(57)【要約】  本発明は車両内の回転部材の回転角度を検出するセンサ装置に関する。この回転部材（１０）は、測定値検出部（２０）と結合されており、測定値検出部は、少なくとも１つのセンサ（４０、５０）と協働して、回転部材（１０）の回転角度を表す信号を生成する。測定値検出部（２０）は、回転角度センサ（５０）として構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転角度検出器（３）を構成する。回転角度検出器（３）は、３６０°の回転の範囲で、回転部材（１０）の角度位置を検出する。さらに測定値検出部（３０）は、距離センサ（４０）として構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転検出器（５）を構成し、この回転検出器（５）は、回転部材（１０）の回転数を求める。測定値検出部（２０）は、回転部材（１０）とともに運動変換器を構成し、この運動変換器は、回転部材（１０）の回転（１２）を、回転部材（１０）に関連した測定値検出部（２０）の軸方向並進運動（１４）に変換する。少なくとも１つの距離センサ（４０）は、回転部材（１０）の回転数を表す、測定値検出部（３０）が軸方向に進んだ距離を求め、回転部材（１０）の目下の回転角度は、回転角度検出器（３）によって検出された角度位置と、回転検出器（５）によって求められた回転数とから求められる。
2016533495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内の回転部材の回転角度を検出するセンサ装置であって、
前記回転部材（１０）は、測定値検出部（２０）と結合されており、
前記測定値検出部（２０）は、少なくとも１つのセンサ（４０、５０）と協働して、前記回転部材（１０）の前記回転角度を表す信号を生成するセンサ装置において、
前記測定値検出部（２０）は、回転角度センサ（５０）として構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転角度検出器（３）を構成し、当該回転角度検出器（３）は、３６０°の回転の範囲で、前記回転部材（１０）の角度位置を検出し、
前記測定値検出部（２０）は、距離センサ（４０）として構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転検出器（５）を構成し、当該回転検出器（５）は、前記回転部材（１０）の回転数を求め、
前記測定値検出部（２０）は、前記回転部材（１０）とともに運動変換器を構成し、当該運動変換器は、前記回転部材（１０）の前記回転（１２）を、前記回転部材（１０）に関連した前記測定値検出部（２０）の軸方向並進運動（１４）に変換し、
前記少なくとも１つの距離センサ（４０）は、前記回転部材（１０）の回転数を表す、前記測定値検出部（２０）が軸方向に進んだ距離を求め、
前記回転部材（１０）の目下の回転角度は、前記回転角度検出器（３）によって検出された前記角度位置と、前記回転検出器（５）によって求められた前記回転数とから求められる、
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記測定値検出部（２０）は、基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）を備えた、相対回動不能に前記回転部材（１０）と結合されているディスク（２０Ａ）として構成されており、
当該基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）は、中央開口部（２６）と、外周（２２.１）に設けられている雄ねじ（２２.２）とを有しており、当該雄ねじは、ケーシング（３０）の収容開口部（３４）の内側壁部（３４.１）に設けられている雌ねじ（３４.２）内にねじ嵌めされている、請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記基体（２２Ｂ）は、前記回転運動（１２）を伝達する動力伝導部（１８）を介して、前記回転部材（１０）と結合されており、
前記基体（２２Ｂ）は、前記外周（２２.１）での軸方向の案内によって、強制的な軸方向運動を行い、前記基体（２２Ｂ）の軸方向に進んだ前記距離が、回転数を求めるために利用可能である、請求項２記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサ（４０、５０）は、所定数の検出用コイル（４２、５２）と所定数の対応する検出領域（４４、５４）とを備えた渦電流センサとして構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項５】
