常、前もって信号正規化は行われない。結果は回転角
2009503462.tif 000029
にかなり一致する。すなわち位相ずれも偏差も所定の角度範囲内には存在しない。
【００８７】
ライン４０７は、補助値ないし補正係数γを用い、信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２を前もって正規化した式（１１）による計算結果を示す。正規化により同様に所定の角度範囲内では偏差のない回転角値が得られる。このことは直線（複数）に示されている。しかし同時にこの形式の計算により、約２°の位相ずれが発生している。このことは信号４０７の変換（急変、Wechsel）が４５°の箇所（領域）ではなく４３°の箇所（領域）であることで分かる。しかしこのような位相ずれは補正係数の加算によって補正することができる。この補正係数はここでは値２゜を有する。
【００８８】
最後にライン４０９は、正規化およびさらなる補正を行わない計算を示す。この形式の計算では、理想直線からの大きな位相ずれと大きな偏差が生じている。このことは信号４０９の湾曲から分かる。
【００８９】
図１６において信号Ｂ＿Ｓ１とＢ＿Ｓ２との間の位相差が比較的に大きい場合、ライン４０５，４０７および４０９間の差違が比較的に大きくなる。
【００９０】
これらの実施例（複数）は、位相状態が相互に任意に設定された、実質的に正弦波状の２つのセンサ信号によって絶対値システムを形成することができることを示している。このことにより（１又は複数の）ロータ位置センサの位置決めの自由度が得られ、とりわけ有利である。既述の絶対値センサシステムは全ての形式のモータに使用することができる。
【００９１】
磁束密度の正弦波状推移が完全に正弦関数に相応するセンサマグネットは製造的にほとんど実現不可能である。センサシステムの所要の精度は適用事例に依存しており、顧客によって設定される。ここで精度はとりわけ、磁極数とセンサマグネット８２により形成される磁束の精度に依存する。まったく単純な適用では、＋／−５°ｍｅｃｈ．の通常の精度が要求される。従って４極センサマグネット８２の場合、磁束密度は最大＋／−１０°ｅｌ．だけ偏差しても良い。しかし磁石製造業者は、磁束密度の偏差が最大で＋／−２°ｅｌ．であることを保証する４極センサマグネットをも出荷することができる。従って回転角を、＋／−１°ｍｅｃｈ．の精度で検出することができる。このセンサマグネット８２により形成された磁束密度が正弦波形状からの基本的偏差を有する場合には、これをμＣ３２で補正することができる。
【００９２】
もちろん本発明では多数の変形実施例が考えられる。例えばμＣ３２の代わりに、またはこれに付加的に、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を、ロータ位置信号Ｂ＿Ｓ１およびＢ＿Ｓ２の処理のために選択し、比較的大きく迅速な計算を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】図１は、本発明の絶対値回転角センサの一実施例を示す。図１Ａは、図１の詳細ＩＡの拡大図である。図１Ｂは、図１の詳細ＩＡの拡大図である。
【図２】図２は、本発明のアウタロータ形モータの一実施例の縦断面図である。
【図３】図３は、ポールが均質に磁化されているセンサマグネットと、生じた磁束密度を示す。
【図４】図４は、正弦波状に磁化されたセンサマグネットと、生じる磁束密度を示す。
【図５】図５は、センサマグネットリングの有利な実施例の平面図である。
【図６】図６は、図５のラインＶＩ−ＶＩに沿ったセンサマグネットリングの断面図である。
【図７】図７は、正弦波状の磁束推移を有する一センサマグネットでの磁力線の推移（パターン）を示す図である。
【図８】図８は、センサ信号を評価するためのフローチャートである。
【図９】図９は、接線方向に配置されたロータ位置センサを備えるセンサ配置構成を示す。
【図１０】図１０は、図９の配置構成におけるロータ位置信号を示す。
【図１１】図１１は、図１０のロータ位置信号から計算された回転角を示す。
【図１２】図１２は、共通の平面に対称に配置された２つのロータ位置センサを備えるセンサ配置構成を示す。
【図１３】図１３は、２つの正弦波信号の重畳の概略図である。
【図１４】図１４は、図１２の配置構成におけるロータ位置信号を示す。
【図１５】図１５は、図１４のロータ位置信号から計算された回転角を示す。
【図１６】図１６は、１つの平面に非対称に配置された２つのロータ位置センサを備えるセンサ配置構成を示す。
【図１７】図１７は、図１６のロータ位置信号から計算された回転角を示す。
【図１】
2009503462.tif 000030
【図１Ａ】
2009503462.tif 000031
【図１Ｂ】
2009503462.tif 000032
【図２】
2009503462.tif 000033
【図３】
2009503462.tif 000034
【図４】
2009503462.tif 000035
【図５】
2009503462.tif 000036
【図６】
2009503462.tif 000037
【図７】
2009503462.tif 000038
【図８】
2009503462.tif 000039
【図９】
2009503462.tif 000040
【図１０】
2009503462.tif 000041
【図１１】
2009503462.tif 000042
【図１２】
2009503462.tif 000043
【図１３】
2009503462.tif 000044
【図１４】
2009503462.tif 000045
【図１５】
2009503462.tif 000046
【図１６】
2009503462.tif 000047
【図１７】
2009503462.tif 000048
