(57)【要約】      （修正有）【課題】異物影響に対する一義的に増加した鈍感性が特に汚染或いは電磁式障害インパルスに対して角度決定方法を再現すること。【解決手段】光源と多数の光電式変換要素とを有するセンサーアレイを包含する送受信ユニット並びにこのユニットに対して回転自在に配置されて角度値の一義的で単線の符号を有するコード担体によって自動車の操縦ハンドルの回転角度、特に角度状態を絶対決定する方法であって、符号に関連するセグメントがセンサーアレイ上に写像され、センサーアレイの出力信号が現実の角度値に一致するコードワードを検出するように評価される決定方法に関する。それに対して、異物影響に対する一義的に増加した鈍感性が特に汚染或いは電磁式障害インパルスに対して再現するべきである。これは、センサーアレイの出力信号は第一相関フィルタにてコードトラックの写像されたセグメントを再構成するために基準信号との折り畳み作用により成功される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と多数の光電式変換要素とを有するセンサーアレイを包含する送受信ユニット並びにこのユニットに対して回転自在に配置されて角度値の一義的で単線の符号を有するコード担体によって自動車の操縦ハンドルの回転角度、特に角度状態を絶対決定する方法であって、この場合に符号に関連するセグメントがセンサーアレイ上に写像されて、センサーアレイの出力信号が現実の角度値に一致するコードワードを検出するように評価される決定方法において、センサーアレイの出力信号は第一相関フィルタにてコードトラックの写像されたセグメントを再構成するために基準信号との折り畳み作用を受けることを特徴とする方法。
【請求項２】
基準信号は理想化されたコードから成る短い区分を意味することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
相関フィルタでは、出力信号と基準信号とから相関関数が形成され、その極限値はコード信号の明暗変換の位置を再び与えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第一決定フィルタ内の相関関数の極限値は確定された相関閾値と比較され、対応した相関閾値の超過或いは下回りの際にのみコード信号の明暗変換の存在が確認されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
コードトラックの検出されて写像されたセグメントが同じことを意味するビットマスターに変換されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
折り畳み作用の第二相関フィルタ内のビットマスターはコードトラックの全角度情報を意味する基準ビットマスターを受けられて、現実のコードワードとして基準ビットマスターとのビットマスターの最高の一致の位置が検出されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
相関フィルタ内には、ビットマスターから基準ビットマスターにより相互関数が形成され、その絶対最高値は基準ビットマスターとのビットマスターの最高の一致の位置を与えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第二決定フィルタ内の相関関数の絶対最高値は確定された相関閾値と比較され、相関閾値の超過の際にのみ相関関数の最高値によって角度値が有効なものとしてマークされることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源と多数の光電式変換要素とを有するセンサーアレイを包含する送受信ユニット並びにこのユニットに対して回転自在に配置されて角度値の一義的で単線の符号を有するコード担体によって自動車の操縦ハンドルの回転角度、特に角度状態を絶対決定する方法であって、この場合に符号に関連するセグメントがセンサーアレイ上に写像されて、センサーアレイの出力信号が現実の角度値に一致するコードワードを検出するように評価される決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
操縦角度と呼ばれる操縦ハンドルの絶対角度状態は、自動車の場合にはこの値を走行動的制御システムに作用し得るために必要とされる。そのような走行動的制御システムは前記操縦角度値の他に、別の測定データ、およそ自動車の車輪回転数或いはその自動車の高軸を中心とする回転を得る。一方では、操縦角度ストッパが、他方では、操縦速度が必要とされるならば、それによりこの値は他の検出されたデータと一緒に走行動的制御システムによって評価され、アクチュエータ、例えばブレーキ及びエンジン管理部又はそれらのいずれか一方を制御するように変換され得る。
【０００３】
ドイツ特許出願公開第４０２２８３７号明細書（特許文献１）から、そのような方法を実施するのに適した操縦角度センサーが知られている。この文献に記載された操縦角度センサーは、電子式制御装置並びに二つの平行で且つ互いに間隔をおいて配置された要素、即ち一つの光源と列センサー、並びに光源と列センサーの間に配置されて操縦ハンドルと固定式に連結されたコード円板から成るセンサーユニットを包含する。符号としてこのコード円板には、３６０°にわたり拡がり、光スリットとして形成されたアルキメデス螺旋が設けられている。一定の操縦停止における列センサーの対応する変換要素の露光によって、今日の操縦角度調整に関する開示が得られる。符号として使用されたアルキメデス螺旋は連続的に延びて形成されているので、この螺旋はアナログ符号と見做され得る。しかし、同じ配列により、同様に良くコード円板上のディジタル符号が読み取られる。
