DE19758104B4 - Adaptive absolute steering angle sensor - Google Patents
Adaptive absolute steering angle sensor Download PDFInfo
- Publication number
- DE19758104B4 DE19758104B4 DE1997158104 DE19758104A DE19758104B4 DE 19758104 B4 DE19758104 B4 DE 19758104B4 DE 1997158104 DE1997158104 DE 1997158104 DE 19758104 A DE19758104 A DE 19758104A DE 19758104 B4 DE19758104 B4 DE 19758104B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- code
- angle sensor
- sensor according
- adaptive
- photodetector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 claims 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000013211 curve analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/3473—Circular or rotary encoders
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Adaptiver absoluter Lenkwinkelsensor zur Absolutbestimmung eines Drehwinkels, insbesondere zur Ermittlung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug mittels eines über einen Winkelbereich von 360° angebrachten Codes für die Ermittlung des Winkels, wobei der Code und eine Detektoranordnung relativ zueinander drehbar angeordnet sind und wobei eine absolute Winkelbestimmung durch Auslesen der Kontrastinformation mittels eines Mikroprozessors erfolgt, der sowohl die Winkellage des Codes als auch die Feinauflösung der Winkel durch die relative Lage des erkannten Codes zur Abbildung auf der Fotodetektoranordnung ermittelt und wobei zugleich bei jeder Messung die Gesamtfunktion des Systems überprüft und angepaßt wird, nach Patent 197 05 312. dadurch gekennzeichnet, daß der Code mittels einer an einer einzigen Stelle angebrachten Fotodetektoranordnung ermittelt und zur Winkelbestimmung verwendet wird, daß ein zusammenhängendes Segment der Codespur auf mindestens eine Fotodektorzeile abgebildet wird, wobei mindestens ein Codewort erfaßt wird, dem ein vorbestimmter Winkel entspricht, und daß die Lage des Codewortes bezüglich der festen Position der...Adaptive absolute steering angle sensor for the absolute determination of a rotation angle, in particular for determining the steering angle in a motor vehicle by means of a mounted over an angular range of 360 ° codes for determining the angle, wherein the code and a detector array are arranged rotatably relative to each other and wherein an absolute angle determination by reading the contrast information is carried out by means of a microprocessor, which determines both the angular position of the code and the fine resolution of the angle by the relative position of the recognized code for imaging on the photodetector array and at the same time the overall function of the system is checked and adjusted in each measurement, according to patent 197 05 312. characterized in that the code is determined by means of a single-point mounted photodetector array and used for angle determination that abge a coherent segment of the code track on at least one photodiode line is formed, wherein at least one codeword is detected, which corresponds to a predetermined angle, and that the position of the codeword with respect to the fixed position of the ...
Description
Die Erfindung betrifft einen adaptiven absoluten Lenkwinkelsensor zur Absolutbestimmung eines Drehwinkels, insbesondere zur Ermittlung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug mittels eines über einen Winkelbereich von 360° angebrachten Codes für die Ermittlung des Winkels, wobei der Code und eine Detektoranordnung relativ zueinander drehbar angeordnet sind, wobei eine absolute Winkelbestimmung durch Auslesen der Kontrastinformation mittels eines Mikroprozessors erfolgt, der sowohl die Winkellage des Codes als auch die Feinauflösung der Winkel durch die relative Lage des erkannten Codes zur Abbildung auf der Fotodetektoranordnung ermittelt und wobei zugleich bei jeder Messung die Gesamtfunktion des Systems überprüft und angepaßt wird, nach Patent 197 05 312.The The invention relates to an adaptive absolute steering angle sensor for Absolute determination of a rotation angle, in particular for determination the steering angle in a motor vehicle by means of a via a Angular range of 360 ° attached Codes for the Determining the angle, the code and a detector arrangement are arranged rotatably relative to each other, wherein an absolute Angle determination by reading the contrast information by means of A microprocessor takes care of both the angular position of the code as well as the fine resolution the angle through the relative position of the recognized code for illustration determined on the photodetector and at the same time at each Measurement the overall function of the system is checked and adjusted, according to patent 197 05 312.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bestimmung der absoluten Winkelstellung eines Rotors, insbesondere des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges, weiter zu verbessern.Of the Invention is based on the object, the determination of the absolute Angular position of a rotor, in particular the steering wheel of a motor vehicle, continue to improve.