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月17日(2007.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１３）と、該ロータ（１４）に配属（関連して配設）されたステータ（１２）と、絶対値回転角センサ（４６）とを備える電気モータ（１０）であって、  前記ロータ（１０）は、回転軸（８５）を中心に回転可能なシャフト（８７）に配置されており、  前記ステータ（１２）は３相駆動巻線を備え、  前記絶対値回転角センサ（４６）は、前記３相駆動巻線を流れる電流を回転角に依存して制御し；  前記絶対値回転角センサ（４６）は、前記回転可能なシャフト（８７）に配置されており、該シャフトと共にその回転軸（８５）を中心に回転可能なセンサマグネット（８２）と、評価装置（３２）とを有し、  前記センサマグネットは、偶数である少なくとも２つのセンサマグネットポール（７１，７２，７３，７４）を有し、  該センサマグネットポールは、ほぼ（実質的に）正弦波状に推移して回転角に依存する磁束（８８）を形成し、  前記評価装置（３２）は、前記ロータ（１４）のそれぞれの回転角（ｐｈｉ）に対して絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を、２つのアナログ磁界センサ（４６０，４６５）の出力信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）から形成し、  前記各アナログ磁界センサは、前記磁束に対する感知面（４６２，４６７）を有し、  該感知面は、相互に所定の間隔（Ａｓ）をおいて前記回転角に依存する磁束（８８）の領域内に配置されており、ただし、前記磁界センサの感知面（４６２，４６７）上の法線（４６１，４６６）は、前記センサマグネット（８２）の回転軸（８５）とは交差せず、  これにより該当する磁界センサ（４６０，４６５）の前記感知面（４６２，４６７）で、そこに作用する磁束（Ｂ）のベクトル成分が検出され、  該ベクトル成分は、前記磁界センサ（４６０，４６５）に存在する法線（４６１）の方向に延在し、以て該当する磁界センサにてロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）を形成し、  該ロータ位置信号は、検出されたベクトル成分の大きさと符合を表す、  ことを特徴とする電気モータ。
【請求項２】
請求項１記載の電気モータであって、  前記２つの磁界センサ（４６０，４６５）の、磁束に対する感知面（４６２，４６７）は、ほぼ同じ面（４６９）に配置されている電気モータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気モータであって、  前記２つの磁界センサ（４６０，４６５）は、所定の間隔（Ａｓ）をおいて回路基板（４６８）に配置されている電気モータ。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記センサマグネット（８２）は、極異方性のポール配向（指向）パターン形式で磁化されている電気モータ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記センサマグネット（８２）は、ラテラルないし側方配向パターン形式に磁化されている電気モータ。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記センサマグネット（８２）はセンサマグネットリング（６９）の一部として構成されており、  前記センサマグネットリング（６９）は前記ロータ（１４）のシャフト（８７）に配置されている電気モータ。
【請求項７】
請求項６記載の電気モータであって、  前記センサマグネットリング（６９）は、前記シャフト（８７）と前記センサマグネット（７２）との間に配置されたエラスティック（可撓性）な領域（１０９）を有する電気モータ。
【請求項８】
請求項７記載の電気モータであって、  前記エラスティックな領域（１０９）はプラスチックを有する電気モータ。
【請求項９】
請求項７または８記載の電気モータであって、  前記エラスティックな領域（１０９）と前記シャフト（８７）との間には金属リング（８７）が配置されている電気モータ。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記２つのアナログ磁界センサ（４６０，４６５）は１つのセンサ面（４６９）に配置されており、該センサ面は前記センサマグネット（８２）の回転軸（８５）に対して直角に延在しない電気モータ。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記２つのアナログ磁界センサ（４６０，４６５）は１つのセンサ面（４６９）に配置されており、該センサ面は前記センサマグネット（８２）の回転軸（８５）に対してほぼ（実質的に）平行に延在する電気モータ。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記アナログ磁界センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は、これらにより動作時に形成されるロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）がほぼ９０°の位相差を有するように配置されている電気モータ。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記アナロ磁界グセンサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は前記センサ面（４６９）に、前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が９０°ではない位相差を有するように配置されており、  前記評価装置（３２）は、前記ロータ位置信号から絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を形成するように構成されている電気モータ。