JP2024031952A - 回転運動を検出するための誘導式センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸線中心に回転可能な結合装置と、測定値検出装置を備えた誘導式センサ装置に関する。【解決手段】測定値検出装置１０は励起構造体１２と受信構造体１４を備えた複層の回路支持体７を含み受信構造体は結合装置５に対応付け、励起構造体は発振器回路２８に結合され、発振器回路は動作中周期的な交番信号を励起構造体に入力し、結合装置は励起構造体と対応する受信構造体間の誘導結合に影響を及ぼすよう構成され、伝達装置３０が回転軸線ＤＡ中心に回転可能な本体３回転運動を所定伝達比で第１の結合装置へと同軸上伝達するよう構成され、第１の結合装置は回転軸線中心に回転可能な本体と異なる回転数で回転し、受信構造体１４は有意重なり合うことなく回路支持体上に同心状配置され、評価・制御ユニット２０が受信構造体に誘導された信号を評価するよう構成され、受信構造体は信号を本体回転運動に関する情報を表す相異なる測定信号として供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸線を中心として回転可能な本体の回転運動を検出するための誘導式センサ装置に関する。

従来技術から、複数回の完全な機械的回転を介して一義的となる操舵角度の絶対角度を、少なくとも２つの個別角度からバーニヤ計算を用いて計算することが知られている。この場合、少なくとも１つの角度は、機械的に減少する。このことはつまり、個別角度は、シャフトの機械的な一回転と共に３６０度未満しか回転しないということを意味する。多くの場合、このことは、磁気センサを用いて実現される。したがって、独国特許出願公開第１０２０１００６３８４５号明細書からは、例えば、自動車におけるステアリングコラムといった回転可能な本体の回転角度を特定するための磁気式の角度センサと、この角度センサにおいて使用可能な歯車とが公知である。歯車によって形成された磁界を、その配向について磁界センサによって検出することが望ましい。この場合、シャフト上に主歯車が設けられており、この主歯車の回転運動を検出することが望ましく、このシャフトの隣には、半径方向にずらされた回転軸線上に、少なくとも１つのさらなる歯車が設けられている。

独国特許出願公開第１０２０２０２０５２０２号明細書からは、誘導式の角度測定装置が公知であり、誘導式の角度測定装置は、複数の導体路群を備えたスケール要素と、走査要素とを有し、走査要素は、励起トラックと、少なくとも２つの受信導体路を備えた受信トラックとを有し、受信導体路は、正弦波形の軌道を有する。走査要素は、複層のプリント基板として構成されており、スケール要素の走査のために使用される。走査要素は、４つの受信導体路を備えた外側の受信トラックと、４つの受信導体路を備えた内側の受信トラックと、３つの励起トラックとを有する。外側の受信トラックの受信導体路は、半径方向で外側の励起トラックと中央の励起トラックとの間に配置されている。内側の受信トラックの受信導体路は、中央の励起トラックと内側の励起トラックとの間に配置されている。さらに、これらの受信導体路は、スルーホールコンタクトを備えたそれぞれ異なる平面上に延在している。受信導体路同士は、測定方向に沿って相互に相対的にずらされている。スケール要素は、例えばエポキシ樹脂から製造された基板からなり、この基板上における外側の目盛トラックには、外側の受信トラックに対応付けられた第１の導体路及び第２の導体路が配置されている。さらに、スケール要素は、導電性の目盛領域を有する内側の目盛トラックを含み、これらの導電性の目盛領域の間には導電性の材料は配置されていない。走査要素とスケール要素とは、所定の間隔を置いて相対運動可能に相互に対向するように配置されている。

独国特許出願公開第１０２０１００６３８４５号明細書 独国特許出願公開第１０２０２０２０５２０２号明細書

発明の開示
独立請求項１の特徴を有する、回転軸線を中心として回転可能な本体の回転運動を検出するための誘導式センサ装置は、回転軸線を中心とした回転可能な本体の回転運動を、所定の伝達比で、複数の結合装置のうちの少なくとも１つへと同軸上で伝達することにより、本体の複数回の回転を介した回転角度のバーニヤ計算が可能となるという利点を有する。これにより、回転可能な本体の回転軸線と、少なくとも１つの結合装置とを半径方向にずらすことを回避することが可能となり、構造スペースを節約することが可能となる。さらに、少なくとも２つの受信構造体を同心状に配置することにより、センサ装置の構造スペースをより最適に利用し尽くすことが可能となり、又は、これに代えて、構造スペースを節約することさえ可能となる。このことは、特に本発明に係る誘導式センサ装置の実施形態によって可能となる。なぜなら、誘導式センサ装置の少なくとも１つの結合装置は、磁気式のセンサ装置のための典型的な磁石と比較して内側が中空であるものとしてよく、これにより、その回転運動が検出されるべき回転可能な本体について貫通させることが可能となるからである。

