专利名称：用于确定位置减时间的方法和电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于实现简单地确定复杂指令序列中的位置减时间(Position-Minus-Zeit)的机制的电路装置及相对应的方法。
背景技术：
在目前公知的发动机控制设备中，常常只有复杂的软件架构和非常复杂的调节算法可供使用，这些复杂的软件架构和非常复杂的调节算法需要相当多的计算资源。可供使用的调节算法在此通常必须处理高度动态的输入数据和计算输出参量，所述输出参量也一同包含相应执行器的物理特性。这种输出参量例如在激励(Ansteuerung)执行器的情况下是执行器的惯性或延迟特性，所述执行器的惯性或延迟特性使得需要例如在发动机到达要 出现事件的特定旋转角之前的确定的时间触发该事件或与此联合的操作。发动机在此根据加速或延迟而不同地快速转动，使得再度与此有关地在另一时刻到达该旋转角(位置)。与该旋转角关联的时刻因此根据参数的改变而改变。所谓的位置减时间计算允许预测从当前时间参数和/或状态参数出发，何时到达在其中要执行或必须触发所计划的要执行的操作状态。例如可设想的是，在喷油泵的情况下，根据发动机的相应加速和/或延迟始终可以只在与喷油泵耦合的轴的确定的角度位置中进行相应喷射，使得从轴的瞬时当前状态出发可以预测何时到达相对应的角度位置，以致接着可以进行喷射。然而，在这种情况下，要考虑执行器的上述惯性或延迟特性，并且此外还要考虑影响要执行的操作的所有参数(譬如发动机本身的加速或延迟)的整个状态。目前为止，所谓的位置减时间计算通常用软件来执行并且其特点在于，位置减时间计算被重新计算，直至知道最佳的位置/时间值。然而，这要求可供系统使用的CPU的中断特性快并且此外还要求对计算时间的大需求。当存在高发动机转速时，那么这尤其是成为问题。
发明内容
在该背景下，本发明的任务现在是弥补基于软件的位置减时间计算的上述缺点，并且与此相对即使在高发动机转速的情况下也提供了对相对应的值的可靠计算，而且同时使可供该系统可用的CPU在最大程度上从高中断负荷和复杂的计算中解脱。在该背景下提供了一种根据权利要求I所述的电路装置和一种具有权利要求8的特征的相对应的方法。根据本发明所设置的电路装置以及根据本发明所设置的方法也例如可以以进行数据处理的架构来实施，并且以适当的方式减轻可供进行数据处理的系统使用的CPU的负荷。根据本发明所介绍的电路装置以及根据本发明所介绍的方法的适当的实施形式从相应的从属权利要求和说明书中得到。发明核心和优点根据权利要求1，提供了一种用于预测至少一个要执行的操作的坐标(Koordinate)(譬如时刻或角度)的进行数据处理的系统的电路装置，其中该预测与至少一个输入信号(譬如传感器轮(Geberrad)的传感器信号)联系在一起并且与预给定的第一时间值和与至少一个预给定的表示其他物理量的第一值有关。所提供的电路装置被配置为在所述至少一个输入信号每次改变时，借助相应的当前的时间参数和/或其他状态参数(譬如转速)分别根据第一值来计算第二时间值；并且在形成第三时间值的情况下从第二时间值中减去第一时间值；和/或根据第一时间值计算第二值并且在形成第三值的情况下从第一值中减去第二值，以便根据第三时间值和/或第三值确定在其中要触发所述至少一个操作的状态。预给定的第一时间值例如可以是延迟持续时间，该延迟持续时间反映了相对应的执行器的惯性。该延迟持续时间和/或第一时间值在计算和/或预测何时要触发操作的情况下予以一同考虑。其他物理量的预给定的第一值例如可以是轴的预给定的角度位置，在该轴的预给定的角度位置中要执行所述要执行的操作。可以的是，要执行的操作可以只在相对应的轴的一个或数个特定的角度位置中被执行，使得这些角度位置相对应地被预给定并且分别作为这里所述的预给定的表示其他物理量的第一值而进入计算。因此，例如从当前时间值和/或当前角度位置出发可以确定，首先在不考虑执行器的惯性和/或延迟持续 时间的情况下何时到达轴的确定的(即与预给定的第一值相对应的)角度位置，由此确定第二时间值。但是，现在如果根据第一时间值还附加地考虑延迟持续时间，则该第一时间值必须从所计算的第二时间值中被减去，以便能够确定根据第三时间值停留哪个持续时间，直至必须开始或触发所述要执行的操作。