回転角度センサ（４０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出用コイル（４２）と、距離センサ（５０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出用コイル（５２）とが、共通のコイル担体（６０）上に配置されている、請求項４記載のセンサ装置。
【請求項６】
回転角度センサ（４０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出領域（４２）は、前記測定値検出部（２０）の前記基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）の内側縁部領域（２８）に配置されている、請求項４または５記載のセンサ装置。
【請求項７】
距離センサ（５０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出領域（４２）は、前記測定値検出部（２０）の前記基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）の外側縁部領域（２４）に配置されている、請求項４から６までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記基体（２２Ａ）の前記内側縁部領域（２８）と前記外側縁部領域（２４）との間に変形可能な中間領域（２５）が配置されていることによって、前記内側縁部領域（２８）は、自身の軸方向の位置を、前記回転部材（１０）の前記回転運動の間、保持し、前記外側縁部領域（２４）は、前記外周（２２.１）での軸方向の案内によって強制された軸方向運動を行い、
前記外側縁部領域（２４）の、軸方向に進んだ前記距離を、前記回転数を求めるために評価することができる、請求項７記載のセンサ装置。
【請求項９】
距離センサ（５０）として構成されている少なくとも１つの前記センサと、回転角度センサ（４０）として構成されている少なくとも１つの前記センサとは、少なくも１つの共通の検出用コイル（４２、５２）および／または少なくとも１つの共通の検出領域（４２、５２）を有している、請求項４から８までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項１０】
複数の前記センサ（４０、５０）の複数の前記検出用コイル（４２、５２）は、複数の場所に分散して、前記コイル担体（６０）に配置されている、請求項４から９までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項１１】
評価および制御ユニット（７０）は、少なくとも１つの前記回転角度センサ（４０）および／または少なくとも１つの前記距離センサ（５０）の複数の前記コイル（４２、５２）を同時に、または、所定の順番で評価する、請求項４から１０までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の上位概念に記載された、車両内の回転部材の回転角度を検出するセンサ装置に関する。
【０００２】
公知の操舵角センサでは、カウンターホイールが、ステアリングホイールの回転数を求めるために、無接触に、磁界センサによって走査される。このようなシステムは、次のような欠点を有している。すなわち、点火装置がオフされている時にステアリングホイールの回転を検出することを可能にするために、点火装置オフ時に、静電流が供給されなければならない、という欠点である。車両を長期間使用していない場合には、これによって、車載バッテリーが空になってしまう。このような静電流が供給されない場合には、点火装置オフ状態、または、バッテリー切り離し状態においてステアリングホイールの回転が行われても、操舵角度を明確に特定することはできない。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２００８０１１４４８号には、例えば、回転角度を検出するための装置が記載されている。開示されたこの装置は、検出部とセンサとを含んでいる。センサは、回転部材の回転角度の変化に依存して、検出部によって生成された物理的な量の変化を、デジタル方式で評価可能な信号として検出する。この回転部材は、少なくとも１つの、自身の外周に結合された、回転部材が回転することによって回転する、より小さい円周の付属体を有している。この付属体は、有利には角度センサを備えている。この角度センサは、軸方向に結合されたハイポサイクロイドギアを介して同様に回転する、ハイパーサイクロイドディスクまたはハイポサイクロイド歯車を駆動させる。ここでこれらのディスクまたはギアの回転速度は、ハイポサイクロイドギアによって、この回転速度から、回転部材の回転数と、ステアリングシャフトの複数回の回転にわたる絶対的な操舵角度とが、回転センサシステムによって求められるように、減速されている。
【０００４】
本発明の開示