特に、誘導式センサ装置の少なくとも１つの電子的な評価・制御ユニットにおいては、磁気式又は混合式のセンサ装置と比較して、コストを大幅に削減することが可能である。なぜなら、絶対回転角度を特定するために追加的に使用される信号は、同一の回路によって処理され、したがって、多重化を、少なくとも１つの評価・制御ユニットのアナログの部分において実施することができるからである。したがって、例えば、２つの測定信号から角度を計算するために、回路ブロックを２つの評価・制御ユニットに何度も組み込む必要がなくなる。

さらに、誘導式の測定を使用することによってコスト的な利点が得られる。なぜなら、既に従来技術から公知のＡＳＩＣモジュール（ＡＳＩＣ：特定用途向け集積回路）において同様の測定原理が使用されており、このＡＳＩＣモジュールを、本発明に係る誘導式センサ装置の実施形態における評価・制御ユニットとして使用することができるからである。さらに、バーニヤ操舵角度の計算と、有効なトルクの計算とを、同一のＡＳＩＣモジュールにおいて実現することが可能であり、このことにより、対応する制御装置における複雑さが軽減され、制御装置における線路及び通信インタフェースの個数が削減される。

本発明の実施形態は、回転軸線を中心として回転可能な本体の回転運動を検出するための誘導式センサ装置であって、誘導式センサ装置は、回転軸線を中心として回転可能な少なくとも２つの結合装置と、少なくとも１つの測定値検出装置とを備え、少なくとも１つの測定値検出装置は、少なくとも１つの励起構造体と、少なくとも２つの受信構造体とを備えた複層の回路支持体を含み、少なくとも２つの受信構造体は、少なくとも２つの結合装置のうちの１つにそれぞれ対応付けられている、誘導式センサ装置を提供する。少なくとも１つの励起構造体は、少なくとも１つの発振器回路に結合されており、少なくとも１つの発振器回路は、動作中、少なくとも１つの周期的な交番信号を少なくとも１つの励起構造体に入力する。少なくとも２つの結合装置は、少なくとも１つの励起構造体と、対応する受信構造体との間の誘導結合にそれぞれ影響を及ぼすように構成されている。少なくとも１つの伝達装置が、回転軸線を中心とした回転可能な本体の回転運動を、所定の伝達比で、少なくとも２つの結合装置のうちの少なくとも１つの第１の結合装置へと同軸上で伝達するように構成されており、これにより、少なくとも第１の結合装置は、回転軸線を中心として、回転可能な本体とは異なる回転数で回転する。この場合、少なくとも２つの受信構造体のうちの少なくとも２つの受信構造体は、有意に重なり合うことなく回路支持体上に同心状に配置されている。少なくとも１つの評価・制御ユニットが、少なくとも２つの受信構造体において誘導された信号を評価するように構成されており、少なくとも２つの受信構造体は、信号を、本体の回転運動に関する情報を表す少なくとも２つの相異なる測定信号として供給する。

本発明に係る誘導式センサ装置の実施形態は、原則的に、３６０度を超える全ての種類の角度測定のために使用可能である。バーニヤの計算のためには、回転可能な本体上に直接的に取り付けられた結合装置によって測定される、又は、さらなる伝達装置上に取り付けられたさらなる結合装置と、対応する受信構造体とによって測定される第２の角度情報が必要である。回転可能な本体上に直接的に配置されている場合には、結合装置の回転数は、回転可能な本体の回転数に対して減速又は変速されない。代替的に、さらなる伝達装置上に配置されている場合には、さらなる結合装置の回転数は、回転可能な本体の回転数に対して減速又は変速され、この場合、使用される伝達装置の伝達比は、相互に異なっている。特に、誘導式の操舵角度センサとトルクセンサとが組み合わせられている場合には、合計して少なくとも３つの結合装置及び受信構造体を使用することができ、この場合、トルク測定のための２つの結合装置を、回転運動可能な本体上に直接的に配置することができ、１つの結合装置を、伝達装置上に配置することができる。