这样的确定可替换地可以也从第一时间值出发而被执行，即通过如下方式被执行基于第一时间值根据相对应的执行器的延迟持续时间确定在该时间中所经过的角度转动并且随之确定所到达的角度位置，从预给定的角度位置减去所到达的角度位置，该预给定的角度位置说明实际上何时要实施所述要执行的操作，并且因此将预给定一旦到达该角度位置就要开始所述要执行的操作的角度位置作为第三值获得。这意味着，根据所计算的第三值(即第三时间值和/或其他物理量的第三值)可以确定如下状态在该状态下要触发或要开始所述至少一个操作。在所建议的电路装置的可能的实施形式中，此外还设置的是，根据第三时间值确定第三值，或根据第三值确定第三时间值，并且将这些值中的至少一个(即第三时间值或第三值)转发给输出单元。输出单元在此可以是所建议的电路装置的部分，或者也可以在外部以适当方式被耦合到该电路装置上。可设想的是，输出单元被设计为将所获得的第三时间值与时基进行比较和/或将所获得的其他物理量的第三值与其他物理量的相对应的基准进行比较，并且根据这种被执行的比较进行相对应的输出信号的变化。此外还可设想的是，通过该电路装置给输出单元递交第四时间值和/或其他物理量的第四值，以便针对输出信号的变换考虑第四时间值或其他物理量的第四值。在此可设想的是，该电路装置被配置为将至少一个附加的控制信号递交给输出单元，所述至少一个附加的控制信号判定第三值或第四值中的哪个要与时基进行比较或要与其他物理量的基准进行比较。可设想的是，输出单元被配置为输出状态信号，该状态信号给出了关于针对第三值或第四值的判定的信息。此外，在根据本发明所建议的电路装置的另一实施形式中设置的是，输出单元包括控制位并且被配置为根据该控制位将为了执行其他物理量的基准的比较而被配置的比较单元在第一比较模式与第二比较模式之间进行转换，其中在第一比较模式下以(auf)“大于”或“大于/等于”来比较，而在第二比较模式下以“小于”或“小于/等于”来比较。此外，本发明还涉及一种用于预测至少一个要执行的操作的进行数据处理的系统的方法，其中该预测与至少一个输入信号联系在一起，并且与预给定的第一时间值和与至少一个预给定的表示其他物理量的第一值有关。该方法在此包括可以由上面所介绍的并且所建议的电路装置执行的所有步骤。本发明的扩展方案的其他优点从说明书和所附的附图中得到。应理解的是，前面所提及的和下面还要阐述的特征不仅可以以分别说明的组合而且也可以以其他组合或者可以单独地被使用，而不离开本发明的范围。
图I示出了根据本发明的电路装置所基于的用于执行位置减时间计算的结构的实施形式；
图2示出了根据本发明的电路装置的另一实施形式。
具体实施例方式依据附图中的实施形式示意性地示出了本发明，并且参照附解地详细描述了本发明。在此，给出了在结构和功能方面的详细描述。根据本发明所建议的方法和/或根据本发明所设置的电路装置可以例如与多通道定序器(MCS, Multi Channel Sequencer) 10、输出单兀 30 和数字锁相环(DPLL, DigitalPhase Lock Loop) 20相组合地被实施。该架构作为用于根据本发明所建议的电路装置的可能的实施形式在下文更详细地予以描述。这意味着该电路装置在该实施形式中包括处理单元，譬如多通道定序器10、DPLL单元20和输出单元30。为了能够执行要执行的操作，例如首先必须确定所期望的要采用的位置值，在该位置值要执行所述操作，并且确定相对应的时间上的超前值。所期望的要采用的位置值在此分别通过其他物理量的第一值来表示。时间上的超前值分别对应于第一时间值。为了预给定这些值，可供系统使用的CPU (中央处理器(Central Processing Unit))分析相对应的边界条件，譬如转速、温度、电池电压、轨压(Rail Druck)和排气值。相对应的值以及边界条件也被传送给多通道定序器MCS 10o MCS 10接着判定，是否要实行由于可能占优先地位的条件(时间值或角度值可能已经处在不久的将来，使得计算结果很晚才会存在)而引起的直接操作，并且在该情况下直接通过相对应的路由单元(ARU-高级路由单元(AdvancedRouting Unit))将值发送到输出单元30 (ATOM-高级定时器输出模块(Advanced TimerOutput Module))。MCS 10至ATOM 30的输出在图I中象征性地通过信号路径13示出。当与此相对需要位置减时间计算(即当还有足够时间用于计算时)时，多通道定序器10将位置值和时间值通过路由单元(ARU)发送到所示出的DPLL单元20。MCS 10至DPPL单元20的输出在图I中象征性地通过信号路径12示出。