缸活塞单元和持续地检测该单元的缸和活塞之间的相互位置的方法_3

文档序号:9713326阅读:来源:国知局
(阶段211),例如在希望增大系统分辨率的情形中利用线性插值来插值。如果期望的话,对信号的最大和最小幅值之间被如此插值的对比进行调节(阶段212),例如如果该对比低于例如被预设等于Vcc/2的特定阈值的话。应容易理解的是,采用此种对比调节,可例如与杆5a的磨损相关的因素独立地对信号87进行细化,而杆的磨损会导致随着时间的推移在检测装置的输出处发出的信号/多个信号S7所具有的不同光学对比区域(sil、si2、si3等)之间的幅值差总是较低。
[0074]附加地或替代地,应容易理解的是,本领域技术人员会认为,在根据本发明的方法的阶段中,利用如下附加的细化技术来细化信号s7:例如,对应的CCD传感器的像素上几何变形的校正、将一些Si区段描绘在存储器中、更容易并且快速地识别作为基准的s7信号的区段、研究s7信号的最小值、引入偏差来补偿杆5a上可能标记的不均匀性(这不可避免地反应在对应所获得的信号s7等等上)。
[0075]在如此预细化的信号上,利用基准s7’在图5b上的指示则识别出参考编号C(阶段213)并且更具体地认识到光学对比区域sil、si2、si3等。
[0076]参照图4,上述识别利用信号基于至少一个阈值的分级来执行。在所说明的识别示例中是两个的这些阈值包括接近系统的饱和电压Vcc的最大阈值SH和例如等于3Vcc/4的最小阈值SL。
[0077]如果信号s7’具有大于SH的幅值,则可识别为光学对比区域si2。
[0078]如果信号s7’具有小于SL的幅值,则可识别为光学对比区域sil。
[0079]如果信号s7’具有中间幅值,则相对地分级为sil和si2之间的过渡区域。
[0080]根据上述分级,在检测装置输出中的信号s7转换成具有歩阶的电信号,该电信号表示成垂直上升和下降边缘并且标示为基准s7”。
[0081 ]该信号s7”进一步在阶段220处细化。
[0082]阶段220考虑在前述阶段中识别的区段之间光学对比区域sil、si2、si3等的延伸度在信号s7”上的测量值,其结果(或多个)完全表示在信号s7’中,这是因为如上所述,系统的几何形状例如开始它们的延伸度dsil、dsi2、dsi3等,从而可仅仅返回至属于参考编号C中的区域(或多个)的区段。
[0083]在特定的情形中,即其中参考编号C所包括的区段Si中仅仅获得两个光学对比区域sil和si2,完全表示在信号s7”中的光学对比区域dsil、dsi2的延伸度在阶段221处、根据信号s7”的上升边缘和紧接着的下降边缘(在si2的情形中,分别是si2a和si2b)之间的距离计算(阶段222处)、反之亦然即根据信号的下降边缘和紧接着的上升边缘(在sil的情形中,分别是s i la和s i lb)之间的距离计算得以确定。
[0084]差值过程允许识别歩阶信号s7”的上升和/或下降边缘的位置。根据图5c,信号S7”例如对应于CCD传感器的第一像素的初始部分与一个或多个参考数值相比较,以确定其是否与参考编号C的标记区段(sil或si2)相关。
[0085]如果信号s7”的初始部分例如被认为是光学对比区域sil,则信号s7的将被确定的上升和/或下降边缘会被考虑为相邻的光学对比区域,并且在所示出的制造示例的特定情形中,这些上升和/或下降边缘考虑光学对比区域si2(参见图5c)。相反,如果信号s7”的初始部分考虑光学对比区域si2,则确定相对于相邻区域或多个区域sil的上升和/或下降边缘。最后,在信号s7”与光学对比区域sil和光学对比区域si2或反之亦然之间的过渡区域相关的情形中,检测装置7会确切地检测信号的上升或下降边缘,因此,该系统会继续对信号s7”上的紧接着的上升和/或下降边缘进行个性化。一旦信号s7”的上升和/或下降边缘的位置是已知的,则显而易见的是确定所识别的相关光学对比区域的延伸度dsil或dsi2的差,并且因此通过比较确定参考编号C的该区域或这些区域所属于的第i区段Si(阶段223)。
[0086]一旦注意到由检测装置7检测到标记C的所述区段,则可根据传感器装置7b的分辨率(R)和相关联的可能缩放因子(FZ)来确定与缸活塞单元的缸和活塞之间的相互位置相关联的指数P。
[0087]该指数P实质上对应于在该时刻(瞬时t)缸活塞单元的活塞与其基准位置相比所位于的距离,并且由以下公式给出:
