DE10210372A1

DE10210372A1 - Rotational angle sensor, comprises a pole wheel with coarse and fine magnetic traces and Hall sensor magnetic field detectors, with the coarse trace used for quick position determination and the fine trace used for high resolution

Info

Publication number: DE10210372A1
Application number: DE2002110372
Authority: DE
Inventors: Martin Degen; Alexander Eichhorn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-25

Abstract

Rotational angle sensor has a pole wheel with a magnetic trace with alternating north and south poles. The trace has a coarse trace and a fine trace. The first coarse trace is used for rapid and coarse determination of the pole wheel position, while the second fine trace is used for fine angle determination.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehwinkelsensor mit hoher Winkelauflösung, welcher eine Magnetspur auf einem Polrad aufweist, in der magnetische Nord- und Südpole abwechselnd angeordnet sind und deren Lage relativ zu einem drehfesten Bauteil mit einem Magnetfeldsensor erfasst wird. The invention relates to a rotation angle sensor with high angular resolution, which has a magnetic track on a magnet wheel, in the magnetic north and South Poles are arranged alternately and their location relative to one non-rotatable component is detected with a magnetic field sensor.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 213 732 A1 ist ein gattungsgemäßes Sensorsystem zur Erfassung der Rotation eines Objektes bekannt. Dieses Sensorsystem besteht aus einem magnetischen Ring, der aus einem Kunstharz mit eingemengten ferromagnetischen Materialien aufgebaut ist. Der Ring besitzt auf seinem Umfang alternierend angeordnete magnetische Nord- und Südpole. Die Bewegung der Nord- und Südpole relativ zu einem drehfesten Bauteil wird mit einem mit dem drehfesten Bauteil verbundenen Sensor für magnetische Felder gemessen. From European patent application EP 0 213 732 A1 is a Generic sensor system for detecting the rotation of an object known. This sensor system consists of a magnetic ring that consists of a synthetic resin with mixed ferromagnetic materials is built up. The ring has alternating magnetic north and south poles. The movement of the north and south poles relative to a non-rotatable Component is connected to a sensor connected to the non-rotatable component magnetic fields measured.

Das in der EP 0 213 732 A1 offenbarte Polrad ist mit magnetischen Polen aufgebaut, die jeweils eine große Bogenlänge belegen und somit ein großes Winkelsegment überdecken. Da bei diesem System durch jeden am Magnetfeldsensor vorbeibewegten Nord- oder Südpol ein elektronisch zählbares Signal erzeugt wird, entspricht die maximale Winkelauflösung dieses Systems dem von einem Pol belegten Winkelsegment. Wenn die magnetische Feldstärke der Pole über einen gewissen Luftspalt von einem Sensor sicher detektiert werden soll, kann die Bogenlänge eines Magnetpols auf dem Polrad nicht ausreichend klein gestaltet werden, um eine hochaufgelöste Winkelmessung mit einem derartigen System zu ermöglichen. The magnet wheel disclosed in EP 0 213 732 A1 has magnetic poles built up, each occupying a large arc length and thus a large Cover angle segment. Because with this system by everyone Magnetic field sensor moving north or south pole an electronically countable Signal is generated corresponds to the maximum angular resolution of this system the angular segment occupied by a pole. If the magnetic field strength the pole can be reliably detected by a sensor over a certain air gap the arc length of a magnetic pole on the magnet wheel cannot be sufficient can be made small in order to achieve a high-resolution angle measurement with a to enable such a system.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Drehwinkelsensorsystem mit einer möglichst hohen Winkelauflösung anzugeben. The invention is therefore based on the object of having a rotation angle sensor system specify the highest possible angular resolution.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass dem Polrad in einer ersten magnetischen Spur, welche radial zur Drehachse des Polrades angeordnet ist, zur Erfassung der Polradstellung bei Inbetriebnahme Nord- und Südpole mit einer vorgegebenen Bogenlänge aufmagnetisiert sind, deren Feldstärke von mindestens einem ersten zur Spur angeordneten Magnetfeldsensor erfasst wird und in einer zweiten Spur, die annähernd konzentrisch zur ersten Spur angeordnet ist, Nord- und Südpole aufmagnetisiert sind, deren Bogenlänge einen Bruchteil der Bogenlänge der Pole der ersten Spur ausmacht und deren Feldstärke, entlang der Spur aus Nord- und Südpolen, von mindestens einem zweiten zur Spur angeordneten Magnetfeldsensor vermessen wird, wobei der zweite Magnetfeldsensor in einem vorgegebenen Abstand zum Polrad, in welchem der sinusförmige Anteil der magnetischen Feldstärke dominiert, angeordnet ist und ein dem sinusförmigen Anteil der Feldstärke der zweiten Spur proportionales Signal ausgibt. According to the invention the object is achieved in that the magnet wheel in one first magnetic track, which is arranged radially to the axis of rotation of the magnet wheel is used to record the pole wheel position when commissioning the north and south poles are magnetized a predetermined arc length, the field strength of at least one first magnetic field sensor arranged to the track is detected and in a second track, which is arranged approximately concentrically to the first track is, north and south poles are magnetized, whose arc length is a fraction of that Arc length of the poles of the first track and their field strength along the Track from the north and south of Poland, from at least a second to the track arranged magnetic field sensor is measured, the second Magnetic field sensor at a predetermined distance from the magnet wheel, in which the sinusoidal portion of the magnetic field strength dominates, is arranged and a proportional to the sinusoidal portion of the field strength of the second track Outputs signal.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass mit Hilfe der ersten groben magnetischen Spur, im Folgenden auch als Grobspur bezeichnet, nach dem Start des Drehwinkelsensorsystems eine schnelle und grobe Erfassung der Polradposition erzielt wird, wonach mit Hilfe der zweiten feinen magnetischen Spur, im Folgenden auch als Feinspur bezeichnet, eine hochaufgelöste Drehwinkelerfassung erfolgt. Die Feldstärke über der Feinspur folgt in einem vorgegebenen Abstand zur Spur in erster Näherung einer Sinusfunktion mit Nulldurchgängen bei den Übergängen von einem zum anderen Pol. Die Feinspur wird von mindestens einem Magnetfeldsensor vermessen, der ein zur Magnetfeldstärke proportionales Ausgangssignal erzeugt. Dieses annähernd sinusförmige Ausgangssignal wird zwischen zwei benachbarten, gleichnamigen Polen mit Hilfe einer Winkelfunktion linearisiert, was den Vorteil hat, dass ein hochaufgelöstes, lineares Signal zur Verfügung steht, das dem Drehwinkel innerhalb des Winkelsegments eines Polpaares der Feinspur proportional ist. The invention has the advantage that using the first coarse magnetic Lane, hereinafter also referred to as coarse lane, after the start of the Rotation angle sensor system for quick and rough detection of the pole wheel position is achieved, after which with the help of the second fine magnetic track, hereinafter also known as a fine track, a high-resolution detection of the angle of rotation takes place. The field strength above the fine track follows in a predetermined distance from the track first approximation of a sine function with zero crossings at the transitions from one pole to the other. The fine track is from at least one Measure the magnetic field sensor, which is proportional to the magnetic field strength Output signal generated. This approximately sinusoidal output signal is between two neighboring poles of the same name using an angle function linearized, which has the advantage that a high-resolution, linear signal for Is available that the angle of rotation within the angle segment of a Pole pair of the fine track is proportional.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der ausschließlich sinusförmige Feldstärkeverlauf in der zweiten Spur durch eine Aneinanderreihung von magnetischen Nord- und Südpolen unterschiedlicher Feldstärke erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass die über der Feinspur eingesetzten linearen Magnetfeldsensoren in enger räumlicher Nähe zur Magnetspur platziert werden können, um dort das sinusförmiges Magnetfeld mit einer hohen Feldstärke zu vermessen. Diese Anordnung führt zu Signalen der Sensoren, die eine hohe Amplitude aufweisen und durch elektronische Störsignale nur in sehr geringem Maße beeinflusst werden. In one embodiment of the invention, the is exclusively sinusoidal Field strength curve in the second track by a series of magnetic north and south poles of different field strength generated. this has the advantage that the linear magnetic field sensors used above the fine track can be placed in close proximity to the magnetic track in order to to measure sinusoidal magnetic field with a high field strength. This Arrangement leads to signals from the sensors which have a high amplitude and only influenced to a very small extent by electronic interference signals become.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die zweite Spur von mindestens zwei so zueinander versetzten Magnetfeldsensoren vermessen, dass der zweite Sensor das der Magnetfeldstärke proportionale Sinussignal und ein dritter Sensor ein der Magnetfeldstärke proportionales Kosinussignal erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass eventuell vorhandenen Fehler im sinusförmigen Feldstärkeverlauf der Feinspur oder Fehler die durch eingestreute Magnetfelder entstehen durch die Kombination der Signale der zwei unabhängiger Sensoren über der Feinspur weitgehend eliminiert werden. Die so gewonnenen Sinus- und Kosinussignale werden unmittelbar dem Linearisierungsprozess unterzogen. In another advantageous embodiment of the invention, the second track measured by at least two magnetic field sensors so offset from one another, that the second sensor is the sine signal proportional to the magnetic field strength and a third sensor generates a cosine signal proportional to the magnetic field strength. This has the advantage that any errors present in the sinusoidal Field strength curve of the fine track or errors caused by interspersed magnetic fields arise from the combination of the signals from the two independent sensors largely eliminated over the fine track. The sine and Cosine signals are immediately subjected to the linearization process.