DPLL单元20根据预给定的位置值(譬如作为所述的第一值的角度值)和在DPLL单元20中确定的转速信息(最后两个相关的输入变化的时间间距)来计算时间值，在该时间值上会存在角度值或位置值，并且根据例如延迟持续时间从该时间值中减去预给定的第一时间值。这样计算的第三时间值现在对应于如下时间值在该时间值之后要开始和/或要触发所述要执行的操作，以便接着实现在作为预给定的第一值的预给定的位置值或角度值上实际上执行所述要执行的操作。可替换地，也可能的是，根据第一时间值从预给定的时间值确定第二角度值或位置值，所述第二角度值或位置值要从第一角度值中减去，以便因此获得第三角度值，该第三角度值说明了直至哪个位置才必须开始所述要执行的操作，以便在预给定的角度值处根据第一值实际上执行该操作。DPLL单元20可以将所计算的第三时间值和/或同样与该时间值相关的所计算的角度值作为第三值通过路由单元(ARU)提供给输出单元30使用。DPLL单元20至ATOM30的输出在图I中象征性地通过信号路径23示出。在此，在DPLL单元20与ATOM 30之间的连接也可以间接地通过MCS 10来进行，如在图2中象征性地通过信号路径21和13示出的那样。为此，DPLL单元20的输出值首先借助象征性示出的信号路径21被传输到多通道定序器10，并且接着在多通道定序器10必要时也已修改了数据之后，多通道定序器10通过象征性绘出的信号路径13将数据传输到 输出单元30。输出单元30可以基于第三时间值或第三角度值生成相对应的输出信号，该输出信号给出了关于何时、即在哪个位置或在哪个时刻要开始所述要执行的操作的认识。在从DPLL单元20经由多通道定序器10到ATOM 30的通路上，多通道定序器10也可以用其他角度值替换第三时间值或用其他时间值替换第三值。输出单元的输出象征性地通过图I和图2中的信号路径50示出。然而可能的是，因为例如由于加速或延迟而引起的转速的改变，所以前面所述的所做的计算或多或少偏离现在实际上存在的条件。因此可以设置的是，在DPLL单元20中分析每个信息，所述信息允许精密化并且由此使预测更精确。这样，例如曲轴的传感器轮的新值适于准确地表达转动时间信息以及由此相对应的预测值，所述预测值被用于及时开始要进行的操作。这些值作为输入信号40可供DPLL单元20使用。如果根据第三时间值的所计算的时间值按照所建议的电路装置处于将来，则因此利用每个新的输入信息进行重新计算，使得最后输出的输出信号通过输出单元始终与当前条件最佳地相适配。要保持(festhalten)的是,DPLL单元20不判定是否需要对通过其所计算的值(即时间值或位置值或其他物理量的值)作出反应，而是将(必要时也以还不精确的形式的并且远远地处于将来的)所计算的值寄送给输出单元30。在输出单元30中，接着根据所建议的电路装置的实施形式检查是否已到达预给定的位置值和/或时间值，以便接着相对应地随着输出上的信号变化而作出反应。同时，输出单元30始终要求DPLL单元20的新计算的值。此外还可设想的是，通过该电路装置给输出单元30递交第四时间值和/或第四位置值，以便针对输出信号的变化考虑第四时间值或第四位置值。在此可设想的是，该电路装置被配置为将至少一个附加的控制信号递交给输出单元30，所述附加的控制信号判定将第三时间值或第四时间值中的哪个与时基进行比较，或将第三位置值或第四位置值中的哪个与相对应的角度基准进行比较。可设想的是，输出单元30被配置为输出状态信号，这通过图I和图2中的信号路径31来标明，该状态信号给出了关于针对第三相对应的值或第四相对应的值的判定的信
肩、O与其他耦合到路由单元(ARU)上的源和/或模块不同，DPLL单元20也可以被构造为在数据源的意义上的非阻塞式源，所述非阻塞式源也允许多次读取相同信息。由此也可能的是，多通道定序器10和其他单元也从DPLL单元20获取与输出单元30相同的信息，而不必忍受由于否则要设置的广播单元引起的延迟。一旦DPLL单元20已计算新值、即所述的第三时间值和/或其他物理量的值并且这些新值已直接地或间接地被传输到ATOM 30，则自动地将在输出单元30中的新值考虑用于在那里要执行的比较。在输出单元30中，从DPLL单元20方面所传送的值相对于相对应 的值基准被比较。这意味着，所计算的时间值相对于时基被比较，而其他物理量的值相对于 其他物理量的相对应的基准被比较。该比较此后被使用，以便输出相对应的输出信号和/或检查是否必须根据这样的比较来进行输出信号的变化。