DE19638912A1 - Position sensor arrangement for rotation angle sensor in motor vehicle - Google Patents
Position sensor arrangement for rotation angle sensor in motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Positionssensor, insbesondere Drehwinkelsensor mit CCD-Zeile. Ein derartiger Sensor ist in dem Application Brief der Firma Texas Instruments unter dem Titel "linear products TSL 214 integrated Opto-Sensor" in Verbindung mit den dort gezeigten Fig. 1 bis 5 beschrie ben worden. Einzelheiten zu dem integrierten Opto-Sensor TLS 215 wurden in der Produktbeschreibung von der Firma Texas Instruments in dem Kapitel 4.19 bis 4.28 und der Überschrift "TSZ 215, 128x1 integrated Opto-Sensor" unter der Nummer SOES 005A-Mai, 1993 veröffentlicht.The invention relates to a position sensor, in particular a rotation angle sensor with a CCD line. Such a sensor has been described in the Texas Instruments Application Brief under the title "linear products TSL 214 integrated opto-sensor" in conjunction with FIGS. 1 to 5 shown there. Details of the integrated opto-sensor TLS 215 were published in the product description by the company Texas Instruments in chapters 4.19 to 4.28 and the heading "TSZ 215, 128x1 integrated opto-sensor" under the number SOES 005A-May, 1993.
Die bekannte CCD-Zeile besitzt eine Reihe von nebeneinander angeordneten Sammelelementen, die Pixels genannt werden. Diese Pixels werden ausgehend von einem Ausgangszustand, in dem die Sammelelemente entleert sind, in Abhängigkeit von dem auf sie auftreffenden Lichtstrom aufgeladen. Die auf grund der auf die Pixels auftretenden Lichtverteilung unter schiedliche Ladung entspricht unterschiedlichen Spannungs werten an den Pixels. Zu einem vorbestimmten sich periodisch wiederholenden Zeitpunkt werden die Spannungen aller Pixel auf zugeordnete Speicherelemente eines Schieberegisters par allel übertragen, so daß die Spannungsverteilung auf den einzelnen Speicherelementen in dem Schieberegister dem den einzelnen zugehörigen Pixels zugeführten Lichtstrom ent spricht. Durch eine geeignete Elektronik werden danach die Sammelelemente (Pixels) auf ihren leeren Ausgangszustand zurückgeschaltet und durch die auftreffende Beleuchtung wie der aufgeladen, während gleichzeitig schrittweise die Span nungswerte aus den Speicherelementen des Schieberegisters seriell ausgelesen und die analogen Werte in digitale Werte umgesetzt werden. Es stehen also beispielsweise schließlich 64 bzw. 128 Digitalwerte zur Verfügung, welche den auf den zugehörigen Pixels während des vorangegangenen Zeit abschnitts aufgetroffenen Lichtstrom beschreiben. Mit Hilfe eines codierte Blendenöffnungen aufweisenden Trägers, bei dem die durchgelassene Lichtverteilung der Position des Trä gers gegenüber der CCD-Zeile entspricht, ist es also mög lich, aufgrund der gemessenen Licht- bzw. Spannungsvertei lung auf die augenblickliche Lage des Trägers beim Meßvor gang zu schließen. Das gilt in dem beschriebenen Anwendungs beispiel für den Drehwinkel einer codierten Scheibe, aber auch für die Beschreibung der Längsposition eines Trägers, wenn dort die lineare Position des Trägers mit Hilfe einer optisch durchlässigen Codierung beschrieben ist. Die Verwen dung derartig optisch durchlässiger Codierungen wurde be reits in der 195 32 903.1 beschrieben.The well-known CCD line has a number of side by side arranged collection elements, which are called pixels. These pixels are based on an initial state, in from which the collection elements are emptied, depending on the luminous flux striking them. The on due to the light distribution on the pixels below different charges correspond to different voltages value on the pixels. To a predetermined periodically Repetitive times are the voltages of all pixels to assigned memory elements of a shift register par allel transferred so that the voltage distribution on the individual storage elements in the shift register to the luminous flux supplied to individual associated pixels speaks. Using suitable electronics, the Collecting elements (pixels) on their empty initial state switched back and by the striking lighting like the charged while at the same time gradually the span voltage values from the storage elements of the shift register read out serially and the analog values into digital values be implemented. So finally, for example 64 or 128 digital values are available, which correspond to the associated pixels during the previous time Describe the luminous flux encountered in the section. With help of a coded aperture having carrier, at which the transmitted light distribution of the position of the Trä gers corresponds to the CCD line, so it is possible Lich, due to the measured light or voltage distribution on the current position of the wearer during measurement close gear. This applies to the application described example of the angle of rotation of a coded disc, however also for the description of the longitudinal position of a beam, if there the linear position of the carrier using a optically transparent coding is described. The use Such optically transparent coding has been used already described in 195 32 903.1.
Der wesentliche Un terschied zu der beschriebenen Codierscheibe besteht darin, daß der die Scheibe durchdringende Lichtstrom nicht mit Hil fe einer CCD-Zeile, sondern mit Hilfe eines oder mehrerer Dioden gemessen wird. Die Erfindung geht daher aus von einem Positionssensor, insbesondere Drehwinkelsensor der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Nachtei lig bei einer derartigen Sensoreinrichtung ist es nun, daß sich während eines Abtastzeitraums der Lichtstromverteilung des durch die Codescheibe hindurchtretenden Lichtstroms, die Codescheibe bei entsprechend schneller Lenkraddrehung sich erheblich verschiebt. Das heißt, die Zuordnung einzelner lichtdurchlässiger Codierfelder auf der Codescheibe gegen über den angestrahlten Pixels verändert sich, so daß sich die Lichtstromverteilung des auftreffenden Lichts während eines Sammelzeitraums verändert. Als Folge davon ergeben sich unscharfe Grauwertübergänge, so daß die Abbildung der durch die Codescheibe bedingten Lichtverteilung auf der CCD-Zeile verwaschen ist. Um die unscharfen Grauwertübergänge zu reduzieren, kann man versuchen, die Zahl der Codeworte und damit die Codierung möglichst groß und grob zu halten. Eine grobe Codierung dient auch zur Reduzierung der Schmutzsensi bilität und zur einfachen Codescheibenherstellung.The essential Un In contrast to the coding disk described, that the luminous flux penetrating the pane is not associated with Hil fe a CCD line, but with the help of one or more Diodes is measured. The invention is therefore based on one Position sensor, especially the angle of rotation sensor the preamble of claim 1 resulting genus. Night egg lig with such a sensor device, it is now that during a sampling period of luminous flux distribution of the luminous flux passing through the code disk, the Code disc with a correspondingly quick turn of the steering wheel significantly shifts. That is, the assignment of individual translucent coding fields on the code disc against above the illuminated pixels changes so that the luminous flux distribution of the incident light during of a collection period changed. As a result of this fuzzy gray value transitions, so that the image of the light distribution due to the code disc on the CCD line is washed out. To avoid the blurred gray value transitions reduce, one can try the number of code words and thus keeping the coding as large and coarse as possible. A coarse coding also serves to reduce the dirt sensor bility and for simple code disk production.