Erfindungsgemäß wird der Code mittels einer an einer einzigen Stelle angebrachten Fotodetektoranordnung ermittelt und zur Winkelbestimmung verwendet. Weiterhin wird ein zusammenhängendes Segment der Codespur auf mindestens eine Fotodektorzeile abgebildet, wobei mindestens ein Codewort erfaßt wird, dem ein vorbestimmter Winkel entspricht, und die Lage des Codewortes wird bezüglich der festen Position der Fotodetektorzeile vermessen.According to the invention Code by means of a photodetector array mounted in a single location determined and used for angle determination. Furthermore, a coherent segment the code track imaged on at least one photodiode line, wherein recorded at least one code word is, which corresponds to a predetermined angle, and the location of the Codewords will be regarding the fixed position of the photodetector line.
Hierzu ist der Code so gewählt, daß er sich über den gesamten Umfang im Betrachtungsbereich der Fotodetektoranordnung nicht wiederholt. Der Code ist einspurig, eindeutig und geschlossen. Der Sensor weist den Vorteil auf, daß gegenüber bekannten Verfahren die Winkelauflösung nicht von der Auflösung des Codes der Codespur und nicht von der Anzahl der Codeworte sondern nur von der Auflösung der Sensoren der Fotodetektoranordnung abhängt, d. h., daß die Winkelauflösung unabhängig vom Code ist. Ohne die Verwendung der Referenzmarke hängt die Winkelauflösung von der Anzahl der Codeworte ab. Wenn mindestens ein Codewort der Codespur von der Fotodetektoranordnung erfaßt wird, hätte man bei 360 Codeworten eine Winkelauflösung von einem Grad.For this is the code chosen that he over the entire circumference in the viewing area of the photodetector array not repeated. The code is single-track, unique and closed. The sensor has the advantage that over known methods the angular resolution not from the resolution the code of the code track and not the number of code words but only from the resolution the sensors of the photodetector arrangement depends, d. h., That the angular resolution regardless of Code is. Without the use of the reference mark hangs the angular resolution from the number of codewords. If at least one code word of the code track is detected by the photodetector array, one would have 360 codewords an angular resolution of a degree.
Da die Winkelauflösung nicht von der Anzahl der Codeworte abhängt, sollten möglichs wenige Codeworte verwendet werden, um die Sensorempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüs sen, wie z. B. Verschmutzung, zu verringern. Das wird z. B durch die Verwendung von 6-Bit- oder 7-Bit-Codes anstelle von 8-Bit-Codes erreicht.There the angular resolution not depending on the number of codewords should be possible few Codewords can be used to sen sensor sensitivity to environmental influences, such as z. As pollution, to reduce. This is z. B by use of 6-bit or 7-bit codes instead of 8-bit codes.
Das Vermessen wird softwaremäßig in einem Mikrocontroller vorgenommen, der hierzu die Bilddaten der Fotodetektoranordnung verwendet.The Measured by software in one Microcontroller made this, the image data of the photodetector array used.
Zur weiteren Erhöhung der Auflösung können mindestens zwei unterschiedliche Abbildungen eines oder mehrerer Umfangscodes auf die Fotodetektoranordnung abgebildet werden.to further increase the resolution can at least two different illustrations of one or more Peripheral codes are imaged on the photodetector array.
Die Codespur kann mit parallelem Licht durchleuchtet oder von einer Seite beleuchtet werden.The Code track can be illuminated with parallel light or from a Side lit up.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Code über eine Optik so auf die Fotodetektorzeile abgebildet wird, daß mit einem Auslesezyklus der Zeile sowohl die absolute Winkelinformation ermittelt als auch die Gesamtfunktion des Systems überprüft und angepaßt wird.In A further embodiment provides that the code on an optics so on the photodetector line is shown that with a readout cycle of the line both the absolute angle information determined as well as the overall function of the system is checked and adapted.
