DE102008033236A1

DE102008033236A1 - Lenkwinkelsensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008033236A1
Application number: DE102008033236A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Weisser; Andreas Koch; Günter EBNER; Jens Gutow
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkelsensor (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Detektierung der Winkelstellung einer Lenkwelle (4) in der Lenkradsäule. Der Lenkwinkelsensor (10) besitzt ein bewegbar angeordnetes Bewegungselement (29) sowie ein dem Bewegungselement (29) zugeordnetes Sensorelement (15), das ein zum Bewegungsweg des Bewegungselements (29) korrespondierendes Sensorsignal erzeugt. Der Lenkwinkelsensor (10) ist derart mit der Lenkwelle (4) gekoppelt, dass die Rotation des Lenkrades auf das Bewegungselement (29) zu dessen Bewegung übertragbar ist. Eine Auswerteelektronik (16) dient zur Ermittlung eines zum Lenkwinkel sowie gegebenenfalls der Umdrehungsanzahl des Lenkrades korrespondierenden Winkels aus dem Sensorsignal. Der Lenkwinkelsensor (10) weist zwei Bewegungselemente (29, 30) sowie zwei zugeordnete Sensorelemente (15, 15') auf. Die Bewegungselemente (29, 30) legen bei Rotation des Lenkrades unterschiedliche Bewegungswege zurück, derart, dass sich eine fortlaufend größer werdende Wegverschiebung zwischen den beiden Bewegungselementen (29, 30) ergibt. Aus dieser Wegverschiebung können die Vielfachen der Umdrehung ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Winkelsensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen in dieser Art ausgebildeten Lenkwinkelsensor.
Derartige Lenkwinkelsensoren dienen zur Detektierung der Winkelstellung eines Lenkrades im Kraftfahrzeug.
Aus der DE 10 2004 026 868 A1 ist ein solcher Lenkwinkelsensor zur Detektierung der Winkelstellung einer Lenkwelle in der Lenkradsäule bekannt. Der Lenkwinkelsensor umfaßt ein bewegbar angeordnetes Bewegungselement und ein dem Bewegungselement zugeordnetes Sensorelement. Der Lenkwinkelsensor ist derart mit der Lenkwelle gekoppelt, daß die Rotation des Lenkrades auf das Bewegungselement zu dessen Bewegung übertragbar ist. Das Sensorelement erzeugt dadurch ein zum Bewegungsweg und damit der jeweiligen Stellung des Bewegungselements korrespondierendes Sensorsignal. Eine Auswerteelektronik im Lenkwinkelsensor dient zur Ermittlung eines zum Lenkwinkel sowie gegebenenfalls der Umdrehungsanzahl des Lenkrades korrespondierenden Winkels aus dem Sensorsignal.
Die Lenkwelle ist zwischen einer Anfangswinkelstellung und einer Endwinkelstellung drehbar, wobei die dem Gesamtwinkelumfang entsprechende Differenz von End- und Anfangswinkelstellung größer als 360° ist. Insbesondere beträgt der Gesamtwinkelumfang für die Lenkwelle mehrere Umdrehungen. Dies bedingt wiederum eine Mehrdeutigkeit des Sensorsignals, wobei aufgrund dieser Mehrdeutigkeit die Ermittlung des absoluten Lenkwinkels komplex und aufwendig ist. Oft mangelt es dabei auch an der mit vertretbarem Aufwand erzielbaren Genauigkeit bei der Bestimmung des Lenkwinkels.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Winkelsensor, und dabei insbesondere einen einen solchen Winkelsensor verwendenden Lenkwinkelsensor, derart weiterzuentwickeln, daß die Ermittlung des absoluten Winkelstellung vereinfacht ist, insbesondere soll der Winkelsensor mit hoher Genauigkeit arbeiten.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Winkelsensor durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Winkelsensor weist zwei Bewegungselemente sowie zwei zugeordnete Sensorelemente auf. Die Bewegungselemente sind so ausgestaltet, daß diese bei Rotation der Welle unterschiedliche Bewegungswege zurücklegen. Dadurch ergibt sich eine fortlaufend größer werdende Wegverschiebung zwischen den beiden Bewegungselementen. Aus dieser Wegverschiebung läßt sich die absolute Winkelstellung in einfacher Weise ermitteln.
Vorteilhafterweise läßt der mit dem erfindungsgemäßen Winkelsensor ausgestattete Lenkwinkelsensor eine redundante Auswertung für den Lenkwinkel zu. Dabei kann ein Winkelbereich von beispielsweise +/– 1000° unter Verwendung von nur zwei Sensoren zweikanalig mit einer Genauigkeit von in etwa 0,18° erfaßt werden. Damit erfüllt der Lenkwinkelsensor die Anforderungen der für Kraftfahrzeuge gültigen Norm ASIL-C. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung bestehen die Bewegungselemente aus rotationssymmetrischen Elementen, insbesondere aus Rädern mit unterschiedlichem Umfang. Diese Elemente sind so ausgebildet, daß das eine Bewegungselement N Umdrehungen und das andere Bewegungselement N + M Umdrehungen jeweils auf dem Gesamtwinkelumfang ausführt. Bevorzugterweise werden die Koeffizienten N und M so gewählt, daß die Beziehungen N > 1 sowie 0 < M ≤ 1 für N und M gelten.
Zur Bestimmung der absoluten Winkelstellung Φ der Welle auf dem halboffenen Intervall [Φ_Start, Φ_End) aus den von den Sensorelementen gelieferten Meßwerten können die folgenden Formeln herangezogen werden:
Dabei bedeuten die Bezeichnungen

Φ_Start:: die Anfangswinkelstellung
Φ_End:: die Endwinkelstellung
Φ_Ges := Φ_End – Φ_Start:: den Gesamtwinkelumfang
S₁(Φ):: die relative Winkelstellung vom ersten Bewegungselement (entsprechend Meßwert vom ersten Sensor)
S₂(Φ):: die relative Winkelstellung vom zweiten Bewegungselement (entsprechend Meßwert vom zweiten Sensor)
Ω:: die Periode des Winkelsensors, d. h. der Winkelbereich, bei dem sich der Meßwert des Sensors wiederholt, insbesondere 2π
Δ_abs(Φ):: Differenz der absoluten Winkelwerte
N:: Anzahl der Umdrehungen vom ersten Bewegungselement (vom ersten Sensor) auf Φ_Ges
N + M:: Anzahl der Umdrehungen vom zweiten Bewegungselement (vom zweiten Sensor) auf Φ_Ges
Φ:: absolute Winkelstellung