Die vor liegende Erfindung hat sich in Verbesserung des bekannten Systems die Aufgabe gestellt, die Grauwertübergänge durch andere Maßnahmen stark zu verbessern und so die Empfindlich keit des Sensors zu erhöhen.The before lying invention has improved in known Systems tasked with the gray value transitions other measures greatly improve and so the sensitive speed of the sensor.
Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, die Dauer der Be leuchtung des Codierelementes, also bei einem Drehwinkelsen sor der Codierscheibe stark zu verkürzen. Damit wird das Codierelement nur kurzzeitig angestrahlt, etwa in der Form eines Strobokops. Nachteilig bei der Erfindung kann es dabei sein, daß der abgegebene Lichtstrom und damit die von den Sammelelementen aufgenommene Ladung vergleichsweise klein wird. Abhilfe läßt sich hier durch die Merkmalskombination nach Anspruch 2 schaffen. Dabei wird die Lichtquelle so be trieben, daß über die Gesamtdauer die Nennleistung erreicht wird. Es werden somit anders ausgedrückt durch die Licht quelle kurzzeitig starke Lichtmengen abgegeben. Um nun auch aufgrund des verkleinerten Lichtstroms die Lage des Codier elementes nach dem Aufladevorgang eindeutig bestimmen zu können, wird vorzugsweise der Einschaltzeitpunkt der Licht quelle mit dem Abtastzeitpunkt und dem Auslesetiming syn chronisiert. The task is characterized by the characteristic part of the combination of features resulting from claim 1. The In principle, the invention therefore consists in the duration of the loading Illumination of the coding element, i.e. at a rotation angle sor of the encoder disc to shorten significantly. So that will be Illuminated coding element only briefly, for example in the form of a strobe. It can be disadvantageous in the invention be that the luminous flux emitted and thus that of the Loads of collecting elements are comparatively small becomes. This can be remedied by the combination of features create according to claim 2. The light source is so driven that reached the nominal power over the entire duration becomes. It is thus expressed differently by the light source emits strong amounts of light for a short time. To now too due to the reduced luminous flux, the position of the coding element after the charging process can, the switch-on time is preferably the light source with the sampling time and the reading timing syn chronized.
Versuche haben ergeben, daß die zyklische Einschaltzeit ent sprechend den Merkmalen nach Anspruch 3 kleiner als 5% der Zykluszeit und noch besser kleiner als 1% der Zykluszeit sein sollte.Tests have shown that the cyclical switch-on time ent speaking the features of claim 3 less than 5% of Cycle time and even better less than 1% of the cycle time should be.
Um aufgabengemäß die Meßgenauigkeit des Sensors der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung noch wei ter zu verbessern, schlägt die Erfindung bei einem gattungs gemäßen Sensor die Merkmalskombination nach Anspruch 4 vor. Danach wird das Codierelement (d. h. bei einem Drehwinkelsen sor die Codierscheibe) mit Codierfeldern versehen, welche nur zwei Zuständen entsprechen. Das heißt, das Codierelement ist mit Codierfeldern versehen, die entweder lichtundurch lässig sind oder eine definierte Lichtdurchlässigkeit haben. Diese Lichtdurchlässigkeit entspricht den Zuständen 0 und 1 eines mehrschrittige Codes. Dabei ist die geometrische An ordnung derart getroffen, daß durch ein Codierfeld immer mehrere Speicherelemente (Pixel) abgedeckt werden oder durch Lichtstrom beaufschlagt werden. An sich wäre es auch denk bar, jedem Pixel ein eigenes Codierelement zuzuordnen. Der hier gemachte Vorschlag dient der größeren Sicherheit, um in Grenzfällen entscheiden zu können, ob ein hinreichender Lichtstrom zu einer Pixelgruppe geschickt wurde oder nicht. Damit wird die Entscheidung, ob ein lichtdurchlässiges oder undurchlässiges Codierfeld vorgelegen hat, sehr viel siche rer getroffen, als wenn nur ein einziges Pixel je Codierfeld vorgesehen ist. Weiterhin ist es so, daß mehrere Codierfel der (beispielsweise 12 Codierfelder) durch die CCD-Zeile abgetastet und von dem Sensor bewertet werden, wobei wieder jedem Codierfeld mehrere Pixel zugeordnet sind, beispiels weise zwischen 10 und 11 Pixel (das ergibt sich beispiels weise bei der Verwendung eines 12-schrittigen Maximalcodes und der Verwendung einer Codierzeile mit 128 Pixel). Die Verwendung einer größeren Anzahl von Pixel je Codierelement bzw. Codierschritt eines mehrschrittigen Codes hat die vor teilhafte Wirkung, daß sich ein lichtunterdrückendes Codier feld oder ein lichtstromdurchlassendes Codierfeld auch dann noch erkennen läßt, wenn die die Flanke des Abbildes bestim menden Pixelspannungen Zwischenwerte einnehmen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Rand eines Codier feldes ein Pixel beispielsweise nur teilweise abdeckt oder wenn Streustrahlungen an den Rändern des Codierfeldes die an den Pixeln ablesbaren Flanken verzerren.In order to measure the accuracy of the sensor the preamble of claim 1 resulting genus still white ter to improve, the invention proposes in a genus according sensor the combination of features according to claim 4. Then the coding element (i.e. at an angle of rotation sor the coding disk) with coding fields, which correspond to only two states. That is, the coding element is provided with coding fields that are either opaque are casual or have a defined translucency. This light transmission corresponds to states 0 and 1 of a multi-step code. Here is the geometric type order made such that always by a coding field several storage elements (pixels) are covered or covered by Luminous flux can be applied. In itself it would also be thought bar to assign a separate coding element to each pixel. Of the The suggestion made here is for greater security to get in Borderline cases to be able to decide whether a sufficient Luminous flux was sent to a group of pixels or not. This makes the decision whether a translucent or impermeable coding field was present, very much safe more than if only one pixel per coding field is provided. It is also the case that several coding fields the (for example 12 coding fields) through the CCD line scanned and evaluated by the sensor, again several pixels are assigned to each coding field, for example between 10 and 11 pixels (this results for example wise when using a 12-step maximum code and the use of a coding line with 128 pixels). The Use of a larger number of pixels per coding element or coding step of a multi-step code has the before partial effect that there is a light-suppressing coding field or a luminous flux-transmitting coding field even then still shows if it determines the flank of the image taking intermediate voltages. This is for example, the case when the edge of a coding field only partially covers a pixel or if scattered radiation at the edges of the coding field distort the edges of the pixels.