In einer weiteren Ausführungsform wird die zweite Spur von dem zweiten Magnetfeldsensor vermessen, der ein der Magnetfeldstärke proportionales Sinussignal erzeugt, zu dem mit Hilfe einer Auswerteschaltung ein Kosinussignal generiert wird. Dadurch ist nur ein linearer Magnetfeldsensor über der Feinspur notwendig, was Kosten, Gewicht und Bauraum spart. Bei ausreichender Genauigkeit der sinusförmigen Magnetisierung, wird das zur Linearisierung des Drehwinkels notwendige Kosinussignal aus dem Sinussignal in der Auswerteschaltung errechnet. In another embodiment, the second track is from the second Measure the magnetic field sensor, which is proportional to the magnetic field strength Generated sine signal, to which a cosine signal is generated using an evaluation circuit is generated. As a result, there is only a linear magnetic field sensor above the fine track necessary, which saves costs, weight and installation space. With sufficient Accuracy of sinusoidal magnetization, this becomes the linearization of the Rotation angle necessary cosine signal from the sine signal in the Evaluation circuit calculated.

In einer weiteren Ausgestaltung erzeugt der über der zweiten Spur angeordnete zweite Magnetfeldsensor beim Erreichen einer vorgegebenen Feldstärke ein elektronisch zählbares Signal, wodurch neben der groben Drehwinkelbestimmung mit der Grobspur auch die Feinspur zur inkrementalen Drehwinkelbestimmung verwendet werden kann. Die linearen Magnetfeldsensoren sind zur Erzeugung des elektronisch zählbaren Signals verwendbar, indem man beim Erreichen einer vorbestimmten Signalhöhe einen Zählimpuls elektronisch ableitet. In a further embodiment, the one arranged above the second track generates second magnetic field sensor when a predetermined field strength is reached electronically countable signal, which in addition to the rough rotation angle determination with the coarse track also the fine track for incremental rotation angle determination can be used. The linear magnetic field sensors are for generation of the electronically countable signal can be used by reaching a predetermines a predetermined signal level electronically.

Es ist vorteilhaft, wenn die elektronisch zählbaren Signale vom zweiten und dritten Magnetfeldsensor elektronisch mit einem exklusiv-ODER-Gatter verknüpft werden. Durch die exklusiv-ODER-Verknüpfung der elektronisch zählbaren Signale der zwei linearen Magnetfeldsensoren über der Feinspur ergibt sich ein Ausgangssignal mit der doppelten Frequenz, verglichen mit der Frequenz eines linearen Sensors. Das bedeutet, dass die inkrementale Auflösung des Systems aus Feinspur und zwei Magnetfeldsensoren gegenüber der Auflösung der Feinspur durch die Signalverknüpfung verdoppelt wird. It is advantageous if the electronically countable signals from the second and third Magnetic field sensor can be electronically linked with an exclusive OR gate. Through the exclusive OR linkage of the electronically countable signals of the two linear magnetic field sensors above the fine track result Output signal at twice the frequency compared to the frequency of one linear sensor. That means the incremental resolution of the system from fine track and two magnetic field sensors compared to the resolution of the Fine track is doubled by the signal linkage.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Polrad aus einem Metall mit einer hohen magnetischen Sättigungsflussdichte gebildet. Dies dient zur Führung der magnetischen Feldlinien auf der Polradseite und trägt damit dazu bei, dass sich die mindestens zwei magnetischen Spuren auf dem Polrad möglichst wenig gegenseitig beeinflussen. Polräder aus Metall genügen den mechanischen Anforderungen an die Festigkeit und die Fertigungstoleranzen. Alternativ dazu ist das Polrad aus Kunststoff oder Kunstharz mit eingemengten ferromagnetischen Bestandteilen mit einer hohen magnetischen Sättigungsflussdichte gebildet. Dies hat den Vorteil, dass Kunststoffe und Kunstharze billige und leichte Werkstoffe sind, wodurch das Polrad kostengünstig herstellbar ist. In a further advantageous embodiment, the magnet wheel is made of a metal a high magnetic saturation flux density. This is for guidance of the magnetic field lines on the magnet wheel side and thus contributes to the fact that the at least two magnetic tracks on the magnet wheel as little as possible influence each other. Metal magnet wheels are sufficient for the mechanical ones Strength and manufacturing tolerance requirements. Alternatively, it is the magnet wheel made of plastic or synthetic resin with limited ferromagnetic Ingredients formed with a high magnetic saturation flux density. This has the advantage that plastics and resins are cheap and lightweight materials are, whereby the magnet wheel is inexpensive to manufacture.