Wie bereits ausgeführt, eignet sich der erfindungsgemäß ausgebildete Winkelsensor in besonderer Weise zur Verwendung in einem Lenkwinkelsensor für ein Kraftfahrzeug. Der Lenkwinkelsensor dient zur Detektierung der absoluten Winkelstellung einer Lenkwelle in der Lenkradsäule und/oder eines Lenkrades, wobei der Winkelsensor mit der Lenkwelle gekoppelt ist. Der Lenkwinkelsensor ermittelt aus der Wegverschiebung der Bewegungselemente bei Rotation des Lenkrades die Vielfachen der Umdrehung sowie die relative Winkelstellung der Lenkwelle und/oder des Lenkrades entsprechend dem absoluten Winkel.
In einfacher Weise können die Bewegungselemente für den Lenkwinkelsensor aus Rädern mit unterschiedlichem Umfang bestehen, so daß bei Rotation des Lenkrades die beiden Bewegungselemente unterschiedliche Wege zurücklegen. Um Ungenauigkeiten durch Schlupf o. dgl. zu vermeiden, handelt es sich bei den beiden Rädern zweckmäßigerweise um zwei Zahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl. Aufgrund des unterschiedlichen Umfangs und/oder der unterschiedlichen Zahnzahl ergibt sich bei Rotation des Lenkrads eine fortlaufend größer werdende Winkelverschiebung zwischen den beiden Rädern bzw. Zahnrädern. Aus dieser Winkelverschiebung können wiederum die Vielfachen der Umdrehung sowie die relative Winkelstellung entsprechend dem absoluten Winkel in leichter Weise ermittelt werden.
Zur Verbesserung der Genauigkeit sowie der Toleranzunempfindlichkeit des Lenkwinkelsensors kann dieser mit einem an der Lenkwelle angeordneten Zahnradkranz zusammenarbeiten sowie gegebenenfalls eine aus mehreren Zahnrädern bestehende Getriebeanordnung aufweisen. Um Schlupf weitgehend zu vermeiden, bietet es sich dabei an, daß ein in Richtung des Zahnkranzes vorgespanntes Übersetzungszahnrad als Bestandteil der Getriebeanordnung mit dem Zahnkranz sowie den Zahnrädern zusammenwirkt. Die Rotation des Lenkrades ist dann über die Lenkwelle mittels des Zahnradkranzes sowie über die Getriebeanordnung auf die Bewegungselemente übertragbar, so daß am Lenkwinkelsensor ein zum Lenkwinkel sowie gegebenenfalls der Umdrehungsanzahl des Lenkrades korrespondierender absoluter Winkel erfaßbar ist.
Um den Lenkwinkelsensor verschleiß- und/oder wartungsfrei auszugestalten, ist ein Magnet am Bewegungselement angeordnet, und zwar falls eine einfache Montage sowie kompakte Anordnung gewünscht ist, in der Drehachse des Rades beziehungsweise des Zahnrades. Desweiteren kann das zum Magneten korrespondierende Sensorelement aus einem Hallsensor bestehen, der für die Erfassung der Winkelstellung des jeweiligen Magneten dient. Mittels einer Auswerteelektronik ist dann die relative Winkelstellung aufgrund der gemessenen Magnetfeldstärke ermittelbar. Mit Hilfe der Elektronik gibt der Lenkwinkelsensor den ermittelten absoluten Winkel und/oder die relativen Winkelstellungen als Code aus, womit dieser bzw. diese zur weiteren Verarbeitung im jeweiligen Steuergerät des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehen.
Der Lenkwinkelsensor kann beispielsweise in einem Schaltermodul an der Lenksäule, das Lenkstockschalter sowie sonstige Schalter aufnimmt, angeordnet sein. Anhand des ermittelten Lenkwinkels läßt sich so beispielsweise der Blinker rückstellen. Desweiteren kann der ermittelte Lenkwinkel auch weiteren Steuergeräten, beispielsweise dem ESP-Steuergerät zur Verfügung gestellt werden.
In einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung ist der Lenkwinkelsensor an einer elektrischen Lenkungsverriegelung für ein Kraftfahrzeug angeordnet, um so der Lenkungsverriegelung den jeweils aktuellen Lenkwinkel zu deren Betrieb zur Verfügung zu stellen. Die elektrische Lenkungsverriegelung weist ein bewegbares Sperrglied, das in und/oder außer verriegelnden Eingriff mit einer Einrastposition an der Lenkwelle in der Lenkradsäule bringbar ist, und einen elektromagnetischen Antrieb, wie einen Elektromotor, einen Elektromagneten o. dgl., für die Bewegung des Sperrglieds auf.
Bei einer kompakt bauenden, insbesondere für enge Einbauräume geeigneten elektrischen Lenkungsverriegelung bewegt der Elektromotor einen Rotor. Um einen kleinen Elektromotor mit entsprechend geringer Leistung verwenden zu können, kann zwischen dem Elektromotor und dem Rotor ein Getriebe, das beispielsweise mehrere Zahnräder umfaßt, befindlich sein. Der Rotor weist eine schraubenartig ausgestaltete Hubkurve zur Bewegung des Sperrglieds auf. Zur Bewegung des Sperrglieds aufgrund der Drehung des Rotors wirkt ein Zapfen am Sperrglied mit der Hubkurve zusammen. Damit die Lenkwelle in verschiedenen Stellungen des Lenkrades verriegelbar ist, kann eine auf der Lenkwelle befestigte Sperrhülse mit mehreren Einrastpositionen für das Sperrglied vorgesehen sein.
Aus Sicherheitsgründen ist zu gewährleisten, daß die Lenkungsverriegelung während des Betriebs des Kraftfahrzeugs auch im Fehlerfall nicht verriegeln kann. Hierzu kann das Sperrglied in der außer verriegelnden Eingriff mit der Lenkwelle befindlichen Stellung mittels eines Sicherungselements gesichert werden. In konstruktiv einfacher Weise ist das Sicherungselement in der Art eines Schiebers ausgestaltet, der zur Sicherung in eine am Sperrglied befindliche Ausnehmung eingreift.
Zusammenfassend ist für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Lenkwinkelsensors zu sagen, daß mit Hilfe von zwei Zahnrädern mit unterschiedlicher Zahnzahl die Winkelstellung von dem Hauptzahnrad abgegriffen wird. Durch die unterschiedliche Zahnzahl der beiden Zahnräder ergibt sich eine fortlaufend größer werdende Winkelverschiebung zwischen den beiden Zahnrädern. Aus dieser Winkelverschiebung kann wiederum auf die Vielfachen der Umdrehung der Lenkwelle rückgeschlossen werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen neben den bereits genannten Vorteilen insbesondere darin, daß mit Hilfe von lediglich zwei genauen Winkelaufnehmern sowohl die hohe Auflösung des Lenkwinkels erreicht wird als auch im Hinblick auf die Mehrdeutigkeit der 360° Segmente ermittelt werden kann. Außerdem kann der Ausfall eines beliebigen Sensorelements sicher erkannt werden, wodurch die Sicherheit für den Benutzer des Kraftfahrzeugs gesteigert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine am Lenkrad angeordnete Einheit aus elektrischer Lenkungsverriegelung sowie Lenkwinkelsensor,