Soweit der erfindungsgemäße Positionssensor zur Drehwinkel bestimmung insbesondere der Bestimmung des Drehwinkels eines Lenkrads verwendet wird, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Verwendung der Merkmalskombination nach An spruch 5. Im Prinzip kann somit das Codierelement aus einer Codierscheibe gebildet sein, auf dem ähnlich wie Tortenstüc ke einer Torte einander folgend in durch den Code vor geschriebener Reihenfolge lichtdurchlässige und licht undurchlässige Kreissektoren aneinandergrenzend angeordnet sind. Dabei können entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 6 die Codierfelder auf einem Kreisring einander folgen, ähnlich wie wenn man aus den genannten Tortenstücken nur diejenigen Abschnitte herausschneidet, welche innerhalb des Kreisrings liegen. Für diesen Fall empfiehlt es sich, die CCD-Zeile tangential zum Kreisring auszurichten und oberhalb oder unterhalb der Codierscheibe über dem Kreisring anzuordnen. Da die Zeile im wesentlichen eine Gerade bildet, während der Kreissektor gekrümmt ist, hängt der von den durchlässigen Codierfeldern durchgelassene Lichtstrom auch von der Lage der zugeordneten Pixel auf der Zeile ab. Hier lassen sich allerdings entsprechende Korrekturen anbringen, die die regelmäßige Lichtstromverminderungen ausgleichen. Als Codierung empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 6. Danach wird ein Maximalcode gewählt. Dieser Maximalcode zeichnet sich da durch aus, daß die auf einem Kreisbogen angeordnete in sich geordnete Folge von Codierelementen zu sich nicht wiederho lenden codierten Werten (Worten führt. Anders ausgedrückt können beispielsweise auf einem Kreisring 180 Codierfelder untergebracht sein, wobei immer 12 hintereinanderfolgende Codeelemente ein zwölfschrittiges Codewort ergeben. Wird die Kreisscheibe um einen Winkel von 2°, also um ein Codeelement verschoben, so ergibt sich ein neues Codewort. Alle 180 mög lichen Codeworte sind voneinander unterschieden, wobei immer nur bei einander benachbarten Codierfeldern ein neuer erster Schritt hinzugefügt und der letzte Schritt weggelassen wird (bzw. umgekehrt bei entgegengesetzter Drehrichtung).So much for the position sensor according to the angle of rotation determination in particular the determination of the angle of rotation of a Steering wheel is used, is recommended in training the Invention the use of the combination of features according to An Proverb 5. In principle, the coding element can be made from a Coding disk be formed on the similar to cake piece ke following a pie in front of each other through the code written order translucent and light impervious circle sectors arranged adjacent to each other are. You can according to the combination of features Claim 6 the coding fields on a circular ring each other follow, similar to if you made from the pie pieces mentioned only cuts out those sections that are within of the annulus. In this case it is recommended align the CCD line tangent to the annulus and above or below the coding disc above the annulus to arrange. Since the line essentially forms a straight line, while the circular sector is curved, it depends on the permeable coding fields also let through luminous flux on the position of the assigned pixels on the line. Here however, appropriate corrections can be made which compensate for the regular reductions in luminous flux. In further development of the invention, the coding is recommended the combination of features according to claim 6. Then a Maximum code selected. This maximum code stands out there by from that arranged on an arc in itself orderly sequence of coding elements does not repeat itself encoded values (words lead. In other words can, for example, 180 coding fields on a circular ring be accommodated, always 12 consecutive Code elements result in a twelve-step code word. Will the Circular disk at an angle of 2 °, i.e. around a code element shifted, a new code word results. Every 180 possible Code words are different from each other, always a new first only in the case of adjacent coding fields Step added and the last step omitted (or vice versa with opposite direction of rotation).
Um eine größere Redundanz zu erhalten, geht man entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 8 von einem Maximalco de von 4.096 Codeworten aus, wobei nur ein vergleichsweise kurzer Abschnitt dieser Codewortfolge verwendet wird, die über 180 Codeworte reicht. An sich ist man frei, welchen Abschnitt mit 180 Codeworten man aus der Gesamtfolge von 4.096 Codeworten man herausschneidet und auf der Codescheibe kreisringförmig anlegt. Bevorzugt wird aber nach einer Stra tegie vorgegangen, welche durch die Merkmale nach Anspruch 9 beschrieben wird. Gemäß der Merkmalskombination nach An spruch 6 wird empfohlen, bei einer bestimmten Ausgestaltung des Codierfeldes die CCD-Zeile tangential zu einem Kreisring anzuordnen.To get greater redundancy, you go accordingly the combination of features according to claim 8 by a maximum co de from 4,096 code words, whereby only one is comparative short section of this code word sequence that is used over 180 code words are enough. As such, you are free to choose which one Section with 180 code words is taken from the total sequence of 4,096 code words are cut out and on the code disk creates a circular shape. However, preference is given to a street tegie proceeded, which by the features of claim 9 is described. According to the combination of characteristics according to An Proverb 6 is recommended with a certain design of the coding field, the CCD line tangent to an annulus to arrange.
Eine andere Möglichkeit zur Anordnung der Codierzeile ist in der Merkmalskombination nach Anspruch 10 angegeben. Danach wird die Codierzeile radial angeordnet. Hierdurch ist es notwendig, daß auch die Schritte des von der Codierzeile jeweils ausgelesenen mehrschrittigen Codewortes in radialer Anordnung zueinander liegen. Eine derartige radiale Anord nung kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn der zur Verfügung stehende Umfang des Kreisrings vergleichsweise klein ist wie bei einer Mantelfläche eines Lenkstocks. Es müssen aber die radial angeordneten Codeworte nicht auf der Mantelfläche eines Hohlzylinders angeordnet sein, sie können auch radial auf einer Kreisscheibe verlaufen. In beiden Fäl len wird man vorzugsweise einen Gray-Code verwenden.Another possibility for arranging the coding line is in the combination of features according to claim 10 specified. After that the coding line is arranged radially. This is it necessary that the steps of the code line each read multi-step code word in radial Arrangement to each other. Such a radial arrangement voltage may be appropriate, for example, if the Comparatively available circumference of the annulus is as small as the surface of a steering column. It but the radially arranged code words do not have to be on the Shell surface of a hollow cylinder can be arranged, they can also run radially on a circular disc. In both cases A Gray code will preferably be used.
