(57)【要約】  本発明は、ステータエレメント（１２）と、このステータエレメント（１２）に対して回転軸線（Ａ）を中心として回転可能に支持されたロータエレメント（１４）とを含み、ロータエレメント（１４）とステータエレメント（１２）との間の誘導結合により回転角度を検出可能である、回転角度センサ（１０）に関する。ここで、ステータエレメント（１２）に少なくとも１つの補償エレメントが配置されており、少なくとも１つの補償エレメントは、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とを含む。ここで、ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）を有する。ここで、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）は、少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）によって電磁的な補償交流場が送信される際に、少なくとも１つの補償受信コイル（３０）内に誘導される補償交流電圧が、主として、回転軸線（Ａ）に関するステータエレメント（１２）とロータエレメント（１４）との相互の半径方向の相対配置に依存するように、ロータエレメント（１４）に配置されており、かつ、補償エレメントの少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とに誘導結合されている。
2019520577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータエレメント（１２）と、
前記ステータエレメント（１２）に対して回転軸線（Ａ）を中心として回転可能に支持されたロータエレメント（１４）と、
を含み、
前記ロータエレメント（１４）と前記ステータエレメント（１２）との間の誘導結合により回転角度が検出可能である、回転角度センサ（１０）において、
前記ステータエレメント（１２）に少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）が配置されており、
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）は、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）を有し、
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）は、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）によって前記電磁的な補償交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）内に誘導される補償交流電圧が、主として、前記回転軸線（Ａ）に関する前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との相互の半径方向の相対配置に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されており、かつ、前記補償エレメント（１，２，３）の前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と前記補償エレメント（１，２，３）の前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とに誘導結合されていることを特徴とする、回転角度センサ（１０）。
【請求項２】
前記ステータエレメント（１２）は、電磁的な角度検出交流場を送信する少なくとも１つの角度検出送信コイル（２２）と、複数の電磁的な交流場を検出する少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）を有し、
特に前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、前記回転軸線（Ａ）に関して円環扇形状に構成されており、
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、前記少なくとも１つの角度検出送信コイル（２２）によって前記電磁的な角度検出交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）内に少なくとも１つの第１の交流電圧が誘導されるように、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）に誘導結合されており、
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）内に誘導された前記第１の交流電圧が、特に主として、前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との間の回転角度に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されている、
請求項１に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）又は前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）は、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）の半径方向外側に位置している、
請求項２に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの補償送信コイル（２８）は、前記補償交流場を形成するように前記ステータエレメント（１２）に配置されており、前記少なくとも１つの角度検出送信コイル（２２）は、前記角度検出交流場を形成するように前記ステータエレメント（１２）に配置されている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）の巻線は、前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）に関して、前記回転軸線（Ａ）に対して半径方向で少なくとも部分的に前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）に重なるように配置されており、
特に前記第１の導電性部分（３２，３６）の半径方向の広がりは、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）の半径方向の広がりより小さい、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３６）は、前記ロータエレメント（１４）を取り囲むように周方向に延在する導電性円環（３６）である、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）は、前記回転軸線（Ａ）から半径方向に延在しており、
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、半径方向で前記回転軸線（Ａ）へ向かって延在するように、前記第１の導電性部分（３２）に接続されており、
前記第２の導電性部分（２６）は、半径方向で見て、前記回転軸線（Ａ）と前記第１の導電性部分（３２）との間に配置されており、
半径方向で見て、前記第２の導電性部分（２６）と前記第１の導電性部分（３２）との間に、好ましくは周方向に延在する、好ましくは円環扇形状の空隙（３４）又はスリット（３４）が設けられている、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項８】
半径方向における前記空隙（３４）又は前記スリット（３４）の広がり（Ｄ３）は、前記補償受信コイル（３０）の半径方向の広がり（Ｄ１）と前記第１の導電性部分（３２，３６）の半径方向の広がり（Ｄ２）との差の少なくとも５０％である、
請求項６又は７に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）及び前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）は、前記回転軸線（Ａ）に関して半径方向で相互に接続している、特に円環扇形状の面（３８）を形成しており、
特に前記第１の導電性部分（３２）は、前記空隙（３４）又は前記スリット（３４）を含む、
請求項７に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）は、同数の第１の部分巻線（３０ａ）と第２の部分巻線（３０ｂ）とを含み、前記第１の部分巻線（３０ａ）及び前記第２の部分巻線（３０ｂ）は、前記電磁的な補償交流場によって、第１の巻線（３０ａ）又は前記第１の部分巻線（３０ａ）内に第１の交流電圧成分が誘導され、第２の巻線（３０ｂ）又は前記第２の部分巻線（３０ｂ）内に反対符号の第２の交流電圧成分が誘導されるように、相互にかつ前記回転軸線（Ａ）に関して配置されており、