2a schematisch eine Ausgestaltung des Lenkwinkelsensors bzw. eines Winkelsensors,
2b schematisch eine weitere Ausgestaltung des Lenkwinkelsensors,
2c schematisch eine nochmals weitere Ausgestaltung des Lenkwinkelsensors,
3 eine elektrische Lenkungsverriegelung mit Lenkwinkelsensor gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung in Seitenansicht,
4 die Seitenansicht gemäß Pfeil IV aus 3 mit geöffnetem Gehäuse,
5 die Seitenansicht gemäß Pfeil V aus 4,
6 die Seitenansicht gemäß Pfeil VI aus 3 mit geöffnetem Gehäuse,
7 die Draufsicht gemäß Pfeil VII aus 3 mit geöffnetem Gehäuse,
8 eine Darstellung der gültigen Sensorwerte beim Auswerteverfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels,
9a, b eine Darstellung von Plausibilisierungsfunktionen beim Auswerteverfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels,
10a, b eine Betrachtung für die Meßwerte beim Auswerteverfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels und
11 eine Betrachtung für den Plausibilitätswert beim Auswerteverfahren zur Ermittlung des Lenkwinkels.
In 1 ist eine elektrische Lenkungsverriegelung 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt, an der ein Lenkwinkelsensor 10 angeordnet ist. Die Lenkungsverriegelung 1 dient zum Sperren der mittels des Lenkrades 3 bewegten Lenkwelle 4 in der Lenkradsäule 5. Die mit dem Lenkrad 3 beziehungsweise der Lenkwelle 4 im Kraftfahrzeug zusammenwirkende elektrische Lenkungsverriegelung 1 besitzt ein Gehäuse 2, das an der die Lenkwelle 4 für das Lenkrad 3 aufnehmenden Lenkradsäule 5, und zwar an schwer zugänglicher Stelle im Kraftfahrzeug, befestigt ist.
Der schematisch in 2a gezeigte Lenkwinkelsensor 10 dient zur Detektierung der absoluten Winkelstellung Φ der Lenkwelle 4 und/oder des Lenkrades 3. Hierbei ist anzumerken, daß die Lenkwelle 4 mehrere Umdrehungen zwischen einer Anfangswinkelstellung Φ_Start und einer Endwinkelstellung Φ_End ausführen kann, so daß die dem Gesamtwinkelumfang Φ_Ges entsprechende Differenz von End- und Anfangswinkelstellung Φ_End – Φ_Start größer als 360° ist. Der Lenkwinkelsensor 10 besitzt ein bewegbar angeordnetes Bewegungselement 29 sowie ein dem Bewegungselement 29 zugeordnetes Sensorelement 15, das ein zum Bewegungsweg und damit zur Stellung des Bewegungselements 29 korrespondierendes Sensorsignal erzeugt. Der Lenkwinkelsensor 10 ist mit der Lenkwelle 4 über ein Kopplungselement 12 gekoppelt, derart daß die Rotation des Lenkrades 3 auf das Bewegungselement 29 zu dessen Bewegung übertragbar ist. Das Sensorsignal wird über eine Leitung 19 einer Auswerteelektronik 16 zugeführt. Der Lenkwinkelsensor 10 weist nun noch ein weiteres Bewegungselement 30 auf, das über ein weiteres Kopplungselement 13' mit dem Bewegungselement 29 in Wirkverbindung steht. Dem weiteren Bewegungselement 30 ist ebenfalls ein Sensorelement 15' zugeordnet, das wiederum über eine Leitung 19 mit der Auswerteelektronik 16 in Verbindung steht. Dabei sind die Bewegungselemente 29, 30 so ausgestaltet, daß die Bewegungselemente 29, 30 bei Rotation des Lenkrades 3 unterschiedliche Bewegungswege zurücklegen. Dadurch ergibt sich bei der Rotation des Lenkrades 3 eine fortlaufend größer werdende Wegverschiebung zwischen den beiden Bewegungselementen 29, 30. Mit Hilfe der Sensorsignale der beiden Sensorelemente 15, 15' sind dann in der Auswerteelektronik 16 entsprechende Winkelwerte ermittelbar, die zum Lenkwinkel sowie gegebenenfalls der Umdrehungsanzahl des Lenkrades 3 korrespondieren, wobei aus der Wegverschiebung die Vielfachen der Umdrehung sowie die relative Winkelstellung der Lenkwelle 4 und/oder des Lenkrades 3 entsprechend der absoluten Winkel ermittelt werden können. Der gesamte absolute Lenkwinkel, d. h. die Winkelstellung der Lenkwelle 4 einschließlich der Umdrehungsanzahl, steht dann an einem Ausgang 17 der Auswerteelektronik 16 als Code zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.
Wie weiter der 2a zu entnehmen ist, können die Bewegungselemente 29, 30 aus Rädern mit unterschiedlichem Umfang bestehen. Aufgrund dieses unterschiedlichen Umfangs und/oder aufgrund des zwischengeschalteten Kopplungselements 13' ergibt sich eine fortlaufend größer werdende Winkelverschiebung zwischen den beiden Rädern 29, 30 bei der Rotation der Lenkwelle 4, wobei aus dieser Winkelverschiebung die Vielfachen der Umdrehung ermittelbar sind. Desweiteren steht in der Auswerteelektronik 16 die relative Winkelstellung der Lenkwelle 4 mittels des Sensorelementes 15, 15' zur Verfügung, womit die absolute Winkelstellung der Lenkwelle 4 und/oder des Lenkrades 3 ermittelbar ist. Zur Erzeugung des Sensorsignals ist zweckmäßigerweise am Bewegungselement 29, 30 jeweils ein Magnet 14 angeordnet. Dabei ist der Magnet 14 in der Drehachse des Rades 29, 30 angeordnet. Das Sensorelement 15, 15' besteht aus einem Hallsensor. Mittels der Auswerteelektronik 16 ist dann die Winkelstellung aufgrund der vom Hallsensor 15, 15' gemessenen Magnetfeldstärke ermittelbar.
Wie bereits erwähnt, bestehen die Bewegungselemente 29, 30 aus Rädern mit unterschiedlichem Umfang, also aus rotationssymmetrischen Elementen. Aufgrund der unterschiedlichen Umfänge führt dann das eine Bewegungselement 29 N Umdrehungen und das andere Bewegungselement 30 N + M Umdrehungen jeweils auf dem Gesamtwinkelumfang Φ_Ges aus. Die Umfänge der Räder 29, 30 sind nun so gewählt, daß die Bedingungen N > 1 sowie 0 < M ≤ 1 für die Koeffizienten N und M gelten. Die absolute Winkelstellung Φ der Lenkwelle 4 auf dem halboffenen Intervall [Φ_Start, Φ_End) wird dann gemäß den folgenden Formeln bestimmt:
wobei die Bezeichnungen