Um bei der Auswertung der gelesenen Codeworte Mikroprozesso ren verwenden zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 11. Danach werden die ausgewerteten Codeworte durch ein Mikroprozessor ausgewertet, indem beispielsweise auf Fehler überprüft wird und aufgrund des gefundenen Codeworts der gemessene Winkel bestimmt wird.To microprocesso when evaluating the code words read To be able to use ren is recommended in further training of Invention the combination of features according to claim 11. After that the evaluated code words are processed by a microprocessor evaluated, for example by checking for errors and based on the code word found, the measured angle is determined.
Weiter oben wurde schon erläutert, daß ein Schritt eines mehrschrittiges Codes nicht durch ein einziges Pixel be stimmt ist, sondern praktisch die Kurvenkontur dieses Schrittes durch die Spannungen mehrerer Pixel umschrieben wird.It has already been explained above that a step of a multi-step code not be by a single pixel is true, but practically the curve contour of this Step described by the voltages of several pixels becomes.
Während nun also bei Kenntnis des durch die 128 Pixel be stimmten Kurvenverlaufes das entsprechende (12-schrittige) Codewort gefunden und so der Winkelwert auf 2° genau grob bestimmt werden kann, empfiehlt sich zur Bestimmung des Win kels mit größerer Genauigkeit die Verwendung der Merkmals kombinationen nach Anspruch 12. Danach wird nicht nur das mehrschrittige Codewort allgemein bestimmt, sondern auch seine Lage gegenüber dem Anfang bzw. dem Ende der CCD-Zeile. Hierdurch ergibt sich eine erhebliche Vergrößerung der Ge nauigkeit, mit der der gerade gemessene Winkel bestimmt wer den kann. Stellt man nämlich fest, daß die Kante eines oder mehrerer Schritte z. B. um 1 Pixel gegenüber der Normalstel lung nach rechts oder links verschoben sind, so läßt sich hierdurch die gemessene Winkelstellung mit 10-facher Genau igkeit bestimmen, da etwa 10 Pixel einen Codierschritt be schreiben, der sich durch das Codierfeld ergibt. Dabei kann man mit unterschiedlichen Strategien vorgehen. So kann bei spielsweise die Verschiebung der Flanken oder die Verschie bung des Maximums eines oder mehrerer Codeschritte gegenüber einer Normallage bestimmt werden.So while knowing the be through the 128 pixels the curve shape matched the corresponding (12-step) Codeword found and so the angle value roughly to 2 ° can be determined, it is recommended to determine the win kels the use of the feature with greater accuracy combinations according to claim 12. After that, not only that multi-step codeword generally determined, but also its position opposite the beginning or end of the CCD line. This results in a significant increase in the Ge accuracy with which the currently measured angle is determined that can. If you find that the edge of a or several steps z. B. by 1 pixel compared to normal tion to the right or left are shifted thereby the measured angular position with 10 times accuracy Determine accuracy since about 10 pixels per coding step write that results from the coding field. It can you can use different strategies. So at for example the shift of the flanks or the shift Exercise the maximum of one or more code steps a normal position can be determined.
Mit entsprechenden Auswertealgorithmen (Software) läßt sich auch eine Auflösung im Sub-Pixelbereich erreichen. Zur Erhö hung der Genauigkeit kann auch der Kontrast zwischen der Wiedergabe lichtdurchlässiger gegenüber lichtundurchlässiger Codierfelder bestimmt werden. Durch Verschmutzung der Codefelder durch teilweises Zusetzen der lichtdurchlässigen Felder mit Schmutz kann hier eine Reduzierung der Differenz werte (Kontrast) ermittelt werden. Sinkt der Kontrast un terhalb einer bestimmten Schwelle, so kann das bedeuten, daß die Scheibe zu reinigen bzw. auszuwechseln ist. Die Merk malskombination nach Anspruch 13 schlägt darüber hinaus vor, die Sendeleistung der Lichtquelle durch Erhöhung der Sende leistung oder Verlängerung der Sendedauer anzupassen, so daß der gewünschte Kontrast wieder hergestellt wird.With appropriate evaluation algorithms (software) can be also achieve a resolution in the sub-pixel range. To increase The accuracy of the contrast between the Playback more translucent versus opaque Coding fields can be determined. By polluting the Code fields by partially clogging the translucent Fields with dirt can reduce the difference here values (contrast) can be determined. The contrast drops below a certain threshold, this can mean that the pane must be cleaned or replaced. The Merk Painting combination according to claim 13 also proposes the transmission power of the light source by increasing the transmission adjust performance or extension of the transmission time so that the desired contrast is restored.
Dieses Prinzip ist bei allen mit CCD-Zeile arbeitenden Sen soren anwendbar und stellt somit eine weitere unabhängige Lösung in der Verbesserung der Empfindlichkeit des Sensors dar. Bei der Auswertung der von der CCD-Zeile abgegebenen Analogwerte ist zum einen der jeweilige Analogwert in eine Digitalzahl umzuwandeln, welche den Amplitudenwert der Pi xelspannung beschreibt und weiterhin aufgrund der Digital zahlen der gemessene Drehwinkelwert zu berechnen mit all den zusätzlichen Berechnungen wie Fehlerkorrektur und ande ren Prüfschritten. Da die Umwandlung von Analog- in Digital wert parallel zur Berechnung des Winkelwertes geschehen kann, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Ver wendung der Merkmalskombination nach Anspruch 14. Diese Maß nahmen können für alle Sensoren der sich aus Anspruch 1 er gebenden Gattung angewendet werden. Ist also ein Digitalwert durch Umrechnung eines Analogwerts gebildet worden, so wird mittels eines Interrupts die Umrechnung des nächsten Wertes veranlaßt und daraufhin mit der Berechnung des Winkelwertes durch das Rechenwerk fortgefahren.This principle applies to all sen working with the CCD line sensors applicable and thus represents another independent Solution in improving sensor sensitivity When evaluating the output from the CCD line Analog values is the respective analog value in one Convert digital number, which is the amplitude value of the Pi xel tension describes and continues due to the digital pay the measured angle of rotation value to be calculated with all the additional calculations such as error correction and others test steps. Because the conversion from analog to digital value parallel to the calculation of the angular value can, in further development of the invention, the Ver application of the combination of features according to claim 14. This measure can take for all sensors resulting from claim 1 giving genus can be applied. So is a digital value was formed by converting an analog value, so the conversion of the next value using an interrupt prompted and then with the calculation of the angle value continued through the arithmetic unit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:An embodiment of the invention is described below hand of the drawing explained. It shows:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer CCD-Zeile Fig. 1 shows the schematic structure of a CCD line
Fig. 2 in symbolischer Darstellung den Aufbau eines erfin dungsgemäßen Drehwinkelsensors Fig. 2 in a symbolic representation of the structure of an inventive rotation angle sensor
Fig. 3 den Aufbau einer Codierscheibe für einen Drehwinkel sensor mit tangential ausgerichteter CCD-Zeile Fig. 3 shows the structure of a coding disc for a rotation angle sensor with a tangentially aligned CCD line
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Maximalcode, wie er auf der Scheibe nach Fig. 3 angeordnet ist Fig. 4 shows a section of a maximum code as it is arranged on the disc of FIG. 3
Fig. 5 die digitalisierten Pixel-Spannungen Fig. 5 shows the digitized pixel voltages
Fig. 6 die differenzierten Spannungswerte nach Fig. 5 und Fig. 6, the differentiated voltage values according to FIG. 5 and
Fig. 7 die Ausformung eines 12-schrittigen Codes, wobei die von den einzelnen Pixeln abgeleiteten Null- und 1-Werte jeweils gleich groß sind und die Kanten der Impulse durch die Wendepunkte der Impulssteigung nach Fig. 5 bestimmt sind. Fig. 7 shows the formation of a 12-schrittigen codes where the zero and derived from the individual pixels 1 values are equal, respectively, and the edges of the pulses are determined by the turning points of the slope pulse according to Fig. 5.