前記第１の交流電圧成分及び前記第２の交流電圧成分は、前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）の、前記回転軸線（Ａ）に関して設定された半径方向配置において補償される、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）の数と前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）の数とが一致する、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１２】
前記ステータエレメント（１２）において、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内、好ましくは１８０°の最大角度までの設定された部分円内に少なくとも２つの補償受信コイル（３０）が配置されており、前記ロータエレメント（１４）において、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内、好ましくは１８０°の最大角度までの設定された部分円内に少なくとも２つの第１の導電性部分（３２）が設けられている、
及び／又は、
前記少なくとも２つの補償受信コイル（３０）及び前記少なくとも２つの第１の導電性部分（３２）が、前記ステータエレメント（１２）又は前記ロータエレメント（１４）の周方向で、設定された角度、特に７０°乃至１００°、好ましくは９０°だけずらされて配置されている、
請求項１０に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）用のステータエレメント（１２）において、
前記ステータエレメント（１２）に少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）が配置されており、
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）は、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）を有し、
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）は、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）によって前記電磁的な補償交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）内に誘導される補償交流電圧が、主として、前記回転軸線（Ａ）に関する前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との相互の半径方向の相対配置に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されており、かつ、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）に誘導結合可能であることを特徴とする、ステータエレメント（１２）。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）用のロータエレメント（１４）において、
前記ロータエレメント（１４）は、ステータエレメント（１２）に対して回転軸線（Ａ）を中心として回転可能に支持可能であり、
前記ステータエレメント（１２）に少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）が配置されており、
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）は、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）を有し、
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）は、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）によって前記電磁的な補償交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）内に誘導される補償交流電圧が、主として、前記回転軸線（Ａ）に関する前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との相互の半径方向の相対配置に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されており、かつ、前記補償送信コイル（２２，２８）に誘導結合可能であることを特徴とする、ロータエレメント（１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、回転角度センサ並びに回転角度センサ用のステータエレメント及びロータエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータ上にターゲットに誘導結合された回転角度センサのステータに送信コイル及び受信コイルを配置し、送信コイルによって電磁的な交流場が送信される際に受信コイル内に交流電圧が誘導されるようにすることにより、誘導された交流電圧に依存して回転角度を検出することができる。このことは、例えば欧州特許第０９０９９５５号明細書（ＥＰ０９０９９５５Ｂ１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第０９０９９５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明の開示
本発明は、実際のセンサにおいてステータエレメント及びロータエレメントの相対位置に関連する軸受遊び又は製造差に起因してトレランスが発生することがあり、このトレランスが例えば測定される回転角度の精度に関連する性能を充足することができなくなるほど大きくなり得るという認識を基礎としている。
【０００５】
従って、ロータエレメント又はロータに対して相対的なステータエレメント又はステータにつき理想的な位置、例えばセンタリングされた位置からの半径方向の偏差がある場合にも、角度検出のための測定信号にここで生じた変化を補償する回転角度センサを提供することへの需要が存在し得る。
【０００６】
利点
従って、本発明の課題は、改善された回転角度センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１に記載の回転角度センサ、並びに、後方の各請求項に記載のステータエレメント及びロータエレメントによって解決される。
【０００８】
本発明のさらなる有利な各構成は、各従属請求項に示されている。
【０００９】
対応する回転角度センサは、ステータエレメントと、このステータエレメントに対して回転軸線を中心として回転可能に支持されたロータエレメントとを含み、ロータエレメントとステータエレメントとの間の誘導結合により回転角度を検出可能である、回転角度センサにおいて、ステータエレメントに少なくとも１つの補償エレメントが配置されており、少なくとも１つの補償エレメントは、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイルと、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイルとを含み、ロータエレメントは、少なくとも１つの第１の導電性部分を有し、この少なくとも１つの第１の導電性部分は、少なくとも１つの補償送信コイルによって電磁的な補償交流場が送信される際に、少なくとも１つの第１の補償受信コイル内に誘導される補償交流電圧が、主として、回転軸線に関するステータエレメントとロータエレメントとの相互の半径方向の相対配置に依存するように、ロータエレメントに配置されており、かつ、補償エレメントの少なくとも１つの補償送信コイルと補償エレメントの少なくとも１つの補償受信コイルとに誘導結合されている。
【００１０】
ここで、補償交流電圧は回転角度にも依存し得ることを理解されたい。ただし、好ましくは、補償エレメントは、ロータエレメントとステータエレメントとの定められた配置における純粋な回転運動が補償交流電圧を全く又は僅かしか変化させないように形成される。ステータエレメントとロータエレメントとの半径方向のずれ、例えば回転軸線に関する軸受遊びによる偏心配置のみでも、補償交流電圧は測定可能に変化する。好ましくは、補償交流電圧は、大きさ又は振幅の点で、定義された半径方向の配置からの偏差に依存して及び／又はこの偏差に比例して変化する。例えば、半径方向の偏差が増大するにつれ、振幅も増大し得る。補償交流電圧は、チャート状の軸線系における一方向に沿ったずれに対してのみ感応性を有するように構成可能である。この場合、回転軸線に対して共直線でなく相互に配置された２つの補償エレメントを設けることにより、回転軸線に対して垂直な平面における全ての方向のずれについても感度を得ることができる。