Zur Überwachung der Systemfunktionen kann mindestens ein Referenzschattenbild auf die Fotodetektorzeile projiziert werden. Bei Verschmutzungen im Bereich optischer Komponenten kann dann z. B. die Leistung der Lichtquellen durch Erhöhung des Steuerstromes leicht angepaßt werden. Auch der Ausfall von einzelnen Detektoren der Fotodetektoranordnung wird bemerkt und kann durch rechnerische Maßnahmen ausgeglichen werden. Die Referenzschattenbilder können durch eine entsprechende Software sowohl zyklisch als auch durch individuelles Einschalten einer rechnergesteuerten Überwachungseinrichtung erzeugt werden.For monitoring The system functions can have at least one reference shadow the photodetector line will be projected. For contamination in the Range of optical components can then z. B. the power of the light sources by raising the control current easily adapted become. Also, the failure of individual detectors of the photodetector array is noticed and can be compensated by arithmetical measures. The reference silhouettes can through appropriate software both cyclically and by individual activation of a computer-controlled monitoring device be generated.
Weiterhin ist es möglich, daß für den Ausgleich optischer und mechanischer Toleranzen die Flankensteilheit und Abbildungsgröße der auf der Detektorzeile abgebildeten Signale ausgewertet werden.Farther Is it possible, that for the compensation optical and mechanical tolerances the edge steepness and image size of the detector line signals are evaluated.
Der Winkelbereich wird innerhalb 0° bis 360° über die Fahrgeschwindigkeit des Fahzeugs ermittelt. Zur Erfassung des absoluten Lenkwinkels auch bei abgeschalteten Fahrzeugsystemen wird der Lenkwinkel durch kurzes Einschalten des Lenkwinkelsensors in Zeitintervallen, in denen keine Drehung vorzugsweise größer 180° möglich ist, ermittelt.Of the Angle range is within 0 ° 360 ° over the Driving speed of the vehicle determined. To capture the absolute Steering angle even with disconnected vehicle systems, the steering angle by briefly switching on the steering angle sensor in time intervals, in which no rotation preferably greater than 180 ° is possible determined.
Dadurch, daß mit einer einzigen Fotodetektoranordnung der Winkel im Bereich von 360° sehr schnell ausgewertet werden kann, ist das System durch einfaches Mitregistrieren der 360° Überschreitung und damit für mehrere Umdrehungen geeignet. Um das nicht nur für den Fahrbetrieb zu gewährleisten, muß das System im Standbybetrieb jeweils kurzzeitig eingeschaltet werden, wobei die Einschaltintervalle so gewählt werden, daß in diesem Intervall keine Lenkraddrehung größer 360° möglich ist. Da das System zur Datenübertragung eine Schnittstelle zum Fahrzeugrechner hat, kann von dort aus die Fahrzeuggeschwindigkeit übernommen werden, um den Nullbereich des Lenkwinkels zu definieren, denn ab einer bestimmten Geschwindigkeit ist bei normalen Fahrzeugen kein Lenkwinkel über z. B. +/–90° von der Nullstellung aus fahrbar.The fact that the angle can be evaluated very quickly in the range of 360 ° with a single photodetector arrangement, the system is suitable by simply Mitregistrieren the 360 ° excess and thus for several revolutions. In order to ensure this not only for driving, the system must be switched on in standby mode for a short time, the switch-on intervals are selected so that no steering wheel rotation greater than 360 ° is possible in this interval. Since the system has an interface to the vehicle computer for data transmission, the vehicle speed can be taken over from there to the Zero range of the steering angle to define, because at a certain speed in normal vehicles no steering angle over z. B. +/- 90 ° from the zero position from mobile.
Bei einem adaptiven absoluten Winkelsensor ist weiterhin mindestens eine Lichtquelle für die Beleuchtung eines Winkelbereichs des Codes vorgesehen, und es ist eine Fotodetektoranordnung für die Erfassung des beleuchteten Winkel bereichs des Codes vorgesehen, wobei der Lichtquelle und der Fotodektektoranordnung ein Mikrocontroller zugeordnet ist.at An adaptive absolute angle sensor is still at least a light source for provided the illumination of an angular range of the code, and it is a photodetector arrangement for provided the detection of the illuminated angle range of the code, wherein the light source and the photo-detector array is a microcontroller assigned.