代替的に、結合装置が機械的に減速又は変速されることによって、操舵角度決定のために２つのみの結合装置及び２つのみの受信構造体を備えた本発明に係る誘導式センサ装置の実施形態を実現することができる。この場合、２つの受信構造体は、有意に重なり合うことなく同心状に配置されている。

本明細書における評価・制御ユニットとは、検出されたセンサ信号を処理又は加工又は評価する電気的なアセンブリ又は電気回路であると理解することができる。好ましくは、評価・制御ユニットを、ＡＳＩＣモジュール（ＡＳＩＣ：特定用途向け集積回路）として構成することができる。評価・制御ユニットは、ハードウェア及び／又はソフトウェアによって構成し得る少なくとも１つのインタフェースを有し得る。ハードウェアによって構成されている場合には、インタフェースは、例えばＡＳＩＣモジュールの一部とすることができる。しかしながら、インタフェースは、別個の集積回路とすることも、又は、少なくとも部分的にディスクリート（個別）部品から構成することも、可能である。ソフトウェアによって構成されている場合には、インタフェースを、例えば、その他のソフトウェアモジュールに隣接してマイクロコントローラ上に設けられたソフトウェアモジュールとすることができる。

励起構造体とは、以下においては、少なくとも１つの発振器回路によって入力された交番信号を送出する、所定の巻線数を備えた送信コイルであると理解することができる。少なくとも１つの受信構造体は、好ましくは、周期的に反復するループ構造体を備えた少なくとも１つの受信コイルを有し得る。この場合、受信コイルのループ構造体の周期性は、複数の異なる受信構造体においてそれぞれ異なっている。

従属請求項に記載されている手段及び発展形態によって、独立請求項１に記載されている誘導式センサ装置を有利に改良することが可能である。

少なくとも１つの励起構造体と、少なくとも２つの受信構造体とを、同心状に配置することができることは、特に有利である。好ましくは、少なくとも１つの励起構造体と、少なくとも２つの受信構造体とを、有意に重なり合うことなく回路支持体上に同心状に配置することができる。したがって、例えば、第１の結合装置に対応付けられた少なくとも１つの第１の受信構造体を、少なくとも１つの励起構造体の半径方向外側に配置することができ、少なくとも１つのさらなる受信構造体を、少なくとも１つの励起構造体の半径方向内側で、回路支持体上に配置することができる。これにより、省スペースの配置が可能となり、それと同時にＥＭＣロバスト性（ＥＭＣ：電磁両立性）も改善される。

誘導式センサ装置の有利な実施形態においては、少なくとも１つの伝達装置を、遊星歯車伝動装置として構成することができる。遊星歯車伝動装置として構成することにより、少なくとも１つの結合装置に対する回転可能な本体の回転又は回転運動の簡単な同軸上での減速若しくは同軸上での変速が可能となり、これにより、減速又は変速された回転角度を、誘導式センサ装置を用いて簡単に測定することが可能となる。代替的に、少なくとも１つの伝達装置を、歯車システム又は歯車伝動装置として構成するものとしてもよい。

誘導式センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、少なくとも２つの結合装置は、所定数の導電性の結合セグメントをそれぞれ有し得るものであり、所定数の導電性の結合セグメントは、少なくとも２つの受信構造体において誘導される信号の周期性を規定する。

誘導式センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、第１の結合装置は、歯付きディスクとして形成可能であり、回路支持体の第１の側に面するものとし得る。この場合、導電性の結合セグメントを、歯として形成することができ、切欠部によって相互に分離することができる。さらに、第１の結合装置の導電性の結合セグメントを、内側の短絡リング又は外側の短絡リングを介して相互に接続することができる。このために、歯付きディスクを、例えば、金属薄板からの打ち抜きによって製造することができる。

誘導式センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、第１の結合装置の導電性の結合セグメントに、少なくとも１つの半径方向スリットをそれぞれ導入することができ、少なくとも１つの半径方向スリットによって内側の短絡リング又は外側の短絡リングが分離されている。第１の結合装置の短絡リングに流れる渦電流は、誘導式センサ装置の対応する受信構造体における誘導された有効振幅に寄与せず、利用可能な振幅を低減するので、導電性の結合セグメントに導入された少なくとも１つの半径方向スリットは、短絡リングを分離し、流れる渦電流の向きを変化させることができる。これにより、利用可能な振幅に能動的に寄与する角度依存性の渦電流場がもたらされる。このことはつまり、誘導式の結合装置の少なくとも１つの導電性の結合セグメントにおける適当な半径方向スリットによって、対応する受信構造体において誘導される電圧の振幅を顕著に拡大することができるということを意味する。