【００１１】
「導電性を有する」セクションとは、本明細書においては「導電性部分」とも理解することができる。ここで、一般に絶縁材と称されている又は絶縁材として使用されているプラスチックは、本明細書においては「導電性を有する」もの又は「導電性の」ものとは見なさない。例示にすぎないが、金属薄板は導電性を有し得るし、又は、導電性のものとなり得る。
【００１２】
電磁的な補償交流場の送信により、少なくとも１つの第１の補償受信コイル内に補償交流電圧が誘導される。ここで、いわゆるターゲットとも称し得る、ロータエレメントの第１の導電性部分が、誘導結合のために使用される。ここでの誘導結合は、ターゲットと補償エレメントとの半径方向の相対配置に依存する。ターゲットはロータエレメントに配置されており、補償エレメントはステータエレメントに配置されている。このため、ロータエレメントとステータエレメントとの半径方向の相対配置は、補償エレメントとターゲットとの間の誘導結合に依存して、誘導される補償交流電圧に影響する。よって、誘導される補償交流電圧を監視することにより、ロータエレメントとステータエレメントとの半径方向の相対配置を監視することができる。ロータエレメントの第１の導電性部分又はターゲットによる少なくとも１つの補償受信コイルの相対的なカバー率に応じて、補償送信コイルにより誘導される電圧の振幅が変化する。
【００１３】
有利には、ステータエレメントは、電磁的な角度検出交流場を送信する少なくとも１つの角度検出送信コイルと、複数の電磁的な交流場を検出する少なくとも１つの角度検出受信コイルとを含み、ロータエレメントは、少なくとも１つの第２の導電性部分を有する。この場合、例えば、少なくとも１つの第２の導電性部分は、回転軸線に関して、円環扇形状に構成することができる。ここで、少なくとも１つの第２の導電性部分は、少なくとも１つの角度検出送信コイルによって電磁的な角度検出交流場が送信される際に、少なくとも１つの角度検出受信コイル内に少なくとも１つの角度検出交流電圧が誘導されるように、少なくとも１つの角度検出受信コイルに誘導結合され、少なくとも１つの第２の導電性部分は、少なくとも１つの角度検出受信コイル内に誘導された第１の交流電圧が、ステータエレメントとロータエレメントとの成す回転角度に依存するように、ロータエレメントに配置される。特に有利には、誘導される角度検出交流電圧は、主として、ステータエレメントとロータエレメントとの成す回転角度に依存する。これにより特にコンパクトな配置が得られる。なぜなら、角度検出にとって重要な第２のセクションと、補償にとって重要な第１のセクションとを、単一のターゲット内、例えばロータエレメント内又はロータ内に構成することができるからである。
【００１４】
有利には、少なくとも１つの補償エレメント又は少なくとも１つの補償受信コイルが、少なくとも１つの角度検出受信コイルの半径方向外側に位置する。これにより、半径方向の偏差を特に確実に識別可能である。というのは、このようにすることで、角度検出コイルと補償コイルとの相互影響が最小化されるからである。
【００１５】
有利には、少なくとも１つの補償送信コイルが補償交流場を形成し、かつ、少なくとも１つの角度検出送信コイルが角度検出交流場を形成するように、ステータエレメントに配置される。これにより、ケーブル又は導体路の簡単なガイドによってコイルどうしを接続することができる。
【００１６】
有利には、少なくとも１つの角度検出送信コイルが、半径方向外側で少なくとも１つの角度検出受信コイルを周方向で取り囲むように配置される。これにより、回路板上の特にコンパクトな構造が可能となる。従って、特に有利には、ステータエレメントを単一の回路板上に配置することができる。
【００１７】
有利には、少なくとも１つの補償受信コイルの巻線は、少なくとも１つの第１の導電性部分に対して、回転軸線に関する半径方向で少なくとも部分的に、第１の導電性部分に重なるように配置される。ここで、例えば、第１の導電性部分の半径方向の広がりは、少なくとも１つの補償受信コイルの半径方向の広がりより小さくてよい。これにより、補償交流電圧の変化分又は誘導される補償交流電圧の実際値を特に良好に検出可能である。この場合、補償交流電圧は、少なくとも１つの補償送信コイルの電磁的な補償交流場によって、少なくとも１つの第１の導電性部分との結合において、少なくとも１つの第１の補償受信コイル内に誘導される。半径方向に沿った少なくとも１つの第１の導電性部分の小さな位置変化は、こうした幾何学寸法比において特に正確に検出可能となる。従って、回転軸線に関するステータエレメントとロータエレメントとの相互の半径方向の相対配置の小さな偏差も、識別可能となる。例えば、このようにして、定められた基準位置からの偏差、例えば回転軸線に関するステータエレメントとロータエレメントとのセンタリング位置からの偏差を、特に正確に検出可能である。
【００１８】
有利には、少なくとも１つの第１の導電性部分は、ロータエレメントを取り囲むように周方向に延在する導電性円環である。これにより、単一の補償エレメントのみによって既に偏差の識別が可能である。
【００１９】
有利には、少なくとも１つの第１の導電性部分は、回転軸線から半径方向に延在する。この場合、少なくとも１つの第２の導電性部分は、半径方向で回転軸線へ向かって延在するように、少なくとも１つの第１の導電性部分に接続される。この場合、少なくとも１つの第２の導電性部分は、半径方向で見て、回転軸線と少なくとも１つの第１の導電性部分との間に配置される。この場合、半径方向で見て、少なくとも１つの第２の導電性部分と少なくとも１つの第１の導電性部分との間に、空隙又はスリットが設けられる。当該空隙又はスリットは、円環扇形状であってよく、好ましくは周方向に延在してよい。少なくとも１つの第１の導電性部分の縁と少なくとも１つの第２の導電性部分の縁とが各セクションの相互に向かい合う面において画定している幾何学線は、これらのセクション間の境界を形成する。空隙又はスリットにより、少なくとも１つの第１の導電性部分及び少なくとも１つの第２の導電性部分を形成している各面が、好ましくは当該境界で中断される。これにより、少なくとも１つの第１の導電性部分は少なくとも１つの補償受信コイルに重なり得るが、少なくとも１つの第２の導電性部分は補償受信コイルから離れて位置している。これにより、第２の導電性部分による寄生誘導結合に対する識別のロバスト性が高まる。
【００２０】
有利には、空隙又はスリットの半径方向の広がりは、補償受信コイルの半径方向の広がりと少なくとも１つの第１の導電性部分の半径方向の広がりとの差の少なくとも５０％である。これにより、機能性が改善される。センタリングのケース、即ち、ステータエレメント及びロータエレメントの双方が回転軸線に関してセンタリングされている場合においては、少なくとも１つの第１の導電性部分が例えば各補償受信コイルの巻線間の中央にある。半径方向内側へ向かって偏向が最大となる場合、少なくとも１つの第１の導電性部分は、好ましくは角度検出受信コイルの巻線の完全に外側に位置する。半径方向外側への偏向があり、この偏向において少なくとも１つの第１の導電性部分がまさに補償受信コイル内に位置する場合、同時に、少なくとも１つの第２の導電性部分が半径方向内側へ向かって補償受信コイルに全く又は最小限しか重ならないことが保証される。よって、半径方向外側へ向かうずれに対し、少なくとも１つの第２の導電性部分は、補償受信コイルに重なるようには配置されない。少なくとも１つの第１の導電性部分は、少なくとも１つの補償受信コイルの半径方向の広がりとして、半径方向に好ましくは最小限の寸法を有する。空隙幅又はスリット幅は、好ましくは、半径方向ずれがある場合、少なくとも１つの第２の導電性部分が少なくとも１つの補償エレメントに重ならず、即ち、間隔が充分に大きいため、少なくとも１つの第２の導電性部分と少なくとも１つの補償エレメントとの間の（強い）誘導結合が生じない大きさに選定される。このようにすれば、少なくとも１つの補償エレメントが少なくとも１つの第１の導電性部分とのみ又は主としてこれとのみ結合し、角度検出に考慮される補償測定結果が少なくとも１つの第２の導電性部分によって誤らないことが保証される。
【００２１】
有利には、少なくとも１つの第２の導電性部分及び少なくとも１つの第１の導電性部分は、回転軸線に関する半径方向で相互に接続している、特に円環扇形状の面を形成しており、ここで特に第１の導電性部分は空隙又はスリットを含む。これにより、単純な、特に一体形の、導電性材料からの製造が可能となる。この場合、空隙又はスリットは、例えば薄板から打ち抜きによって形成可能である。
【００２２】