Fig. 1 zeigt das Schema, wie es bereits im Zusammenhang mit den eingangs genannten Literaturstellen beschrieben ist. In Fig. 1 sind beispielsweise 16 lichtempfindliche Pixel 1 dar gestellt, die von einem Lichtstrom L beaufschlagt werden. Dabei ist die Verteilung des auf die einzelnen Pixel 1 auf treffenden Lichtstroms abhängig von der Codierung eines Co dierelementes, die im vorliegenden Beispiel als Codierschei be (siehe Fig. 2 und 3) ausgestaltet ist. Die Lichtvertei lung des Lichtstroms L hängt von dem augenblicklich gültigen Codewort auf der Codierscheibe ab, welches wiederum von dem Drehwinkel der Codierscheibe abhängt. In Abhängigkeit von der Verteilung des Lichtstroms L über den einzelnen Pixels 1 wird dort eine entsprechende Ladung gesammelt, die wiederum zu einer zugehörigen Spannung an dem Ausgang der Pixel führt. Nach einem vorgegebenen Zeitabschnitt wird über die Anschlüsse G und U das Gatter S geöffnet, so daß die Span nungswerte der einzelnen Pixel 1 zu den zugehörigen Spei cherpositionen 2 des Schieberegisters 3 parallel übertragen werden. Damit steht ein Abbild der Spannungswerte der Pixel in den zugehörigen Speicherpositionen des Schieberegisters 3. Anschließend werden die Pixel 1 z. B. durch Entladung in ihre Ausgangslage zurückgestellt und erneut dem Lichtstrom L ausgesetzt. Während dieser Beleuchtungszeit wird das Schie beregister 3 schrittweise seriell zur Auslesestufe V ausge lesen und steht an dem Ausgang A zur Verfügung (Fig. 2). Nachdem das Schieberegister entleert ist, können die sich inzwischen gebildeten Spannungswerte der Pixel 1 wiederum parallel in das Schieberegister 3 übertragen werden, wo sie dann wiederum seriell ausgelesen werden. FIG. 1 shows the scheme, as described above in connection with the aforementioned references. In Fig. 1, for example, 16 photosensitive pixels 1 are shown , which are acted upon by a luminous flux L. The distribution of the luminous flux striking the individual pixels 1 depends on the coding of a coding element, which in the present example is designed as a coding disk (see FIGS. 2 and 3). The light distribution of the luminous flux L depends on the currently valid code word on the coding disk, which in turn depends on the angle of rotation of the coding disk. Depending on the distribution of the luminous flux L over the individual pixels 1 , a corresponding charge is collected there, which in turn leads to an associated voltage at the output of the pixels. After a predetermined period of time, the gate S is opened via the connections G and U, so that the voltage values of the individual pixels 1 are transmitted in parallel to the associated memory positions 2 of the shift register 3 . This represents an image of the voltage values of the pixels in the associated memory positions of the shift register 3 . Then the pixels 1 z. B. reset to its initial position by discharge and exposed again to the luminous flux L. During this lighting time, the shift register 3 is read out step by step serially to the read-out stage V and is available at the output A ( FIG. 2). After the shift register has been emptied, the voltage values of the pixels 1 which have now formed can in turn be transferred in parallel to the shift register 3 , where they are then read out serially.
Fig. 2 zeigt in symbolischer Darstellung die Wirkungsweise des Sensors. Die in Abhängigkeit von dem Rechner 4 gepulste Infrarot-LED als Lichtquelle 5 strahlt ein Lichtband auf das Codierelement 6, welches als Codierscheibe ausgestaltet ist. Fig. 2 shows the operation of the sensor in a symbolic representation. The infrared LED as the light source 5 , which is pulsed as a function of the computer 4, emits a light band onto the coding element 6 , which is designed as a coding disk.