これに対して、独立請求項１の特徴部分に記載された構成を有する、車両内の回転部材の回転角度を検出する本発明のセンサ装置は、次のような利点を有している。すなわち、回転部材の目下の回転角度が、２つの別個の無接触測定方法によって求められる、という利点である。これらの測定方法は、有利には、渦電流作用に基づいている。第１の測定方法は３６０°の回転を検出し、第２の測定方法は「ラップカウンター」として機能し、これは、距離の変化を介して、回転部材の数回の回転を検出する。求められるべき回転角度を回転と距離変化とに区分することによって、本発明のセンサ装置の実施形態は極めて容易に、比較的高い分解能を得ることができる。さらに、機械的な回転での回転運動のこの変化とこのレベル変化とによって、回転部材の回転が繰り返される場合でも、一義的な回転位置が常に得られる。有利には、回転運動は、変化した機械的な回転およびレベル変化において得られ続ける。従って、点火装置がオフされた後またはバッテリーが切り離された後にも、または、電子回路の故障時にも、正しい、絶対的な回転角度が供給される。これによって、渦電流作用を用いた、特に確実な動作若しくは回転角度の特に確実な識別が可能になる。さらなる利点は、コストの削減につながり得る機械的な簡素化である。なぜなら、車両内の回転部材の回転角度を検出する本発明のセンサ装置の実施形態では、相互に噛み合っている歯の構造を有する歯車若しくは磁石が不必要だからである。これはコストの削減につながり得る。さらに、可動部品の低減によって、車両内の回転部材の回転角度を検出する本発明のセンサ装置の実施形態が動作時に出す騒音は極めて小さくなる。有利には、本発明のセンサ装置は、車両の操舵角度を求めるために使用される。ここで、回転部材は有利には、車両のステアリングコラムとして、または、捻れないようにステアリングコラムと接続されているスリーブとして構成されている。
【０００５】
本発明の実施形態は、車両内の回転部材の回転角度を検出するセンサ装置を提供する。この回転部材は、測定値検出部と結合されている。この測定値検出部は、少なくとも１つのセンサと協働して、回転部材の回転角度を表す信号を生成する。本発明では、この測定値検出部は、回転角度センサとして構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転角度検出器を構成する。この回転角度検出器は、回転部材の角度位置を３６０°の回転の範囲で検出する。さらに、この測定値検出部は、距離センサとして構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転検出器を構成する。この回転検出器は、回転部材の回転数を求める。さらに、この測定値検出器は、回転部材とともに運動変換器を形成する。この運動変換器は、回転部材の回転を、回転部材に関連した、この測定値検出部の軸方向並進運動に変換する。ここで、少なくとも１つの距離センサが、この測定値検出部の、軸方向に進んだ距離を求める。これは回転部材の回転数を表す。回転部材の目下の回転角度が、回転角度検出器によって検出された角度位置と、回転検出器によって求められた回転数とから求められる。
【０００６】
従属請求項に記載された措置と、発展形態とによって、車両内の回転部材の回転角度を検出する、独立請求項１に記載されたセンサ装置を有利に改善することができる。
【０００７】
特に有利には、この測定値検出部は、基体を供えた、回転部材と相対回動不能に結合されているディスクとして構成されている。この基体は、中央開口部と、外周に設けられている雄ねじとを有しており。ここでこの雄ねじは、ケーシングの収容開口部の内側壁部に設けられている雌ねじ内にねじ嵌めされている。ケーシングは有利には、開口部を有している底面とカバー部とを備えた鉢状の部分として構成されている。この開口部を通って、回転部材が延在している。これによって有利には、車両内の回転部材の回転角度を検出する、本発明のセンサ装置の構造をコンパクトにすることができる。
【０００８】
本発明のセンサ装置の有利な構成では、基体は、回転運動を伝達する動力伝導部を介して、回転部材と結合される。ここでこの基体は、外周での軸方向の案内によって、強制的な軸方向運動を実行する。基体の軸方向に進んだ距離は、次に、回転数を求めるために利用可能である。
【０００９】
本発明のセンサ装置の別の有利な構成では、センサを、渦電流センサとして構成することができる。ここでこの渦電流センサは、所定数の検出用コイルと、対応する、所定数の検出領域とを有している。この渦電流センサは、距離若しくは回転角度を、属する磁界の変化を介して求める。有利には、少なくとも１つの、回転角度センサとして構成されているセンサのコイルと、少なくとも１つの、距離センサとして構成されているセンサのコイルとを、共通のコイル担体上に配置することができる。検出領域は導電性材料または強磁性材料から形成されており、ここでは、対応するコイルが渦電流を生起させる。コイル並びに検出領域の数および形状を、有利には、手元にある構造条件に合わせることが可能である。
【００１０】