有利には、少なくとも１つの補償受信コイルは、同数の第１の部分巻線と第２の部分巻線とを含み、これらの第１の部分巻線及び第２の部分巻線は、電磁的な補償交流場によって、第１の部分巻線内に第１の交流電圧成分が誘導され、第２の部分巻線内に反対符号の第２の交流電圧成分が誘導されるように、相互にかつ回転軸線に関して配置される。この場合、第１の交流電圧成分及び第２の交流電圧成分は、少なくとも１つの第１の導電性部分の、回転軸線に関して設定された半径方向配置において補償される。上述した半径方向中央の配置においては、部分巻線内に誘導される交流電圧に、好ましくは０Ｖ（零ボルト）の合成電圧が重なる。従って、一方向又は他の方向での偏差を、誘導電圧の振幅において識別することができる。このために、有利には、各部分巻線は、相互に反対の方向に巻き回される。例えば、ロータエレメント及びステータエレメントが回転軸線に関してセンタリング配置される場合、又は基準位置に相当する位置に配置された場合、少なくとも１つの補償受信コイルに対して少なくとも１つの第１の導電性部分が中央に配置されるように設定することができる。こうして、誘導された補償交流電圧が２つの部分巻線内で補償される。
【００２３】
有利には、少なくとも１つの補償エレメントの数と少なくとも１つの第１の導電性部分の数とが一致する。有利には、ステータエレメントに、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内、好ましくは１８０°の最大角度までの設定された部分円で、２つの補償受信コイルが配置され、ロータエレメントに、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内、好ましくは１８０°の最大角度までの設定された部分円で、２つの第１の導電性部分が設けられる。これに加えて又はこれに代えて、少なくとも２つの補償受信コイル及び少なくとも２つの第１の導電性部分を、ステータエレメント又はロータエレメントの周方向で、設定された角度、特に７０°乃至１００°、好ましくは９０°だけずらして配置してもよい。
【００２４】
これは、回転角度セグメントセンサとして構成された回転角度センサにとって特に都合の良い配置である。例えば１８０°の部分円が選択される場合、３６０°の部分円に対する回転角度センサの構造寸法を１／２とすることができる。付加的に例えば９０°のオフセットが選択される場合、一方では、負のｘ方向及び正のｘ方向の２つの補償受信コイルが原点までの距離が等しい位置に来るように、回転軸線上に原点を有するチャート状の座標系を定めることができる。他方では、正のｙ方向で、同様に１つの補償受信コイルを、原点までの距離が等しい位置に配置することができる。これにより、ステータエレメントに対するロータエレメントの相対配置の半径方向の偏差が、ｘ軸及びｙ軸に沿った偏差の線形結合として測定される。この場合、例えば、回転角度センサのロータエレメントの静止位置において、３つの第１の導電性部分を９０°ずつずらして配置可能である。好ましくは、２つの導電性部分が静止位置で負のｘ方向及び正のｘ方向で原点までの距離が等しい位置に来るように配置され、１つの第１の導電性部分が正のｙ方向で原点までの距離が等しい位置に来るように配置される。これにより、静止位置において、ロータエレメントの、ｘ方向及びｙ方向でのセンタリング位置からの偏差を識別可能である。こうして、ベクトル測定により、直接に水平方向オフセット及び垂直方向オフセットが求められる。これにより、９０°のオフセットにおいて、換算を行う必要なしに、直接にｘ方向トレランス及びｙ方向トレランスを測定することができる。
【００２５】
本発明は、回転角度センサ用の上述した形式のステータエレメント及びロータエレメントにも関する。
【００２６】
本発明の好ましい複数の実施形態を以下に添付図面に即して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】回転角度センサの一部を概略的に示す図である。
【図２】回転角度センサ用のステータの一部を概略的に示す図である。
【図３】第１の実施形態による回転角度センサの一部を概略的に示す図である。
【図４】第１の実施形態による回転角度センサの一部の詳細を概略的に示す図である。
【図５】ａ，ｂ，ｃとも、図４の回転角度センサの各要素の種々の相対配置を概略的に示す図である。
【図６】第２の実施形態によるロータエレメントを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１には、ステータエレメント１２とこのステータエレメント１２に対して回転軸線Ａを中心として回転可能に支持されたロータエレメント１４とを含む回転角度センサ１０が概略的に示されている。
【００２９】
回転角度は、ロータエレメント１４とステータエレメント１２との間の誘導結合によって検出可能である。誘導結合及びその回転角度検出への利用の詳細については、例えば、欧州特許第０９０９９５５号明細書（ＥＰ０９０９９５５Ｂ１）に記載されている。
【００３０】
対応して、ステータエレメント１２は、例えば図１に示されている、電磁的な角度検出交流場を送信する少なくとも１つの角度検出送信コイル２２と、複数の電磁的な交流場を検出する少なくとも１つの角度検出受信コイル２０とを備える。
【００３１】
「半径方向」、「半径方向配置」とは、以下においては、回転軸線Ａからスポーク状に放射する方向又は配置を意味する。「周状」、「周方向」とは、以下においては、主として回転軸線Ａに対して垂直な平面における円周状の方向を意味する。「軸線方向」とは、以下においては、回転軸線Ａに沿った方向を意味する。
【００３２】
回転角度センサ１０用のセンサ回路板は、例えば、少なくとも１つの周状に配置された角度検出送信コイル２２を含み、この角度検出送信コイル２２は、１つ又は複数の巻線を有し、好ましくはプレーナコイルとして構成されている。当該巻線は、充分に大きな電磁的な交流場を形成可能とするため、有利には、多層回路板の複数の平面に実現可能である。少なくとも１つの角度検出送信コイル２２には、０．５Ｖ乃至１０Ｖの範囲の振幅、好ましくは１．５Ｖの振幅と、数メガヘルツの範囲の周波数、好ましくは５ＭＨｚの周波数とを有する交流電圧が印加される。
【００３３】
図２には、回転角度セグメントセンサとして構成された回転角度センサ用の公知の例示的なセンサ回路板のレイアウトが示されている。これは、回転軸線Ａを中心として３６０°延在するように各コイルが設けられているということでなく、各コイルが回転角度センサの設定された測定領域βに適合するように設定された開放角度αで配置されているということを意味する。従って、測定領域βも３６０°より小さい。測定領域βは、基本的には、β＝０°乃至β＝３６０°の全ての角度をカバーすることができるが、有利には、測定領域βは値β＝３６０°／ｎを占める。ここで、ｎは１より大きい自然数である。例えば、測定領域β＝１２０°である。周状の角度検出送信コイル２２の開放角度αは、少なくとも１つの角度検出送信コイル２２の、半径方向に延在する導体路の領域の場の均質性が少なくとも１つの角度検出受信コイル２０に与える影響を小さく保つため、好ましくは、測定領域βより５°乃至１０°大きい。これによりさらに、測定領域βの相対的に均質な起磁力が得られる。
【００３４】
少なくとも１つの角度検出送信コイル２２は、半径方向に延在する複数の導体路を有し、これらの各導体路は円弧によって相互に接続されている。当該円弧状の導体路は、内側へ向かっては内径ｒｉにより、また、外側へ向かっては外径ｒａにより、画定される。外径ｒａは、例えば利用可能な構造空間によって画定され、数十ミリメートルであって、好ましくは２５ｍｍである。内径ｒｉは、シャフトの導入出が可能となる大きさに設計されるが、これが必要ない場合には０ｍｍであってもよい。場の強度を増大するため、少なくとも１つの角度検出送信コイル２２は、センサ回路板の複数の平面に構成することができる。
【００３５】
少なくとも１つの角度検出送信コイル２２の内室には、それぞれ通電の際に種々の方向（時計回り又は反時計回りに）電流が通流する例えば２つの部分巻線から形成された、例えば少なくとも１つの角度検出受信コイル２０が延在している。各部分巻線は、回路板の種々の平面内で、特に、各巻線の交点の箇所に形成可能である。
【００３６】
図３には、回転角度センサ１０の第１の実施形態の平面図が示されている。回転角度センサ１０は、コイル装置２３を有する。当該コイル装置２３は、例えば、図２において説明した少なくとも１つの角度検出送信コイル２２及び少なくとも１つの角度検出受信コイル２０の装置に対応して構成されている。ロータエレメント１４は、少なくとも１つの第１の導電性部分３２を有し、さらに少なくとも１つの第２の導電性部分２６を有する。
【００３７】
少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、好ましくは、回転軸線Ａに関する円環扇形状に構成されている。他の形状、例えば長方形状又は円形状又は一般的な四角形状も同様に可能である。