Die Codierscheibe weist sektorförmige lichtdurchlässige Fel der 7 und lichtundurchlässige Felder 8 auf, wobei 12 dieser nebeneinanderliegenden Felder jeweils ein 12-schrittiges Codewort ergeben. Der Code auf der Codierscheibe 6 ist ein Maximalcode, d. h. die einzelnen Codeworte entstehen durch ein 12 Schritte aufweisendes Fenster. Dreht sich die Codescheibe 6 um einen Schritt, so ergibt sich ein neues Codewort dadurch, daß ein neuer erster Schritt hinzugekommen ist und der letzte Schritt des vorangegangenen Wortes wegge lassen wurde. Keines der möglichen Codeworte auf der Scheibe wiederholt sich. Die Codierfelder 7, 8 sind entweder durch lässig oder undurchlässig, wobei mehrere Codierfelder glei cher Durchlässigkeit nebeneinander liegen können und so ei nen entsprechend großen Kreissektor ergeben. Das flächige Lichtbündel 9 trifft auf die Codierscheibe 6 auf und es wer den Teile des Lichtbündels durch entsprechende Codierfelder 7 durchgelassen, während andere Teile des Bündels nicht zu der CCD-Zeile 10 durchgelassen werden. Es ergibt sich somit eine Lichtverteilung L auf der CCD-Zeile 10, die auf die Pixelreihe 11 auftrifft und die Pixel entsprechend auflädt. Die Pixelspannungen werden dann wie schon im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, periodisch auf ein Schieberegister umgeladen und dann seriell über eine Auslesestufe V einem Analog-/Digitalwandler 12 zugeführt. Dieser Analog-/Digital wandler kann noch in die CCD-Zeile 10 integriert sein, wo durch sich ein sog. integrierter Opto-Sensor ergibt. Verwen dung des Mikro-Controller-internen A/D-Wandler ebenfalls möglich.The coding disk has sector-shaped translucent fields of FIG. 7 and opaque fields 8 , 12 of these adjacent fields each giving a 12-step code word. The code on the coding disc 6 is a maximum code, ie the individual code words are created by a window having 12 steps. If the code disk 6 rotates by one step, a new code word results from the fact that a new first step has been added and the last step of the previous word has been omitted. None of the possible code words on the disc are repeated. The coding fields 7 , 8 are either non-permeable or non-permeable, with several coding fields having the same permeability lying next to one another and thus resulting in a correspondingly large sector of a circle. The planar light bundle 9 strikes the coding disk 6 and who passes the parts of the light bundle through corresponding coding fields 7 , while other parts of the bundle are not passed to the CCD line 10 . This results in a light distribution L on the CCD line 10 , which strikes the pixel row 11 and charges the pixels accordingly. The pixel voltages are then, as already described in connection with FIG. 1, periodically reloaded onto a shift register and then fed serially via a read-out stage V to an analog / digital converter 12 . This analog / digital converter can still be integrated in the CCD line 10 , which results in a so-called integrated opto-sensor. It is also possible to use the internal micro-controller A / D converter.
Der digitalisierte Ausgangswert 13 des Wandlers 12 wird dem Rechner 4 zugeführt, welcher wiederum den pulsweisen Betrieb der LED 5 als auch die Rückstellung der Pixelzeile 11 sowie der Ausspeicherung aus dem nicht im einzelnen dargestellten Schieberegister über Steuerleitungen 13,14 steuert. Aus den Digitalwerten am Ausgang 13 wird dann schließlich das ent sprechende Codewort im Rechner 4 erkannt und daraus wiederum der gemessene Drehwinkel der Codierscheibe 6 grob bestimmt. Feinwickelbestimmung durch Auswertung der Kanten (0-1-Über gänge) oder Schwerpunkte der 0- bzw. 1-Felder.The digitized output 13 of the converter 12 is fed to the computer 4, which in turn 5 controls the pulse-wise operation of the LED and the resetting of the pixel line 11 and the withdrawal from the not shown in detail shift register via control lines 13,14. From the digital values at the output 13 , the corresponding code word is then finally recognized in the computer 4 and the measured angle of rotation of the coding disk 6 is roughly determined therefrom. Fine winding determination by evaluating the edges (0-1 transitions) or centers of gravity of the 0 or 1 fields.
Fig. 3 zeigt die Codierscheibe 6 mit den einzelnen Codier feldern 7, 8, die 0- und 1-Werten entsprechen. Auf der der Lichtquelle 5 gegenüberliegenden Seite ist wie schon in Fig. 2 angedeutet, in tangentialer Richtung die CCD-Zeile 10 an geordnet und zwar derart, daß von ihr ein 12-schrittiger Code gelesen werden kann. Unterstellt man, daß die CCD-Zeile 10 mit 128 Pixel versehen ist und daß als Grobmessung mittels des 12-schrittigen Codes 180 unterschiedliche Winkelwerte beschrieben werden können, so entsprechen jedem Schritt des Codeworts etwas 10 Pixel. In Fig. 3 ist der verwendete Maxi malcode angedeutet, in dem die einzelnen Schritte, die wie derum Codierfeldern 7,8 entsprechen, mit 0 oder 1 bezeichnet wurden (0 entspricht undurchlässig, 1 entspricht durchläs sig). Wenn sich die Scheibe unterhalb der CCD-Zeile 10 dreht, erscheint über dem Beginn der Zeile ein neuer Schritt, während am Ende der Zeile der letzte Schritt keine Wirkung mehr auf die Zeile hat. Fig. 3 shows the coding disk 6 with the individual coding fields 7 , 8 , which correspond to 0 and 1 values. On the side opposite the light source 5 , as already indicated in FIG. 2, the CCD line 10 is arranged in the tangential direction and in such a way that a 12-step code can be read by it. Assuming that the CCD line 10 is provided with 128 pixels and that 180 different angular values can be described as a rough measurement using the 12-step code, each step of the code word corresponds to approximately 10 pixels. The maximum code used is indicated in FIG. 3, in which the individual steps, which in turn correspond to coding fields 7 , 8, were designated 0 or 1 (0 corresponds to impermeable, 1 corresponds to permeable). If the disc rotates below the CCD line 10 , a new step appears above the start of the line, while at the end of the line the last step has no effect on the line.
In Fig. 4 ist die Wirkung des Maximalcodes angedeutet. Dabei schiebt sich die Folge der Codierfelder 7, 8 beim Drehen der Codierscheibe 6 unter der Pixelzeile 11 nach rechts oder links je nach Drehrichtung der Codierscheibe 6. In der Zeichnung stellt sich dies als Verschiebung des Pixelfen sters nach rechts oder links in die Lage 11a oder 11b dar. Es ergeben sich somit entsprechende neue 12-schrittige Codeworte. The effect of the maximum code is indicated in FIG. 4. Here, the result of the code fields 7, 8 during rotation of the encoder disc 6 under the pixel line 11 to the right or left depending on the direction of rotation of the encoder 6 pushes. In the drawing, this is shown as a shift of the pixel window to the right or left into position 11 a or 11 b. This results in corresponding new 12-step code words.