In einer ersten Ausführungsform sind als Lichtquelle zwei lichtemittierende Dioden symmetrisch zur optischen Achse angeordnet, wobei diese zusammen mit der Fotodetektoranordnung und einer Optik auf derselben Seite des Kreisringes vorgesehen sind.In a first embodiment are light source as two light emitting diodes symmetrical to optical axis arranged, these together with the photodetector array and an optic are provided on the same side of the annulus.
In einer zweiten Ausführungsform ist ein an hellen Stellen des Codes lichtdurchlässiger kreisförmiger Codierring vorgesehen. Weiterhin sind mindestens eine lichtemittierende Diode auf einer Seite des Codierringes und die Fotodetektoranordnung auf der anderen Seite des Codierringes angeordnet. Eine Optik ist vorzugsweise auf der Seite der lichtemittierenden Diode vorgesehen.In a second embodiment is a translucent in bright areas of the code circular encoder ring intended. Furthermore, at least one light-emitting diode on one side of the coding ring and the photodetector array the other side of the Codierringes arranged. Optics are preferred provided on the side of the light-emitting diode.
Zur Erhöhung der Sicherheit des Winkelsensors und zur Erfassung von Codefehlern ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß die Fotodetektoranordnung zwei Sensoren aufweist, die bezüglich des Verlaufs der Codespur zu deren synchronen Betrachtung vertikal übereinander angeordnet sind und daß die Bilder beider Sensoren miteinander verglichen werden. Durch den Vergleich der beiden Bilder können lokale Verschmutzungspartikel (Code, Optik) sowie Sensorfehler erkannt werden. Als Sensoren können zwei Zeilensensoren oder zwei übereinanderliegende Abschnitte eines Flächensensors vorgesehen sein.to increase the safety of the angle sensor and the detection of code errors is provided in a further embodiment that the photodetector array has two sensors with respect to the course of the code track for their synchronous viewing vertically above one another are arranged and that the Images of both sensors are compared. By the Comparison of the two pictures can local pollution particles (code, optics) as well as sensor errors detected become. As sensors can two line sensors or two superimposed ones Sections of a surface sensor provided be.
In einer weiteren Ausgestaltung sind zwei Sensoren zur synchronen Registrierung benachbarter Codeworte der Codespur horizontal nebeneinander angeordnet.In In another embodiment, two sensors for synchronous registration adjacent code words of the code track arranged horizontally next to each other.
Als Fotodetektoren sind vorzugsweise ladungsgekoppelte Elemente (CCD) vorgesehen.When Photodetectors are preferably charge coupled devices (CCD) intended.
Die Hell-Dunkel-Linien der Codeworte sollten zur weiteren Verringerung der Sensorempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen möglichst großen Abmessungen haben. Vorzugsweise weisen die Hell-Dunkel-Linien der Codeworte eine Breite von 2 bis 3 mm auf.The Light-dark lines of codewords should be used to further reduce the sensor sensitivity environmental influences preferably huge Have dimensions. Preferably, the light-dark lines of the Code words a width of 2 to 3 mm.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen Lichtquelle und dem transparenten Codierring eine Mattscheibe angeordnet ist, und daß die Optik und die Fotodetektoranordnung auf der anderen Seite des Codierringes vorgesehen sind.In an embodiment is provided that between Light source and the transparent coding ring arranged a screen is, and that the Optics and the photodetector array on the other side of the coding ring are provided.