Φ_Start:: die Anfangswinkelstellung
Φ_End:: die Endwinkelstellung
Ges := Φ_End – Φ_Start:: den Gesamtwinkelumfang
S₁(Φ):: die relative Winkelstellung vom ersten Bewegungselement 29 (entsprechend Meßwert von Sensor 15)
S₂(Φ):: die relative Winkelstellung vom zweiten Bewegungselement 30 (entsprechend Meßwert von Sensor 15')
Ω:: die Periode des Winkelsensors 10, d. h. der Winkelbereich, bei dem sich der Meßwert des Sensors 15, 15' wiederholt, insbesondere 2π
Δ_abs(Φ):: Differenz der absoluten Winkelwerte der beiden Sensoren 15, 15'
N:: Anzahl der Umdrehungen vom ersten Bewegungselement 29 (vom Sensor 15) auf Φ_Ges
N + M:: Anzahl der Umdrehungen vom zweiten Bewegungselement 30 (vom Sensor 15') auf Φ_Ges
Φ:: absolute Winkelstellung

15

15'

Bei der Anordnung gemäß 2a wird die Drehbewegung der Lenkwelle 4 über einen einzigen Pfad in den Lenkwinkelsensor 10 eingespeist. Bei sicherheitsrelevanten Systemen ist aufgrund der Redundanz vorteilhaft, die Drehbewegung über zwei Pfade einzuspeisen, wie in den Anordnungen gemäß 2b und 2c zu sehen ist. In der Ausführung nach 2b ist das eine Rad 29 über das Kopplungselement 12 mit der Lenkwelle 4 gekoppelt und das weitere Rad 30 steht mittels der weiteren Kopplungselemente 13', 13'' in Wirkverbindung mit dem Kopplungselement 12. Die Kopplungselemente 12, 13', 13'' wirken somit als eine Getriebeanordnung 13, um unterschiedliche Bewegungswege für die beiden Räder 29, 30 zu generieren. Eine nochmals weitere Ausgestaltung, die gegenüber derjenigen nach 2b einen geringeren Bauraum benötigt, ist in 2c zu sehen. Hier ist an der Lenkwelle 4 das Kopplungselement 12 angebracht, wobei die beiden Räder 29, 30 über jeweils ein weiteres Kopplungselement 13' vom Kopplungselement 12 bewegt werden. Anstelle von einfachen Rädern können auch zwei Zahnrädern 29, 30, die insbesondere eine unterschiedliche Zahnzahl aufweisen, sowie weitere Zahnräder als Kopplungselemente 12, 13', 13'' verwendet werden.
Wie bereits erwähnt weist die elektrische Lenkungsverriegelung 1 den die Winkelstellung der Lenkwelle 4 detektierenden Lenkwinkelsensor 10 auf. Der Lenkwinkelsensor 10 ist in die elektrische Lenkungsverriegelung 1 in der Art einer vom Gehäuse 2 umfaßten gemeinsamen Einheit 11 aus elektrischer Lenkungsverriegelung 1 und Lenkwinkelsensor 10 integriert, wie anhand von 3 zu erkennen ist. Dadurch umfaßt die Einheit 11 die beiden Funktionen der Verriegelung des Lenkrades 3 und der Bestimmung des Lenkwinkels des Lenkrades 3. Eine nähere konstruktive Ausgestaltung dieser Einheit 11 aus Lenkungsverrieglung 1 und Lenkwinkelsensor 10 ist in der 3 bis 7 zu sehen.
Wie näher anhand der 4 zu erkennen ist, besitzt die Lenkungsverriegelung 1 ein bewegbares Sperrglied 6, das in und/oder außer verriegelnden Eingriff mit einer Einrastposition 7 an der Lenkwelle 4 bringbar ist. Um ein Einrasten des Lenkrades 3 beim Verriegeln in fast beliebiger Stellung zu ermöglichen, besitzt die Lenkwelle 4 mehrere Einrastpositionen 7, wozu in bekannter Weise eine Art von Zahnkranz, Schließring, Sperrhülse 22 o. dgl. dienen kann, in den und/oder in die das Sperrglied 6 gemäß 5 eingreifen kann. Ein in 5 sichtbarer Elektromotor 8, der von der Batterie im Kraftfahrzeug mit Spannung versorgt wird, dient als Antrieb für ein Hubglied 9 zur Bewegung des Sperrglieds 6. Selbstverständlich kann das Sperrglied 6 auch mittels eines sonstigen elektromagnetischen Antriebs, wie einen Elektromagneten, einen Hubzylinder o. dgl., bewegt werden, was jedoch nicht weiter betrachtet ist.