誘導式センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、第２の結合装置及び第３の結合装置を、羽根として形成された導電性の結合セグメントを備えたロータとしてそれぞれ構成することができる。この場合、２つの結合装置の導電性の結合セグメントの個数は、それぞれ異なっている。さらに、第２の結合装置は、回路支持体の第１の側に面しており、第３の結合装置は、回路支持体の第２の側に面している。このことはつまり、回路支持体が、第２の結合装置と第３の結合装置との間に配置されているということを意味する。したがって、２つの結合装置に対応付けられた受信構造体は、回路支持体の複数の異なる層に配置可能であり、少なくとも部分的に重なり合うことができる。

誘導式センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、少なくとも２つの受信構造体は、周期的に反復するループ構造体を備えた少なくとも１つの受信コイルをそれぞれ有し得る。この場合、少なくとも２つの受信構造体のそれぞれ１つの第１の受信コイルが、正弦チャネルを形成することができ、少なくとも２つの受信構造体のそれぞれ１つの第２の受信コイルが、余弦チャネルを形成することができる。少なくとも２つの測定信号は、正弦チャネルの信号と、余弦チャネルの信号とをそれぞれ含み、少なくとも１つの評価・制御ユニットは、本体の回転運動の対応する情報を逆正接関数によって決定するように構成されている。代替的に、少なくとも２つの受信構造体は、周期的に反復するループ構造体を備えた少なくとも３つの受信コイルをそれぞれ有し得るものであり、少なくとも３つの受信コイルが１つの多相システムを形成する。この場合、少なくとも１つの評価・制御ユニットは、多相システムの信号の適当な位相変換を実施し、それぞれの測定信号を逆正接関数によって決定するように構成されている。

誘導式センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、少なくとも１つの評価・制御ユニットは、回転可能な本体の第１の区分と回転可能な本体の第２の区分との間の差分角度、及び／又は、回転可能な本体の絶対回転角度を、少なくとも２つの相異なる測定信号から特定するように構成可能である。次いで、少なくとも１つの差分角度から、回転可能な本体に作用するトルクを計算することができる。

本発明の実施例を図面に示し、以下の記載において、より詳細に説明する。図面においては、同一又は類似の機能を実施するコンポーネント又は要素には、同一の参照符号が付されている。

本発明に係る誘導式センサ装置の第１の実施例の概略図である。 透明に図示された回路支持体を備えた、図１の本発明に係るセンサ装置の概略平面図である。 透明に図示された回路支持体を備えた、本発明に係るセンサ装置の第２の実施例の概略平面図である。 図１乃至図３の本発明に係る誘導式センサ装置のための評価・制御ユニットの実施例の概略ブロック図である。

発明の実施形態
図１乃至図４から見て取れるように、回転軸線ＤＡを中心として回転可能な本体３の回転運動を検出するための本発明に係る誘導式センサ装置１，１Ａ，１Ｂの図示の実施例は、回転軸線ＤＡを中心として回転可能な少なくとも２つの結合装置５，５Ａ１，５Ａ２，５Ｂ，５Ｃと、少なくとも１つの測定値検出装置１０とをそれぞれ含み、少なくとも１つの測定値検出装置１０は、少なくとも１つの励起構造体１２，１２Ａ，１２Ｂと、少なくとも２つの受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとを備えた複層の回路支持体７を含み、少なくとも２つの受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、少なくとも２つの結合装置５，５Ａ１，５Ａ２，５Ｂ，５Ｃのうちの１つにそれぞれ対応付けられている。少なくとも１つの励起構造体１２，１２Ａ，１２Ｂは、少なくとも１つの発振器回路２８に結合されており、少なくとも１つの発振器回路２８は、動作中、少なくとも１つの周期的な交番信号ＷＳ１，ＷＳ２を少なくとも１つの励起構造体１２，１２Ａ，１２Ｂに入力する。少なくとも２つの結合装置５，５Ａ１，５Ａ２，５Ｂ，５Ｃは、少なくとも１つの励起構造体１２，１２Ａ，１２Ｂと、対応する受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃとの間の誘導結合にそれぞれ影響を及ぼす。少なくとも１つの伝達装置３０が、回転軸線ＤＡを中心とした回転可能な本体３の回転運動を、所定の伝達比で、少なくとも２つの結合装置５のうちの少なくとも１つの第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２へと同軸上で伝達し、これにより、少なくとも第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２は、回転軸線ＤＡを中心として、回転可能な本体３とは異なる回転数で回転する。この場合、少なくとも２つの受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのうちの少なくとも２つの受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、有意に重なり合うことなく回路支持体７上に同心状に配置されている。少なくとも１つの評価・制御ユニット２０が、少なくとも２つの受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃにおいて誘導された信号を評価し、少なくとも２つの受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、これらの信号を、本体３の回転運動に関する情報を表す少なくとも２つの相異なる測定信号ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３として供給する。