In einer Weiterbildung ist die erste und/oder die zweite magnetische Spur auf der Stirnseite oder auf der der Stirnseite gegenüberliegenden Seite oder auf der inneren Mantelfläche oder auf der äußeren Mantelfläche des Polrades angeordnet. Dadurch ist das Sensorsystem den baulichen Bedingungen, unter denen der Drehwinkel eines Rotors erfasst werden soll, leicht anpassbar. Alternativ dazu ist die erste und/oder die zweite magnetische Spur im Bereich bis zum Polradfuß angeordnet. Auch hierdurch kann Bauraum im zu vermessenden Bauelement vorteilhaft genutzt werden. In one development, the first and / or the second magnetic track is on the face or on the side opposite the face or on the inner lateral surface or on the outer lateral surface of the magnet wheel arranged. As a result, the sensor system is under the structural conditions which the angle of rotation of a rotor is to be recorded, easily adaptable. Alternatively, the first and / or the second magnetic track is in the area arranged up to the pole wheel base. This also allows installation space in the measuring component can be used advantageously.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste und/oder die zweite magnetische Spur aus magnetisierter Ferritfolie gebildet. Derartige Folien sind leicht und kostengünstig herstellbar. Alternativ dazu ist die erste und/oder die zweite magnetische Spur aus in Gummi, Kunstharz oder Kautschuk gebundenen magnetisierten Ferriten gebildet. Derartige Spuren sind sehr langzeitbeständig und gewährleisten eine mechanisch stabile Verbindung zum Polrad. In an advantageous embodiment, the first and / or the second is magnetic Track formed from magnetized ferrite foil. Such films are light and inexpensive to manufacture. Alternatively, the first and / or the second magnetic track made of rubber, synthetic resin or rubber magnetized ferrites formed. Such traces are very long-lasting and ensure a mechanically stable connection to the magnet wheel.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren näher erläutert werden. The invention permits numerous embodiments. One of them should be based on the figures illustrated in the drawings are explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Kraftfahrzeug-Lenkhilfesystem unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors, Fig. 1 shows a motor vehicle steering system using a rotation angle sensor according to the invention,

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors, bestehend aus einem Polrad mit dem zugeordneten Sensorkopf, Fig. 2 is a sectional view of the rotation angle sensor according to the invention, consisting of a magnet wheel with the associated sensor head,

Fig. 3 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors mit einem Segment des Polrades und dem Sensorkopf, Fig. 3 is a view of a rotation angle sensor of the invention with one segment of the magnet wheel and the sensor head,

Fig. 4 eine perspektivische Ansichten des Polrades, Fig. 4 is a perspective view of the magnet wheel,

Fig. 5 das Prinzip der Linearisierung. Fig. 5 shows the principle of linearization.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug-Lenkhilfesystem unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors 1. Eine das Lenkrad 2 tragende Lenksäule 3 greift in ein Lenkgetriebe 4 ein, welches über ein Lenkgestänge 5 die beiden Vorderräder 6, 7 eines Kraftfahrzeuges bewegt. In der Lenksäule 3 ist ein Lenkmomentensensor 8 angeordnet, der über die Leitung 9 mit einem Steuergerät 10 verbunden ist. Am Lenkgetriebe 4 ist ein linearer Wegsensor 16 angeordnet, welcher über die Leitung 11 Sensorsignale, die dem Drehwinkel der Lenksäule 3 entsprechen, an das Steuergerät 10 ausgibt. Ein Elektromotor 12 ist über ein Kugelumlaufgetriebe 13 mit der Zahnstange 17 des Lenkgetriebes 4 verbunden. Zur hochaufgelösten Drehlagebestimmung des Rotors des Elektromotors 12 ist dieser mit einem erfindungsgemäßen Drehwinkelsensor 1 ausgerüstet. Als Elektromotor 12 wird ein kommutierter Gleichstrommotor verwendet. Der Drehwinkelsensor 1 ist über eine elektrische Leitung 14 mit dem Steuergerät 10 verbunden. Die Leistungsendstufe 10a des Steuergeräts 10 ist über eine weitere elektrische Leitung 15 mit dem Elektromotor 12 verbunden. Fig. 1 shows a motor vehicle steering system using a rotation angle sensor 1 according to the invention. A steering column 3 carrying the steering wheel 2 engages in a steering gear 4 which moves the two front wheels 6 , 7 of a motor vehicle via a steering linkage 5 . A steering torque sensor 8 is arranged in the steering column 3 and is connected to a control unit 10 via the line 9 . A linear displacement sensor 16 is arranged on the steering gear 4 and outputs sensor signals, which correspond to the angle of rotation of the steering column 3 , to the control unit 10 via the line 11 . An electric motor 12 is connected to the rack 17 of the steering gear 4 via a ball screw gear 13 . For the high-resolution determination of the rotational position of the rotor of the electric motor 12 , the latter is equipped with a rotation angle sensor 1 according to the invention. A commutated DC motor is used as the electric motor 12 . The angle of rotation sensor 1 is connected to the control unit 10 via an electrical line 14 . The power output stage 10 a of the control unit 10 is connected to the electric motor 12 via a further electrical line 15 .