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記アナログ磁界センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は、２つを越える値を出力するように構成されている電気モータ。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記アナログ磁界センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）にはそれぞれ１つのＡ／Ｄ変換器が配属されており、検出された値をデジタル値として出力する電気モータ。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）は線形特性を有する電気モータ。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか一項記載の電気モータであって、  該電気モータの前記ロータ（１４）は、ＲＰ個のロータポールを備えるロータマグネット（１３）を有し、該ロータマグネットは前記ステータ（１２）と交互作用し、  前記センサポールの数は前記ロータポールの数以下である電気モータ。
【請求項１８】
請求項１７記載の電気モータであって、  前記ロータ（１４）の各位置に対する絶対値は、前記ロータマグネット（１３）の電気的１回転内で一義的である電気モータ。
【請求項１９】
請求項１７または１８記載の電気モータであって、  前記センサマグネット（８２）は同時にロータマグネット（１３）であり、ここでＳＰ＝ＲＰである電気モータ。
【請求項２０】
請求項１から１９までのいずれか一項記載の電気モータであって、  ＳＰ＝２であり、前記ロータ（１４）の各位置に対して検出された回転位置の絶対値は、完全な機械的１回転内で一義的である電気モータ。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記センサポールの数は２より大きく、  前記評価装置（３２，４４）は前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）から回転角値を形成し、該回転角値は前記ロータ（１４）の各位置に対して完全な機械的１回転内で一義的である電気モータ。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記評価装置（３２）には不揮発性メモリ（３４）が配属されており、  該不揮発性メモリには、前記ロータ位置センサ（４５０，４５５．４６０，４６０，４６５）の配置構成に依存する、前記評価装置（４０，４２，４４）に対する補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）が記憶されている電気モータ。
【請求項２３】
請求項２２記載の電気モータであって、  前記絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を、該絶対値が前記ロータマグネット（１３）の極変化（８４）の際に所定の値を有するように補正することのできる補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）が記憶されている電気モータ。
【請求項２４】
請求項１から２３までのいずれか一項記載の電気モータであって、  該電気モータは、前記評価装置（４０，４２，４４）の少なくとも一部を形成するマイクロプロセッサ（３２）を有する電気モータ。
【請求項２５】
請求項１から２４までのいずれか一項記載の電気モータであって、  前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）はホールセンサとして構成されている電気モータ。
【請求項２６】
請求項１から２５までのいずれか一項記載の電気モータであって、  該電気モータは、スイッチオン後に前記ロータ（１４）が回転する前に前記ロータ位置に対する絶対値を供給するように構成されている電気モータ。
【請求項２７】
請求項１から２６までのいずれか一項記載の電気モータを有する送風機。
【請求項２８】
電気モータにおいて回転角絶対値を形成する方法であって、  前記電気モータは、ロータ（１３）と、該ロータ（１４）に配属（関連して配設）されたステータ（１２）と、絶対値回転角センサとを有し、  前記ロータ（１０）は、回転軸（８５）を中心に回転可能なシャフト（８７）に配置されており、  前記ステータ（１２）は３相駆動巻線を備え、  前記絶対値回転角センサ（４６）は、前記３相駆動巻線を流れる電流を回転角に依存して制御し；  前記絶対値回転角センサ（４６）は、前記回転可能なシャフト（８７）に配置されており、該シャフトと共にその回転軸（８５）を中心に回転可能なセンサマグネット（８２）と、評価装置（３２）とを有し、  前記センサマグネットは、偶数である少なくとも２つのセンサマグネットポール（７１，７２，７３，７４）を有し、  該センサマグネットポールは、ほぼ正弦波状に推移して、回転角に依存する磁束（８８）を形成し、  前記評価装置（３２）は、前記ロータ（１４）のそれぞれの回転角（ｐｈｉ）に対して絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）を、２つのアナログ磁界センサ（４６０，４６５）の出力信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）から形成し、  前記各アナログ磁界センサは、前記磁束に対する感知面（４６２，４６７）を有し、  