(57)【要約】【課題】ＥＰＳやＥＳＰ等に装備されるセンサ装置の種別毎の装備の増加並びに付加的機能の増加を抑制し、全体的なコスト削減を達成すること。【解決手段】前記センサ素子が、少なくとも１つの回転角度センサと少なくとも１つの回転トルクセンサとを含んでおり、前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサは、前記少なくとも１つのバス装置を介して相互に接続される。【選択図】図１
2013142699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサ素子（６，８，１０，１３２，１３４，１３８，１４０）と、少なくとも１つのバス装置（２８，８２）とを含むセンサ装置であって、
前記センサ素子（６，８，１０，１３２，１３４，１３８，１４０）が、少なくとも１つの回転角度センサと少なくとも１つの回転トルクセンサとを含んでおり、
前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサは、前記少なくとも１つのバス装置（２８，８２）を介して相互に接続されていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサは、前記少なくとも１つのバス装置（２８，８２）を介して制御機器（４）と接続されている、請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのバス装置（２８，８２）を介して相互に接続されている前記センサ素子（６，８，１０，１３２，１３４，１３８，１４０）は、電子的インターフェース（２２，２４，２６，８６，８８，９０）を有している、請求項１又は２記載のセンサ装置。
【請求項４】
複数のセンサ素子（６，８，１０，１３２，１３４，１３８，１４０）によって検出される信号を供給するための方法であって、
前記複数のセンサ素子（６，８，１０，１３２，１３４，１３８，１４０）は、少なくとも１つの回転角度センサと少なくとも１つの回転トルクセンサとを含んでおり、
前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサは、少なくとも１つのバス装置（２８，８２）を介して相互に接続され、さらに供給すべき信号が、前記バス装置（２８，８２）の構成要素としての少なくとも１つの回転角度センサと、少なくとも１つの回転トルクセンサとによって検出されるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサによって検出された、回転角度及び回転トルクに対する信号が、前記少なくとも１つのバス装置（２８，８２）を介して制御機器（４）に伝送される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのバス装置（２８，８２）において、前記少なくとも１つの回転角度センサの信号と前記少なくとも１つの回転トルクセンサの信号とが同期して伝送される、請求項４又は５記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのバス装置（２８，８２）において、前記少なくとも１つの回転角度センサの信号と前記少なくとも１つの回転トルクセンサの信号とが順次連続して伝送される、請求項４から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサとが、前記制御機器（４）から供給される少なくとも１つの同期パルス（６，８，１０，１３２，１３４，１３８，１４０）によってアドレス指定される、請求項５から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサによって原信号として形成された信号が供給されて、前記制御機器（４）に伝送され、当該制御機器（４）によって前記信号から回転角度と回転トルクが算出される、請求項５から８いずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置と、回転角度に対する信号及び回転トルクに対する信号を供給するための方法とに関している。
【背景技術】
【０００２】
電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ；electronic power steering）やエレクトロニックスタビリティプログラム（ＥＳＰ；electronic stability program）を備えた車両には、回転トルクセンサ（ＴＳＳ；torque sensor steering）のみでなく、操舵角センサ（ＬＷＳ）も必要とされる。これらのセンサの信号は、さらなる別の付加的機能に対しても利用される。前記２つのセンサは車室内若しくはエンジンルーム内の操舵装置に取付けられている。さらに回転トルクセンサの機能と操舵角センサの機能を１つのいわゆるＴＡＳ（torque and angle sensor）センサに統合することも行われている。これは全体的なコスト削減の達成と、ＥＰＳやＥＳＰに伴う種別毎の装備の増加並びに付加的機能の増加を抑制するためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、このようなバックグランドに基づいて、従来技術における欠点に鑑みそれを解消すべく改善を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題は本発明により、前記センサ素子が、少なくとも１つの回転角度センサと少なくとも１つの回転トルクセンサとを含んでおり、前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサは、前記少なくとも１つのバス装置を介して相互に接続されるようにして解決される。