【００３８】
少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、少なくとも１つの角度検出送信コイル２２によって電磁的な角度検出交流場が送信される際に、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０内に少なくとも１つの角度検出交流電圧が誘導されるように、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０に誘導結合されている。少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０内に誘導された角度検出交流電圧が主としてステータエレメント１２とロータエレメント１４との成す回転角度に依存するように、ロータエレメント１４に配置されている。少なくとも１つの角度検出送信コイル２２、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０及び少なくとも１つの第２の導電性部分２６の配置の詳細並びに回転角度検出の詳細については、欧州特許第０９０９９５５号明細書（ＥＰ０９０９９５５Ｂ１）から公知である。
【００３９】
さらに、ステータエレメントには、少なくとも１つの第１の補償エレメント１、第２の補償エレメント２及び第３の補償エレメント３が配置されている。
【００４０】
当該補償エレメント１，２，３のそれぞれは、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル２８と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル３０とを含む。
【００４１】
少なくとも１つの第１の導電性部分３２は、少なくとも１つの補償送信コイル２８によって電磁的な補償交流場が送信される際に、少なくとも１つの第１の補償受信コイル３０内に誘導される補償交流電圧が、主として、回転軸線Ａに関するステータエレメント１２とロータエレメント１４との相互の半径方向の相対配置に依存するように、ロータエレメント１４に配置されており、かつ、各補償エレメント１，２，３の少なくとも１つの補償送信コイル２８及び少なくとも１つの補償受信コイル３０に誘導結合されている。誘導結合は、例えば回転角度検出について説明したように行われる。つまり、結合係数、即ち、補償受信コイル３０での電圧と補償送信コイル２８での電圧との振幅比は、各補償エレメント１，２，３に対する各第１の導電性部分３２の相対位置に関連する情報、ひいては特にロータエレメント１４に対するステータエレメント１２の半径方向の相対位置に関連する情報を提供する。
【００４２】
補償交流場を形成する少なくとも１つの補償送信コイル２８と、角度検出交流場を形成する少なくとも１つの角度検出送信コイル２２とは、例えばステータエレメント１２に、図１に示したように配置される。
【００４３】
これに代えて、補償受信コイル３０は、ステータエレメント１２の角度検出送信コイル２２内に配置可能である。このようにすれば、回転角度センサ１０又はステータエレメント１２を、さらに小さく又はさらに小さな直径を有するように構成することができる。
【００４４】
少なくとも１つの補償エレメント１，２，３又は少なくとも１つの補償受信コイル３０は、好ましくは、主として回転軸線Ａに対して垂直に延在する平面に対して平行に配置されている。好ましくは、少なくとも１つの補償エレメント１，２，３又は少なくとも１つの補償受信コイル３０は、回転軸線Ａに対して垂直な平面への投影で見て、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０に平面状には重ならない。好ましくは、この場合、少なくとも１つの補償エレメント１，２，３又は少なくとも１つの補償受信コイル３０は、半径方向で少なくとも１つの角度検出受信コイル２０の外側、即ち、回転軸線Ａから見てより遠い位置にある。
【００４５】
少なくとも１つの補償受信コイル３０の巻線は、少なくとも１つの第１の導電性部分３２に対して、回転軸線Ａに関する半径方向で、ロータエレメント１４とステータエレメント１２とをセンタリングした位置において少なくとも部分的に重なって配置可能である。ここで、例えば、少なくとも１つの第１の導電性部分３２の半径方向の広がりは、少なくとも１つの補償受信コイル３０の半径方向の広がりより小さい。
【００４６】
第１の実施形態によれば、少なくとも１つの第１の導電性部分３２は、主として円環扇形状に形成されている。少なくとも１つの第１の導電性部分３２は、第１の実施形態によれば、回転軸線Ａから半径方向外側へ延在する。円環扇形状に代えて、他の形状、例えば長方形状又は円形状も用いることができる。
【００４７】
少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、少なくとも１つの第１の導電性部分３２に半径方向で見て接続しており、回転軸線Ａへ向かって延在している。少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、半径方向で見て、回転軸線Ａと少なくとも１つの第１の導電性部分３２との間に配置されている。半径方向で見て、少なくとも１つの第２の導電性部分２６と少なくとも１つの第１の導電性部分３２との間には、好ましくは周方向に延在する、好ましくは円環扇形状の空隙３４又はスリット３４が設けられている。空隙３４又はスリット３４は、長方形状又は他の形状を有し得る。
【００４８】
好ましくは、少なくとも１つの第２の導電性部分２６と少なくとも１つの第１の導電性部分３２とが、回転軸線Ａに関する半径方向で相互に接続した、特に円環扇形状の面３８を形成し、ここで、特に少なくとも１つの第１の導電性部分３２が空隙３４又はスリット３４を含む。面３８は、他の形状、例えば長方形状又は円形状によって定めることもできる。
【００４９】
角度検出送信コイル２２を含むコイル装置２３が図３に概略的に示されている。角度検出送信コイル２２は、ｘ軸に関して反時計回りに、δ＝２０°乃至δ＝１６０°の円弧として配置されている。その平均の半径方向の広がりＤは、破線で示されており、数十ミリメートルから数百ミリメートルの値、例えば１０ｍｍ乃至２００ｍｍの値を取る。装置の開放角度はα＝１４０°である。他の角度も同様に可能である。
【００５０】
図３には、ステータエレメント１２及びロータエレメント１４の配置の平面図が示されている。ステータエレメント１２には３つの補償エレメント１，２，３が配置されており、さらにコイル装置２３が配置されている。ここで、コイル装置２３は、例えば図２と同様に構成可能である。ロータエレメント１４は、純粋に例示としてであるが、良好な理解のため、第１の導電性部分３２、空隙３４及び第２の導電性部分２６から形成された、単一の台形状のロータセクションによって示されている。ロータエレメントが例えば同数のロータセクション３２，３４，２６も有し得ることが理解される。例えば、補償エレメント１，２，３と同数のロータセクション３２，３４，２６が設けられる。また、補償エレメント１，２，３より少数又は多数のロータセクション３２，３４，２６を設けることもできる。例えば、２つ、３つ又は４つのロータセクション３２，３４，２６が設けられる。ロータセクション３２，３４，２６は、円形扇形状を有してもよいし、又は、円環扇形状の形状であってもよい。
【００５１】
第１の補償エレメント１、第２の補償エレメント２及び第３の補償エレメント３の図示の配置は、δ＝２０°乃至δ＝１６０°の円弧として形成されている。個々の補償エレメント１，２，３は、例えば図３のように、δ＝２５°乃至δ＝５０°の第１の円弧、δ＝７７．５°乃至δ＝１０２．５°の第２の円弧、δ＝１３０°乃至δ＝１５５°の第３の円弧として延在する。第１の補償エレメント１、第２の補償エレメント２及び第３の補償エレメント３は、この場合、半径方向で見て、コイル装置２３の外径ｒａよりも大きな、回転軸線Ａまでの距離を有する。
【００５２】
図４には、第１の実施形態による回転角度センサ１０の一部の図が概略的に示されている。少なくとも１つの補償受信コイル３０は、第１の半径方向の広がりＤ１を有する。少なくとも１つの第１の導電性部分３２は、第２の半径方向の広がりＤ２を有する。ここで、少なくとも１つの第１の導電性部分３２は、半径方向内側へ向かって見て、空隙３４又はスリット３４によって画定される。空隙３４又はスリット３４は、第３の半径方向の広がりＤ３を有する。
【００５３】
空隙３４又はスリット３４の第３の半径方向の広がりＤ３は、好ましくは、少なくとも１つの補償受信コイル３０の第１の半径方向の広がりＤ１と少なくとも１つの第１の導電性部分３２の第２の半径方向の広がりＤ２との差の少なくとも５０％である。
【００５４】
空隙３４若しくはスリット３４又は円環状の少なくとも１つの第１の導電性部分３２に代えて、好ましくはトレランスの測定のみに用いられる他の付加的な構造を設けることもできる。