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen hochauflösenden Drehwinkelsensors 1 wird ein der Drehlage des Rotors des Elektromotors 12 proportionales Signal erzeugt und über die Leitung 14 ans Steuergerät 10 geleitet, das mit Hilfe einer Endstufe 10a einen kommutierten Strom erzeugt, dessen Stromstärke der Drehlage des Rotors des Elektromotors 12 angepasst ist. Der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors 1 angepasste Strom wird über eine elektrische Leitung 15 an den Gleichstrommotor 12 weitergeleitet. Bei konventionell bestromten Elektromotoren 12 mit Blockkommutierung treten starke Drehmomentenschwankungen auf, da die Erregerwicklungen bei dem konventionellen Verfahren nur mit der vollen zur Verfügung stehenden Stromstärke versorgt oder überhaupt nicht bestromt werden. Die Drehmomentenschwankungen des mit Hilfe des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors 1 kommutierten Elektromotors 12, der die mittels des Lenkrades 2 ausgeführte Lenkbewegung unterstützt, werden minimalisiert, weil die Stromstärke in den Erregerwicklungen des Elektromotors 12 der Drehlage angepasst wird, was ein gleichmäßiges Moment der Lenkunterstützung zur Folge hat. With the aid of high-resolution rotation angle sensor 1 according to a the rotational position of the rotor of the electric motor 12 is generated proportional signal and passed via line 14 to the control unit 10, which generates by means of a power amplifier 10 a a commutated current, the current strength of the rotational position of the rotor of the electric motor 12 is adjusted. The current adapted with the aid of the rotation angle sensor 1 according to the invention is passed on to the DC motor 12 via an electrical line 15 . In conventionally energized electric motors 12 with block commutation, strong torque fluctuations occur since the excitation windings are only supplied with the full available current strength in the conventional method or are not energized at all. The torque fluctuations of the electric motor 12 commutated with the help of the rotation angle sensor 1 according to the invention, which supports the steering movement carried out by means of the steering wheel 2 , are minimized because the current intensity in the excitation windings of the electric motor 12 is adapted to the rotational position, which results in a uniform torque of the steering assistance.

Fig. 2 zeigt eine geschnittene Ansicht des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors 1. Der Drehwinkelsensor 1 besteht aus dem Sensorkopf 21 und dem Polrad 20. Der Sensorkopf 21, mit jeweils einem dargestellten Schalthallsensor 25 und einem dargestellten linearen Hallelement 26, ist den Magnetspuren 22 und 23 des Polrades 20 frontal gegenüberliegend angeordnet. Die obere Spur ist hier die Grobspur 22, die von mindestens einem Schalthallsensor 25 erfasst wird und die untere Spur ist die Feinspur 23, die in diesem Ausführungsbeispiel von mindestens einem linearen Hallelementen 26 vermessen wird. Es ist nur ein oberes Segment des Polrades 20 dargestellt, da es sich hier um ein rotationssymmetrisches Bauteil handelt. Die Rotationsachse 24 steht senkrecht zur Stirnseite 41 des Polrades 20 und ist in der Zeichnung festgelegt. Das Polrad 20 ist drehfest mit einer Welle 31 verbunden, die in diesem Beispiel die Motorwelle eines bürstenlosen, kommutierten, hier nicht dargestellten Gleichstrommotors ist. Das Polrad 20 besteht aus einem Metall oder einem anderen Werkstoff, der den mechanischen und elektromagnetischen Anforderungen genügt. Das Material für das Polrad 20 muss eine hohe magnetische Sättigungsflussdichte aufweisen und gewissen mechanischen Ansprüchen bezüglich Festigkeit und Fertigungstoleranzen genügen. In diesem Beispiel besteht das Polrad aus einem ferromagnetischen Metall. Das Polrad 20 ist der Träger zweier nebeneinanderliegender, konzentrischer, magnetischer Spuren 22 und 23, die in diesem Ausführungsbeispiel auf der Stirnseite 41 des Polrades 20 unlösbar über Temperatur, Lebensdauer und mechanische Belastung aufgebracht sind. Die beiden magnetischen Spuren 22 und 23 müssen genügend weit voneinander entfernt sein, damit sich ihre Magnetfelder nicht messbar gegenseitig beeinflussen. Fig. 2 is a sectional view showing the rotation angle sensor 1 according to the invention. The rotation angle sensor 1 consists of the sensor head 21 and the magnet wheel 20 . The sensor head 21 , each with a switching Hall sensor 25 shown and a linear Hall element 26 shown , is arranged frontally opposite the magnetic tracks 22 and 23 of the magnet wheel 20 . The upper track here is the coarse track 22 , which is detected by at least one switching Hall sensor 25 , and the lower track is the fine track 23 , which is measured by at least one linear Hall element 26 in this exemplary embodiment. Only an upper segment of the magnet wheel 20 is shown, since this is a rotationally symmetrical component. The axis of rotation 24 is perpendicular to the end face 41 of the magnet wheel 20 and is defined in the drawing. The pole wheel 20 is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 31 , which in this example is the motor shaft of a brushless, commutated, DC motor, not shown here. The pole wheel 20 is made of a metal or another material that meets the mechanical and electromagnetic requirements. The material for the magnet wheel 20 must have a high magnetic saturation flux density and meet certain mechanical requirements with regard to strength and manufacturing tolerances. In this example, the magnet wheel is made of a ferromagnetic metal. The magnet wheel 20 is the carrier of two juxtaposed, concentric, magnetic tracks 22 and 23 , which in this exemplary embodiment are applied to the end face 41 of the magnet wheel 20 so as to be non-detachable via temperature, service life and mechanical stress. The two magnetic tracks 22 and 23 must be sufficiently far apart so that their magnetic fields do not influence one another in a measurable manner.

In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Drehwinkelsensor 1 dargestellt. Es wird eine frontale Ansicht eines Segments des Polrades 20 mit der aufgebrachten Grobspur 22 und der Feinspur 23 sowie dem darüber liegenden Sensorkopf 21 gezeigt. Die Grobspur 22 besteht aus einer Folge von nebeneinanderliegenden Nord- 22a und Südpolen 22b, die jeweils eine relativ große Bogenlänge von ca. 20 mm belegen und die einen in der Zeichnung nicht vollständig dargestellten Kreis bilden, in dessen Zentrum die Drehachse 24 des Polrades 20 liegt. A rotation angle sensor 1 according to the invention is shown in FIG. 3. A frontal view of a segment of the magnet wheel 20 with the coarse track 22 and the fine track 23 applied and the sensor head 21 lying above it is shown. The coarse track 22 consists of a sequence of adjacent north 22 a and south poles 22 b, each of which occupies a relatively large arc length of approximately 20 mm and which form a circle which is not completely shown in the drawing, in the center of which the axis of rotation 24 of the pole wheel 20 lies.

Die Magnetisierung der Grobspur 22 erfolgt mit einer sehr großen Flussdichte, so dass sich in geringer Entfernung von der Grobspur 22 ein annähernd rechteckförmiger Feldstärkeverlauf mit einer hohen Flankensteilheit durch die bipolaren Schalthallsensoren 25a, 25b, 25c detektieren lässt. Die so erzeugte elektronische Impulsfolge zeichnet sich durch eine sehr kleine Schalthysterese aus. The coarse track 22 is magnetized with a very high flux density, so that an approximately rectangular field strength profile with a high slope is detected by the bipolar switching hall sensors 25 a, 25 b, 25 c at a short distance from the coarse track 22 . The electronic pulse train generated in this way is characterized by a very small switching hysteresis.

Die Feinspur 23 ist konzentrisch zur Grobspur 22 angeordnet und besteht ihrerseits aus einer Folge von Nord- 23a, 23c, 23e und Südpolen 23b, 23d, 23f, die sich auch zu einem in der Zeichnung nicht vollständig dargestellten Kreis zusammenschließen. Die Feinspur 23 kann innerhalb der Grobspur 22 liegen, es ist aber auch eine Ausführung der Erfindung möglich, bei der die Grobspur 22 innerhalb der Feinspur 23 angeordnet ist. Die Bogenlänge der einzelnen Nord- 23a, 23c, 23e und Südpole 23b, 23d ist in der Feinspur 23 mit ca. 3 mm pro Pol wesentlich geringer als in der Grobspur 22. Im Kreissegment eines Pols 22b der Grobspur 22 werden in diesem Ausführungsbeispiel sechs Feinspurpole 23a bis 23f mit wechselnder Polarität angeordnet. Der Übergang der Feldstärke zwischen zwei Polen 23a und 23b der Feinspur erfolgt weniger sprunghaft, sondern folgt in einem vorgegebenen Abstand von ca. 0,5 bis 2 mm von der magnetischen Spur 23 weitgehend einer Sinusfunktion mit Nulldurchgängen bei den Übergängen von einem Pol zum anderen. The fine track 23 is arranged concentrically to the coarse track 22 and in turn consists of a sequence of north 23 a, 23 c, 23 e and south poles 23 b, 23 d, 23 f, which also merge to form a circle, which is not shown completely in the drawing , The fine track 23 can lie within the coarse track 22 , but an embodiment of the invention is also possible in which the coarse track 22 is arranged within the fine track 23 . The arc length of the individual north 23 a, 23 c, 23 e and south poles 23 b, 23 d is significantly less in the fine track 23 with approximately 3 mm per pole than in the coarse track 22 . In this exemplary embodiment, six fine-track poles 23 a to 23 f with alternating polarity are arranged in the circular segment of a pole 22 b of the coarse track 22 . The transition of the field strength between two poles 23 a and 23 b of the fine track takes place less suddenly, but rather largely follows a sine function with zero crossings at the transitions from one pole to the magnetic track 23 at a predetermined distance of approximately 0.5 to 2 mm others.

Über der Grobspur 22 befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel drei Schalthallsensoren 25a bis c, die einen Übergang von einem Nord- 22a zu einem Südpol 22b beziehungsweise von einem Süd- 22b zu einem Nordpol 22a erkennen und beim Erreichen einer bestimmten Feldstärke ein fest vorgegebenes Ausgangssignal erzeugen. Mit diesen drei Schalthallsensoren 25a bis c über der Grobspur 22 ist eine grobe Drehwinkelerkennung des Polrades 20 direkt nach der Inbetriebnahme des Systems möglich. Soll zum Beispiel die Drehlage eines Elektromotors mit 5 Polpaaren erkannt werden, unterteilt man auch die Grobspur 22 in 5 Polpaare, die jeweils ein Segment von 72° belegen. Diese 5 Polpaare belegen dann den gesamten Vollkreis. Mit den drei Schalthallsensoren 25a bis c über einem Polpaar 22a, 22b der Grobspur 22 kann dann eine Drehlageerkennung mit einer Auflösung von 12° erfolgen. In this exemplary embodiment, three switching hall sensors 25 a to c are located above the coarse track 22 , which detect a transition from a north 22 a to a south pole 22 b or from a south 22 b to a north pole 22 a and a when a certain field strength is reached Generate a predetermined output signal. With these three switching hall sensors 25 a to c over the coarse track 22 , a coarse rotation angle detection of the magnet wheel 20 is possible directly after the system is started up. For example, if the rotational position of an electric motor with 5 pole pairs is to be recognized, the coarse track 22 is also divided into 5 pole pairs, each of which occupies a segment of 72 °. These 5 pole pairs then occupy the entire full circle. With the three switching hall sensors 25 a to c over a pair of poles 22 a, 22 b of the coarse track 22 , a rotational position detection can then be carried out with a resolution of 12 °.

Zur hochaufgelösten Drehwinkelerkennung wird die Feinspur 23 in einem zweistufigen Prozess verwendet. In einer ersten Stufe ist mit Hilfe der Nord- 23a und Südpole 23b, die in der Feinspur 23 eine wesentlich kleinere Bogenlänge überdecken als in der Grobspur 22, eine genauere inkrementale Winkelerkennung als mit der Grobspur 22 möglich, da von den Hallelementen 26a und 26b über der Feinspur 23 beim Erreichen einer vorgegebenen Feldstärke ein elektronisch zählbares Signal abgeleitet wird, das einer inkrementalen Drehwinkeländerung zugeordnet wird. Die über der Feinspur 23 angeordneten Hallelemente 26a und 26b sind, im Gegensatz zu den Schalthallsensoren 25a bis 25c über der Grobspur 22, als lineare Hallelemente 26a und 26b ausgebildet. Lineare Hallelemente 26a und 26b liefern ein der Magnetfeldstärke proportionales Ausgangssignal. Die linearen Hallelemente 26a und 26b detektieren den annähernd sinusförmigen Anteil des Magnetfeldstärkeverlaufs über der Feinspur 23 und erzeugen ein der Feldstärke entsprechendes Ausgangssignal. Der sinusförmige Feldstärkeverlauf in der Feinspur 23 wird erzeugt, indem ein jeder Nord- 23a, 23c, 23e und Südpol 23b, 23d, 23f als Folge von kleineren Magneten der entsprechenden Polarität aufgebaut ist, wobei die Feldstärke der einzelnen kleineren Magnete so angepasst ist, dass der Feldstärkeverlauf über einem jeden Pol 23a bis 23f der Feinspur 23 der Sinusform folgt. Da aber auch ein rechteckiger Feldstärkeverlauf in eine Reihe von Sinusfunktionen mit ansteigendem Exponenten und abfallenden Amplituden zerlegt werden kann, ist es möglich in einem bestimmten Abstand von der Feinspur 23 den weitgehend sinusförmigen Anteil einer Rechteckmagnetisierung zu detektieren. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind über der Feinspur 23 zwei um 90° phasenversetzte lineare Hallelemente 26a und 26b angeordnet. Vorteilhafterweise werden die zwei linearen Hallelemente als zusammenhängender Doppel-Die auf einem Wafer ausgebildet, was eine äußerst präzise Positionierung der linearen Hallelemente zueinander ermöglicht und deren Anordnung in einem Gehäuse sehr vereinfacht. Mit dem linearen Doppelhallsensor stehen zwei um 90° phasenverschobene, annähernd sinusförmige, elektrische Ausgangssignale zur Verfügung, die mit Hilfe der Arkustangens-Funktion zu einem linearen Signal zwischen zwei benachbarten gleichnamigen magnetischen Polen 23a und 23c verarbeitet werden. Anhand dieses linearen Signals erfolgt eine äußerst genaue Bestimmung des Drehwinkels zwischen zwei benachbarten gleichnamigen Polen 23a und 23c der Feinspur 23. Ist der Bereich zwischen zwei benachbarten gleichnamigen Polen 23a und 23c der Feinspur 23 durch die Drehung des Polrades 20 überschritten, wird zwischen den folgenden gleichnamigen Polen 23c und 23e der Feinspur 23 in gleicher Weise der Drehwinkel mit Hilfe der Sinussignale linerarisiert und mit hoher Auflösung bestimmt. Auf diese Weise ist eine hochaufgelöste Drehwinkelbestimmung über den gesamten Drehbereich des Polrades 20 möglich, da zwischen allen gleichnamigen magnetischen Polen 23a und 23c, 23c und 23e und so weiter ein hochaufgelöstes lineares Signal zu Verfügung steht. Nach dem Anlaufen des Systems wird die gesamte Drehlageerkennung mit Hilfe der Feinspur 23 vorgenommen. Die Signale der Grobspur 22 können jedoch weiterhin zur Plausibilisierung der mit Hilfe der Feinspur 23 erkannten Drehlage verwendet werden. The fine track 23 is used in a two-stage process for high-resolution detection of the angle of rotation. In a first stage, with the help of the north 23 a and south poles 23 b, which cover a much smaller arc length in the fine track 23 than in the coarse track 22 , a more precise incremental angle detection than with the coarse track 22 is possible, since the Hall elements 26 a and 26 b, an electronically countable signal is derived above the fine track 23 when a predetermined field strength is reached, which signal is assigned to an incremental change in the angle of rotation. The Hall elements 26 a and 26 b arranged above the fine track 23 are, in contrast to the switching hall sensors 25 a to 25 c above the coarse track 22 , designed as linear Hall elements 26 a and 26 b. Linear Hall elements 26 a and 26 b deliver an output signal proportional to the magnetic field strength. The linear Hall elements 26 a and 26 b detect the approximately sinusoidal portion of the magnetic field strength curve over the fine track 23 and generate an output signal corresponding to the field strength. The sinusoidal field strength curve in the fine track 23 is generated by each north pole 23 a, 23 c, 23 e and south pole 23 b, 23 d, 23 f being built up as a result of smaller magnets of the corresponding polarity, the field strength of the individual smaller ones Magnets is adjusted so that the field strength curve over each pole 23 a to 23 f follows the fine track 23 of the sinusoidal shape. However, since a rectangular field strength curve can also be broken down into a series of sine functions with increasing exponent and decreasing amplitude, it is possible to detect the largely sinusoidal portion of a rectangular magnetization at a certain distance from the fine track 23 . In this exemplary embodiment of the invention, two linear Hall elements 26 a and 26 b are arranged in phase displacement by 90 ° above the fine track 23 . The two linear Hall elements are advantageously formed as a coherent double die on a wafer, which enables extremely precise positioning of the linear Hall elements relative to one another and simplifies their arrangement in a housing. The linear double Hall sensor provides two approximately 90 ° phase-shifted, approximately sinusoidal, electrical output signals that are processed with the help of the arctangent function to form a linear signal between two adjacent magnetic poles 23 a and 23 c of the same name. This linear signal is used to determine the angle of rotation between two adjacent poles 23 a and 23 c of the fine track 23 in an extremely precise manner. If the area between two adjacent poles of the same name 23 a and 23 c of the fine track 23 is exceeded by the rotation of the pole wheel 20 , the angle of rotation between the following poles of the same name 23 c and 23 e of the fine track 23 is linearized with the aid of the sinusoidal signals and with high resolution determined. In this way, a high-resolution determination of the angle of rotation is possible over the entire range of rotation of the pole wheel 20 , since a high-resolution linear signal is available between all magnetic poles 23 a and 23 c, 23 c and 23 e and so on. After the system has started up, the entire rotational position detection is carried out using the fine track 23 . However, the signals of the coarse track 22 can still be used to check the plausibility of the rotational position recognized with the help of the fine track 23 .

Fig. 4 zeigt perspektivische Ansichten des Polrades 20. Das Polrad 20 besteht aus einem Ring, der Träger für die, in Fig. 3 gezeigten, Magnetspuren 22 und 23 ist und ringseitig die Feldlinien zwischen den magnetischen Polen 22a und 22b sowie 23a bis 23f führt. Eine weitere Aufgabe des Rings ist es das Sensorsystem gegen eingestreute Magnetfelder abzuschirmen. Der Ring besteht aus einem Material mit einer hohen magnetischen Sättigungsflussdichte. Hierfür kommen zum Beispiel Stähle und Eisensorten, aber auch Polymere und Harze mit eingemengten Materialen mit hoher magnetischer Sättigungsflussdichte in Frage. Die Magnetspuren 22 und 23 werden in diesem Ausführungsbeispiel auf der Stirnseite 41 des Polrades 20 aufgebracht. Die Stirnseite 41 steht senkrecht zur Drehachse 24 des Polrades 20 und ist in diesem Ausführungsbeispiel dem Sensorkopf 21 zugewandt. Die Magnetspuren 22 und 23 können aber auch vorteilhaft auf der der Stirnseite 41 entgegengesetzten Seite 44 oder der inneren 43 bzw. äußeren Mantelfläche 42 aufgebracht sein sowie den Bereich bis zum Polradfuß 45 bedecken. Jede mögliche Spurlagekombination ist ebenfalls unter Ausnutzung von Vorteilen einführbar. Zum Beispiel ist es möglich die Grobspur 22 auf die innere Mantelfläche 43 und die Feinspur 23 auf die äußere Mantelfläche 42 zu legen. Die Magnetspuren 22 und 23, die aus einer Folge sich abwechselnder magnetischer Nord- 22a bzw. 23a, 23c, 23e und Südpole 22b bzw. 23b, 23d, 23f bestehen, können aus gummi-, kunstharz- oder kunststoffgebundenen, magnetisierten Ferriten bestehen oder als magnetisierte Ferritfolie aufgebracht sein. Das Polrad 20 kann zur Verbindung mit einer Welle 31, deren Drehwinkel erfasst werden soll, auf diese aufgeschraubt, aufgenietet, aufgepresst, aufgeklebt oder aufgeschweißt werden oder mit dieser in einer anderen bekannten Art verbunden werden. Fig. 4 shows perspective views of the magnet wheel 20th The pole wheel 20 consists of a ring which is a carrier for the magnetic tracks 22 and 23 shown in FIG. 3 and which leads on the ring side the field lines between the magnetic poles 22 a and 22 b and 23 a to 23 f. Another task of the ring is to shield the sensor system against interfering magnetic fields. The ring is made of a material with a high magnetic saturation flux density. For example, steels and types of iron, but also polymers and resins with mixed materials with a high magnetic saturation flux density can be used. In this exemplary embodiment, the magnetic tracks 22 and 23 are applied to the end face 41 of the magnet wheel 20 . The end face 41 is perpendicular to the axis of rotation 24 of the magnet wheel 20 and, in this exemplary embodiment, faces the sensor head 21 . The magnetic tracks 22 and 23 can, however, also advantageously be applied on the side 44 opposite the end face 41 or the inner 43 or outer lateral surface 42 and cover the area up to the pole wheel base 45 . Every possible lane position combination can also be introduced taking advantage of advantages. For example, it is possible to place the coarse track 22 on the inner lateral surface 43 and the fine track 23 on the outer lateral surface 42 . The magnetic tracks 22 and 23 , which consist of a sequence of alternating magnetic north 22 a and 23 a, 23 c, 23 e and south poles 22 b and 23 b, 23 d, 23 f, can be made of rubber, synthetic resin or plastic-bonded, magnetized ferrites or be applied as a magnetized ferrite foil. The pole wheel 20 can be screwed, riveted, pressed, glued or welded onto a shaft 31 , the angle of rotation of which is to be recorded, or connected to it in another known manner.

In Fig. 5 wird das Prinzip der Linearisierung dargestellt. Im Diagramm A ist das Signal, das das erste lineare Hallelement liefert, dargestellt. In einer Entfernung von etwa 0,5-2 mm von der Feinspur 23 (in Fig. 3) erfasst das erste lineare Hallelement 26a (in Fig. 3) einen gut sinusförmigen Feldstärkeverlauf und erzeugt ein dementsprechendes Ausgangssignal. The principle of linearization is shown in FIG . Diagram A shows the signal that the first linear Hall element supplies. At a distance of approximately 0.5-2 mm from the fine track 23 (in FIG. 3), the first linear Hall element 26 a (in FIG. 3) detects a well-sinusoidal field strength curve and generates a corresponding output signal.

Im Diagramm B ist das zu Signal A korrespondierende Signal des zweiten, um 90° phasenversetzten, linearen Hallelements 26b (in Fig. 3) dargestellt. Das zweite lineare Hallelement 26b erfasst, in einer Entfernung von etwa 0,5-2 mm von der Feinspur, den kosinusförmigen Feldstärkeverlauf und erzeugt ein dementsprechendes Ausgangssignal. Diagram B shows the signal corresponding to signal A of the second linear Hall element 26 b (90 ° out of phase) (in FIG. 3). The second linear Hall element 26 b detects the cosine-shaped field strength curve at a distance of approximately 0.5-2 mm from the fine track and generates a corresponding output signal.

Mit Hilfe einer Winkelfunktion werden die in den Diagrammen A und B dargestellten Signale linearisiert, wodurch das im Diagramm C gezeigte Signal erzeugt wird. Diese lineare Funktion ermöglicht eine eindeutige, hochaufgelöste Zuordnung der Drehwinkel im Bereich eines Polpaares zum Funktionswert des Signals. Die Winkelauflösung des Systems hängt von der Messgenauigkeit der linearen Hallelemente 26a, 26b, der Güte des sinusförmigen Feldstärkeverlaufs und der Leistungsfähigkeit der nachfolgenden signalverarbeitenden Elektronik ab. With the help of an angle function, the signals shown in diagrams A and B are linearized, whereby the signal shown in diagram C is generated. This linear function enables a clear, high-resolution assignment of the angle of rotation in the area of a pole pair to the functional value of the signal. The angular resolution of the system depends on the measurement accuracy of the linear Hall elements 26 a, 26 b, the quality of the sinusoidal field strength curve and the performance of the subsequent signal processing electronics.

Schwankungen der Signalamplitude, die sich aus Abstandsänderungen der Detektoren zur Feinspur 23, durch eingestreute Störfelder oder durch inhomogene Magnetmaterialien ergeben können, werden durch die Bildung eines Quotienten aus den beiden Messwerte bei der Linearisierung weitgehend eliminiert. Eine derartige Messfehlereliminierung ist auch durch die Subtraktion der beiden unabhängigen Messwerte erreichbar. Die Fehlereliminierung erfolgt um so besser, um so kleiner der Abstand zwischen den beiden linearen Hallelementen 26a, 26b gehalten wird. Bezugszeichenliste 1 erfindungsgemäßer Drehwinkelsensor
2 Lenkrad
3 Lenksäule
4 Lenkgetriebe
5 Lenkgestänge
6 rechtes Vorderrad
7 linkes Vorderrad
8 Lenkmomentensensor
9 elektrische Leitung
10 Steuergerät
10a Leistungsendstufe des Steuergeräts
11 elektrische Leitung
12 Elektromotor
13 Kugelumlaufgetriebe
14 elektrische Leitung
15 elektrische Leitung
16 linearer Wegsensor
17 Zahnstange
20 Polrad
21 Sensorkopf
22 Grobspur bestehend aus magnetischen Nord- und Südpolen 22a und 22b
23 Feinspur bestehend aus magnetischen Nord- und Südpolen 23a bis 23f
24 Rotationsachse
25 mindestens ein Schalthallsensor
25a bis 25c Schalthallsensoren
26 mindestens ein lineares Hallelement
26a und 26b lineare Hallelemente
31 Welle
41 Stirnseite des Polrades
42 äußere Mantelfläche des Polrades
43 innere Mantelfläche des Polrades
44 der Stirnseite entgegengesetzte Seite des Polrades
45 Polradfuß
Fluctuations in the signal amplitude, which can result from changes in the distance of the detectors from the fine track 23 , from interfering interference fields or from inhomogeneous magnetic materials, are largely eliminated by forming a quotient from the two measured values during the linearization. Such measurement error elimination can also be achieved by subtracting the two independent measurement values. The error is eliminated the better, the smaller the distance between the two linear Hall elements 26 a, 26 b is kept. LIST OF REFERENCES 1 inventive rotation angle sensor
2 steering wheel
3 steering column
4 steering gears
5 steering linkages
6 right front wheel
7 left front wheel
8 steering torque sensor
9 electrical line
10 control unit
10 a power stage of the control unit
11 electrical wire
12 electric motor
13 ball screw
14 electrical wire
15 electrical wire
16 linear displacement sensor
17 rack
20 pole wheel
21 sensor head
22 coarse track consisting of magnetic north and south poles 22 a and 22 b
23 fine track consisting of magnetic north and south poles 23 a to 23 f
24 axis of rotation
25 at least one switching hall sensor
25 a to 25 c switching hall sensors
26 at least one linear Hall element
26 a and 26 b linear Hall elements
31 wave
41 face of the magnet wheel
42 outer surface of the pole wheel
43 inner surface of the pole wheel
44 the opposite side of the magnet wheel
45 flywheel base

Claims

1. Rotation angle sensor with high angular resolution, which has a magnetic track on a magnet wheel, in which magnetic north and south poles are arranged alternately and their position is detected relative to a non-rotatable component with a magnetic field sensor, characterized in that the magnet wheel ( 20 ) in one first magnetic track ( 22 ), which is arranged radially to the axis of rotation ( 24 ) of the magnet wheel ( 20 ), are magnetized to detect the magnet wheel position during start-up north ( 22 a) and south poles ( 22 b) with a predetermined arc length, the field strength of at least one first magnetic field sensor ( 25 ) arranged to the track ( 22 ) is detected and magnetizes north ( 23 a) and south poles ( 23 b) in a second track ( 23 ), which is arranged approximately concentrically to the first track ( 22 ) are whose arc length is a fraction of the arc length of the poles ( 22 a, 22 b) of the first track ( 22 ) and whose field strength, along the track ( 23 ) from north ( 23 a ) and South Poland ( 23 b) is measured by at least one second magnetic field sensor ( 26 ) arranged to the track ( 23 ), the second magnetic field sensor ( 26 ) at a predetermined distance from the pole wheel ( 20 ), in which the sinusoidal portion of the magnetic Field strength dominates, is arranged and outputs a signal proportional to the sinusoidal portion of the field strength of the second track ( 23 ).

2. Angle of rotation sensor according to claim 1, characterized in that the exclusively sinusoidal field strength profile in the second track ( 23 ) is generated by a series of magnetic north ( 23 a) and south poles ( 23 b) of different field strength.

3. rotation angle sensor according to claim 1, characterized in that the second track ( 23 ) of at least two mutually offset magnetic field sensors ( 26 a, 26 b) is measured, that the second sensor ( 26 a) the sine signal proportional to the magnetic field strength and a third Sensor ( 26 b) generates a cosine signal proportional to the magnetic field strength.

4. Angle of rotation sensor according to claim 1, characterized in that the second track ( 23 ) is measured by the second magnetic field sensor ( 26 ) which generates a sine signal proportional to the magnetic field strength, the magnetic field sensor ( 26 ) being connected to an evaluation circuit ( 10 ), which generates a cosine signal.

5. Rotation angle sensor according to claim 3 or 4, characterized in that the sine signal and the cosine signal is processed electronically using an angle function to a linear signal proportional to the rotational position of the pole wheel ( 20 ).

6. Rotation angle sensor according to claim 1, 3 or 4, characterized in that the second magnetic field sensor ( 26 ) arranged above the second track ( 23 ) generates an electronically countable signal when a predetermined field strength is reached.

7. rotation angle sensor according to claim 6, characterized in that the electronically countable signals from the second ( 26 a) and third magnetic field sensor ( 26 b) are electronically linked with an exclusive OR gate.

8. Rotation angle sensor according to claim 1, characterized in that the magnet wheel ( 20 ) is formed from a metal with a high magnetic saturation flux density.

9. Angle of rotation sensor according to claim 1, characterized in that the magnet wheel ( 20 ) is formed from plastic or synthetic resin with restricted ferromagnetic components with a high magnetic saturation flux density.

10. Angle of rotation sensor according to claim 1, characterized in that the first and / or the second magnetic track ( 22 , 23 ) on the end face ( 41 ) or on the end face ( 41 ) opposite side (44) or on the inner lateral surface ( 43 ) or on the outer circumferential surface ( 42 ) of the magnet wheel ( 20 ).

11. Angle of rotation sensor according to claim 1, characterized in that the first and / or the second magnetic track ( 22 , 23 ) is arranged in the region up to the pole wheel base ( 45 ) of the pole wheel ( 20 ).

12. Rotation angle sensor according to one of claims 1-11, characterized in that the first and / or the second magnetic track ( 22 , 23 ) is formed from a magnetized ferrite foil.

13. Rotation angle sensor according to one of claims 1-11, characterized in that the first and / or the second magnetic track ( 22 , 23 ) is formed from magnetized ferrites bonded in rubber, synthetic resin or rubber.

14. Rotation angle sensor according to one of claims 1-11, characterized in that the first and / or the second magnetic track ( 22 , 23 ) is formed from magnets bonded in plastic.

15. Rotation angle sensor according to claim 3, characterized in that a quotient is formed from the signals of the two magnetic field sensors ( 26 a, 26 b) over the second track ( 23 ).

16. Rotation angle sensor according to claim 3, characterized in that a difference is formed from the signals of the two magnetic field sensors ( 26 a, 26 b) over the second track ( 23 ).