In einer weiteren Ausführungsform weist ein transparenter Codierring abschnittsweise nebeneinander liegende Zylinderlinsen zur Erzeugung des Codes und Abbildung der Lichtquellen auf der Fotodetektoranordnung auf. Bei dieser Ausführungsform wird eine zusätzliche Optik eingespart. Durch die Zylinderlinsen entstehen Streifen unterschiedlicher Helligkeit auf dem Fotodetektorarray.In a further embodiment has a transparent coding ring sections next to each other lying cylindrical lenses for generating the code and mapping the Light sources on the photodetector on. In this embodiment an additional Optics saved. The cylindrical lenses produce stripes of different colors Brightness on the photodetector array.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Codierring einen prismatischen Querschnitt aufweist, wobei eine in axialer Richtung des Codierringes strahlende Lichtquelle angeordnet ist.In A further embodiment provides that the coding ring is a prismatic Cross-section, wherein one in the axial direction of the Codierringes radiating light source is arranged.
In einer weiteren Ausführungsform sind auf einem transparenten Codierring abschnittsweise nebeneinanderliegende Zylinder oder Linsen zur Erzeugung des Codes und Abbildung der Lichtquellen auf der Fotodetektoranorndung angeordnet, wobei sich die Zylinder in axialer Richtung des Codierringes erstrecken und mit einer Stirnfläche auf dem Codierring befestigt sind und den Lichtquellen zugeordnet sind und mit ihrer anderen, freiliegenden Stirnflächen der Fotodetektoranordnung zugeordnet sind. Durch Bereiche mit und ohne Zylinder und Gestaltung der Dichte bzw. mit und ohne Linsen kann ein Code aufgebracht und entsprechend detektiert werden. Die freiliegenden Stirnflächen der Zylinder sind zweckmäßig plan oder linsenförmig ausgebildet.In a further embodiment are juxtaposed in sections on a transparent coding ring Cylinders or lenses for generating the code and imaging the light sources arranged on the Fotodetektoranorndung, wherein the cylinder extend in the axial direction of the Codierringes and with an end face are attached to the coding ring and the light sources are assigned and with its other exposed faces of the photodetector array assigned. Through areas with and without cylinders and design the density or with and without lenses, a code can be applied and be detected accordingly. The exposed faces of the Cylinders are appropriate plan or lenticular educated.
In einer Ausführungsform ist dem transparenten Codierring, der lichtdurchlässige Bereiche und lichtundurchlässige Bereiche aufweist, mindestens eine punktförmige Lichtquelle zugeordnet. In einer ersten Ausgestaltung sind zwei punktförmige Lichtquellen nebeneinander in konstantem Abstand sowie eine einzige Fotodetektoranordnung vorgesehen. Diese Anordnung weist den Vorteil auf, daß trotz der Änderung des radialen Abstandes des Codierringes durch radialen Schlag des Lenkrades oder trotz Änderung des Abstandes der Komponenten untereinander durch mechanische oder thermische Einflüsse infolge der unterschiedlichen Schattenbildung der beiden Lichtquellen, deren Abstand konstant bleibt, die Lage und Winkellage des Codes auf der Fotodetektoranordnung genau detektiert werden kann.In an embodiment is the transparent coding ring, the translucent areas and opaque Has areas associated with at least one point-like light source. In a first embodiment, two point-shaped light sources are next to each other provided at a constant distance and a single photodetector arrangement. These Arrangement has the advantage that, despite the change the radial distance of the Codierringes by radial impact of the Steering wheel or despite change the distance between the components by mechanical or thermal influences due to the different shadows of the two light sources, whose distance remains constant, the position and angular position of the code can be detected accurately on the photodetector array.
Die gleiche vorteilhafte Wirkung kann dadurch erzielt werden, daß eine punktförmige Lichtquelle und zwei in unterschiedlichem Abstand zur Lichtquelle übereinander angeordnete Fotodetektorzeilen vorgesehen sind.The same advantageous effect can be achieved that a punctiform light source and two at different distances to the light source one above the other arranged photodetector lines are provided.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß dem winkelbestimmenden Code auf dem Codierring mindestens ein Referenzcode zugeordnet ist. Dabei kann der Referenzcode neben dem winkelbestimmenden Code angeordnet sein, oder oberhalb und unterhalb des winkelbestimmenden Codes vorgesehen sein.In a further embodiment it is provided that the angle-determining code on the Coding ring is assigned at least one reference code. In this case, the reference code can be arranged next to the angle-determining code, or be provided above and below the angle-determining code.
Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:The Invention is based on embodiments explained by drawings become. Show it:
Auf
dem Umfang von 360° eines
drehbaren Kreisringes
Der
Betrachtungsbereich
Die
gesamte Einheit wird über
eine Stromversorgung
Zur
Erfassung der Winkelposition wird bei diesem Verfahren ein zusammenhängendes
Segment der Codespur, nämlich
der Betrachtungsbereich
Bei
diesem Verfahren wird eine hohe Auflösung, d. h. eine Feinwinkelbestimmung,
unabhängig von
der Auflösung
des Codes der Codespur und der Anzahl der Codeworte erzielt. Dazu
wird gemäß der
Als
Ergebnis erhält
man die Lage
Da
die Auflösung
des Lenkwinkelsensors unter der Voraussetzung, daß der Betrachtungsbereich
In
der
Zur
weiteren Erhöhung
der Empfindlichkeit kann der Lenkwinkelsensor gemäß den
Eine
weitere Ausführungsform
des Lenkwinkelsensors ist in
Während der
gesamten Betriebszeit, in der die Messungen des Lenkwinkels stattfinden,
ist es möglich,
durch Auswertung der Anstiegs- und Abfallzeiten der Signale gemäß
Während in
der
Im
Ausführungsbeispiel
der
Durch
den Vergleich der beiden Bilder können lokale Verschmutzungspartikel,
z. B. auf dem Code oder der Optik, sowie Sensorfehler erkannt werden.
Anstelle zweier einzeiliger Zeilensensoren
Beim
Ausführungsbeispiel
der
Eine
weitere Anordnung ist in der
Anstelle
eines zweiten CCD-Sensors kann auch ein entsprechend größerer linearer
CCD-Sensor verwendet werden. Desweiteren ist die Zusammenfassung
zweier Fotodetektorzeilen in einer integrierten Schaltung
Im
Ausführungsbeispiel
der
Beim
Ausführungsbeispiel
der
Anstelle
der Abbildung der LED's
auf eine Mattscheibe wie in den
Bei
einer weiteren Ausführungsform
nach
Neben den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen, die als Beispiel für die erfindungsgemäße Ausführung dienen, können die Anordnungen in radialer oder axialer Form gestaltet werden, wobei die Richtung des Lichtdurchtritts in beiden möglichen Richtungen gewählt werden kann.Next the embodiments shown in the figures, as an example for the serve according to the invention can the arrangements are designed in radial or axial form, the direction of light transmission in both possible directions chosen can be.
Beim
Ausführungsbeispiel
der
Die
Anordnung nach
Der
gleiche Effekt wird auch durch Verwendung einer einzigen Laserdiode
Die
Ausführungsform
der
Der
winkelbestimmende Code
Beide
Codes können
gemeinsam abgebildet und mittels LED's 86 beleuchtet werden, wie es aus
Claims (30)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997158104 DE19758104B4 (en) | 1997-02-13 | 1997-12-18 | Adaptive absolute steering angle sensor |
BR9813820-0A BR9813820A (en) | 1997-12-18 | 1998-12-17 | Adaptive absolute steering angle sensor |
ES98966577T ES2177137T3 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-17 | ADAPTABLE SENSOR OF THE ABSOLUTE STEERING ANGLE. |
US09/581,968 US6459389B1 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-17 | Adaptive absolute steering angle sensor |
DE59803570T DE59803570D1 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-17 | ADAPTIVE ABSOLUTE STEERING ANGLE SENSOR |
EP98966577A EP1040039B1 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-17 | Adaptive absolute steering angle sensor |
PCT/DE1998/003776 WO1999032345A1 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-17 | Adaptive absolute steering angle sensor |
JP2000525296A JP3845549B2 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-17 | Adaptive steering absolute angle sensor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997105312 DE19705312B4 (en) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | Adaptive steering angle sensor for vehicles |
DE1997158104 DE19758104B4 (en) | 1997-02-13 | 1997-12-18 | Adaptive absolute steering angle sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19758104A1 DE19758104A1 (en) | 1999-07-01 |
DE19758104B4 true DE19758104B4 (en) | 2010-04-15 |
Family
ID=26033859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997158104 Expired - Fee Related DE19758104B4 (en) | 1997-02-13 | 1997-12-18 | Adaptive absolute steering angle sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19758104B4 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2700911A1 (en) | 2012-08-23 | 2014-02-26 | ELMOS Semiconductor AG | Device for determining the rotation angle, rotation speed and/or the direction of rotation of a rotating part around an axis |