【００５５】
好ましくは、センタリングのケース、即ち、ロータエレメント１４とステータエレメント１２とが回転軸線Ａに対してセンタリングされており、このため少なくとも１つの第１の導電性部分３２が目標位置にある場合において、少なくとも１つの第１の導電性部分３２が、少なくとも１つの補償受信コイル３０の相補的な巻線３０ａ，３０ｂ間又は部分巻線３０ａ，３０ｂ間の中央に配置される。例えば、各巻線３０ａ，３０ｂ又は部分巻線３０ａ，３０ｂは、０．５×Ｄ１、即ち、第１の半径方向の広がりＤ１の１／２の半径方向の幅又は半径方向の広がりを有する。半径方向外側へ向かう偏向が最大である場合、少なくとも１つの第１の部分３２は、正確に、半径方向外側の巻線３０ａ内又は部分巻線３０ａ内に位置する。これは、０．５×（Ｄ１−Ｄ２）、即ち、少なくとも１つの補償受信コイル３０の第１の半径方向の広がりＤ１と少なくとも１つの第１の導電性部分３２の第２の半径方向の広がりＤ２との差の１／２のずれが生じる場合である。こうしたずれに対して、少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、好ましくは少なくとも１つの補償受信コイル３０の上方に位置しないか、又は少なくとも１つの補償受信コイル３０の半径方向内側の巻線３０ｂ又は部分巻線３０ｂに重ならない。このために、空隙３４又はスリット３４の空隙幅又はスリット幅は上述したように選定される。
【００５６】
少なくとも１つの導電性部分３２は、この場合、好ましくは図４に示したように幅狭であり、即ち、第１の半径方向の広がりＤ１を有する少なくとも１つの補償受信コイル３０よりも小さな第２の半径方向の広がりＤ２を有する。従って、好ましくはＤ２＜Ｄ１が成り立つ。これによりトレランス識別の感度が向上する。
【００５７】
軸受遊び又は製造差に起因して生じるトレランスにより、回転軸線Ａに対する半径方向でのステータエレメント１２及びロータエレメント１４の相対的なずれが生じ得る。回転角度を求める際の当該トレランスに関連する測定誤差を、図３のチャート状の座標系における位置に即して説明する。ここで、回転軸線Ａはｚ軸である。
【００５８】
少なくとも１つの補償送信コイル２８及び少なくとも１つの補償受信コイル３０の配置は、例えば円弧により画定される。これは、図３に示したように、角度位置δ＝２０°から始まる開放角度α＝１４０°を有し、当該角度位置は、コイル装置２３の、周状の角度検出送信コイル２２の開放角度αに相当する。少なくとも１つの第１の導電性部分３２及び少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、上述したように、ｘ軸に関して角度位置δにあり、かつ、回転軸線Ａを中心とした反時計回りの回転に関してチャート状の座標系の原点に位置する。発生し得るクリティカルなトレランスは、ｘ方向のずれΔｘ及びｙ方向のずれΔｙである。これらのずれは、角度位置δに応じて回転角度の測定誤差に種々の強さで影響する。
【００５９】
角度位置δ＝９０°においては、ｘ方向のずれのみが直接に第２の導電性部分２６の回転に対応する。ロータエレメント１４がｘ軸に沿った当該位置でずれると、回転角度センサ１０はこのずれを少なくとも１つの角度検出受信コイル２０によって回転角度として検出する。これは、ロータエレメント１４が誘導結合された少なくとも１つの第２の導電性部分２６とともに、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０に対してずれるからである。これにより交流電圧信号が変化する。ついで、ステータエレメント１２に対するロータエレメント１４の回転を実際には起こさずに、回転角度センサ１０がこの変化を回転角度の変化に割り当てる。ロータエレメント１４の当該位置において、角度誤差への、予測される最大の影響が生じる。当該影響の量は、
Δδｘ，ｍａｘ＝３６０°・Δｘπ・Ｄ
の関係式によって近似することができる。
【００６０】
生じるｙ方向トレランスΔｙが測定誤差に与える影響の量は、この位置で最小となり、無視することができる。なぜなら、ロータエレメント１４による少なくとも１つの角度検出受信コイル２０のカバー率は全く又は僅かしか変化しないからである。
【００６１】
少なくとも１つの第１の導電性部分２６が、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０の、半径方向に延在する境界部に位置する場合、反対の状況が発生する。これは、ロータエレメント１４の回転角度δが約０°乃至１０°の場合である。この場合、測定誤差は、ｙ方向トレランスに著しく強く依存し、ｘ方向トレランスには最小限にしか依存しない。というのは、当該位置において、ｙ方向のずれが小さい場合にも、ロータエレメント１４が、少なくとも１つの角度検出受信コイル２０とのカバー率に強い変化を生じさせるからである。回転角度センサ１０又はこれに結合された評価電子回路により、当該カバー率の変化が、誘導される角度検出交流電圧の変化の形態で検出され、これに応じて変化した回転角度が出力される。ただし、得られるのは、ロータエレメント１４とステータエレメント１２との間のｙ方向のずれのみである。
【００６２】
角度誤差について、ここでは、近似的に、
Δδｙ，ｍａｘ＝ｃｏｓδ・Δδｘ，ｍａｘ＝ｃｏｓδ・３６０°・Δｘπ・Ｄ
が成り立つ。実際のセンサにおいてｘ方向トレランス及びｙ方向トレランスによって生じる誤差は、例えば、上述した少なくとも１つの補償エレメント１，２，３の装置によって識別可能であり、好ましくは回避可能である。好ましくは、補償エレメント１，２，３の数と第１の導電性部分３２の数とが一致する。
【００６３】
好ましくは、ステータエレメント１２には、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内、好ましくは１８０°の最大角度までの設定された部分円で、少なくとも２つの補償受信コイル３０が配置され、ロータエレメント１４には、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内、好ましくは１８０°の最大角度までの設定された部分円で、少なくとも２つの第１の導電性部分３２が設けられる。これに代えて又はこれに加えて、少なくとも２つの補償受信コイル３０及び少なくとも２つの第１の導電性部分３２を、ステータエレメント１２又はロータエレメント１４の周方向で、設定された角度、例えば７０°乃至１００°、好ましくは９０°ずれた状態で配置してもよい。
【００６４】
第１の実施形態においては、少なくとも１つの補償受信コイル３０は、好ましくは、同数の第１の部分巻線３０ａ及び第２の部分巻線３０ｂを含み、これらの各部分巻線３０ａ，３０ｂは、電磁的な補償交流場により、第１の巻線３０ａ又は第１の部分基線３０ａ内に第１の交流電圧成分が誘導され、第２の巻線３０ｂ又は第２の部分巻線３０ｂ内に反対符号の第２の交流電圧成分が誘導されるように、相互にかつ回転軸線Ａに関して配置されている。ここで、第１の交流電圧成分と第２の交流電圧成分とは、回転軸線Ａに関する、少なくとも１つの第１の導電性部分３２の設定された半径方向配置において補償される。
【００６５】
図５のａ，ｂ，ｃは、第１の実施形態による回転角度センサ１０の各要素の相対配置の概略図を示している。各要素は、ｘ方向でのステータエレメント１２とロータエレメント１４との相互に対応する相対位置によって得られる。図５のａの配置においては、少なくとも１つの第１の導電性部分３２が、第１の部分巻線３０ａと第２の部分巻線３０ｂとの移行領域に対して対称に位置している。これにより、２つの交流電圧成分が補償されて、結合係数がゼロとなる。
【００６６】
このことは、少なくとも１つの第１の導電性部分３２が目標位置にあり、回転軸線Ａに関して、少なくとも１つの第２の導電性部分２６の横方向のずれ又は縦方向のずれがないことを意味する。
【００６７】
少なくとも１つの第１の導電性部分３２が例えば負のｘ方向にずれると（図５のｂ）、第１の導電性部分３２が第２の部分巻線３０ｂを覆う面積が増大し、このコイル部分での誘導結合が抑圧される。誘導電圧は第１の部分巻線３０ａ内にとどまり、結合係数は正である。
【００６８】
図５のｃには、少なくとも１つの第１の導電性部分３２が正のｘ方向へずれる逆のケースが示されている。従って、対応して負の結合係数が生じる。
【００６９】
好ましくは、少なくとも２つの補償受信コイル３０は、角度検出受信コイルの測定領域の外側に配置される。特に有利には、少なくとも２つの補償受信コイル３０が使用される際、これら少なくとも２つの補償受信コイル３０は、回転軸線Ａに関して共直線でなく配置可能である。言い換えれば、複数の補償受信コイル３０のうち少なくとも２つは、回転軸線Ａが延在する一直線上に位置しない。このため、２つの結合係数を測定することにより、第２の導電性部分２６のｘ方向ずれ及びｙ方向ずれを逆算することができる。これにより、いずれの時点においても、第２の導電性部分２６の位置が既知となる。好ましくは、対応して、誤った角度信号が補正される。