該感知面は、相互に所定の間隔（Ａｓ）をおいて前記回転角に依存する磁束（８８）の領域内に配置されており、ただし、前記磁界センサの感知面（４６２，４６７）上の法線（４６１，４６６）は、前記センサマグネット（８２）の回転軸（８５）とは交差しない形式の方法において、  当該方法は下記のステップを有する：Ａ）  該当する磁界センサ（４６０，４６５）の前記感知面（４６２，４６７）で、そこに作用する磁束（Ｂ）のベクトル成分が検出され、  該ベクトル成分は、前記磁界センサ（４６０，４６５）に存在する法線（４６１）の方向に延在し、以て該当する磁界センサにてロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）を形成し、  該ロータ位置信号は、検出されたベクトル成分の大きさと符合を表し、Ｂ）  前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）は前記２つの磁界センサ（４６０，４６５）から前記評価装置（３２）に供給され、Ｃ）  前記評価装置（３２）では、前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）に依存して、前記ロータ（１４）のそれぞれの回転角に対する前記絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）が形成される、  ことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法であって、  前記アナログ磁界センサ（４６０，４６５）により、該当するセンサに作用する磁束密度の接線方向成分（Ｂ＿ｔ）の大きさに依存するロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成される方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法であって、  前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）により、前記磁束密度の接線方向成分（Ｂ＿ｔ）と半径方向成分（Ｂ＿ｒ）の重畳に依存するロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成される方法。
【請求項３１】
請求項２８から３０までのいずれか一項記載の方法であって、  前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）により、ほぼ（実質的に）正弦波状のロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成される方法
【請求項３２】
請求項２８から３１までのいずれか一項記載の方法であって、  回転位置絶対値を検出するために、ロータ位置信号の重畳の形式で計算が行われる方法。
【請求項３３】
請求項２８から３２までのいずれか一項記載の方法であって、  前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）によりロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成され、  該ロータ位置信号の相互の位相差（ｐｈａｓｅ＿ｄｉｆｆ）は０°から８７°の範囲または９３°から１８０°の範囲にある方法。
【請求項３４】
請求項２８から３３までのいずれか一項記載の方法であって、  前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）によりロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成され、  該ロータ位置信号の相互の位相差（ｐｈａｓｅ＿ｄｉｆｆ）は０°から８３°の範囲または９７°から１８０°の範囲にある方法。
【請求項３５】
請求項２８から３４までのいずれか一項記載の方法であって、  前記ロータ位置センサ（４６０，４６５）によりロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）が形成され、  該ロータ位置信号の相互の位相差（ｐｈａｓｅ＿ｄｉｆｆ）は０°から８０°の範囲または１００°から１８０°の範囲にある方法。
【請求項３６】
請求項２８から３５までのいずれか一項記載の方法であって、  前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１）は、前記回転位置絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）の形成前に正規化される方法。
【請求項３７】
請求項２８から３６までのいずれか一項記載の方法であって、  所定数（ＲＰ）のロータ極を有するロータマグネット（１３）を備えるロータ（１４）に対して、  回転角絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ）が、前記ロータ（１４）の各回転位置に対して前記ロータマグネット（１３）の電気的１回転内で一義的であるように当該回転角絶対値が形成される方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法であって、  前記回転位置絶対値（ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）が、前記ロータ（１４）の各回転位置に対して機械的１回転内で一義的であるように当該回転位置絶対値が形成される方法。
【請求項３９】
請求項３７または３８記載の方法であって、  前記電気モータのスイッチオン後、前記ロータ（１４）の回転前にすでに回転位置絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）が形成される方法。
【請求項４０】