In Fig. 5 sind die digitalisierten Spannungswerte an der Ausgangsleitung 13 in Fig. 2 gezeigt, die den einzelnen 128 Pixeln entsprechen. Es zeigt sich deutlich eine Hüllkurve, aus der sich das augenblicklich gelesene Codewort ermitteln läßt, welches wiederum den gerade gemessenen Drehwinkel der Codierscheibe 6 beschreibt. Um das Codewort wiederzugewin nen, werden die nebeneinanderliegenden Spannungswerte diffe renziert (Fig. 6) und die Extremwerte der Differenzierungs kurve nach Fig. 6 bilden die Kantenpositionen für das ver arbeitete Codewort. In Fig. 7 wurde unter die umgeformten Pixelspannungen der jeweilige digitale Wert des 12-schritti gen Codeworts geschrieben. Das Codewort gibt auf 20 genau die Winkelstellung der Codierscheibe 6 an. Allerdings ist es möglich, den gemessenen Winkel noch erheblich genauer zu bestimmen, indem man die Verschiebung des Codeworts auf der Achse gegenüber einer Nullage berechnet. Wie aus Fig. 6 er sichtlich, ist das Codewort 7 ein Stück nach rechts verscho ben, da einem einzelnen Codierfeld 7, 8 etwa reichlich 10 Pixel entsprechen. Aus der Verschiebung des Codeworts in Fig. 7 gegenüber der Nullage läßt sich angeben, ob nun der tatsächliche Winkel der Codierscheibe etwas größer oder et was kleiner als der vorher grob bestimmte 2°-Wert ist. Hier durch lassen sich mögliche Auflösungen von etwa 0,1° errei chen, indem man die Verschiebung des Codeworts gegenüber der CCD-Zeile 10 berücksichtigt. Für die Erfindung wichtig ist auch, daß der verwendete Maximalcode nur ein Ausschnitt ei nes 4.096 umfassenden Codeworts ist, wobei der gewählte Aus schnitt 180 Codeworte umfaßt. Hierdurch ergibt sich ohne Berücksichtigung anderer Informationen eine hohe Wahrschein lichkeit, auftretende Fehler zu erkennen, nämlich eine Wahr scheinlichkeit von 96% (W = 4.096-180 : 4.096 = 0,96). Eine weitere Optimierung des Codes bis hin zur 100%igen Fehlererkennungswahrscheinlichkeit ist möglich durch Be rücksichtigung anderer Kriterien wie z. B. minimale Hamming- Distanz. FIG. 5 shows the digitized voltage values on the output line 13 in FIG. 2, which correspond to the individual 128 pixels. An envelope curve is clearly shown, from which the code word currently read can be determined, which in turn describes the angle of rotation of the coding disk 6 that has just been measured. In order to recover the code word, the adjacent voltage values are differentiated ( FIG. 6) and the extreme values of the differentiation curve according to FIG. 6 form the edge positions for the processed code word. In Fig. 7, the respective digital value of the 12-step code word was written under the transformed pixel voltages. The code word specifies the angular position of the coding disk 6 exactly to 20. However, it is possible to determine the measured angle much more precisely by calculating the shift of the code word on the axis with respect to a zero position. As can be seen from FIG. 6, the code word 7 is shifted a little to the right, since a single coding field 7 , 8 corresponds approximately to 10 pixels. From the shift of the code word in FIG. 7 with respect to the zero position, it can be specified whether the actual angle of the coding disk is now somewhat larger or slightly smaller than the previously roughly determined 2 ° value. Possible resolutions of approximately 0.1 ° can be achieved by taking into account the shift in the code word relative to the CCD line 10 . It is also important for the invention that the maximum code used is only a section of a code word comprising 4,096, the selected section comprising 180 code words. This results in a high probability of recognizing errors without taking other information into account, namely a probability of 96% (W = 4,096-180: 4,096 = 0.96). A further optimization of the code up to the 100% probability of error detection is possible by considering other criteria such as B. Minimum Hamming distance.
Häufig werden bei digitalen Sensoren zur Lenk radwinkelbestimmung diskrete optische bzw. magnetische Bau elemente verwendet. Die erreichbare Auflösung ist im wesent lichen von der Anzahl und der Positioniergenauigkeit der verwendeten Sensoren, der mechanischen Randbedingungen sowie der Toleranzsituation abhängig und oftmals nicht aus reichend. Zur Erhöhung der Auflösung kann ein oben beschrie benes optisches Prinzip verwendet werden, das auf einer CCD (Charge-Coupled-Device)-Zeile basiert.Digital sensors are often used for steering wheel angle determination discrete optical or magnetic construction elements used. The achievable resolution is essential Lichen from the number and the positioning accuracy of the used sensors, the mechanical boundary conditions as well depending on the tolerance situation and often not enough reaching. To increase the resolution, one can be described above benes optical principle used on a CCD (Charge-Coupled-Device) line based.
Bei einer CCD-Zeile handelt es sich um einen optischen Sen sor, der aus einer großen Zahl (z. B. 64, 128, 256, 1024, . . .), in einem Gehäuse linear angeordneter Sensorelemente besteht. Die der Grauwertinformation entsprechenden Sensor spannungen bzw. -ströme können mit Hilfe externer und be reits integrierter Elektronik ausgelesen werden. Infolge der hohen Pixelzahl ist eine Verarbeitung der Datensätze im Mi kroprozessor gemäß digitaler Bildverarbeitung möglich, wo durch u. a. eine sehr feine Winkelbestimmung erreicht werden kann.A CCD line is an optical sensor sor, which consists of a large number (e.g. 64, 128, 256, 1024,...), sensor elements arranged linearly in a housing consists. The sensor corresponding to the gray value information voltages and currents can be already integrated electronics can be read out. As a result of high pixel count is a processing of the records in the Mi croprocessor according to digital image processing possible where by u. a. a very fine angle determination can be achieved can.
Der gesamte Sensor besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle, einer codierten Scheibe (o. ä.), der CCD-Zeile und der Auswerteelektronik. Aus der codescheiben bedingten Grauwertverteilung auf dem optosensitiven Bereich der Zeile wird die Lenkradwinkelposition bestimmt.The entire sensor essentially consists from a light source, a coded disc (or similar), the CCD line and the evaluation electronics. From the code disks conditional gray value distribution on the optosensitive area The line determines the steering wheel angle position.
Bei Verwendung einer Codescheibe kann die CCD-Zeile sowohl tangential wie auch radial zu dieser positioniert werden. Bei tangentialer Anordnung befindet sich der Code (z. B. Ma ximalcode) am Umfang der Codescheibe, bei radialer Montage ist der Code (z. B. Graycode) kreisringförmig in der Scheibe zu integrieren. Alternativ zur Nutzung einer Codescheibe kann zur Platzreduzierung die Codierung auf andere Komponen ten (z. B. Lenksäule; axiale und tangentiale Sensorposition möglich) aufgebracht werden. Abhängig von den Randbedingun gen bezüglich der Konstruktion, der Verschmutzungsproblema tik, etc. ist das Durchlicht- bzw. das Reflexionsprinzip zu bevorzugen.When using a code disk, the CCD line can both be positioned tangentially as well as radially to this. The code (e.g. Ma ximalcode) on the circumference of the code disk, with radial mounting the code (e.g. Graycode) is circular in the disc to integrate. As an alternative to using a code disk can encode other components to reduce space ten (e.g. steering column; axial and tangential sensor position possible). Depending on the boundary conditions construction, pollution problems tic, etc. is the principle of transmitted light or reflection to prefer.