本発明のセンサ装置の別の有利な構成では、少なくとも１つの、回転角度センサとして構成されているセンサの検出領域は、測定値検出部の基体の内側縁部領域に配置される。少なくとも１つの、距離センサとして構成されているセンサの検出領域は、例えば、測定値検出部の基体の外側縁部領域に配置される。さらにこの内側縁部領域と外側縁部領域との間には、変形可能な中間領域が配置可能である。従って、内側縁部領域は自身の軸方向の位置を、回転部材の回転運動の間、保持し、外側領域だけが、外周での軸方向の案内によって強制された軸方向運動を実行する。
【００１１】
外側縁部領域の、軸方向に進んだ距離を、回転数を求めるために評価することができる。
【００１２】
本発明のセンサ装置の別の有利な構成では、少なくとも１つの、距離センサとして構成されているセンサと、少なくとも１つの、回転角度センサとして構成されているセンサとは、少なくとも１つの共通の検出用コイルおよび／または少なくも１つの共通の検出領域とを有する。
【００１３】
本発明のセンサ装置のさらに有利な構成では、センサの検出用コイルは、複数の場所に分散されて、コイル担体に配置される。これによって有利には、より高い感度、すなわち複数の場所にわたって直列接続されているより大きなコイルインダクタンスが得られる。
【００１４】
評価および制御ユニットが、少なくとも１つの回転角度センサおよび／または少なくとも１つの距離センサの複数のコイルを、同時に、または、所定の順番で評価することができる。これによって有利には、ノイズの影響、例えば温度変化等が補償される。さらに、複数のセンサ若しくはコイルを用いることによって、有利には、回転部材の回転角度を冗長的に求めることが可能になる。
【００１５】
本発明の実施形態を図示し、後続の明細書で詳細に説明する。図面では、同じ参照番号は、同じである、若しくは、同様の機能を有する部品若しくは部材を表している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の位置にある、車両内の回転部材の回転角度を検出する本発明のセンサ装置の第１の実施例の概略的な斜視断面図
【図２】第２の位置にある、本発明のセンサ装置の第１の実施例の概略的な斜視断面図
【図３】図１および図２に示された本発明のセンサ装置のコイル担体の第１の実施例の概略的な平面図
【図４】図１および図２に示された本発明のセンサ装置の測定値検出部の第１の実施例の概略的な底面図
【図５】図１および図２に示された本発明のセンサ装置のコイル担体の第２の実施例の概略的な平面図
【図６】図１および図２に示された本発明のセンサ装置の測定値検出部の第２の実施例の概略的な底面図
【図７】第１の位置にある、車両内の回転部材の回転角度を検出する本発明のセンサ装置の第２の実施例の概略的な斜視断面図
【図８】第２の位置にある、図７に示されている本発明のセンサ装置の第２の実施例の概略的な斜視断面図
【図９】図７および８に示されている本発明のセンサ装置のコイル担体の第１の実施例の概略的な平面図
【図１０】図７および図８に示された本発明のセンサ装置のコイル担体の第２の実施例の概略的な平面図
【図１１】図７および図８に示された本発明のセンサ装置の測定値検出部の第１の実施例の概略的な底面図
【図１２】図７および図８に示された本発明のセンサ装置の測定値検出部の第２の実施例の概略的な底面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１から１２に示されているように、車両内の回転部材１０の回転角度を検出する本発明のセンサ装置１、１Ａ、１Ｂの実施形態は、測定値検出部２０を含んでいる。この測定値検出部は、少なくとも１つのセンサ４０、５０と協働して、回転部材１０の回転角度を表す信号を形成する。
【００１８】
本発明では、回転角度センサ５０、５０Ａ、５０Ｂとして構成されている少なくとも１つのセンサとともに測定値検出部２０は、回転角度検出器３、３Ａ、３Ｂを構成する。この回転角度検出器は、回転部材１０の角度位置を３６０°の回転の範囲で検出する。さらに、距離センサ４０、４０Ａ、４０Ｂとして構成されている少なくとも１つのセンサとともに測定値検出部２０は、回転検出器５、５Ａ、５Ｂを構成する。この回転検出器は、回転部材１０の回転数を求める。さらに、測定値検出部２０は、回転部材１０とともに運動変換器を形成する。この運動変換器は、回転部材１０の回転１２を、回転部材１０に関連した、この測定値検出部２０の軸方向並進運動１４に変換する。ここで、少なくとも１つの距離センサ４０、４０Ａ、４０Ｂが、この測定値検出部２０の、軸方向に進んだ距離を求める。これは回転部材１０の回転数を表す。回転部材１０の目下の回転角度が、回転角度検出器３によって検出された角度位置と、回転検出器５によって求められた回転数とから求められる。
【００１９】