図１乃至図３からさらに見て取れるように、図示の実施例における本発明に係る誘導式センサ装置１，１Ａ，１Ｂは、３つの受信構造体１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと、３つの結合装置５Ａ１，５Ａ２，５Ｂ，５Ｃと、評価・制御ユニット２０と、をそれぞれ含む。この場合、第１の受信構造体１４Ａは、第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２に対応付けられており、回路支持体７の第１の側７．１に、ここでは下側に配置されている。第２の受信構造体１４Ｂは、第２の結合装置５Ｂに対応付けられており、同様に回路支持体７の第１の側７．１に配置されている。第３の受信構造体１４Ｃは、第３の結合装置５Ｃに対応付けられており、回路支持体７の第２の側７．２に配置されている。図１乃至図３からさらに見て取れるように、第１の励起構造体１２Ａは、回路支持体７の第１の側７．１に配置されており、第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２及び第２の結合装置５Ｂに面している。第２の励起構造体１２Ｂは、回路支持体７の第２の側７．２に配置されており、第３の結合装置５Ｃに面している。したがって、回路支持体７の第１の側７．１は、第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２及び第２の結合装置５Ｂに面しており、その一方で、回路支持体７の第２の側７．２は、第３の結合装置５Ｃに面している。さらに、第２の結合装置５Ｂ及び第３の結合装置５Ｃは、トーションバー３Ａとして形成された回転可能な本体３に直接的に接続されている。このことはつまり、トーションバー３Ａの回転運動が、第２の結合装置５Ｂ及び第３の結合装置５Ｃの回転運動に対応するということを意味する。第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２は、伝達装置３０を介してトーションバー３Ａに接続されている。したがって、第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２の回転運動は、伝達装置３０の伝達比に依存して、トーションバー３Ａとして形成された回転可能な本体３の回転運動に対して変速又は減速されている。

図１乃至図３からさらに見て取れるように、励起構造体１２は、少なくとも１つの励起コイルをそれぞれ有する。図示の実施例における受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、周期的に反復するループ構造体を備えた２つの受信コイルをそれぞれ有する。この場合、受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのそれぞれ１つの第１の受信コイルが、正弦チャネルを形成し、受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのそれぞれ１つの第２の受信コイルが、余弦チャネルを形成する。したがって、対応する測定信号ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３は、正弦チャネルの信号と、余弦チャネルの信号とをそれぞれ含む。評価・制御ユニットは、本体３の回転運動の対応する情報を逆正接関数によって決定する。個々の受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのループ構造体同士が交差することを回避するために、ループ構造体の複数の区分が、回路支持体７の複数の異なる層に配置されている。それぞれのループ構造体の個々の区分は、詳細には図示されていないスルーホールコンタクトを介して相互に電気的に接続されている。

誘導式センサ装置１の図示されていない代替的な実施例においては、受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、周期的に反復するループ構造体を備えた３つの受信コイルをそれぞれ有し、これらの３つの受信コイルが１つの多相システムを形成する。この場合、評価・制御ユニット２０は、多相システムの信号の適当な位相変換を実施し、それぞれの測定信号ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３を逆正接関数によって決定する。

図２及び図３からさらに見て取れるように、第１の励起構造体１２Ａと、第１の受信構造体１４Ａ及び第２の受信構造体１４Ｂとは、有意に重なり合うことなく回路支持体７の第１の側７．１に同心状に配置されている。この場合、第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２に対応付けられた第１の受信構造体１４Ａは、第１の励起構造体１２Ａの半径方向外側に配置されている。第２の結合装置５Ｂに対応付けられた第２の受信構造体１４Ｂは、第１の励起構造体１２Ａの半径方向内側に設けられている。さらに、第２の励起構造体１２Ｂ及び第３の受信構造体１４Ｃは、有意に重なり合うことなく回路支持体７の第２の側７．２に同心状に配置されている。この場合、第３の結合装置５Ｃに対応付けられた第３の受信構造体１４Ｃは、第２の励起構造体１２Ｂの半径方向内側に配置されている。