Der im und/oder am Gehäuse 2 befindliche Lenkwinkelsensor 10 arbeitet mit einem an der Lenkwelle 4 angeordneten Zahnradkranz 12 zusammen, wie näher aus 3 hervorgeht, und weist eine aus mehreren Zahnrädern bestehende Getriebeanordnung 13 auf. Mittels des Zahnradkranzes 12 an der Lenkwelle 4 ist die Rotation des Lenkrades 3 über die Getriebeanordnung 13 auf die Zahnräder 29, 30 des Lenkwinkelsensors 10 übertragbar, indem der Zahnkranz 12 mittels jeweils eines Übersetzungszahnrades 31 mit den Zahnrädern 29, 30 zusammenwirkt. Die Übersetzungszahnräder 31 sind Bestandteil der Getriebeanordnung 13 und sind in Richtung des Zahnkranzes 12 vorgespannt, wobei die Vorspannung mittels einer nicht weiter gezeigten Feder realisiert werden kann. Dadurch ist ein zum Lenkwinkel sowie der Umdrehungsanzahl des Lenkrades 3 korrespondierender Winkel mittels des Lenkwinkelsensors 10 erfaßbar.
Die weitere Ausgestaltung des Lenkwinkelsensors 10 ist ebenfalls in 3 zu sehen. An den Zahnrädern 29, 30, und zwar in deren Drehachsen, befindet sich jeweils ein Magnet 14. Dazu korrespondierend umfaßt der Lenkwinkelsensor 10 jeweils ein in 6 sichtbares Sensorelement 15 zur Detektierung der von der jeweiligen Stellung des Magneten 14 abhängigen Magnetfeldstärke, wobei es sich anbietet, hierzu einen Hallsensor 15 für die Erfassung der Winkelstellung des Magneten 14 zu verwenden. Mittels der schematisch in 2a gezeigten Auswerteelektronik 16, die das Signal des Hallsensors 15 erhält, ist anschließend die Winkelstellung der beiden Zahnräder 29, 30 aufgrund der gemessenen Magnetfeldstärke und hieraus wiederum der eigentliche absolute Lenkwinkel ermittelbar. An dem in 6 sichtbaren, im Steckeranschluß 32 befindlichen Ausgang 17 der Auswerteelektronik 16 wird dann der ermittelte Lenkwinkel als Code ausgegeben, welcher anschließend weiteren Steuergeräten im Kraftfahrzeug zuführbar ist. Falls gewünscht kann über den Steckeranschluß 32 auch zusätzlich die Spannungsversorgung der Einheit 11 sowie die sonstige Kommunikation erfolgen.
Wie weiter in 6 zu erkennen ist, ist das dem jeweiligen Zahnrad 29, 30 im Hinblick auf den Magneten 14 zugeordnete Sensorelement 15 auf einer Leiterplatte 18 angeordnet. Zweckmäßigerweise umfaßt die Auswerteelektronik 16 einen Mikroprozessor und/oder einen Controller. Der Mikroprozessor und/oder der Controller dient zusätzlich zur Steuerung der elektrischen Lenkungsverriegelung 1, indem der Elektromotor 8 entsprechend angesteuert wird. Folglich kann gleichzeitig mittels des einen Mikroprozessors und/oder Controllers sowohl die Lenkungsverriegelung 1 als auch der Lenkwinkelsensor 10 betrieben werden.
Wie anhand von 5 zu erkennen ist, bewegt der Elektromotor 8 der elektrischen Lenkungsverriegelung 1 das als Rotor ausgebildete Hubglied 9. Der Rotor 9 weist zur Bewegung des Sperrglieds 6 eine Hubkurve 23 auf, die schraubenartig ausgestaltet ist. Ein Zapfen 24 am Sperrglied 6 wirkt mit der Hubkurve 23 zur Bewegung des Sperrglieds 6 zusammen. Um die für die Bewegung des Sperrgliedes 6 benötigten Kräfte zu verringern, ist zwischen dem Elektromotor 8 und dem Rotor 9 ein Getriebe 25 angeordnet. Das Getriebe 25 kann entsprechend der 7 mehrere Zahnräder 26 umfassen. Wie bereits erwähnt, sind mehrere Einrastpositionen 7 für das Sperrglieds 6 in der Art einer auf der Lenkwelle 4 befestigten Sperrhülse 22 ausgebildet, wie man anhand der 6 erkennt.
Um während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auch im Fehlerfall ein Verriegeln der Lenkungsverriegelung 1 auszuschließen, kann das Sperrglied 6 in der außer verriegelnden Eingriff mit der Lenkwelle 4 befindlichen Stellung mittels eines in 5 sichtbaren Sicherungselements 27 gesichert werden. Wie näher aus 4 hervorgeht, ist das Sicherungselement 27 in der Art eines Schiebers ausgestaltet, der zur Sicherung in eine am Sperrglied 6 befindliche Ausnehmung 28 eingreift.
Nachfolgend soll noch das in der Art eines Nonius-Prinzips arbeitende Verfahren zur Berechnung beziehungsweise Plausibilisierung des Lenkwinkels näher erläutert werden. Mit Hilfe der Plausibilisierung läßt sich ein defekter, fehlerhaft arbeitender Lenkwinkelsensor 10 in einfacher Weise erkennen, was der Sicherheit für das Kraftfahrzeug dienlich ist.
Es seien folgende Voraussetzungen beziehungsweise Bezeichnungen gegeben.