【０００５】
また上記課題は本発明により、前記複数のセンサ素子は、少なくとも１つの回転角度センサと少なくとも１つの回転トルクセンサとを含んでおり、前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサは、少なくとも１つのバス装置を介して相互に接続され、さらに供給すべき信号が、前記バス装置の構成要素としての少なくとも１つの回転角度センサと、少なくとも１つの回転トルクセンサとによって検出されるようにして解決される。
【０００６】
本発明のさらに別の有利な実施例は、従属請求項と以下の明細書に記載されている。
【０００７】
本発明では、回転トルクセンサと操舵角センサとを組み合わせた形式のセンサ装置が提案されている。この装置では、少なくとも２つのセンサ素子が、データバスシステムとしての少なくとも１つのバス装置を介して相互に接続され、さらに制御機器とも接続されている。この場合、当該センサ装置の一部として少なくとも１つのバス装置が、少なくとも１つの回転角度センサ、すなわち回転角度（例えば操舵角）を検出するための少なくとも１つのセンサ素子と、少なくとも１つの回転トルクセンサ、すなわち回転トルクを検出するための少なくとも１つのセンサ素子とを有している。
【０００８】
ここでは、回転トルクに対する信号が、少なくとも１つの回転トルクセンサによって磁気的に検出され、回転角度に対する信号は、少なくとも１つの回転角度センサによって磁気的に検出されている。このように検出された信号はさらに組み合わせされてもよい。
【０００９】
本発明の有利な実施例によれば、少なくとも４つのセンサ素子が設けられている。ここでは、回転運動の第１の特性量としての回転トルクの検出のために、安全設計及び／又は冗長性確保の理由から、少なくとも２つの回転トルクセンサが、回転トルクを検出するためのセンサ素子として用いられる。回転運動の第２の特性量としての回転角度、例えば操舵角を検出するために、同じように少なくとも２つの回転角度センサがセンサ素子として用いられている。この場合の回転角度は副尺原理の実現のもとで当該センサ素子によって検出されてもよい。また代替的若しくは補足的に、回転角度の検出に対して、冗長的なセンサ素子を利用することも可能である。
【００１０】
前述したセンサ素子の全て又はそれらのセンサ素子の一部は、少なくとも１つのバス装置、すなわち１つ若しくは複数のバス装置を介して相互に電気的に接続され得る。このようなことは、プラグインコンタクトのピンの数を減らし、さらにケーブルの本数も少なくて済むので、結果的にコスト削減に結び付く。通常は、前記少なくとも１つのバス装置の構成要素として、少なくとも１つの回転角度センサと、少なくとも１つの回転トルクセンサと、前述したようなセンサ素子に接続された制御機器とが設けられる。
【００１１】
少なくとも１つの同期されたバス装置を用いることにより（このバス装置を用いることで複数の信号の同期的伝送と供に順次連続した時間調整された伝送が可能になる）、少なくとも１つの信号（通常はバス装置の少なくとも１つのセンサ素子から供給される少なくとも１つの原信号）の経過（信号履歴）の正確な情報が使用され得る。通常は、バス装置と相互接続可能な複数のセンサ素子が用いられている。
【００１２】
別の有利な実施例によれば、前記バス装置は構成要素として、ｎ個のセンサ素子を有し得る。このｎ個のセンサ素子から原信号として形成された信号は、時間的に設定されるスキーマに従って伝送されてもよい。この場合、第１のセンサ素子の第１の信号は、第１の時点で伝送され、ｋ番目のセンサ素子のｋ番目の信号は、ｋ番目の時点で伝送され、ｎ番目のセンサ素子のｎ番目の信号は、ｎ番目の時点で伝送される。前述したような時点と時点の間の間隔は、少なくとも次のような長さに設定してもよい。すなわち、当該間隔が少なくとも当該２つの時点間に伝送すべき信号の伝送時間と同じ長さになるように設定してもよい。それによりこれらの信号は順次連続して伝送されるようになる。このように設定される間隔は一定に設けてもよいし、及び／又は必要に応じて、運転状態に付随させて設定するようにしてもよい。なぜなら信号の伝送時間は可変のパラメータだからである。それに対して伝送の順序は、前述したようなスキーマによって示されるように、複数の信号が予め定められた所定の順序で時間的に相前後して相応に伝送される。それにより制御機器は、当該のスキーマ及び／又は順序に基づいて、どの信号がどのセンサ素子から発生したかを識別する。