図１乃至図３からさらに見て取れるように、第２の結合装置５Ｂに対応付けられた第２の受信構造体１４Ｂと、第３の結合装置５Ｃに対応付けられた第３の受信構造体１４Ｃとは、回路支持体７の複数の異なる層に配置されており、少なくとも部分的に重なり合っている。

図１乃至図３からさらに見て取れるように、結合装置５，５Ａ１，５Ａ２，５Ｂ，５Ｃは、所定数の導電性の結合セグメント５．１，５．１Ａ，５．１Ｂ，５．１Ｃをそれぞれ有し、これらの所定数の導電性の結合セグメント５．１，５．１Ａ，５．１Ｂ，５．１Ｃは、受信構造体１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃにおいて誘導される信号の周期性を規定する。図示の実施例においては、第１の結合装置５Ａ１，５Ａ２は、一例として１５個の導電性の結合セグメント５．１Ａを有する。第２の結合装置５Ｂは、４つの導電性の結合セグメント５．１Ｂを有し、第３の結合装置５Ｃは、７つの導電性の結合セグメント５．１Ｃを有する。

図１及び図２からさらに見て取れるように、誘導式センサ装置１Ａの図示の第１の実施例における第１の結合装置５Ａ１は、歯付きディスクとして形成されており、回路支持体７の第１の側７．１に面している。導電性の結合セグメント５．１Ａは、歯として形成されており、切欠部によって相互に分離されている。この場合、第１の結合装置５Ａ１の導電性の結合セグメント５．１Ａは、外側の短絡リング５．２Ｂを介して相互に接続されている。誘導式センサ装置１の図示されていない代替的な実施例においては、第１の結合装置５Ａ１の導電性の結合セグメント５．１Ａに、少なくとも１つの半径方向スリットがそれぞれ導入されており、この少なくとも１つの半径方向スリットによって外側の短絡リング５．２Ｂが分離されている。

図３からさらに見て取れるように、誘導式センサ装置１Ｂの図示の第２の実施例における第１の結合装置５Ａ２も同様に、歯付きディスクとして形成されており、回路支持体７の第１の側７．１に面している。第１の実施例とは異なり、誘導式センサ装置１Ｂの第２の実施例における歯として形成された導電性の結合セグメント５．１Ａは、内側の短絡リング５．２Ａを介して相互に接続されている。誘導式センサ装置１の図示されていない代替的な実施例においては、第１の結合装置５Ａ２の導電性の結合セグメント５．１Ａに、少なくとも１つの半径方向スリットがそれぞれ導入されており、この少なくとも１つの半径方向スリットによって内側の短絡リング５．２Ａが分離されている。

図１乃至図３からさらに見て取れるように、第２の結合装置５Ｂ及び第３の結合装置５Ｃは、羽根として形成された導電性の結合セグメント５．１Ｂ，５．１Ｃを備えたロータとしてそれぞれ構成されており、２つの結合装置５Ｂ，５Ｃの導電性の結合セグメント５．１Ｂ，５．１Ｃの個数は、それぞれ異なっている。

誘導式センサ装置１，１Ａ，１Ｂの図示の実施例においては、伝達装置３０は、遊星歯車伝動装置３０Ａとして構成されている。図示されていない代替的な実施例においては、伝達装置は、歯車システム又は歯車伝動装置として構成されている。