【０００４】
ドイツ特許出願公開第１９７５８１０４号明細書（特許文献２）から、特許請求項１の上位概念による回転角度の絶対決定方法が知られている。この予め知られた方法では、センサーアレイの出力信号は鋭く一般にフランクと呼ばれる信号変更の評価によってコントラスト差に変換される。しかし、このコントラスト差は角度情報を表示する黒白マスターと比較されるので、マイクロ制御器によって解読される。
【０００５】
この予め公知の方法は、確かに基本的に、試行された角度値を検出するけれども、各種の信号障害における非常に高い感受性を実現する課題を解決することができる。それで、例えば、光学システムの汚染は追加的陰影投射を生じさせ、その陰影投射は同様に電気出力信号内にフランクとして外部に且つそれにより追加的に符号と一致しないコントラスト差を惹起する。特に自動車に使用の場合には、センサーアレイの出力信号内の追加的フランクを引き起こす電磁的障害が生じる。しかし、評価方法はまさにそのようなフランク或いはこのフランクから誘導されたコントラスト差の認識と評価に基づいているので、そのような障害インパルスは対応する誤差測定を導く。この種の誤差測定は確かに対応して構成された経過によって経過から生じる測定結果を信頼性検査するために認識され得るけれども、この測定結果の修正はできない。
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第４０２２８３７号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１９７５８１０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それ故に、この論議された先行技術から出発して、この発明の課題は、異物影響に対する一義的に増加した鈍感性が特に汚染或いは電磁式障害インパルスによって達成されるように、前記種類の方法を再現することを基礎としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、この発明によると、センサーアレイの出力信号が第一相関フィルタにてコードトラックの写像されたセグメントを再構成するために基準信号との折り畳み作用を受けることによって解決される。
【０００８】
好ましくは、 基準信号は理想化されたコードから成る短い区分を意味する。
【０００９】
特に確実にこの評価は、相関フィルタでは、センサーアレイの出力信号と基準信号とから相関関数が形成され、その関数の極限値はコード信号の明暗変換の位置を与える。この相関関数の極限値は第一決定フィルタにて確定された相関閾値と比較され、対応する相関閾値の超過或いは下回りの場合にのみ、コード信号の明暗変換( Hell-Dunkel-Uebergaeng) の存在が確認される。
【００１０】
コードトラックの検出されて写像されたセグメントは同じことを意味するビットマスターに変換され、次に、この両ビットマスターが第二相関フィルタにて折り畳み作用を受けるので、現実のコードワードはコードトラックの角度情報を意味する基準ビットマスターとこのビットマスターの最良の一致の位置として検出される。
【００１１】
特に好ましくは、この折り畳み作用の結果として相関関数が形成され、その関数の絶対最高値は基準ビットマスターとの最良の一致の位置を与える。
【００１２】
安全性の更なる改良は、相関関数の絶対最高値が第二決定フィルタにて確定された相関閾値と比較されて、相関閾値の超過の場合にのみ、相関関数の最高値によって角度値が有効なものとしてマークされることによって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の別の利点と構成は、 別の従属請求項の構成部材並びに一実施例の次の詳細な説明であり、方法の経過のブロック線図を示す添付された唯一の図を参照しながら説明される。
【実施例】
【００１４】
この実施例の場合には、 角度値のディジタル符号を意味するコードトラックを有するコード担体が光電式送受信ユニットに対して回転自在に支承される角度センサー配列装置が提供されている。この場合に、コードトラックは０度から３６０度までの角度値の一義的な符号を意味し、送受信ユニットの受信器が多数のホトダイオードから形成された列センサー、 所謂ホトダイオードアレイ（ＰＤＡ）によって形成される。この例では、ＰＤＡが使用され、１２８個の個々のピクセルと呼ばれるホトダイオードを有する。このＰＤＡはそれに付属した光送信器によって、およそ照明ダイオードは符号をえ含有するコード担体によって照明される。この場合に符号は例えば光透過性中断のシリーズによって不透過性材料から成るコード担体によって実現される。この符号の半径方向照射の場合には、これは対応するコード担体のシリンダ外面上の循環トラックとして実現される、軸方向照射の場合には、コード円盤上の一定平均半径をもつ円環状トラックとして実現される。
【００１５】