最后，输出信号的变化通常胜任输入信号的变化和/或改变。这意味着，例如在踩踏加速踏板以加速发动机时作为另外的输入信号例如将输出信号输出给CPU，该输出信号引起最后相对应地在确定的时间喷射更多的动力燃料，如随后还更准确地被描述的那样。由此得到的加速通过如下方式在DPLL单元20的输入信号40中反映了出来传感器轮的传感器信号以更高的频率到达。如上面已经提及的那样，当期望更强的加速并且由此要喷射更多动力燃料时，那么必要时也通过可供该系统所用的CPU预给定新的位置减时间值。通过多通道定序器10，那么DPLL单元20获得新值，即使以前所计算的值(即第三时间值和/或其他物理量的第三值)还处于将来，即该系统还未到达。在这期间所修正的值在DPLL单元20中被替换，并且作为第三时间值的新时间值和/或作为其他物理量的第三值的位置值被计算。在此，出于数据一致性原因，只有当在DPLL单元20内恰好不进行计算时，才可能接收新的位置减时间值。此外，只有当存在(譬如曲轴的传感器轮)传感器信号的新输入时，新计算才会开始，因为利用该事件进行不能被错过的其他重要计算。这样例如对输入信号变化直接以针对第二物理单元的基准的脉冲输出来作出反应。但是，如何能够实现直接反应与DPLL单元20的实施方案有关。只有在已进行计算之后，才有足够的时间来计算新的时间值和/或位置值，直至又必须考虑新的输入事件。但是，DPLL单元20的如下实施方案也可能根据第一计算可以持续地处理新位置时间值，而与在中间时间中是否出现新的输入信号变化无关。所计算的第三时间值和/或位置值在非阻塞式实现的情况下通过路由单元(ARU)针对输出单元30被提供，直至所计算的时间值位于过去，或曾到达其他物理量的所计算的值(譬如位置)。接着，通常不再输出值，直至新的位置减时间预给定已导致新计算。在阻塞式实现的情况下，每个新计算的值仅被提供一次。一旦该值例如曾被ATOM 30获取，则该值不再被提供，直至基于新的输入信号或新的位置时间值已进行新计算。也可能的是，将相应的所计算的时间值换算成相对应的位置值并且接着将所计算的位置值从预给定的位置值中减去。以后接着在输出单元30中检查是否到达所计算出的位置值。为了能够很晚介入位置减时间计算和输出基于此的输出信号的流程中，必须使相对应的CPU有可能直接通过输出单元30来控制输出。为此，在输出单元30中设置闭锁机构，该闭锁机构能够中断从路由单元(ARU)持续再加载值并且代替此可以接受CPU的值。为了 CPU如此地介入输出单元的过程中，存在写询问位WR_REQ，该写询问位WR_REQ在CPU例如想要将新比较值写入输出单元30的运算寄存器中时将CPU置位。然而，在此，输出单元30已从路由单元(ARU)得到的并且通过被置位的数据当前位(DV-data valid (数据有效))来表征的比较值没有被丢弃，而是输出单元30此外还就存储在相对应的比较寄存器中的比较值进行比较，但不请求路由单元(ARU)的其他较新的比较值。CPU现在可以将新比较值写入输出单元30的影子寄存器中并且通过强制更新位(FORC_UPDATE)用信号通知输出单元30 :该输出单元可以在相对应的比较寄存器中接收所述比较值。当所述的写询问位WR_REQ被置位并且附加(zuschlagen)比较事件时,输出单元30阻塞对影子寄存器和比较寄存器的所有写访问，并且当前的时间值和位置值被接收到影子寄存器中。当CPU还未将所述的强制更新位(F0RC-UPDATE)置位时，这通过写失败位(WRF-write failed (写失败))来显示和/或用信号通知。WR_REQ和DV位在比较事件中被相对应的硬件复位。CPU可以识别出当位WR_REQ、DV和WRF在其强制更新询问之后未被置位时，该CPU的稍后对比较值的“更新”曾成功。如果WRF位被置位，则CPU在其强制更新的情况下 曾不成功。此外还可能的是，使用尤其是不仅针对前进过程而且针对后退过程的位置值的计算。输出单元的针对时基的比较值与存在前进过程还是后退过程无关。然而这并不适用于位置值及其相对应的基准，因为位置值及其相对应的基准在后退过程中越来越小。也就是说，为了能够与针对将来而预给定的位置进行比较，因此必须在后退过程中以“小于”或以“小于或等于”来比较，而在前进过程中以“大于”或“大于或等于”来比较。附加的控制信号被设置为显示方向并且由此进行在输出单元中提供的比较模块的转换。当DPLL单元20的角度时间计算涉及要比较的时间值时，那么只有在必要时也被计算的位置作为其他物理量的值的要做的比较的情况下才没有得到相对于前进过程的改变。