【００１３】
有利には、前記少なくとも１つの回転角度センサと前記少なくとも１つの回転トルクセンサを既存のセンサ素子として、新たに設置すべき少なくとも１つのバス装置に接続して相互接続させると同時に制御機器に接続させることも可能である。この制御機器は、複数のセンサ素子から形成されバス装置を介して当該制御装置に同期的に伝送される信号としての原信号から、回転角度並びに回転トルクを算出する。
【００１４】
その際には、バス装置を介して相互に電気的に接続された複数の磁気的センサ素子が用いられてもよい。それにより、１つの回転角度と１つの回転トルクが検出可能なＴＡＳセンサが提供される。前記磁気的センサ素子として、例えばホール効果を利用するホールセンサや、異方性の磁気抵抗効果を利用するＡＭＲセンサ、あるいは巨大磁気抵抗効果を利用するＧＭＲセンサなどが用いられてもよい。
【００１５】
回転角度センサと回転トルクセンサの組み合わせを含み、回転運動の特性量として回転トルクと回転角度を検出可能なセンサ装置（ＴＡＳセンサ）の実現のためには、様々な手段が存在している。
【００１６】
有利な実施例によれば、全てのセンサ素子がバス装置を介して相互接続され、制御機器と接続される。この場合前記バス装置は、シャフトの回転トルクを検出するセンサ素子としての第１及び第２の回転トルクセンサと、シャフトの回転角度を検出するセンサ素子としての第１及び第２の回転角度センサとを、制御機器に接続させる。また別の対応付けも可能である。その場合にはいずれにせよ、検出すべき回転運動の特性量に対する測定値を伴ったデータパケットも含んでいる信号間の時間差ができるだけ僅かになるように実施される。
【００１７】
また有利には少なくとも２つのバス装置がセンサ装置の構成要素として設けられてもよい。その場合第１のバス装置においては第１の回転角度センサと、第１の回転トルクセンサと、制御機器とが構成要素として接続されている。第２のバス装置においては、第２の回転角度センサと、第２の回転トルクセンサと、制御機器とが構成要素として接続されている。
【００１８】
本発明のさらに別の有利な実施例によれば、３つのセンサ素子を備えたバス装置、すなわち２つの回転角度センサと１つの回転トルクセンサとを備えた、バス装置が適用されている。冗長的な第２の回転トルクセンサは、付加的なポイントツーポイント接続を介して制御機器に接続されていてもよい。また類似の形態で、バス装置を介して２つの回転トルクセンサと、１つの回転角度センサとを制御機器に接続させることも可能である。この場合冗長的な第２の回転角度センサは、バス装置に依存することなく制御機器に直結される。
【００１９】
それ以外にも、回転トルク及び／又は回転角度の検出を高めるために、回転トルク及び／又は回転角度の検出のためのさらなるセンサ素子の任意の別のバスコンフィグレーションも考えられる。このバス装置は、複数のセンサ装置の実現のための他のコンセプトへの移行が可能である。その際には複数のセンサ素子と、制御機器がバス装置の機能を支援するようにしてもよい。センサ装置が、例えばインデックス機能を有するか、又はさらなるセンサ、例えば加速度センサを含む場合には、それらの部材がセンサ素子としてバス装置に統合されてもよい。
【００２０】
それに対して本発明によるセンサ装置は、実施すべき方法の全てのステップが実施できるように構成される。その際前記方法の個々のステップは、センサ装置の個々の構成要素によって実施されるものであってもよい。さらに本発明によるセンサ装置の機能又は当該センサ装置の個々の構成要素の機能は、前記方法のステップとして置き換え可能である。その他にも、前記方法のステップを、センサ装置の少なくとも１つの構成要素の機能として又はセンサ装置全体の機能として実現してもよい。
【００２１】
本発明のさらに別の利点及び構成例は以下の明細書及び各図面にも記載されている。
【００２２】
なお、前述してきた種々の特徴及び以下の明細書で説明する種々の特徴は、それぞれの明記されている各組み合わせだけに当てはまるのではなく、本発明の枠を逸脱しない限り、別の組み合わせでも、あるいは個々のケース単独でも利用可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるセンサ装置の第１実施形態並びに本発明による方法の第１実施形態を実施するためのダイヤグラムを概略的に示した図
【図２】本発明によるセンサ装置の第２実施形態並びに本発明による方法の第２実施形態を実施するためのダイヤグラムを概略的に示した図
【図３ａ】本発明によるセンサ装置の第３実施形態を２つの異なる観点から概略的に描写した図
【図３ｂ】本発明によるセンサ装置の第３実施形態を２つの異なる観点から概略的に描写した図
【実施例】
【００２４】
次に本発明を図面に基づき、以下の明細書で詳細に説明する。
【００２５】
なお前記図面中、関連して包括的に記載された同じ参照符号は、同じ構成要素を示している。
【００２６】