図４からさらに見て取れるように、評価・制御ユニット２０に配置された発振器回路２８は、２つの周期的な交番信号ＷＳ１，ＷＳ２を生成する。この場合、図示の実施例においては、第１の交番信号ＷＳ１が、第１の励起構造体１２Ａに入力され、第２の交番信号ＷＳ２が、第２の励起構造体１２Ｂに入力される。さらに、評価・制御ユニット２０は、第１の受信構造体１４Ａから第１の測定信号を受信し、第２の受信構造体１４Ｂから第２の測定信号ＭＳ２を受信し、第３の受信構造体１４Ｃから第３の測定信号ＭＳ３を受信する。信号処理ブロック２２は、測定信号ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３を多重化及び復調し、対応するアナログの回転角度信号ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３を生成し、これらのアナログの回転角度信号ＤＷ１，ＤＷ２，ＤＷ３は、アナログ／デジタル変換器２４によって順次にデジタル化され、論理ブロック２６に転送される。この場合、第１の回転角度信号ＤＷ１は、第１の測定信号ＭＳ１を表し、第２の回転角度信号ＤＷ２は、第２の測定信号ＭＳ２を表し、第３の回転角度信号ＤＷ３は、第３の測定信号ＭＳ３を表す。評価・制御ユニット２０の論理ブロック２６は、第１の回転角度信号ＤＷ１及び第２の回転角度信号ＤＷ２から、３６０度又は回転可能な本体３の一回転よりも大きい一意性範囲内にある回転可能な本体３の絶対回転角度を特定する。評価・制御ユニット２０の論理ブロック２６は、第２の回転角度信号ＤＷ２及び第３の回転角度信号ＤＷ３から、回転可能な本体３の第１の区分と回転可能な本体３の第２の区分との間の差分角度を特定する。この差分角度から、トーションバー３Ａとして形成された回転可能な本体３に作用するトルクを特定することができる。

Claims (15)