本発明のセンサ装置１、１Ａ、１Ｂの実施形態は、例えば、車両の操舵角度を特定するための操舵角度センサとして使用される。ここでは例えば、車両のステアリングコラムの目下の回転角度が求められるべきである。図示の実施例では、回転部材１０は、スリーブ１６、１６Ａ、１６Ｂに相当する。このスリーブは例えば、軸方向にスライドして、回転部材であるステアリングコラム上に嵌められ、相対回動不能にステアリングコラムと接続されている。
【００２０】
さらに図１〜１２から見て取れるように、測定値検出部２０は、基体２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｆを伴う、相対回動不能に回転部材１０と結合されているディスク２０Ａとして構成されている。この基体は、中央開口部２６と、外周２２.１に設けられている雄ねじ２２.２とを有している。ここでこの雄ねじは、ケーシング３０の収容開口部３４の内側壁部３４.１に設けられている雌ねじ３４.２内にねじ嵌めされている。図示の実施例では、ケーシング３０は、開口部３６を有している底面３２Ａとカバー部３２Ｂとを備えた、鉢状の部分として構成されている。この開口部を通って、回転部材１０が遊びを伴って延在する。これは次のことを意味している。すなわち、底面３２Ａ若しくはカバー部３２Ｂにおける開口部３６の内壁３６.１が、所定の間隔を、回転部材１０に対して有していることを意味している。これによって、測定値検出部２０は少ない構造スペースでケーシング３０内に配置され、有利には、車両内の回転部材１０の回転角度を検出する、本発明のセンサ装置１、１Ａ、１Ｂの構造をコンパクトにすることができる。
【００２１】
図示の実施例では、センサ４０、５０は、渦電流センサとして構成されている。この渦電流センサは、共通のコイル担体６０上に配置されている所定数の検出用コイル４２、５２と、所定数の、対応する検出領域４４、５４とを有している。これらの検出領域は、測定値検出部２０、３０で、実質的に、対応する検出用コイル４２、５２と面一に、若しくは、少なくとも部分的に重畳して構成されている。これは次のことを意味している。すなわち、回転角度センサ４０の検出用コイル４２が、対応する検出領域４４と軸方向に重畳して、コイル担体６０上に配置されている、若しくは、距離センサ５０の検出用コイル５２が、対応する検出領域５４と軸方向に重畳して、コイル担体６０上に配置されていることを意味する。図示の実施例では、コイル担体６０は、中央開口部６２を備えた位置固定されたディスクとして構成されている。この中央開口部を通って、回転部材１０が延在しており、この中央開口部はケーシング３０内に配置されている。測定値検出部２０の回転運動若しくは軸方向運動１４ひいてはこれに結び付いている測定値検出部２０の距離変化によって、検出用コイル４２、５２と検出領域４４、５４との間に渦電流センサ４０、５０によって形成された磁界４６、５６に影響が与えられる。従って、例えば、図示されていない各固定容量と協働して、相当する周波数変化が検出され、評価および制御ユニット７０によって、回転角度検出および／または距離検出のために評価される。渦電流センサ４０、５０のコイル４２、５２は、マイクロメカニカル方法でケイ素内に製造され得る、または、直接的に、有利にはプリント回路基板として構成されているコイル担体６０上に実現される。ここで、プリント回路基板上へのこの直接的な配置は、さらなるコスト上の利点を有し得る。この場合には、種々のコイル形状が実現可能である。これは例えば円形または矩形である。しかし、より複雑なコイル形状も有利であることが判明している。これに加えて、コイル４２、５２を、より大きな形状（センチメートルの範囲）で製造することもできる。さらに、渦電流センサ４０、５０のコイル４２、５２をプリント回路基板、並びに、ケイ素において、複数の場所に分散させることができる。これによってより高い感度が得られる。すなわち、複数の場所にわたって直列接続されたより大きいコイルインダクタンスが得られる。評価および制御ユニット７０は、少なくとも１つの回転角度センサ４０および／または少なくとも１つの距離センサ５０のこれらのコイル４２、５２を同時に、または、所定の順番で評価することができる。
【００２２】
さらに図１〜６から見て取れるように、本発明のセンサ装置１Ａの第１の実施例では、少なくとも１つの、回転角度センサ４０として構成されているセンサの検出領域４２は、測定値検出部２０の基体２２の内側縁部領域２８に配置されている。少なくとも１つの、距離センサ５０として構成されているセンサの検出領域４２は、測定値検出部２０の基体２２の外側縁部領域２４に配置されている。基体２２のこの内側縁部領域２８と外側縁部領域２４との間には、変形可能な中間領域２５が配置されている。従って、内側縁部領域２８は自身の軸方向の位置を、回転部材１０の回転運動の間、保持し、外側領域２４が、外周２２.１での軸方向の案内によって強制された軸方向運動を実行する。外側縁部領域２４の、軸方向に進んだ距離を、回転数を求めるために評価することができる。本発明のセンサ装置１Ａの図１に示された第１の位置は、回転部材１０の左側ストッパーに相当する。これは、測定値検出部２０の基体２２の外側端面２４.１と、コイル担体６０Ａの表面との間に、最短距離ｈ１を有している。本発明のセンサ装置１Ａの、図２に示された第２の位置は、回転部材１０の右側ストッパーに相当する。これは、測定値検出部３０の基体２２Ａの外側端面２４.１と、コイル担体６０の表面との間に、最大距離ｈ２を有している。測定値検出部２０の基体２２の内側端面２８.１の間の軸方向の間隔は、回転部材１０の回転位置には関係なく、実質的に一定である。