請求項２８から３９までのいずれか一項記載の方法であって、  前記回転位置絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）はデータ線路（４７，４９）を介して出力される方法。
【請求項４１】
請求項２８から４０までのいずれか一項記載の方法であって、  不揮発性メモリ（３４）には前記評価装置（３２）に対する少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）が記憶されており、  前記回転位置絶対値（ｐｈｉ＿ｅｌ，ｐｈｉ＿ｍｅｃｈ）は、前記ロータ位置信号（Ｂ＿Ｓ１，Ｂ＿Ｓ２）および前記少なくとも１つの補助値に依存して形成される方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、前記センサマグネット（８２）の形式に依存する方法。
【請求項４３】
請求項４２記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）はコンピュータプログラムによって形成され、該コンピュータプログラムは前記センサマグネット（８２）の磁束密度に対する値を含んでいる方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の方法であって、  前記センサマグネット（８２）の前記磁束密度に対する値は、半径方向成分と接線方向成分に対して各別に定められる方法。
【請求項４５】
請求項４１から４４までのいずれか一項記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、前記電気モータの製造時に検出され、記憶される方法。
【請求項４６】
請求項４０から４５までのいずれか一項記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、前記電気モータの納品（出荷）前に検出され、記憶される方法。
【請求項４７】
請求項４０から４６までのいずれか一項記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、ユーザによる変更に対して保護される方法。
【請求項４８】
請求項４０から４７までのいずれか一項記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）はモータ形式に依存して設定される方法。
【請求項４９】
請求項４０から４８までのいずれか一項記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、電気モータに対する測定によって検出される方法。
【請求項５０】
請求項４０から４９までのいずれか一項記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、前記ステータ（１２）の巻線に誘導される電圧のゼロ通過を測定することにより検出され、以て、検出された絶対値を、前記ステータ（１２）と交互作用するロータマグネット（１３）の回転に割り当てることを可能にする方法。
【請求項５１】
請求項４０から５０までのいずれか一項記載の方法であって、  前記少なくとも１つの補助値（ＡＵＸ＿ＶＡＬ）は、前記ロータ位置センサ（４５０，４５５，４６０，４６５）の位置を検出することによって検出される方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】  本発明は、絶対値回転角センサを有する電気モータに関するものであり、さらにモータの駆動時に回転角絶対値を形成する方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】  絶対値回転角センサはエンコーダとも称され、一般的に非常に高価である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】  本発明の課題は、絶対値回転角センサを有する新規の電気モータ、並びに回転角絶対値を形成する方法を提供することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】  この課題は請求項１の絶対値回転角センサによって解決される。２つのアナログセンサの構成により、アナログセンサを用いてそこに作用するセンサ磁石の磁束の有効ベクトル成分（このベクトル成分は該当するセンサに対して所定の方向に延在する）を検出することによって、これら２つのセンサのロータ位置信号からセンサセグメントの目下（瞬時）の回転角に対する絶対値を形成することができる。ここで２つのセンサは相互に所定の間隔を置き、回転角に依存する磁束領域でステータに配置されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】  この課題の別の解決手段は、請求項２８による方法によって得られる。回転角絶対値を形成するためのかかる方法は、多数のモータ形式で使用可能であり、三相モータでは、回転角絶対値のための高価なセンサ（複数）を必要とせずに十分に一定のトルクの形成を可能にする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】  長い説明を回避するために以下の参考文献の内容が参照される：【特許文献１】ＷＯ  ２００４／００１  ３４１  Ａ１
【特許文献２】ＤＥ  １０  ２００５  ００２  ８３０  Ａ１  両方の刊行物は正弦波信号の信号処理、とりわけ同じ振幅および同じＤＣオフセットへの正規化（標準化）を開示する。このことはアナログ回路によっても、デジタル方法によっても同じように可能である。
【国際調査報告】
2009503462.tif 000049
2009503462.tif 000050
2009503462.tif 000051
2009503462.tif 000052