Φ_Start: = Startwinkel
Φ_End: = Endwinkel
ΦGes: = Φ_End – Φ_Start Lenkwinkelumfang
Φ: = aktueller Lenkwinkel [Φ_Start .. Φ_End)
φ₁: = Sensorwert_1 [0 .. 2Π)
φ₂: = Sensorwert_2 [0 .. 2Π)
n1: = Anzahl Sensorelement S1-Umdrehungen auf Φ_Ges
n2: = Anzahl Sensorelement S2-Umdrehungen auf Φ_Ges

Es soll gelten: n2 = n1 + 1
Berechnung des Lenkwinkels:
Ermittlung einer Funktion für die Plausibilisierung:
Für die beiden Sensoren S1 und S2 kann je eine Gleichung f_i(r, w) angegeben werden.
Das Argument r beschreibt die vollführten Runden des konkreten Sensors r ∈ {0, .., n_i – 1}.
Das Argument w ist der aktuelle Sensorwinkel w ∈ [0, .., 2Π).
Das Ergebnis von f_i(r, w) ist der aktuelle Lenkwinkel Φ.
Die Anzahl der Sensorumdrehungen stellt einen unbekannten Parameter dar. Dieser Parameter kann als Funktion des aktuellen Lenkwinkels aufgefasst werden.
Aufgrund der Definition von f_i(r, w) kann der Lenkwinkel Φ dargestellt werden als: Φ = f1(kΦ, φ1) = f2(lΦ, φ2) 3)
Durch die Art der Berechnung des Lenkwinkels wird für jede Kombination von φ1 und φ2 ein Lenkwinkel ausgegeben.
Ein Fehler in φ1 oder φ2 kann durch eine nachfolgende Überprüfung aber detektiert werden.
Jeder Lenkwinkel Φ ist genau einem Pärchen (φ1, φ2) zugeordnet.
Die Menge der „gültigen" Sensorwerte kann durch eine parallele Geradenschar beschrieben werden, wie in 8 näher dargestellt ist.
Durch die Kenntnis der Geometrie sind alle Tripel (φ1, φ2, Φ) bekannt.
Definition:

tTM := {φ1, φ2, Φ}
φ₁ ∈ [0, 2Π)
φ₂ ∈ [0, 2Π)
Φ = Φ(φ₁, φ₂, Φ_Start, Φ_End)

Das Ziel einer Plausibilisierungsfunktion ist nun die Überprüfung, ob das Tripel T_Mess = (φ1, φ2, Φ(φ1, φ2)) Teil der bekannten Tripelmenge ist.
Hier sind φ1, φ2 jeweils die gemessenen Sensorwerte und Φ(φ1, φ1) ist der aus den Sensorwerten berechnete Lenkwinkel.
Die Plausibilisierungsfunktion mißt den Abstand zwischen dem Trippelwert, der auf Grundlage der konkreten Messung der beiden Sensorwerte gewonnen wurde und der Tripelmenge tTM. fplausib(TMess, tTM) :=| TMess, tTM
Das Problem der Berechnung eines unbekannten Abstands von einem Tripel (φ1, φ2, Φ(φ1, φ1)) wird reduziert auf die Berechnung von jeweils zwei unbekannten Abständen von zwei Dupel.
Konstruktion einer Plausibilisierungsfunktion f_p:
Im ersten Schritt wird angenommen, daß der Wert von Sensor 2 φ2 richtig ist. Dann gibt es nur noch (N + 1) mögliche Kombinationen von (φ1_n, Φ(φ1_n, φ2)), so daß (φ1_n, φ2, Φ(φ1_n, φ2)) der Tripelmenge tTM angehört.
Es wird nun der Abstand von φ1 zum nächst gelegenen Wert φ1_n ermittelt.
Im zweiten Schritt wird angenommen, daß der Wert von Sensor 1 φ1 richtig ist. Dann gibt es nur noch N mögliche Kombinationen von (φ2_m, Φ(φ1, φ2_m)), so daß (φ1, φ2_m, Φ(φ1, φ2_m)) der Tripelmenge tTM angehört.
Es wird nun der Abstand von φ2 zum nächst gelegenen Wert φ2_m ermittelt.
Eine Funktion dieser beiden Abstände kann als Plausibilisierungswert herangezogen werden.
Es werden im Folgenden drei verschiedene Plausibilisierungsfunktionen vorgestellt, welche in 9a, b näher dargestellt sind.
Wegen der Beziehung
wird nur eine der Größen min_x(.;.) benötigt.
Da bei der Ermittlung von min_l(.,.) ein Vergleich weniger ausgeführt wird, bietet sich an, nur min_l(.,.) zu ermitteln und min_k(φ1, φ2) = min_l(φ1, φ2)·mzu setzen. fP_1(φ1, φ2) := n·min_l(φ1, φ2) + (n + 1)·min_k(φ1, φ2) = k·min_l(φ1, φ2)
In f_{P_1} gehen die ermittelten Deltas gewichtet entsprechend der Einflüsse in das Ergebnis ein.
Die Plausibilisierungsfunktion f_{P_2} ist die Länge des Lotes ausgehend vom Meßpunkt zur nächstliegenden Geraden der Geradenschar.
Unter der Voraussetzung der Fehlerfreiheit mindestens eines Sensors entspricht die Plausibilisierungsfunktion f_{P_2} dem Meßfehler des Lenkwinkels.
Alle Plausibilisierungsfunktionen lassen sich auf min_l(φ1, φ2)reduzieren (abgesehen von einem Proportionalitätsfaktor).
Bedingungen für die Größen der Sensorfehler:
Für alle Plausibilisierungsfunktionen gilt, daß die Meßfehler nicht „zu groß" sein dürfen. Die Meßfehler sind dann „zu groß", wenn durch zu große Fehler eine falsche Gerade der Geradenschar als nächste Gerade identifiziert wird. Bei den nun folgenden Betrachtungen wird vorausgesetzt, daß maximal ein Sensor falsche Werte liefert.
Aus den in 10a, b dargestellten Geometriebetrachtungen folgt:
Es wird keine „falsche" Gerade identifiziert, wenn gilt: l2 < 1/2
Wenn Sensor φ1 defekt ist (Sensor 2 ist i.O. -> φ2 = 0):
Wenn Sensor φ2 defekt ist (Sensor 1 ist i.O. -> φ1 = 0):

⇒ Wenn maximal ein Sensor defekt ist, darf der Winkelfehler des defekten Sensors nicht größer als Pi/N sein!

Plausibilitätswerte für l2 = 1/2:
Aus den in 11 dargestellten Geometriebetrachtungen folgt:
Um Fehler detektieren zu können, ist es notwenig, daß der „gültige" Bereich weiter eingeschränkt wird. Zum Beispiel:
Beispiel:

N = 7
Φ_Start = 0
Φ_END = 2·6·Pi

=>

S1 dreht sich 7 mal und S2 dreht sich 8 mal auf dem Gesamtwinkelumfang von insgesamt 6 Umdrehungen des Lenkrades.