この符号の照射によってＰＤＡ上に対応する角度位置を表わす光分布が写像される。角度符号化の所望の分解度並びにその他の幾何学的関係に応じてＰＤＡ上の符号の写像の最小構造幅が生じる。それによってここでＰＤＡ上の光分布の二つの明暗変換間の最短間隔が示されるべきであり、この間隔は、観察された実施例では、コード担体上の一度の角度間隔或いはＰＤＡ上のおよそ１０ピクセルの長さに一致する。
【００１６】
光分布によって生じたＰＤＡの出力信号は、この出力信号から基礎になっている角度情報が検出されるこの方法の出力点を形成する。
【００１７】
所望の情報のほかに、種々の障害を含み得るＰＤＡ信号は、そのためにフィルタ機能ＲＳＫをもつ第一相関フィルタＫＦ１内で折り畳まれ、その機能はＰＤＡ信号から明暗マスター、即ち写像された符号部分を再構成し、その他にＰＤＡに関する幾何学的位置を決定することを可能とする。そのために使用されたフィルタ機能ＲＳＫは可能なコードシリーズの比較的短い区分を意味する基準信号曲線である。この場合には選択された部分は３６０度にわたる全コードシリーズより明らかに短いけれども、コードトラックのすでに述べた最小の構造幅より長い。この場合には、例えば段階機能が重要であり、この際に段階の幅が最小構造幅に一致するか、或いは対応する最小幅では、およそ中心に明暗変換に対応する信号ジャンプを有するジャンプ機能が重要である。
【００１８】
このフィルタの成果は、その際立った極限にて明暗変換のシリーズに関する並びにＰＤＡに関する位置に関する情報を含有する第一相関関数「信号」である。場合によっては障害影響を排除できるために、変換の積極的認識のために、相関関数「信号」用の閾値が定義されている。この閾値に応じて、 第一決定フィルタＥＦ１ではこれら最小或いは最高を超過しない或いは下回らない曲線の最小或いは最高は明暗変換として評価されない。ＰＤＡに関する検出された明暗変換の位置がメモリー「位置」にて記憶装置に入力され、 検出された角度値を後に修正するように使用される。
【００１９】
ＰＤＡ上に写像された符号区分に関する前記形式に得られた情報は、これを表現するビットマスターに変換される。この場合に、コードトラックの最小構造幅がピクセルにておよそ知られているので、それぞれ一ビットがこの最小構造幅に一致するビットマスターへの変換が難なく可能であるという事情のために利用する。しかし、この代用として、ＰＤＡ上の写像の今日の最小構造幅を検出し、この検出された大きさにより別の評価を実施することが可能である。この方法の追加的分枝は、この発明による方法の好ましい再現の対象であり、基本関数の表示に関連して説明される。
【００２０】
この基本関数では、別の工程では、以前に記載されて得られた第二相関フィルタＫＦ２内のビットマスターが全符号を３６０度にわたり表現する基準ビットマスターＲＢＭと第二相関関数「コード」を発生させるために折り畳まれる。この第二相関関数「コード」はＰＤＡ上に写像されたコード区分が全符号に関して存在する情報を含有する。当該個所では、相関関数「コード」は際立った最高値を有する。ここでは、障害影響を回避するために、或いは得られた角度値の信頼性に関する供述に合せるために、再び相関閾値を確定し得る。それ故に、第二相関フィルタＫＦ２では、相関関数「コード」の最高値がこの閾値を超過し、成果値に対応して特徴とされるか否かが検出される。
【００２１】
検出されたコード値は、コード担体上の符号の最小構造幅、選択された例ではつまり一度に一致する分解度をもつコードトラックの位置を再生する。しかし、写像されたコード部分に関する情報の他に、ＰＤＡに関するこの区分の位置が知られており、しかもピクセル精度、その上さらにサブピクセル精度を備える。この情報は前もってメモリー「位置」に入力されて、今は自由に処理できるので、検出されたコード−角度値はこの情報によってなお一回訂正され、およそ十分の一度の分解度をもつ全角度値に対して清算され得る。
【００２２】
精度の更なる改良は、既に要求された方法の追加的分枝によって達成され得て、それによりＰＤＡ上の写像の今日の最小構造幅が検出される。即ち、このＰＤＡ上の写像の今日の最小構造幅はコード担体上のコードトラックの確定した構造によってばかりではなく、全光学的光線路の幾何学によっても影響される。それで、コード担体の製造における公差の他かに、コード担体の支承の半径方向及び軸方向公差がこの構造幅上に惹起され得て、しかも、これは角度状態から角度状態まで少なくとも容易に異なり得る。
【００２３】
この方法の分枝の出発点は、ＰＤＡ上の明暗変換の公知の位置である。この種の符号に基づいて、それぞれ二つの連続する明暗変換の間の間隔がＰＤＡ上の写像の最小構造幅のそれぞれ正確に一つの整数の倍数に一致するにちがいない。公知の位置を一定間隔のラスターに記録する直線的回帰によって、今日の構造幅が検出され得て、この構造幅は最も良くこの状況において理想の関係を再び与える。この今日の構造幅の寸法を与える最小正方形誤差をもつ適合した直線の上昇の外に、この直線の軸線部分はコードの幾何学的位置をＰＤＡとの関係で再び与え、しかもサブピクセル精度を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この方法の経過をブロック線図で示す。
【図１】
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