【００２３】
図３から見て取れるように、コイル担体６０Ａの第１の実施例は、ディスクとして構成されているコイル担体６０Ａの中央開口部６２の周りに分散して配置されている、回転角度センサ４０Ａ用の、４つの第１の検出用コイル４２と、コイル担体６０Ａの縁部に配置されている、距離センサ５０Ａ用の、周囲を囲んでいる１つの検出用コイル５２とを含んでいる。図４から見て取れるように、測定値検出部２０の基体２２Ａの第１の実施例は、内側縁部領域２８に配置されている、中央開口部２６に接している、円形リングセグメントとして構成されている、回転角度センサ４０Ａ用の第１の検出領域４４を含んでいる。さらに第２の測定値検出部２０の基体２２Ａの第１の実施例は、外側縁部領域２４に配置されている、周囲を囲んでいる円形リングとして構成されている、距離センサ５０Ａ用の第２の検出領域５４を含んでいる。
【００２４】
図５から見て取れるように、コイル担体６０Ｂの第２の実施例は、８つの、コイル担体６０Ｂの中央開口部６２の周りに分散して配置されている、回転角度センサ４０Ａ用の第１の検出用コイル４２と、コイル担体６０Ｂの縁部に配置されている、距離センサ５０Ａ用の、周囲を囲んでいる１つの検出用コイル５２とを含んでいる。図６から見て取れるように、測定値検出部２０の基体２２Ｂの第２の実施例は、内側縁部領域２８内に配置されている、中央開口部２６に接している、円形リングセグメントとして構成されている、３つの、回転角度センサ４０Ａ用の第１の検出領域４４を含んでいる。それら相互の角度関係は整数倍に相当しない。さらに測定値検出部２０の基体２２Ｂの第２の実施例は、外側縁部領域２４に配置された、周囲を囲む円形リングとして構成されている、距離センサ５０Ａ用の１つの第２の検出領域５４を含んでいる。
【００２５】
さらに図７〜１２から見て取れるように、本発明のセンサ装置１Ｂの第２の実施例では、第１の実施例と同様に、少なくとも１つの、回転角度センサ４０として構成されているセンサの検出領域４２は、測定値検出部２０の基体２２の内側縁部領域２８に配置されている。少なくとも１つの、距離センサ５０として構成されているセンサの検出領域４２は、測定値検出部２０の基体２２の外側縁部領域２４に配置されている。第１の実施例とは異なり、測定値検出部２０の基体２２は、本発明のセンサ装置１Ｂの第２の実施例では、回転運動１２を伝達する動力伝導部１８を介して、回転部材１０と結合されている。基体２２は、外周２２.１での軸方向の案内によって、強制的な軸方向運動を実行する。ここで基体２２の軸方向に進んだ距離は、次に、回転数を求めるために評価される。これによって第２の実施例では、回転角度センサ４０Ｂも、軸方向の運動に晒される。これによってさらに、本発明のセンサ装置１Ｂの機械的な構造が簡素化される。測定値検出部２０の軸方向に進んだ距離は、外側縁部領域２４で、回転数を求めるために評価される。本発明のセンサ装置１Ｂの図７に示された第１の位置は、回転部材１０の左側ストッパーに相当する。これは、測定値検出部２０の基体２２の外側端面２４.１と、コイル担体６０の表面との間に、最短距離ｈ１を有している。本発明のセンサ装置１Ｂの、図８に示された第２の位置は、回転部材１０の右側ストッパーに相当する。これは、測定値検出部３０の基体２２Ａの外側端面２４.１と、コイル担体６０の表面との間に、最大距離ｈ２を有している。測定値検出部２０の基体２２の内側端面２８.１の軸方向間隔は、基体の外側端面２４の間隔と同様に変化する。
【００２６】
さらに図９から見て取れるように、コイル担体６０Ｃの第３の実施例は、ディスクとして構成されているコイル担体６０Ｂの縁部に分散して配置されている、回転角度センサ４０Ｂ用の８つの第１の検出用コイル４２と、コイル担体６０Ｃの中央開口部６２の周囲に、分散して配置されている、距離センサ５０用の、８つの第２の検出用コイル５２とを含んでいる。
【００２７】
さらに図１０から見て取れるように、コイル担体６０Ｄの第４の実施例は、ディスクとして構成されているコイル担体６０Ｄの中央開口部６２の周囲に分散して配置されている８つの検出用コイル４２、５２を含んでいる。これらは、回転角度センサ４０Ｂ用の第１の検出用コイル４２としても、距離センサ５０用の第２の検出用コイル５２としても使用可能である。
【００２８】