【００７０】
少なくとも１つの補償受信コイル３０、第１の巻線３０ａ若しくは第１の部分巻線３０ａ、又は、第２の巻線３０ｂ若しくは第２の部分巻線３０ｂの上述した構成に代えて、他の形状も可能である。例えば、第１の巻線３０ａ又は第１の部分巻線３０ａと、第２の巻線３０ｂ又は第２の部分巻線３０ｂとは、平面図内の長方形状の面に展開されていなくてもよい。また、少なくとも１つの補償送信コイル２８又は少なくとも１つの補償受信コイル３０の巻線数は、１より多くてもよい。さらに、少なくとも１つの補償受信コイル３０は、コイル装置２３の少なくとも１つの補償送信コイル２８より回転軸線Ａの近くに配置可能である。代替的に、少なくとも１つの補償受信コイル３０は、少なくとも１つの補償送信コイル２８よりも回転軸線Ａから間隔を置いて配置されてもよい。
【００７１】
図６には、第２の実施形態による回転角度センサ１０の一部が概略的に示されている。当該回転角度センサ１０は、第１の実施形態について説明したのと同様に、ステータエレメント１２に配置されたロータエレメント１４を含む。第１の実施形態とは異なり、第２の実施形態によるロータエレメント１４は、少なくとも１つの第１の導電性部分３２に代えて、周方向に延在する導電性円環３６を有する。
【００７２】
周方向に延在する導電性円環３６は、空隙３４又はスリット３４によって、少なくとも１つの第２の導電性部分２６から間隔を置いて配置されている。半径方向で見て、即ち、回転軸線Ａへ向かって、少なくとも１つの第２の導電性部分２６は、回転軸線Ａと周状の導電性円環３６との間に配置されている。半径方向で見て、例えば円環扇形状の空隙３４又はスリット３４が、好ましくは少なくとも１つの第２の導電性部分２６と周状の導電性円環３６との間で周方向に延在する。周方向で見て、例えば４つの第２の導電性部分２６が設けられ、各導電性部分２６は、スポークに沿って相互に９０°の間隔で、半径方向に、回転軸線Ａから周状の導電性円環３６まで延在する。なお、これより多数又は少数の第２の導電性部分２６を設けてもよい。
【００７３】
ロータエレメント１４の少なくとも１つの第２の導電性部分２６、コイル装置２３及びステータエレメント１２の補償エレメント１，２，３は、例えば第１の実施形態において説明したように配置される。周状の導電性円環３６は、例えば、第１の実施形態の少なくとも１つの第１の導電性部分３２と、回転軸線Ａから半径方向に同じ間隔を置いて配置される。空隙３４又はスリット３４は、例えばどちらの実施形態においても等しい寸法を有する。
【００７４】
好ましくは、コイル装置２３は、第１の実施形態とは異なり、回転軸線Ａを中心として延在するように、即ち、開放角度α＝３６０°で配置される。この場合、回転角度センサ１０の測定領域βは、例えばβ＝３６０°である。この場合、例えば４つの補償エレメントが９０°の間隔で対応して配置される。
【図１】
2019520577.tif 000003
【図２】
2019520577.tif 000004
【図３】
2019520577.tif 000005
【図４】
2019520577.tif 000006
【図５ａ】
2019520577.tif 000007
【図５ｂ】
2019520577.tif 000008
【図５ｃ】
2019520577.tif 000009
【図６】
2019520577.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月11日(2019.1.11)
【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】
ステータエレメント（１２）と、
前記ステータエレメント（１２）に対して回転軸線（Ａ）を中心として回転可能に支持されたロータエレメント（１４）と、
を含み、
前記ロータエレメント（１４）と前記ステータエレメント（１２）との間の誘導結合により回転角度が検出可能である、回転角度センサ（１０）において、
前記ステータエレメント（１２）に少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）が配置されており、
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）は、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）を有し、
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）は、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）によって前記電磁的な補償交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）内に誘導される補償交流電圧が、前記回転軸線（Ａ）に関する前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との相互の半径方向の相対配置に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されており、かつ、前記補償エレメント（１，２，３）の前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と前記補償エレメント（１，２，３）の前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とに誘導結合されていることを特徴とする、回転角度センサ（１０）。
【請求項２】
前記ステータエレメント（１２）は、電磁的な角度検出交流場を送信する少なくとも１つの角度検出送信コイル（２２）と、複数の電磁的な交流場を検出する少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）を有し、
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、前記回転軸線（Ａ）に関して円環扇形状に構成されており、
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、前記少なくとも１つの角度検出送信コイル（２２）によって前記電磁的な角度検出交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）内に少なくとも１つの第１の交流電圧が誘導されるように、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）に誘導結合されており、
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）内に誘導された前記第１の交流電圧が、前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との間の回転角度に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されている、
請求項１に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）又は前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）は、前記少なくとも１つの角度検出受信コイル（２０）の半径方向外側に位置している、
請求項２に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの補償送信コイル（２８）は、前記補償交流場を形成するように前記ステータエレメント（１２）に配置されており、前記少なくとも１つの角度検出送信コイル（２２）は、前記角度検出交流場を形成するように前記ステータエレメント（１２）に配置されている、
請求項２又は３に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）は、前記回転軸線（Ａ）から半径方向に延在しており、
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）は、半径方向で前記回転軸線（Ａ）へ向かって延在するように、前記第１の導電性部分（３２）に接続されており、
前記第２の導電性部分（２６）は、半径方向で見て、前記回転軸線（Ａ）と前記第１の導電性部分（３２）との間に配置されており、
半径方向で見て、前記第２の導電性部分（２６）と前記第１の導電性部分（３２）との間に、空隙（３４）又はスリット（３４）が設けられている、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項６】
前記空隙（３４）又は前記スリット（３４）は、半径方向で見て、前記第２の導電性部分（２６）と前記第１の導電性部分（３２）との間の、周方向に延在する、