DE102019203211A1 (en) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Sensor device, method and computer program product for the sensor-based position determination of a component for a vehicle |
DE102023203701A1 (en) | 2023-04-21 | 2024-10-24 | Joyson Safety Systems Germany Gmbh | Method and device for the absolute determination of a rotation angle of a rotatable element |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10009798A1 (en) * | 1999-07-31 | 2001-09-06 | Valeo Schalter & Sensoren Gmbh | Steering angle sensor |
DE19936440C2 (en) * | 1999-08-03 | 2003-12-24 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Optoelectronic device |
DE19939643B4 (en) * | 1999-08-18 | 2005-10-13 | Trimble Jena Gmbh | Device and method for determining the position between two relatively movable parts |
DE10041507A1 (en) | 2000-08-11 | 2002-02-28 | Takata Petri Ag | Steering angle sensor for motor vehicles |
DE10118886B4 (en) | 2001-04-18 | 2004-12-23 | Erhardt + Leimer Gmbh | Device for optically scanning a running web |
DE10233154A1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-12 | Abb Patent Gmbh | Rotation angle sensor comprises a rotating data medium fixed to a rotating shaft with data medium having an information track in the form of an irregularly structured surface, e.g. for determining shaft position of machinery |
DE10233158A1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-12 | Abb Patent Gmbh | Absolute angular position determination method for determining an object's position relative to a reference object using an optically sensed information track on a data medium, said track incorporating 2D pixel information |
US7135986B2 (en) * | 2003-06-13 | 2006-11-14 | Arad Measuring Technologies Ltd. | Meter register having an encoder for measuring material flow and an algorithm to selectively block signal transmission |
US7265336B2 (en) | 2003-12-01 | 2007-09-04 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Encoder utilizing a reflective cylindrical surface |
DE102005032871A1 (en) | 2005-07-14 | 2007-01-25 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Method for determining the absolute angular position of the steering wheel of a motor vehicle |
DE102005032869A1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-01-25 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Method for determining the absolute angular position of the steering wheel of a motor vehicle |
DE102005032870A1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-01-25 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Method for determining the absolute angular position of the steering wheel of a motor vehicle |
DE102005038855A1 (en) | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Takata-Petri Ag | steering wheel assembly |
DE102006061929A1 (en) | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Takata-Petri Ag | Optical steering angle sensor for determining the absolute value of the steering angle |
ES2358722T3 (en) * | 2007-08-31 | 2011-05-13 | Pepperl + Fuchs Gmbh | INDUCTIVE TRANSDUCER OF DISPLACEMENT, CODING DEVICE AND PROCEDURE TO DETERMINE A POSITION OF A FIRST OBJECT REGARDING A SECOND OBJECT. |
DE102008017069A1 (en) * | 2008-04-03 | 2009-10-22 | Continental Automotive Gmbh | turntable |
DE102015012077A1 (en) * | 2015-09-22 | 2017-03-23 | Prüftechnik Dieter Busch Aktiengesellschaft | A method for aligning vertical axes of rotation of a rotatably mounted body and system for use in such a method |
DE102022119537A1 (en) | 2022-08-04 | 2024-02-15 | Fritz Kübler GmbH | Electric machine with high-resolution optical absolute encoder |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4228719A1 (en) * | 1992-08-28 | 1994-03-03 | Schaeffler Waelzlager Kg | Capacitive steering angle sensor for motor vehicle - forms first capacitor group from electronics transmitter electrodes and scale receiver electrodes, and second capacitor group from scale transmitter electrodes and electronics receiver electrodes |
DE4324381A1 (en) * | 1993-07-21 | 1995-01-26 | Jenoptik Jena Gmbh | Optical position transmitter |
-
1997