=>
m = 8/7
w = 0,85 [rad] = 54°
φ_err < 0,45 [rad] = 28,5°

min_l(.,.) < 0,45 [rad] = 28,5°

=>

Die Plausibilisierung hat nur Sinn, wenn ein einzelner Sensorfehler nachweislich kleiner als 28,5° beträgt.
Unter diesen Bedingungen beträgt der max. Wert von min_l(.,.) 28,5°.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Patentansprüche. So kann ein derartiger Winkelsensor nicht nur als Lenkwinkelsensor an der Lenkradsäule eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in der elektrischen Lenkungsverriegelung oder einem sonstigen Modul an der Lenkradsäule, Verwendung finden. Nachfolgend soll noch ein Winkelsensor zur sonstigen Verwendung näher beschrieben werden, wobei hierzu auf die 2a Bezug genommen wird.
In 2a ist ein Winkelsensor 10 zur Detektierung der absoluten Winkelstellung einer zwischen einer Anfangswinkelstellung Φ_Start und einer Endwinkelstellung Φ_End drehbaren Welle 4 gezeigt. Die Welle 4 ist dabei derart drehbar, daß die dem Gesamtwinkelumfang Φ_Ges entsprechende Differenz von End- und Anfangswinkelstellung Φ_End – Φ_Start größer als 360° ist, insbesondere mehrere Umdrehungen beträgt. Der Winkelsensor 10 weist ein bewegbar angeordnetes Bewegungselement 29 sowie ein dem Bewegungselement 29 zugeordnetes Sensorelement 15 auf, das ein zum Bewegungsweg des Bewegungselements 29 korrespondierendes Sensorsignal S₁(Φ) erzeugt. Der Winkelsensor 10 ist derart mit der Welle 4 gekoppelt, daß die Rotation der Welle 4 auf das Bewegungselement 29 zu dessen Bewegung übertragbar ist. Desweiteren besitzt der Winkelsensor 10 eine Auswerteelektronik 16 zur Ermittlung eines zur Winkelstellung sowie gegebenenfalls der Umdrehungsanzahl der Welle 4 korrespondierenden absoluten Winkels Φ aus dem Sensorsignal S(Φ). Erfindungsgemäß weist der Winkelsensor 10 zwei Bewegungselemente 29, 30 sowie zwei zugeordnete Sensorelemente 15, 15' auf. Die Bewegungselemente 29, 30 sind so ausgestaltet, daß diese bei Rotation der Welle 4 unterschiedliche Bewegungswege zurücklegen. Dadurch ergibt sich eine fortlaufend größer werdende Wegverschiebung zwischen den beiden Bewegungselementen 29, 30. Aus dieser Wegverschiebung wird dann die absolute Winkelstellung Φ ermittelt. Dabei bestehen die Bewegungselemente 29, 30 aus rotationssymmetrischen Elementen, wobei N Umdrehungen von dem einen Bewegungselement 29 und N + M Umdrehungen von dem anderen Bewegungselement 30 jeweils auf dem Gesamtwinkelumfang Φ_Ges ausführt werden und die Bedingungen N > 1 sowie 0 < M ≤ 1für N und M gelten. Die absolute Winkelstellung Φ der Welle 4 auf dem halboffenen Intervall [Φ_Start, Φ_End) wird dann gemäß der weiter oben angegebenen Formel bestimmt.
Ein solcher Winkelsensor kann beispielsweise auch in Werkzeugmaschinen, an Antrieben sowie in sonstigen Anwendungen, bei denen ein absoluter Drehwinkel unter gegebenenfalls Vielfachen von Umdrehungen ermittelt werden soll, eingesetzt werden.

1: elektrische Lenkungsverriegelung
2: Gehäuse (für Lenkungsverriegelung)
3: Lenkrad
4: Lenkwelle/Welle
5: Lenkradsäule
6: Sperrglied
7: Einrastposition
8: Elektromotor
9: Hubglied/Rotor
10: Lenkwinkelsensor/Winkelsensor
11: Einheit (aus Lenkungsverriegelung und Lenkwinkelsensor)
12: Kopplungselement/Zahnkranz (für Lenkwinkelsensor)
13: Getriebeanordnung
13', 13'': Kopplungselement
14: Magnet
15, 15': Sensorelement (für Detektierung der Magnetfeldstärke)/Hallsensor
16: Auswerteelektronik
17: Ausgang
18: Leiterplatte
19: Leitung
22: Sperrhülse
23: Hubkurve
24: Zapfen
25: Getriebe
26: Zahnrad (von Getriebe)
27: Sicherungselement
28: Ausnehmung (an Sperrglied)
29, 30: Bewegungselement/Rad/Zahnrad (von Lenkwinkelsensor)
31: Übersetzungszahnrad
32: Steckeranschluß

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004026868 A1 [0003]