さらに図１１から見て取れるように、測定値検出部２０の基体２２Ｃの第３の実施例は、円形リングセグメントとして構成されている検出領域４４、５４を含んでいる。これらは、基体２２Ｃの内側縁部領域２８においても、外側縁部領域２４においても、少なくとも部分的に重畳しており、従って、回転角度センサ４０Ｂの第１の検出領域４４としても、距離センサ５０Ｂの第２の検出領域５４としても、使用可能である。
【００２９】
さらに図１２から見て取れるように、測定値検出部２０の基体２２Ｄの第４の実施例は、円形リングセグメントとして構成されている３つの検出領域４４、５４を含んでいる。これらは、基体２２Ｃの内側縁部領域２８においても、外側縁部領域２４においても、少なくとも部分的に重畳しており、従って、回転角度センサ４０Ｂの第１の検出領域４４としても、距離センサ５０Ｂの第２の検出領域５４としても、使用可能である。検出領域４４、５４相互の角度関係は、整数倍に相当しない。測定値検出部の基体２２Ｃ、２２Ｄの第３または第４の実施例を、コイルボディ６０Ｃ、６０Ｄの第３または第４の実施例と組み合わせ使用することができる。
【００３０】
距離センサによって、複数回の回転に対する距離情報を検出するためのねじ山を極めて粗く設計することができる。なぜなら、正確な角度位置（０°〜３６０°）が、回転角度センサによって回転から特定されるからである。それにも係わらず、この距離情報を介して、求められた回転角度をさらに妥当性検査することも可能である。さらに、コイル装置が複数の検出領域と重なっていること、および、評価ユニットおよび制御ユニットによって、複数の検出用コイルを別個に読み出し、評価することが可能であることによって、回転角度情報の冗長性が得られる。これによって、多数のバリエーションが生じる。従って、例えば、距離変化に関する情報を角度情報と組み合わせることができる。さらに、様々な数のコイルを用いることができる。さらに、これらのコイルを同時にまたは順次連続して（多重化）読み出すことができる。これらのコイルは例えばそれぞれ個々に、評価および制御ユニットと接続可能である。択一的に、これらのコイルを、それらの接続端子を介して全体で、または、部分的にまとめて、評価および制御ユニットに案内することができる。
【００３１】
本発明の実施形態は、回転運動を機械的な距離変化に移行させることによって、回転部材の複数回の回転時にも常に明確な回転位置を提供する、車両内の回転部材の回転角度を検出するセンサ装置を実現する。有利には、電子回路の故障時に、変化した機械的な距離位置の形態で回転運動が継続して得られる。この機械的な距離変化に基づいて、点火装置オフ後にも、または、バッテリーの切り離し後にも、正しい、絶対的な回転角度が得られる。ここでは同時に、特に確実な動作若しくは回転角度の特に確実な識別が可能である。
【図１】
2016533495.tif 000003
【図２】
2016533495.tif 000004
【図３】
2016533495.tif 000005
【図４】
2016533495.tif 000006
【図５】
2016533495.tif 000007
【図６】
2016533495.tif 000008
【図７】
2016533495.tif 000009
【図８】
2016533495.tif 000010
【図９】
2016533495.tif 000011
【図１０】
2016533495.tif 000012
【図１１】
2016533495.tif 000013
【図１２】
2016533495.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月9日(2016.5.9)
【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】
車両内の回転部材の回転角度を検出するセンサ装置であって、
前記回転部材（１０）は、測定値検出部（２０）と結合されており、
前記測定値検出部（２０）は、少なくとも１つのセンサ（４０、５０）と協働して、前記回転部材（１０）の前記回転角度を表す信号を生成するセンサ装置において、
前記測定値検出部（２０）は、回転角度センサ（５０）として構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転角度検出器（３）を構成し、当該回転角度検出器（３）は、３６０°の回転の範囲で、前記回転部材（１０）の角度位置を検出し、
前記測定値検出部（２０）は、距離センサ（４０）として構成されている少なくとも１つのセンサとともに回転検出器（５）を構成し、当該回転検出器（５）は、前記回転部材（１０）の回転数を求め、
前記測定値検出部（２０）は、前記回転部材（１０）とともに運動変換器を構成し、当該運動変換器は、前記回転部材（１０）の回転運動（１２）を、前記回転部材（１０）に関連した前記測定値検出部（２０）の軸方向並進運動（１４）に変換し、