図１中に概略的に示されている本発明によるセンサ装置２の第１実施形態は、制御機器４と、第１のセンサ素子６と、第２のセンサ素子８と、ｎ番目のセンサ素子１０とを含んでいる。この場合前記制御機器４と、前記センサ素子６，８，１０の各々は信号処理モジュール１２，１４，１６，１８並びに電子的インターフェース２０，２２，２４，２６を有している。さらに前記制御機器４と前記センサ素子６，８，１０は、第１のバス装置２８の構成要素として構成されており、この第１のバス装置２８は第１の通信接続線路３０並びに第２の通信接続線路３２とを含んでいる。前記第１のバス装置２８の各構成要素は、前記インターフェース２０，２２，２４，２６を介して、前記第１のバス装置２８の２つの通信接続線路３０，３２に接続している。その他にも前記全ての構成要素、すなわち前記制御機器４並びに前記センサ素子６，８，１０は、第１のバス装置２８に沿って、直列に接続されている。有利な実施例によれば、前記バス装置において、前記制御機器４がマスター機能を担い、前記センサ素子６，８，１０はスレーブ機能を担う。
【００２７】
本発明によるセンサ装置２の第１実施形態は、シャフトの回転運動の第１特性量として当該シャフトの回転角度を検出するように構成され、さらに前記シャフトの回転運動の第２特性量として当該シャフトの回転トルクを検出するように構成されている。それにより前記センサ装置２は、前記シャフトの回転軸に対する当該シャフトの回転角度を検出すること、並びに第２の装置、例えば前記シャフトと同じ回転軸を回転する第２のさらなるシャフトに対する当該シャフトの回転トルクを検出することに適している。シャフトの回転運動に関する前述した２つの特性量を確定するために、図示のセンサ素子６，８，１０の少なくとも１つが、回転角度を検出する回転角度センサとして構成され、前記センサ素子６，８，１０の少なくとも１つは、シャフトの回転トルクを検出する回転トルクセンサとして構成されている。図１に描写されているセンサ装置２の第１実施形態は、少なくとも３つのセンサ素子６，８，１０を含んでいるため、シャフトの回転運動に関する２つの特性量のうちの少なくとも１つが二重に検出され、それ故典型的には冗長的検出となり得る。
【００２８】
図１中に同じように示されているダイヤグラムには、横軸３４としての時間軸と、縦軸３６が含まれており、この縦軸に沿って電圧がボルト単位でプロットされている。前記横軸３４に沿って、第１時の時点３８ｔ１と、第２の時点４０ｔ２と、第３の時点４２ｔ３と、第４の時点４４ｔ４と、第５の時点４６ｔ５とがマーキングされている。また縦軸３６に沿って、０ボルトのゼロ電圧４８と、第１の電圧値５０Ｖ１と、第２の電圧値５２Ｖ２と、閾値電圧５４とがマーキングされている。
【００２９】
センサ装置２の作動の際には、センサ素子６，８，１０によって、回転運動の２つの特性量に対する値、すなわち回転角度並びに回転トルクに対する値が検出され、さらに、バス装置２８を介して、データパケット５６，５８，６０，６２を有している、検出すべき回転運動の特性量に対する値をも含んでいる信号が、制御機器４に伝送される。信号として伝送されている、前記データパケット５６，５８，６０，６２の時間経過、並びに、バス装置２８における信号の電圧経過に対する特性曲線６４については、図１中の当該線図に基づいて詳細に説明する。データパケット５６，５８，６０，６２を伝送している各信号には伝送時間が設けられる。センサ装置２の作動開始後は、電圧がゼロ電圧４８から出発して第１の電圧５０Ｖ１まで高められる。第１の時点３８ｔ１では、電圧が閾値電圧５４まで高まる。それに続いて電圧はさらに第２の電圧５２Ｖ２まで高まる。
【００３０】
ここに示されている第２の電圧値５２Ｖ２への最初の到達によって、第１の同期パルス６６が前記制御機器４によって生成される。この第１の同期パルス６６は、前記センサ素子６，８，１０の初期化、同期化、及び／又はアドレス指定のために提供される。その際、各センサ素子６，８，１０には、当該第１の同期パルス６６と共に１つのアドレスが割り当てられる。その後で電圧は、再び第１の電圧値５０Ｖ１まで低下する。
【００３１】
ここにおいて、同期化されたセンサ素子６，８，１０は第１の伝送シーケンスにおいて、検出すべき回転運動の特性量の値に対する相前後したデータパケット５６，５８，６０の信号を制御機器４に伝送する。その際に第１のデータパケット５６は第１のセンサ素子６から提供され、第２のデータパケット５８は第２のセンサ素子８から提供され、並びにｎ番目のデータパケット６０はｎ番目のセンサ素子１０から提供される。前記各センサ素子６，８，１０がそれぞれのデータパケット５６，５８，６０を伝送した後は、前記制御機器４によって、第２の同期パルス６８が供給される。その場合前記バス装置２８内の電圧は再び第２の電圧値５２Ｖ２まで高まる。
【００３２】
図１の線図ではさらに双方向矢印７０が描写されており、この双方向矢印７０は、前記２つの同期パルス６６，６８の間の時間間隔Ｔｓｙｎｃの持続時間を表している。第２の同期パルス６８が伝送された後の、第２の伝送シーケンス期間中には、前記センサ素子６，８，１０から新たに信号が前記制御機器４に伝送される。この場合図１の線図においては第１のセンサ素子６の１つのデータパケット６２（これも信号として伝送される）のみが示されている。
【００３３】