[0088]P|t = (SiX(d7CXFI))+sila) X(R/(FZXFI))
[0089]其中:
[0090]-Si指代与检测装置的检测区域7c相对应的识别区段,在阶段223处,
[0091 ] -D7c是C⑶传感器的检测区域的幅值(以像素表示),
[0092]-Sila是以像素表示的细化信号的上升边缘的位置;
[0093]-R是检测装置的分辨率;
[0094]-Fz是缩放因子;
[0095]-Fi是插值因子。
[0096]显然,在如上所述的信号插值的情形中,d7c会乘以对应的插值因子Fi,例如等于x2,例如缩放因子Fz那样。
[0097]示例
[0098]给出256像素的C⑶类型传感器装置(其中,每个像素具有等于63.5um的延伸度)以及例如等于2倍的缩放因子(与活塞杆的弯度并且与发射器(或多个)7a的形貌相关联),则检测装置7c的检测区域的幅值d7c近似等于63.5umX256像素= 16mm。
[00"] 在缸活塞单元的杆上获得的每个区段Si的幅值dSi则几乎等于16mm/2 = 8mm。
[0100]假定每个区段Si由两个光学对比区域sil和si2构成,则这些区域在每个区段Si中的延伸度总和dsil和dsi2根据本发明会小于或等于8mm,例如等于7.5mm,从而可对应于检测区域7c清楚地区分在活塞行进到缸1的过程中从一个区域向另一区域的通行。
[0101]假定参考编号C沿着在缸活塞单元的杆上等于240mm的长度段dC延伸,则编号C的区段Si的数量等于240mm/7.5mm = 32。
[0102]属于相邻区段的两个对应区域sil或si2之间的延伸差例如等于0.1905mm,实际上对应于6CXD传感器像素。
[0103]实际上,采用其中每个像素具有63.5um的延伸度以及2倍的缩放因子的256像素CCD类型的传感器装置,会得出0.1905mm= 190.5um/(63.5/2) = 190.5/31.75 = 6像素。此外如果期望2倍的插值因子,则属于相邻区段的两个对应区域sil或si2之间的延伸差会等于6像素X2 = 12像素。
[0104]采用此种构造,则参考编号C设有32区段,每个第一区段S1考虑等于1mm的延伸区域sil(对应区域sl2具有例如等于7.5mm-lmm = 6.5mm的延伸度)。属于相应区段S2、S3、S4等的对应光学对比区域s21、s31、s41等会具有从一个区段向下一区段增大0.1905的延伸度,直到在最后区段S32中具有等于lmm+(0.1905mmX31 ) = 7.096mm的延伸度为止,近似地对应于可由传感器装置7b检测的14mm。
[0105]采用该构造,例如利用2倍的Fi因子对所获得信号s7进行线性插值,则缸活塞单元中的缸和活塞之间的相互位置在给定的瞬时t由以下公式表示:
[0106]p|t = ((Si x(d7C x FI))+sila)x(R/(FZ x FI))
[0107]也就是
[0108]PIt[um]=((Si x(255x 2))+sila)x(31.75/2))[um]
[0109]容易理解的是,根据本发明的方法持续地执行并且因此随着活塞在缸内一点点行进、即沿着缸相对于其基准位置移动,指数P 11部段上升。
[0110]在由以下权利要求所限定的保护范围内,可对上述缸活塞单元和方法进行多种修改和变型。
[0111]例如,首先在激活检测装置7的初始阶段100,可提供检测装置7和数据控制和细化单元8的校准阶段。
[0112]此外,检测装置7的输出处的信号7的对比调节能由数据控制和细化单元14通过能由该数据控制和细化单元14执行的指令或者人工实施。在该第二情形中,根据本发明的缸活塞单元包括合适的光强度调节装置,该光强度调节装置在使用中调节由发射器装置7a输送的光强度。
[0113]为了调节检测装置7的输出处的对比信号s7,人工作用是可能的或者可通过能由数据控制和细化单元8执行的指令在入射到杆5a的光辐射RL的方向上或者在像素积分时间上执行。
[0114]最后应理解的是,在参考编号C在每个区段Si中包括三个或更多个光学对比区域(sil、si2、si3、si4)的情形中,这些编号c会通过这些光学对比区域的耦连或三重接的组合表示在每个区段Si中。这样,在参考编号C沿着活塞杆的相同长度d
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