1. 回転軸線（ＤＡ）を中心として回転可能な本体（３）の回転運動を検出するための誘導式センサ装置（１）であって、
   前記誘導式センサ装置（１）は、前記回転軸線（ＤＡ）を中心として回転可能な少なくとも２つの結合装置（５）と、少なくとも１つの測定値検出装置（１０）とを備え、
   前記少なくとも１つの測定値検出装置（１０）は、少なくとも１つの励起構造体（１２）と、少なくとも２つの受信構造体（１４）とを備えた複層の回路支持体（７）を含み、
   前記少なくとも２つの受信構造体（１４）は、前記少なくとも２つの結合装置（５）のうちの１つにそれぞれ対応付けられており、
   前記少なくとも１つの励起構造体（１２）は、少なくとも１つの発振器回路（２６）に結合されており、
   前記少なくとも１つの発振器回路（２６）は、動作中、少なくとも１つの周期的な交番信号（ＷＳ１，ＷＳ２）を前記少なくとも１つの励起構造体（１２）に入力し、
   前記少なくとも２つの結合装置（５）は、前記少なくとも１つの励起構造体（１２）と、対応する前記受信構造体（１４）との間の誘導結合にそれぞれ影響を及ぼすように構成されており、
   少なくとも１つの伝達装置（３０）が、前記回転軸線（ＤＡ）を中心とした前記回転可能な本体（３）の回転運動を、所定の伝達比で、前記少なくとも２つの結合装置（５）のうちの少なくとも１つの第１の結合装置（５Ａ１，５Ａ２）へと同軸上で伝達するように構成されており、
   これにより、少なくとも前記第１の結合装置（５Ａ１，５Ａ２）は、前記回転軸線（ＤＡ）を中心として、前記回転可能な本体（３）とは異なる回転数で回転し、
   前記少なくとも２つの受信構造体（１４）のうちの少なくとも２つの受信構造体（１４）は、有意に重なり合うことなく前記回路支持体（７）上に同心状に配置されており、
   少なくとも１つの評価・制御ユニット（２０）が、前記少なくとも２つの受信構造体（１４）において誘導された信号を評価するように構成されており、
   前記少なくとも２つの受信構造体（１４）は、前記信号を、前記本体（３）の前記回転運動に関する情報を表す少なくとも２つの相異なる測定信号（ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３）として供給する、
   誘導式センサ装置（１）。
2. 前記少なくとも１つの励起構造体（１２）と、前記少なくとも２つの受信構造体（１４）とは、同心状に配置されている、
   請求項１に記載の誘導式センサ装置（１）。
3. 前記少なくとも１つの励起構造体（１２）と、前記少なくとも２つの受信構造体（１４）とは、有意に重なり合うことなく前記回路支持体（７）上に同心状に配置されている、
   請求項２に記載の誘導式センサ装置（１）。
4. 前記第１の結合装置（５Ａ１，５Ａ２）に対応付けられた少なくとも１つの第１の受信構造体（１４Ａ）が、前記少なくとも１つの励起構造体（１２）の半径方向外側に配置されており、
   少なくとも１つのさらなる受信構造体（１４Ｂ，１４Ｃ）が、前記少なくとも１つの励起構造体（１２）の半径方向内側で、前記回路支持体（７）上に配置されている、
   請求項３に記載の誘導式センサ装置（１）。
5. 前記少なくとも１つの伝達装置（３０）は、遊星歯車伝動装置（３０Ａ）又は歯車システムとして構成されている、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の誘導式センサ装置（１）。
6. 前記少なくとも２つの結合装置（５）は、所定数の導電性の結合セグメント（５．１）をそれぞれ有し、
   前記所定数の導電性の結合セグメント（５．１）は、前記少なくとも２つの受信構造体（１４）において誘導される信号の周期性を規定する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の誘導式センサ装置（１）。
7. 前記第１の結合装置（５Ａ１，５Ａ２）は、歯付きディスクとして形成されていて、前記回路支持体（７）の第１の側（７．１）に面しており、
   前記導電性の結合セグメント（５．１）は、歯として形成されていて、切欠部によって相互に分離されている、
   請求項６に記載の誘導式センサ装置（１）。
8. 前記第１の結合装置（５Ａ１，５Ａ２）の前記導電性の結合セグメント（５．１）は、内側の短絡リング（５．２Ａ）又は外側の短絡リング（５．２Ｂ）を介して相互に接続されている、
   請求項７に記載の誘導式センサ装置（１）。
9. 前記第１の結合装置（５Ａ１，５Ａ２）の前記導電性の結合セグメント（５．１）に、少なくとも１つの半径方向スリットがそれぞれ導入されており、
   前記少なくとも１つの半径方向スリットによって前記内側の短絡リング（５．２Ａ）又は前記外側の短絡リング（５．２Ｂ）が分離されている、
   請求項８に記載の誘導式センサ装置（１）。
10. 第２の結合装置（５Ｂ）及び第３の結合装置（５Ｃ）は、羽根として形成された導電性の結合セグメント（５．１）を備えたロータとしてそれぞれ構成されており、
    ２つの前記結合装置（５Ｂ，５Ｃ）の前記導電性の結合要素（５．１）の個数は、それぞれ異なっており、
    前記第２の結合装置（５Ｂ）は、前記回路支持体（７）の第１の側（７．１）に面しており、前記第３の結合装置（５Ｃ）は、前記回路支持体（７）の第２の側（７．２）に面している、
    請求項６乃至９のいずれか一項に記載の誘導式センサ装置（１）。
11. ２つの前記結合装置（５Ｂ，５Ｃ）に対応付けられた前記受信構造体（１４Ｂ，１４Ｃ）は、前記回路支持体（７）の複数の異なる層に配置されており、少なくとも部分的に重なり合っている、
    請求項１０に記載の誘導式センサ装置（１）。
12. 前記少なくとも２つの受信構造体（１４）は、周期的に反復するループ構造体を備えた少なくとも１つの受信コイルをそれぞれ有する、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の誘導式センサ装置（１）。
13. 前記少なくとも２つの受信構造体（１４）のそれぞれ１つの第１の受信コイルが、正弦チャネルを形成し、
    前記少なくとも２つの受信構造体（１４）のそれぞれ１つの第２の受信コイルが、余弦チャネルを形成し、
    前記少なくとも２つの測定信号（ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３）は、前記正弦チャネルの信号と、前記余弦チャネルの信号とをそれぞれ含み、
    前記少なくとも１つの評価・制御ユニットは、前記本体（３）の前記回転運動の対応する情報を逆正接関数によって決定するように構成されている、
    請求項１２に記載の誘導式センサ装置（１）。
14. 前記少なくとも２つの受信構造体（１４）は、周期的に反復するループ構造体を備えた少なくとも３つの受信コイルをそれぞれ有し、前記少なくとも３つの受信コイルは、１つの多相システムを形成し、
    前記少なくとも１つの評価・制御ユニット（２０）は、前記多相システムの信号の適当な位相変換を実施し、それぞれの前記測定信号（ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３）を逆正接関数によって決定するように構成されている、
    請求項１２に記載の誘導式センサ装置（１）。
15. 前記少なくとも１つの評価・制御ユニット（２０）は、前記回転可能な本体（３）の第１の区分と前記回転可能な本体（３）の第２の区分との間の差分角度、及び／又は、前記回転可能な本体（３）の絶対回転角度を、前記少なくとも２つの相異なる測定信号（ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３）から特定するように構成されている、
    請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の誘導式センサ装置（１）。