前記少なくとも１つの距離センサ（４０）は、前記回転部材（１０）の回転数を表す、前記測定値検出部（２０）が軸方向に進んだ距離を求め、
前記回転部材（１０）の目下の回転角度は、前記回転角度検出器（３）によって検出された前記角度位置と、前記回転検出器（５）によって求められた前記回転数とから求められる、
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記測定値検出部（２０）は、基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）を備えた、相対回動不能に前記回転部材（１０）と結合されているディスク（２０Ａ）として構成されており、
当該基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）は、中央開口部（２６）と、外周（２２.１）に設けられている雄ねじ（２２.２）とを有しており、当該雄ねじは、ケーシング（３０）の収容開口部（３４）の内側壁部（３４.１）に設けられている雌ねじ（３４.２）内にねじ嵌めされている、請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記基体（２２Ｂ）は、前記回転運動（１２）を伝達する動力伝導部（１８）を介して、前記回転部材（１０）と結合されており、
前記基体（２２Ｂ）は、前記外周（２２.１）での軸方向の案内によって、強制的な軸方向運動を行い、前記基体（２２Ｂ）の軸方向に進んだ前記距離が、回転数を求めるために利用可能である、請求項２記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサ（４０、５０）は、所定数の検出用コイル（４２、５２）と所定数の対応する検出領域（４４、５４）とを備えた渦電流センサとして構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項５】
回転角度センサ（４０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出用コイル（４２）と、距離センサ（５０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出用コイル（５２）とが、共通のコイル担体（６０）上に配置されている、請求項４記載のセンサ装置。
【請求項６】
回転角度センサ（４０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出領域（４２）は、前記測定値検出部（２０）の前記基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）の内側縁部領域（２８）に配置されている、請求項２を引用する請求項４または５記載のセンサ装置。
【請求項７】
距離センサ（５０）として構成されている少なくとも１つの前記センサの前記検出領域（４２）は、前記測定値検出部（２０）の前記基体（２２、２２Ａ、２２Ｂ）の外側縁部領域（２４）に配置されている、請求項２を引用する請求項４から６までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記基体（２２Ａ）の前記内側縁部領域（２８）と前記外側縁部領域（２４）との間に変形可能な中間領域（２５）が配置されていることによって、前記内側縁部領域（２８）は、自身の軸方向の位置を、前記回転部材（１０）の前記回転運動（１２）の間、保持し、前記外側縁部領域（２４）は、前記外周（２２.１）での軸方向の案内によって強制された軸方向運動を行い、
前記外側縁部領域（２４）の、軸方向に進んだ前記距離を、前記回転数を求めるために評価することができる、請求項６を引用する７記載のセンサ装置。
【請求項９】
距離センサ（５０）として構成されている少なくとも１つの前記センサと、回転角度センサ（４０）として構成されている少なくとも１つの前記センサとは、少なくも１つの共通の検出用コイル（４２、５２）および／または少なくとも１つの共通の検出領域（４２、５２）を有している、請求項４から８までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項１０】
複数の前記センサ（４０、５０）の複数の前記検出用コイル（４２、５２）は、複数の場所に分散して、前記コイル担体（６０）に配置されている、請求項５を引用する請求項９記載のセンサ装置。
【請求項１１】
評価および制御ユニット（７０）は、少なくとも１つの前記回転角度センサ（４０）および／または少なくとも１つの前記距離センサ（５０）の複数の前記検出用コイル（４２、５２）を同時に、または、所定の順番で評価する、請求項９記載のセンサ装置。
【国際調査報告】
2016533495.tif 000015
2016533495.tif 000016
2016533495.tif 000017
2016533495.tif 000018