これにより、１つの伝送シーケンスは、前記制御機器４の２つの同期パルス６６，６８によって区切られる。前記センサ素子６，８，１０は通常は、それぞれの新たな同期パルス６６，６８によって新たに同期化、初期化、及び／又はアドレス指定されてもよい。ここでは、伝送シーケンスの持続時間Ｔｓｙｎｃが少なくとも、全てのデータパケット５６，５８，６０の伝送に対する信号の全伝送時間の和と同じ長さにされなければならない。前述した実施形態によれば、信号がデータパケット５６，５８，６０と共に第１の伝送シーケンス中に直接相前後して送信される。代替的に若しくは補足的に、少なくとも２つの信号の間で、短い休止期間、例えば送信休止期間を設けることも可能である。前記２つのケースにおいては、それぞれ常に１つの信号のみがバス装置２８を介して伝送される。伝送シーケンスの中で伝送される複数の信号及びデータパケットの順序は、事前に定めることが可能である。その際には、例えばｋ番目のセンサ素子のｋ番目のデータパケット５６，５８，６０，６２を伝送するために、ｋ番目の時点を、ｋ番目の信号に予め定めることも可能である。また別の有利な実施形態によれば、順序並びにｋ番目の時点が、順次連続する伝送シーケンスの同期パルス６６，６８を介して連続的に適合化され、新たに定められる。
【００３４】
これにより、センサ装置２のバス装置２８内でセンサ素子６，８，１０が制御機器４に向けて各同期パルス６６，６８に従って時間制御された原信号として形成された信号を制御機器４に送信する。その際原信号を介して提供されるデータパケット５６，５８，６０，６２は、種々異なる時間領域において伝送される。これらの時間領域は信号に対する伝送時間に依存している。
【００３５】
バス装置２８を用いてデータパケット５６，５８，６０，６２と共に伝送すべきセンサ素子６，８，１０の値は、センサ素子６，８，１０によって識別される第１の同期パルス６６によって、制御機器４からバス装置２８に供給される。各センサ素子６，８，１０には、アドレス指定によって１つのタイムスロットが割り当てられており、このタイムスロット内で前記センサ素子はそのデータパケット５６，５８，６０，６２を伝送する。全てのセンサ素子６，８，１０がそれらのデータパケット５６，５８，６０，６２をバス装置２８に伝送した場合には、新たな第２の同期パルス６８の後で当該過程が再び繰り返される。前記アドレス指定は、例えば各センサ素子６，８，１０毎に固定的にプログラミングされてもよいし、あるいは、図２に示されているデイジーチェーン方式のような動的方法が用いられてもよい。
【００３６】
図２に示されている本発明によるセンサ装置８０の第２実施形態にも、制御機器４並びにｎ個のセンサ素子６，８，１０が含まれている。さらにここでの制御機器４並びに前記センサ素子６，８，１０は、第２のバス装置８２の構成要素として構成されている。ここでの第２のバス装置８２は、閉ループ状の環状の構成をしており、そのため、当該バス装置８２の構成要素としてのセンサ素子６，８，１０は、いわゆるデイジーチェーン構成を有している。この場合前記ｎ個のセンサ素子６，８，１０のうちの少なくとも１つがここでは回転角センサとして構成され、前記ｎ個のセンサ素子６，８，１０のうちの別の１つは回転トルクセンサとして構成されている。その他にも、前記バス装置８２の各構成要素は、信号処理モジュール１２，１４，１６，１８並びに電子的インターフェース８４，８６，８８，９０を有している。これらのインターフェース８４，８６，８８，９０を介してそれぞれ各構成要素が、前記第２のバス装置８２の第１の通信接続線路９２と第２の通信接続線路９４に接続されている。
【００３７】
図１に示されている本発明によるセンサ装置２の第１実施形態と類似のように、本発明によるセンサ装置８０の第２実施形態も、回転運動（通常はシャフトの回転運動）の少なくとも２つの特性量、すなわち、回転角度と回転トルクとを検出するために構成されている。この場合、前記センサ素子６，８，１０の少なくとも１つの回転角センサとして構成されている少なくとも１つのセンサ素子によって回転角度が検出され、前記センサ素子６，８，１０の少なくとも１つの回転トルクセンサとして構成されている少なくとも１つのセンサ素子によって回転トルクが検出され、さらに少なくとも１つの特性量に対する原信号が、信号として制御機器４に伝送される。その際前記制御機器４はマスターとして設けられ、前記センサ素子６，８，１０はスレーブとして設けられている。
【００３８】
ここでの実施すべき本発明による、回転運動の２つの特性量を供給するための方法の第２実施形態は、図２の線図に基づいて説明する。この線図には、横軸３４として時間軸が含まれている。またこの線図の縦軸３６に沿って電圧がプロットされている。前記横軸３４に沿って、第１時の時点９６ｔ１と、第２の時点９８ｔ２と、第３の時点１００ｔ３と、第４の時点１０２ｔ４と、第５の時点１０４ｔ５と、第６の時点１０６ｔ６と、第７の時点１０８ｔ８とがマーキングされている。また縦軸３６に沿って、ゼロ電圧４８と、第１の電圧値５０Ｖ１と、第２の電圧値５２Ｖ２と、閾値電圧５４とがマーキングされている。
【００３９】