- 1997-12-18 DE DE1997158104 patent/DE19758104B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4228719A1 (en) * | 1992-08-28 | 1994-03-03 | Schaeffler Waelzlager Kg | Capacitive steering angle sensor for motor vehicle - forms first capacitor group from electronics transmitter electrodes and scale receiver electrodes, and second capacitor group from scale transmitter electrodes and electronics receiver electrodes |
DE4324381A1 (en) * | 1993-07-21 | 1995-01-26 | Jenoptik Jena Gmbh | Optical position transmitter |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Trumpold, Harry u.a.: Auswertung von Strichcodestrukturen zur absoluten Weg- und Winkelmessung. In: Feinwerktechnik und Messtechnik, 1994, H. 11/12, S. 566-572 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2700911A1 (en) | 2012-08-23 | 2014-02-26 | ELMOS Semiconductor AG | Device for determining the rotation angle, rotation speed and/or the direction of rotation of a rotating part around an axis |
DE102019203211A1 (en) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Sensor device, method and computer program product for the sensor-based position determination of a component for a vehicle |
DE102023203701A1 (en) | 2023-04-21 | 2024-10-24 | Joyson Safety Systems Germany Gmbh | Method and device for the absolute determination of a rotation angle of a rotatable element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19758104A1 (en) | 1999-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1040039B1 (en) | Adaptive absolute steering angle sensor | |
DE19758104B4 (en) | Adaptive absolute steering angle sensor | |
DE69806325T2 (en) | Angle sensor using a multi-pixel optical device | |
EP1947477B1 (en) | Triangulation sensor with distance calculator using hot spot position and form | |
EP1586866B1 (en) | Optoelectronic method of determining the postion of a sensor for compensating adjustment errors | |
EP1813961B1 (en) | Device for optoelectronic monitoring of objects | |
WO2010076066A1 (en) | Camera arrangement for sensing a state of a vehicle window | |
DE102004048237A1 (en) | Encoder using a reflective cylindrical surface | |
DE798567T1 (en) | Measuring device for checking the location of a vehicle and sensor therefor | |
DE102009039254A1 (en) | Apparatus and method for inspecting tagged vessels | |
DE102005002934A1 (en) | System and method for optical imaging of objects on a detection device by means of a pinhole | |
EP1065521B1 (en) | Optoelectronic surveillance system | |
WO2020114740A1 (en) | Lidar system and motor vehicle | |
DE112007002449T5 (en) | transcoder | |
DE19638911B4 (en) | Angle of rotation sensor with integrated revolution detection | |
DE19705312B4 (en) | Adaptive steering angle sensor for vehicles | |
WO2007036553A1 (en) | Device and method for recording distance images | |
EP2808653A1 (en) | Rotation angle sensor | |
EP1857838A2 (en) | Opto-electronic protection device | |
DE102013007961A1 (en) | Optical measuring system for a vehicle | |
DE10004889B4 (en) | Method and device for optically recognizing local deformations, in particular bubbles, in an object | |
EP2664897B1 (en) | Rotary encoder and method for determining an angle | |
DE102005039405B4 (en) | Device for determining the absolute rotational position of a rotation axis | |
WO2010049038A1 (en) | Reflection light barrier having measuring and/or localizing function | |
DE102007059050B4 (en) | Method for operating an optoelectronic switch and optoelectronic switch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AF | Is addition to no. |
Ref document number: 19705312 Country of ref document: DE |
|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TAKATA-PETRI AG, 63743 ASCHAFFENBURG, DE |
|
AF | Is addition to no. |
Ref document number: 19705312 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: MAIKOWSKI & NINNEMANN PATENTANWAELTE, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: TAKATA AKTIENGESELLSCHAFT, DE Free format text: FORMER OWNER: TAKATA-PETRI AG, 63743 ASCHAFFENBURG, DE Effective date: 20120904 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: MAIKOWSKI & NINNEMANN PATENTANWAELTE PARTNERSC, DE Effective date: 20120904 Representative=s name: MAIKOWSKI & NINNEMANN PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20120904 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |