[发明专利]电容式位置传感器和相关的操纵杆装置及控制方法

说明书

用于操纵杆装置(1)的电容式角度与线性位置传感器(3)。该位置传感器(3)包括：轴(4)，其沿着第一轴线(Z)延伸，并且能够围绕所述第一轴线(Z)旋转并沿着由垂直于所述第一轴线(Z)的轴线限定的至少一个方向移动；导体本体(5)，其一体地连接到所述轴(4)；印刷电路板或PCB(31)，在其上形成传导表面(32)；控制单元(33)，其连接在所述印刷电路板(31)上，并适当地电连接到所述传导表面(32)；以及至少两个电容感测器(6)，每个电容感测器都包括由传导材料制成并从所述印刷电路板或PCB(31)垂直伸出的板(64)。所述至少两个电容感测器(6)相应地电连接到所述控制单元(33)。所述控制单元(33)适于在导体本体(5)的位置变化之后，确定相对于每个电容感测器(6)和相对于所述传导表面(32)的电容变化。

本发明涉及一种位置传感器，尤其涉及一种可沿至少一个方向操作的电容类型的角度与线性位置传感器系统。此外，本发明涉及一种适于在汽车领域中使用的操纵杆装置。

本发明还涉及一种用于控制位置传感器以便确定角度和/或线性位置变化的方法。

电容感测器是公知的，其用于确定本体之间的相对运动和/或检测对物体的表面的接近或触摸。通常，电容感测器是填充有铜的PCB区域，并通过由传导材料制成的轨道连接到微控制器。通常，用于控制所述电容感测器的方法包括周期性地监测感测器，以便检测由相对运动导致的可能的电容变化。

通常，这种感测器仅适于确定由一种类型的运动导致的电容变化和/或不能在不同运动类型之间进行正确区分。

目前，在汽车领域中实施的位置传感器通常是机电型的。通过微动开关和/或滑动触点，根据一个或更多个电路的断开和/或闭合，可以确定本体的位置上的变化。这种解决方案具有缺点，即由于被包括在装置中的机械零件受到磨损，它们的性能随着时间下降或变差。

为了更久的耐用性，这种微动开关和滑动触点实施了造成更高产品成本的技术。

在汽车行业中尤其感受到这些技术问题，在汽车行业中除了获得对物体(比如操纵杆的旋钮)的位置上发生的变化的精确确定之外，还必须确保随时间的可靠性和耐用性。

此外，汽车行业越来越要求降低生产和维护成本，例如更换安装在车辆中的装置。

本发明旨在通过提供一种电容式角度与线性位置传感器来解决这些和其它技术问题，所述电容式角度与线性位置传感器可以精确地检测物体的位置上的变化，而同时降低生产成本并消除装置的磨损的问题。

本发明的一个方面涉及一种具有所附权利要求1给出的特征的电容式位置传感器。

本发明的另一方面涉及一种操纵杆装置，其具有在所附权利要求9中给出的特征。

本发明的另一方面涉及一种用于控制位置传感器的方法，其具有在所附权利要求11中给出的特征。

位置传感器、操纵杆装置和方法的辅助特征在相应的从属权利要求中阐述。

根据以下对传感器、操纵杆装置和方法的几个可能实施例的描述以及附图，位置传感器、操纵杆装置和方法的特征和优点将变得清楚和明显，附图中：

·图1示出了根据本发明的位置传感器的一个可能实施例的透视图；

·图2示出了处于一种可能的操作构造中的图1的位置传感器的顶视图；

·图3A和3B示出了应用于操纵杆装置的位置传感器的不同截面图；具体而言，图3A示出了操纵杆装置的透视顶视图；图3B示出了操纵杆装置的侧视图；

·图4A-4C示出了根据本发明的位置传感器的一些细节；具体而言，图4A示出了导体本体的暴露区域；图4B示出了被包括在根据本发明的位置传感器中的电容感测器的板；图4C示出了角扇区，其由被包括在电容感测器中的传导表面组成并且电连接到相应的板；