当該線図の特性曲線１１０によって表されているように、当該方法の実施に対しては、電圧が、第２のバス装置８２に沿ってゼロ電圧４８から出発して第１の電圧値５０Ｖ１まで上昇する。時間軸上で第１の時点９６ｔ１と第２の時点９８ｔ２によって区切られるアドレス指定シーケンス中は、制御機器４から相前後して同期パルス１１２，１１４，１１６が前記バス装置８２を介して前記センサ素子６，８，１０に伝送される。この場合の伝送される同期パルスの数は、前記センサ素子６，８，１０の数に相応しており、その際には前記同期パルス１１２，１１４，１１６の各々が、閾値電圧５４よりも大きい第２の電圧値５２Ｖ２を有する。
【００４０】
第２の時点９８ｔ２においては、前記バス装置８２に再び第１の電圧５０Ｖ１が印加される。さらに第３の時点１００ｔ３においては、電圧を閾値電圧５４を越えて高めることが行われる。その際に電圧はさらに第２の電圧値５２Ｖ２に到達し、それによって、本発明による方法の第１実施形態の場合と同じように、第１の付加的な同期パルス１１８が形成される。電圧が再び第１の電圧値５０Ｖ１まで低下した後の第４の時点１０２ｔ４においては、第１のセンサ素子６の第１のデータパケット５６が、第５の時点１０４ｔ５では第２のセンサ素子８の第２のデータパケット５８が、及びその後に続く後続の時点では、ｎ番目のセンサ素子１０からｎ番目のデータパケット６０が、ここでは原信号として形成されている信号と共に、前記バス装置８２を介して制御機器４に伝送される。その後の、第７の時点１０８ｔ７においては、当該制御機器４から第２の付加的同期パルス１２０が前記センサ素子６，８，１０に伝送される。
【００４１】
前記センサ素子６，８，１０のアドレス指定のためのデイジーチェーン構成と、前記データパケット５６，５８，６０の伝送により、各センサ素子６，８，１０は、前記バス装置８２において物理的に後置接続されているセンサ素子６，８，１０のために、供給電圧をオンオフする。このことはアドレス指定のために用いられる。アドレス指定シーケンスの開始時点では、全てのセンサ素子６，８，１０が、後置接続されているセンサ素子６，８，１０の電圧供給を遮断する。それと共に前記制御機器４に直接接続しているセンサ素子のみが電圧を供給される。このセンサ素子はここにおいて制御機器４から、前記バス装置８２内で一義的なアドレスを割り当てられ、次のセンサ素子６，８，１０に対する電圧供給がスイッチオンされる。ここにおいてこれらのセンサ素子６，８，１０にも１つのアドレスが割り当てられ、これは全てのセンサ素子６，８，１０がアドレス指定されるまで続けられる。データパケット５６，５８，６０の伝送は、ここでも類似のようにタイムスロット内で実行されており、それによって全てのセンサ素子６，８，１０の全ての値が伝送されるか、又は、前記制御機器４が個々のアドレスを別個に問い合わせる。問合せがネガティブの場合には、全ての値が一様に頻繁に必要となる。
【００４２】
本発明による方法の第１実施形態の場合に類似して、図２の線図中の第１の双方向矢印１２２によって表されているように、第３の時点１００ｔ３と第７の時点１０８ｔ７とによって、及び／又は、第１の付加的同期パルス１１８と第２の付加的同期パルス１２０とによって、１つの伝送シーケンスの持続時間Ｔｓｙｎｃが表される。この第２の付加的同期パルス１２０の後では、前記センサ素子６，８，１０からさらなる伝送シーケンスにおいて新たに原信号として形成された信号が前記制御機器４に伝送される。図２の線図中では、第１のセンサ素子６の、原信号として形成された信号を介して伝送されるデータパケット１２４だけが示されている。伝送シーケンス中にデータパケット５６，５８，６０の伝送の時間経過及び／又は順序は、図１に基づいて説明した本発明による方法の第１実施形態のように定められてもよいし、及び／又は設定されてもよい。
【００４３】
初期化フェーズに対して前述したアドレス指定シーケンス中は、各センサ素子６，８，１０に１つのアドレスが割り当てられ、それによって、構造的に同じセンサ素子６，８，１０を、前記バス装置８２の構成要素として適用することが可能になる。
【００４４】
前述したセンサ装置２，８０の２つの実施形態には、複数のセンサ素子６，８，１０並びに少なくとも１つのバス装置２８，８２が含まれている。ここでは少なくとも２つのセンサ素子６，８，１０が、少なくとも１つのバス装置２８，８２を介して相互に接続されている。その際には、少なくとも１つのバス装置２８，８２の、少なくとも２つのセンサ素子６，８，１０の少なくとも１つの第１センサ素子が、回転角度を検出するための回転角度センサとして構成され、少なくとも１つのバス装置２８，８２の、少なくとも２つのセンサ素子６，８，１０の少なくとも１つの第２センサ素子が、回転トルクを検出するための回転トルクセンサとして構成される。
【００４５】
さらなる可能性は、前記複数のセンサ素子６，８，１０に固定のアドレスをプログラミングし、さらに個々のセンサ素子６，８，１０を引き続き、同期パルス６６，６８，１１２，１１４，１１６の種々異なる構成でもって応答させるようにすることからなっている。その際にはアドレス指定されたセンサ素子６，８，１０を種々異ならせて応答させるために、前記同期パルス６６，６８，１１２，１１４，１１６の長さ及び／又は振幅を変更することも可能である。この場合には、各センサ素子６，８，１０に、所定の長さ及び／又は振幅を有する１つの同期パルス６６，６８，１１２，１１４，１１６が一義的に割り当てられる。