Zur einfachen Fertigung und zur Verbesserung der Schmutzu nempfindlichkeit sind möglichst "grobe" Codestrukturen (brei te 0-1-Infos) zu verwenden. Bei Nutzung einer Codescheibe mit tangentialer Sensorposition kann der Absolutwinkel über den eigentlichen Code grob bestimmt werden. Eine feine Win kelauflösung wird erreicht, indem z. B. die Kanten der 0-1-Übergänge oder die Schwerpunkte der Hell- und Dunkelfelder ermittelt und ausgewertet werden.For easy manufacture and improvement of dirt Sensitivity is "rough" code structures (broad te 0-1 info) to use. When using a code disk with tangential sensor position, the absolute angle can be over the actual code can be roughly determined. A fine win Kel resolution is achieved by z. B. the edges of the 0-1 transitions or the focus of the light and dark fields be determined and evaluated.
Die Abtastdauer der Codierung mit der CCD-Zeile ist nicht beliebig zu verkürzen. Die sich dadurch bei schneller Lenk raddrehung auf der Zeile ergebenden unscharfen Grauwertüber gänge können verbessert werden, indem die Lichtquelle nicht im Dauerbetrieb sondern gepulst verwendet wird. Die Ein schaltzeitpunkte sind dabei mit dem Abtast- und Ausleseti ming zu synchronisieren (z. B. Ansteuerung der Lichtquelle mit dem Mikro-Controller).The sampling time of the coding with the CCD line is not shorten as you like. The result is faster steering wheel rotation on the line resulting in unsharp gray value corridors can be improved by not using the light source in continuous operation but pulsed is used. The one switching times are with the sampling and readout time ming to synchronize (e.g. control of the light source with the micro controller).
Mit geeigneten Software-Algorithmen sind Toleranzen (z. B. Positionierungsgenauigkeit des Sensors, Radial- und Taumel bewegung der Codescheibe, Alterung der Lichtquelle, . . .) nicht vorhanden bzw. in gewissen Grenzen kompensierbar. Zu sätzlich sind Fehlererkennungsmechanismen integrierbar. With suitable software algorithms, tolerances (e.g. Positioning accuracy of the sensor, radial and wobble movement of the code disc, aging of the light source,. . .) not available or can be compensated within certain limits. To Error detection mechanisms can also be integrated.
Die Abbildung zeigt ein mögliches Konzept der Auswertelek tronik. Hierbei werden die Grauwertinformationen der opti schen Sensoren der CCD-Zeile, gesteuert durch den Mikro-Con troller, sequentiell aus-, mit einem A/D-Converter digitali siert und anschließend in den Controller eingelesen. Bei schnellen Umsetzzeiten wird ein externer A/D-Wandler erfor derlich sein, bei geringeren Taktfrequenzen genügt der in dem Controller integrierte Converter. Der nach dem Auslese vorgang vollständig im Mikro-Controller zur Verfügung ste hende Datensatz wird anschließend mit entsprechender Softwa re ausgewertet. Ist die Verarbeitung der Grauwertinformation abgeschlossen, beginnt das Auslesen des nächsten Datensat zes.The figure shows a possible concept of evaluation electronics tronics. The gray value information from opti sensors of the CCD line, controlled by the micro-con troller, sequentially off, with an A / D converter digitali and then read into the controller. At An external A / D converter is required for fast conversion times be, at lower clock frequencies the in is sufficient converter integrated into the controller. The one after the selection process is completely available in the microcontroller The existing data record is then created with the corresponding software re evaluated. Is the processing of the gray value information completed, the reading of the next data set begins zes.
Generell ist die Nutzung einer CCD-Zeile nicht nur in der Lenkwinkelsensor-Anwendung denkbar. Sie kann allgemein für lineare und rotatorische Positionserkennungen eingesetzt werden.In general, the use of a CCD line is not only in the Steering angle sensor application conceivable. It can be general for linear and rotary position detection used will.
Wie erwähnt, wird zur Minimierung der für die Digitalisie rung erforderlichen Zeit ein schneller externer A/D-Wandler (ADU) benötigt (der im Mikrocontroller integrierte ADU ist relativ langsam). Zur Einsparung des kostenintensiven exter nen ADUs ist folgendes Verfahren möglich: Während der be reits im vorherigen Zyklus eingelesene Datensatz ausgewertet wird, wird dazu parallel die einzelnen Analogwerte des nächs ten Datensatzes im Mikrocontroller-internen A/D-Wandler "langsam" digitalisiert und gespeichert. D.h. nachdem ein Digitalisierungsprozeß abgeschlossen ist, wird durch einen Interrupt die Auswerteroutine des Datensatzes unterbrochen, der nun zur Verfügung stehende digitalisierte Wert gespei chert, die Wandlung des nächsten Analogwertes gestartet und mit der zuvor abgebrochenen Routine fortgefahren. Dies wird solange wiederholt, bis alle Analogwerte eines Datensatzes digitalisiert sind.As mentioned, is used to minimize the need for digitization a fast external A / D converter (ADU) is required (is the ADU integrated in the microcontroller relatively slow). To save the expensive external The following procedure is possible for ADUs: During the loading Data record already read in the previous cycle is evaluated the individual analog values of the next th record in the internal microcontroller A / D converter "slowly" digitized and saved. I.e. after a Digitization process is completed by a Interrupt the evaluation routine of the data record interrupted, the digitized value now available is saved saved, the conversion of the next analog value started and continue with the previously canceled routine. this will repeated until all analog values of a data set are digitized.
Claims (16)
- a) die Codewortfolge muß wiederum einen in sich ge schlossenen Maximalcode ergeben,
- b) es sollen möglichst kurze Folgen von gleicharti gen lichtdurchlässigen bzw. lichtundurchlässigen Codefeldern erscheinen,
- c) es sollen möglichst viele Wechsel zwischen lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Codefeldern sich ergeben,
- d) es soll ein möglichst großer Hammingabstand be nachbarter Codeworte vorliegen.
- a) the code word sequence must again result in a self-contained maximum code,
- b) as short as possible sequences of identical translucent or opaque code fields should appear,
- c) there should be as many changes as possible between translucent and opaque code fields,
- d) There should be as large a Hamming spacing as possible from neighboring code words.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VALEO SCHALTER UND SENSOREN GMBH, 74321 BIETIGHEIM |
|
8131 | Rejection | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20110221 |