[发明专利]用于旋转角度检测和3D操纵杆功能的传感器系统

权利要求书

1.一种用于在操纵杆中使用的传感器系统，所述传感器系统包括：

磁场传感器，所述磁场传感器具有敏感表面，

第一磁源，所述第一磁源相对于所述敏感表面可旋转地安装，以用于在所述敏感表面处产生至少四极阶的第一磁场贡献，所述第一磁源关于所述敏感表面的旋转移动由旋转角度限定，以及

第二磁源，所述第二磁源关于所述敏感表面可枢转到多个源取向，以用于在所述敏感表面处产生第二磁场贡献，关于所述敏感表面的每个源取向由两个角方向限定，

其中，所述磁场传感器被配置用于：

针对在所述敏感表面上提供的多个横向测量位置中的每一个横向测量位置，至少检测所产生的第一磁场贡献和第二磁场贡献的叠加场的平面内分量，所述多个横向测量位置被横向地安排并且被安排成关于所述敏感表面上的中心位置的至少两对径向相对的测量位置，以用于至少检测所述叠加场的、在与同一对相对应的测量位置处的相同平面内分量，

基于所述叠加场的、与所述多个横向测量位置相对应的多个检测到的空间分量，获得指示所述第一磁场贡献的至少两个平面内分量的场梯度的测量值，

基于所述叠加场的、与所述多个横向测量位置相对应的多个检测到的空间分量和/或基于所述叠加场的、在所述中心位置处的至少两个进一步检测到的平面内分量，获得指示所述第二磁场贡献在所述中心位置处的至少两个平面内分量的场均值的测量值，

从所获得的场梯度测量值确定所述第一磁源的所述旋转角度，并且从所获得的场均值测量值确定所述第二磁源的所述两个角方向。

2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述磁场传感器进一步被配置用于：基于所述叠加场的、与所述多个横向测量位置相对应的多个检测到的空间分量和/或基于所述叠加场的、在所述中心位置处的进一步检测到的平面外分量，获得指示所述第二磁场贡献在所述中心位置处的平面外分量的场均值的测量值。

3.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述磁场传感器被配置用于：通过结合所述叠加场的所述多个检测到的空间分量中与所述敏感表面上的同一对横向测量位置相对应的检测到的空间分量的和以及/或者差，获得指示所述场梯度和/或所述场均值的测量值。

4.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述磁场传感器被配置用于：通过提供用于所述第二磁源的物理模型以将在所述中心位置处产生的所述第二磁场贡献的变化与所述两个角方向的变化进行关联而从所述获得的场均值测量值确定所述第二磁源的所述两个角方向，并且通过将在所述中心位置处的所获得的场均值测量值用作模型约束来确定所述两个角方向作为所述物理模型的解。

5.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述磁场传感器被配置用于检测所述叠加场的、针对所述多个横向测量位置中的至少一个横向测量位置和针对所述中心位置的两个不同的平面内分量、或者平面内分量和平面外分量。

6.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，在连接每对横向测量位置中的两个横向测量位置的线之间形成的角度是45弧度的整数倍。

7.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，可旋转安装的所述第一磁源的旋转轴线在所述中心位置处与所述磁场传感器的所述敏感表面相交。

8.根据权利要求1所述的传感器系统，进一步包括机械耦接元件，所述机械耦接元件在所述第一磁源与所述第二磁源之间，用于将所述第一磁源维持在关于所述第二磁源的恒定的相对位置处。

9.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述第一磁源和所述第二磁源被定位在所述敏感表面的同一侧，和/或其中，所述第一磁源和所述第二磁源被定位在所述敏感表面的相反侧。

10.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，当所述第二磁源正被枢转时，独立于所述旋转角度，所述第二磁源的中心关于所述磁场传感器的相对位置是恒定的，和/或其中，当所述第二磁源正被枢转时，所述第二磁源的中心的所述相对位置在球形表面上移动。