【００４６】
図１及び図２に基づいて説明した前記実施形態では、前記センサ素子６，８，１０に対してデジタルインターフェース用のＰＳＩ５（Peripheral Sensor Interface 5）プロトコルが用いられるのに対して、ショートパルス幅変調コードのためのＳＰＣ（Short PWM Codes）プロトコルにおいては、異なる長さの同期パルスがアドレス指定のために用いられてもよい。
【００４７】
図３において２つの異なる視点（図３ａ，図３ｂ）から描写された本発明の第３実施形態によるセンサ装置１３０には、ホールセンサとして構成された２つのセンサ素子１３２，１３４が含まれている。これらのセンサ素子１３２，１３４は、シャフト１３６の回転運動の第１の特性量としての回転トルクを検出するための観点トルクセンサとして構成されている。さらにこのセンサ装置１３０は、第３のセンサ素子１３８と、第４のセンサ素子１４０とを含んでいる。これらのセンサ素子１３８，１４０は、シャフト１３６の回転運動の第２の特性量としての当該シャフト１３６の回転角度を検出するための回転角度センサとして構成されている。この場合前記全てのセンサ素子１３２，１３４，１３８，１４０は、１つのセンサハウジング１４２内に配設されている。このセンサハウジング１４２は、第１歯車１４６と第２歯車１４８のための収容部１４４とカバー１４９とを有している。前記第１歯車１４６と第２歯車１４８の２つは、前記シャフト１３６の回転角度を検出するための前記センサ素子１３８，１４０と協働しており、前記カバー１４９は、前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０と共に１つの電子部品構造空間を遮蔽している。ここでは、前記センサハウジング１４２内に設けられた全ての構成要素、すなわち、前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０並びに前記測定歯車１４６，１４８とが、ここでは特に描写されていない構成部材において位置固定され、回転可能な前記シャフト１３６に対しては相対的に固定されている。前記センサ装置１３０及び／又はセンサハウジング１４２の回転を阻止する回転停止装置は、図３には示されていない。
【００４８】
さらにここでは、前記シャフト１３６に、ハブ歯車１５０と磁束流ユニット１５２が固定されている。図３にはスライド軸受け１５４も描写されており、このスライド軸受け１５４を介して前記シャフト１３６と前記ハブ歯車１５０並びに前記磁束流ユニット１５２とが、前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０に対して回転可能になっている。
【００４９】
前記シャフト１３６の、さらなる構成部材に対する相対的な回転トルクは、トーションバーのねじりを介して検出される。このさらなる構成部材を介してここに示されている第１のシャフト１３６がトーションバーと接続され、さらにこの第２の構成部材に対して相対的に回転可能となっている。有利な実施形態によれば、前記第２の構成部材は、図３中にはこれ以上示されていない第２のシャフトとして形成されている。この第２のシャフトも前記第１のシャフト１４６と共通の回転軸を中心に回転する。その際この第２のシャフトには通常は、磁石素子からなる環状の磁石ユニットが配設されており、この磁石ユニットは次のような磁界を形成している。すなわち、通常は強磁性材料からなる磁束流ユニット１５２によって、前記シャフト１３６の回転トルクを検出するための前記２つの第１のセンサ素子１３２，１３４の位置にて強化及び／又は集中させられる磁界である。回転トルクを検出するためにホールセンサとして構成された前記２つのセンサ素子１３２，１３４は、この強化及び／又は集中された磁界を検出し、それから冗長的に２つの原信号を回転トルク検出のために提供する。
【００５０】
前述した実施形態においては、２つの測定歯車１４６，１４８が異なった多くの歯を有している。この２つの測定歯車１４６，１４８の歯は前記ハブ歯車１５０の歯にかみ合う。シャフト１３６が回転すると、センサ歯車１４６に対して相対的に、及びそれに伴って２つの測定歯車１４６，１４８に対して相対的に、回転軸を中心としたハブ歯車１５０の回転が結果として生じる。前記２つの測定歯車１４６，１４８は異なった速度で回転する。前記各測定歯車１４６，１４８の内部若しくは外部には、永久磁石が配置されており、該永久磁石の磁界は、ここでもシャフト１４６の回転角度を検出するためのホールセンサとして構成されたセンサ素子１３８，１４０によって検出される。その際にはそれぞれの測定歯車１４６，１４８に、回転角度を検出するためのセンサ素子１３８，１４０が割り当てられる。シャフト１３６の回転のもとで測定歯車１４６，１４８を介して同様に回転しセンサ素子１３８，１４０によって検出される当該の磁界からは、前記シャフト１３６の回転角度を確定するための原信号が提供される。
【００５１】