Claims

Winkelsensor zur Detektierung der absoluten Winkelstellung einer zwischen einer Anfangswinkelstellung (Φ_Start) und einer Endwinkelstellung (Φ_End) drehbaren Welle (4), wobei die dem Gesamtwinkelumfang (Φ_Ges) entsprechende Differenz von End- und Anfangswinkelstellung (Φ_End – Φ_Start) größer als 360° ist, insbesondere mehrere Umdrehungen beträgt, mit einem bewegbar angeordneten Bewegungselement (29), mit einem dem Bewegungselement (29) zugeordneten Sensorelement (15), das ein zum Bewegungsweg des Bewegungselements (29) korrespondierendes Sensorsignal (S₁(Φ)) erzeugt, wobei der Winkelsensor (10) mit der Welle (4) gekoppelt ist, derart daß die Rotation der Welle (4) auf das Bewegungselement (29) zu dessen Bewegung übertragbar ist, und mit einer Auswerteelektronik (16) zur Ermittlung eines zur Winkelstellung sowie gegebenenfalls der Umdrehungsanzahl der Welle (4) korrespondierenden absoluten Winkels (Φ) aus dem Sensorsignal (S₁(Φ)), dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelsensor (10) zwei Bewegungselemente (29, 30) sowie zwei zugeordnete Sensorelemente (15, 15') aufweist, daß die Bewegungselemente (29, 30) bei Rotation der Welle (4) unterschiedliche Bewegungswege zurücklegen, derart daß sich eine fortlaufend größer werdende Wegverschiebung zwischen den beiden Bewegungselementen (29, 30) ergibt, und daß aus dieser Wegverschiebung die absolute Winkelstellung (Φ) ermittelt wird.
Winkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungselemente (29, 30) aus rotationssymmetrischen Elementen, insbesondere aus Rädern mit unterschiedlichem Umfang bestehen, wobei das eine Bewegungselement (29) N Umdrehungen und das andere Bewegungselement (30) N + M Umdrehungen jeweils auf dem Gesamtwinkelumfang (Φ_Ges) ausführt, und daß vorzugsweise N > 1 sowie 0 < M ≤ 1 für N und M gelten.
Winkelsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Winkelstellung (Φ) der Welle (4) auf dem halboffenen Intervall [Φ_Start, Φ_End) gemäß den folgenden Formeln bestimmt wird:
wobei die Bezeichnungen Φ_Start: die Anfangswinkelstellung Φ_End: die Endwinkelstellung Φ_Ges := Φ_End – Φ_Start: der Gesamtwinkelumfang S₁(Φ): die relative Winkelstellung vom ersten Bewegungselement (entsprechend Meßwert vom ersten Sensor) S₂(Φ): die relative Winkelstellung vom zweiten Bewegungselement (entsprechend Meßwert vom zweiten Sensor) Ω: die Periode des Winkelsensors, d. h. der Winkelbereich, bei dem sich der Meßwert des Sensors wiederholt, insbesondere 2π Δ_abs(Φ): Differenz der absoluten Winkelwerte N: Anzahl der Umdrehungen vom ersten Bewegungselement (vom ersten Sensor) auf Φ_Ges N + M: Anzahl der Umdrehungen vom zweiten Bewegungselement (vom zweiten Sensor) auf Φ_Ges Φ: absolute Winkelstellung bedeuten und wobei insbesondere N > 1 0 < M ≤ 1 gelten.
Lenkwinkelsensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Detektierung der absoluten Winkelstellung (Φ) einer Lenkwelle (4) in der Lenkradsäule (5) und/oder eines Lenkrades (3), wobei der mit der Lenkwelle (4) gekoppelte Lenkwinkelsensor (10) als Winkelsensor nach einem der vorhergehende Ansprüche ausgebildet ist, insbesondere derart daß aus der Wegverschiebung der Bewegungselemente (29, 30) bei Rotation des Lenkrades (3) die Vielfachen der Umdrehung sowie die relative Winkelstellung der Lenkwelle (4) und/oder des Lenkrades (3) entsprechend dem absoluten Winkel (Φ) ermittelt werden.
Lenkwinkelsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungselemente (29, 30) aus Rädern mit unterschiedlichem Umfang, insbesondere aus zwei Zahnrädern (29, 30) mit unterschiedlicher Zahnzahl, bestehen, daß vorzugsweise durch den unterschiedlichen Umfang, insbesondere durch die unterschiedliche Zahnzahl, sich eine fortlaufend größer werdende Winkelverschiebung zwischen den beiden Bewegungselementen (29, 30) ergibt, und daß weiter vorzugsweise aus dieser Winkelverschiebung die Vielfachen der Umdrehung sowie die relative Winkelstellung entsprechend dem absoluten Winkel (Φ) ermittelt werden.
Lenkwinkelsensor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkwinkelsensor (10) mit einem an der Lenkwelle (4) angeordneten Zahnradkranz (12) zusammenarbeitet sowie gegebenenfalls eine aus wenigstens einem, insbesondere mehreren, Zahnrädern bestehende Getriebeanordnung (13) aufweist, daß vorzugsweise die Rotation des Lenkrades (3) mittels des Zahnradkranzes (12), gegebenenfalls über die Getriebeanordnung (13), auf die Bewegungselemente (29, 30) übertragbar ist, und daß weiter vorzugsweise der Zahnkranz (12) mittels jeweils eines, insbesondere vorgespannten, Übersetzungszahnrades (31) als Bestandteil der Getriebeanordnung (13) mit den Zahnrädern (29, 30) zusammenwirkt.
Lenkwinkelsensor nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Bewegungselement (29, 30) ein Magnet (14) angeordnet ist, daß vorzugsweise der Magnet (14) in der Drehachse des Rades (29, 30), insbesondere des Zahnrades angeordnet ist, daß weiter vorzugsweise das Sensorelement (15, 15') aus einem Hallsensor besteht, daß noch weiter vorzugsweise mittels der Auswerteelektronik (16) die relative Winkelstellung aufgrund der gemessenen Magnetfeldstärke ermittelbar ist, und daß nochmals weiter vorzugsweise die Auswerteelektronik (16) den ermittelten absoluten Winkel (Φ) und/oder die relativen Winkelstellungen als Code ausgibt.
Lenkwinkelsensor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkwinkelsensor (10) an einer elektrischen Lenkungsverriegelung (1) für ein Kraftfahrzeug angeordnet ist, daß vorzugsweise die elektrische Lenkungsverriegelung (1) ein bewegbares Sperrglied (6), das in und/oder außer verriegelnden Eingriff mit einer Einrastposition (7) an der Lenkwelle (4) in der Lenkradsäule (5) bringbar ist, und einen elektromagnetischen Antrieb, wie einen Elektromotor (8), einen Elektromagneten o. dgl., für die Bewegung des Sperrglieds (6), aufweist.
Lenkwinkelsensor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (8) der Lenkungsverriegelung (1), insbesondere über ein Getriebe (25), das beispielsweise mehrere Zahnräder (26) umfaßt, einen Rotor (9) bewegt, daß vorzugsweise der Rotor (9) eine Hubkurve (23), die insbesondere schraubenartig ausgestaltet ist, zur Bewegung des Sperrglieds (6) aufweist, daß weiter vorzugsweise ein Zapfen (24) am Sperrglied (6) mit der Hubkurve (23) zur Bewegung des Sperrglieds (6) zusammenwirkt, und daß noch weiter vorzugsweise mehrere Einrastpositionen (7) für das Sperrglied (6) in der Art einer auf der Lenkwelle (4) befestigten Sperrhülse (22) ausgebildet sind.
Lenkwinkelsensor nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (6) der Lenkungsverriegelung (1) in der außer verriegelnden Eingriff mit der Lenkwelle (4) befindlichen Stellung mittels eines Sicherungselements (27) gesichert werden kann, und daß vorzugsweise das Sicherungselement (27) in der Art eines Schiebers ausgestaltet ist, der insbesondere zur Sicherung in eine am Sperrglied (6) befindliche Ausnehmung (28) eingreift.