請求項５に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項７】
前記空隙（３４）又は前記スリット（３４）は、円環扇形状の空隙（３４）又はスリット（３４）である、
請求項５又は６に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項８】
半径方向における前記空隙（３４）又は前記スリット（３４）の広がり（Ｄ３）は、前記補償受信コイル（３０）の半径方向の広がり（Ｄ１）と前記第１の導電性部分（３２，３６）の半径方向の広がり（Ｄ２）との差の少なくとも５０％である、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）及び前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）は、前記回転軸線（Ａ）に関して半径方向で相互に接続している面（３８）を形成している、
請求項５に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第２の導電性部分（２６）及び前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）が形成する前記面（３８）は、円環扇形状の面（３８）である、
請求項９に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１１】
前記第１の導電性部分（３２）は、前記空隙（３４）又は前記スリット（３４）を含む、
請求項９又は１０に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）の巻線は、前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）に関して、前記回転軸線（Ａ）に対して半径方向で少なくとも部分的に前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）に重なるように配置されている、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１３】
前記第１の導電性部分（３２，３６）の半径方向の広がりは、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）の半径方向の広がりより小さい、
請求項１２に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３６）は、前記ロータエレメント（１４）を取り囲むように周方向に延在する導電性円環（３６）である、
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）は、同数の第１の部分巻線（３０ａ）と第２の部分巻線（３０ｂ）とを含み、前記第１の部分巻線（３０ａ）及び前記第２の部分巻線（３０ｂ）は、前記電磁的な補償交流場によって、前記第１の部分巻線（３０ａ）内に第１の交流電圧成分が誘導され、前記第２の部分巻線（３０ｂ）内に反対符号の第２の交流電圧成分が誘導されるように、相互にかつ前記回転軸線（Ａ）に関して配置されており、
前記第１の交流電圧成分及び前記第２の交流電圧成分は、前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）の、前記回転軸線（Ａ）に関して設定された半径方向配置において補償される、
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）の数と前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２）の数とが一致する、
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１７】
前記ステータエレメント（１２）において、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内の設定された部分円内に少なくとも２つの補償受信コイル（３０）が配置されており、前記ロータエレメント（１４）において、０°から１７０°乃至１９０°までの範囲内の設定された部分円内に少なくとも２つの第１の導電性部分（３２）が設けられている、
請求項１５に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１８】
前記ステータエレメント（１２）において、０°から１８０°までの設定された部分円内に少なくとも２つの補償受信コイル（３０）が配置されており、前記ロータエレメント（１４）において、０°から１８０°までの設定された部分円内に少なくとも２つの第１の導電性部分（３２）が設けられている、
請求項１７に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの補償受信コイル（３０）及び前記少なくとも２つの第１の導電性部分（３２）が、前記ステータエレメント（１２）又は前記ロータエレメント（１４）の周方向で、設定された角度だけずらされて配置されている、
請求項１５又は１７又は１８に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項２０】
前記設定された角度は、７０°乃至１００°である、
請求項１９に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項２１】
前記設定された角度は、９０°である、
請求項１９に記載の回転角度センサ（１０）。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）用のステータエレメント（１２）において、
前記ステータエレメント（１２）に少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）が配置されており、
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）は、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）を有し、
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）は、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）によって前記電磁的な補償交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）内に誘導される補償交流電圧が、前記回転軸線（Ａ）に関する前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との相互の半径方向の相対配置に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されており、かつ、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）に誘導結合可能であることを特徴とする、ステータエレメント（１２）。
【請求項２３】
請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の回転角度センサ（１０）用のロータエレメント（１４）において、
前記ロータエレメント（１４）は、ステータエレメント（１２）に対して回転軸線（Ａ）を中心として回転可能に支持可能であり、
前記ステータエレメント（１２）に少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）が配置されており、
前記少なくとも１つの補償エレメント（１，２，３）は、１つの電磁的な補償交流場を送信する少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）と、複数の電磁的な交流場を受信する少なくとも１つの補償受信コイル（３０）とを含み、
前記ロータエレメント（１４）は、少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）を有し、
前記少なくとも１つの第１の導電性部分（３２，３６）は、前記少なくとも１つの補償送信コイル（２２，２８）によって前記電磁的な補償交流場が送信される際に、前記少なくとも１つの補償受信コイル（３０）内に誘導される補償交流電圧が、前記回転軸線（Ａ）に関する前記ステータエレメント（１２）と前記ロータエレメント（１４）との相互の半径方向の相対配置に依存するように、前記ロータエレメント（１４）に配置されており、かつ、前記補償送信コイル（２２，２８）に誘導結合可能であることを特徴とする、ロータエレメント（１４）。
【国際調査報告】
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