図３に示されている、例えば図１及び図２に基づいて説明したようなセンサ素子１３２，１３４，１３８，１４０は、当該図３中に詳細には示されていないバス装置を介して、同じく図３中には詳細には示されていない制御機器と接続される。
【００５２】
２つの検出すべき回転運動を表す特性量の原信号を供給するために、バス装置が回路支持体上で実現されてもよい。この回路支持体はリジッドフレキシブル基板として構成されている。これに対しては相互接続された２つのプリント基板も考えられる。この構成は回転角度のための少なくとも１つのセンサ素子１３８，１４０を副尺原理に従ってモジュラー式に集積化させ得る。磁束流ユニット１５４に固定されたハブ歯車１５０によって、副尺歯車として構成された２つの測定歯車１４６，１４８が駆動される。
【００５３】
回転トルクを検出するための回転トルクセンサに対してプリント基板を使用する代わりに、例えば１つのリジッドフレキシブル基板か、若しくは他の方法で相互接続された複数のリジッドフレキシブル基板を用いることも可能である。これらは測定歯車１４６，１４８の上方にある回転角度用のセンサ素子１３８，１４０も含んでいる。センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０の信号は、電気的なインターフェース、例えばＰＡＳ４，ＳＥＮＴ，ＳＰＣ，ＰＷＭなどを介して個別に制御機器に供給される。回転トルクに対する信号の計算と、操舵角に対する信号の計算は、前記制御機器において、前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０から供給された原信号を用いて実行される。
【００５４】
少なくとも１つのバス装置の構成要素として少なくとも２つのセンサ素子１３２，１３４，１３８，１４０を制御機器に接続するための、センサ装置１３０の一部として設けられている、少なくとも１つのバス装置は、構成要素間で信号を伝送するために構成されており、ここでは複数の信号が構成要素間で少なくとも１つのバス装置を介して伝送されている。それに対して前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０は、回転運動、特に少なくとも１つのシャフトの回転運動を表す特性量としての回転角度と回転トルクとを検出するように構成されている。
【００５５】
バス装置を介して接続される前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０の各々は、電子的なインターフェースを有している。また前記バス装置には、前述したセンサ素子１３２，１３４，１３８，１４０以外にも、例えば加速度を検出するように構成されている少なくとも１つの付加的センサ素子がさらに接続されていてもよい。
【００５６】
前記バス装置の構成要素は、直列に接続されるか、及び／又は、相互にループ状に接続され得る。さらに前記構成要素間でバス装置を介して複数の信号が伝送、例えば交換されてもよい。さらに前記センサ装置１３０の一部としての少なくとも１つのバス装置において、構成要素からの信号が同期的に伝送されるように構成してもよい。前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０は、初期化、アドレス指定、及び／又は同期化の際に、制御機器によって提供される少なくとも１つの同期パルスを用いて初期化、アドレス指定、及び／又は同期化されるものであってもよい。前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０からは、検出された回転運動の特性量に基づき原信号として形成された信号が供給され、さらに制御機器に伝送される。この制御機器によって、前記センサ素子１３２，１３４，１３８，１４０の信号が検出される。その結果から当該制御機器は回転運動の特性量、すなわち回転角度並びに回転トルクをそれぞれ算出する。
【符号の説明】
【００５７】
２      センサ装置
４      制御機器
６      センサ素子
８      センサ素子
１０    センサ素子
１２    信号処理モジュール
１４    信号処理モジュール
１６    信号処理モジュール
１８    信号処理モジュール
２０    インターフェース
２２    インターフェース
２４    インターフェース
２６    インターフェース
２８    第１のバス装置
３０    第１の通信接続線路
３２    第２の通信接続線路
８２    第２のバス装置
９２    第１の通信接続線路
９４    第２の通信接続線路
１３０  センサ装置
１３２  センサ素子
１３４  センサ素子
１３６  シャフト
１３８  センサ素子
１４０  センサ素子
１４２  センサハウジング
１４４  収容部
１４６  第１歯車
１４８  第２歯車
１４９  カバー
１５０  ハブ歯車
１５２  磁束流ユニット
１５４  スライド軸受け
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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