权利要求
1.一种用于预测至少一个要执行的操作的坐标的进行数据处理的系统的电路装置，其中预测与至少一个输入信号联系在一起并且与预给定的第一时间值和与至少一个预给定的表示其他物理量的第一值有关，其中该电路装置被配置为在所述至少一个输入信号每次改变时借助相应的当前的时间参数和/或其他状态参数分别根据所述第一值来计算第二时间值，并且在形成第三时间值的情况下从所述第二时间值中减去所述第一时间值，和/或根据所述第一时间值计算第二值，并且在形成第三值的情况下从所述第二值中减去所述第一值，以便根据所述第三时间值和/或所述第三值确定要触发所述至少一个操作的状态。
2.根据权利要求I所述的电路装置，其中，该电路装置此外还被配置为根据第三时间值确定第三值或根据第三值确定第三时间值，并且将所述值中的至少一个、即第三时间值或第三值转发给输出单元(30)。
3.根据权利要求2所述的电路装置，其中，输出单元(30)被配置为将第三时间值与时基进行比较和/或将第三值与其他物理量的基准进行比较，并且根据这种比较进行输出信号的变化。
4.根据上述权利要求之一所述的电路装置，其中，该电路装置此外还被配置为将第四时间值和/或第四值递交给输出单元(30)，以便针对输出信号的变化考虑所述第四时间值和/或所述第四值。
5.根据权利要求4所述的电路装置，其中，该电路装置被配置为将至少一个附加的控制信号递交给输出单元(30)，所述至少一个附加的控制信号判定第三值或第四值中的哪个与时基进行比较或与其他物理量的基准进行比较。
6.根据权利要求5所述的电路装置，其中，输出单元(30)此外还被配置为输出状态信号，该状态信号给出了关于针对第三值或第四值的判定的信息。
7.根据权利要求2至6之一所述的电路装置，其中，输出单元(30)包括控制位并且被配置为根据控制位将为了执行针对其他物理量的基准的比较所配置的比较单元在第一比较模式与第二比较模式之间转换，其中在第一比较模式下以“大于/等于”来比较，而在第二比较模式下以“小于或等于”来比较。
8.一种用于预测至少一个要执行的操作的坐标的进行数据处理的系统的方法，其中预测与至少一个输入信号联系在一起并且与预给定的第一时间值和与至少一个预给定的表示其他物理量的第一值有关，其中在所述至少一个输入信号每次改变时借助相应的当前时间参数和/或其他状态参数分别根据所述第一值来计算第二时间值，并且在形成第三时间值的情况下从所述第二时间值中减去所述第一时间值，或根据所述第一时间值计算第二值，并且在形成第三值的情况下从所述第二值中减去所述第一值，以便根据所述第三时间值或所述第三值来确定要触发所述至少一个操作的状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，根据第三时间值确定第三值或根据第三值确定第三时间值，并且所述值中的至少一个、即第三时间值或第三值被转发给输出单元，其中在输出单元中，第三时间值与时基进行比较和/或第三值与其他物理量的基准进行比较，并且根据这种比较进行输出信号的变化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，至少一个附加的控制信号被递交给输出单元，所述至少一个附加的控制信号判定第三值或第四值中的哪个与时基进行比较或与其他物理量的基准进行比较，并且由输出单元输 出给出关于针对第三值或第四值的判定的信息的状态信号。
全文摘要
本发明涉及一种用于预测至少一个要执行的操作的坐标的进行数据处理的系统的电路装置，其中预测与至少一个输入信号联系在一起并且与预给定的第一时间值和与至少一个预给定的表示其他物理量的第一值有关，其中该电路装置被配置为在所述至少一个输入信号每次改变时借助相应的当前时间参数和/或其他状态参数分别根据第一值来计算第二时间值，并且在形成第三时间值的情况下从第二时间值中减去所述第一时间值，和/或根据第一时间值计算第二值，并且在形成第三值的情况下从第二值中减去第一值，以便根据所述第三时间值和/或第三值确定要执行所述至少一个操作的状态。
文档编号F02D41/40GK102812405SQ201180016770
公开日2012年12月5日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月31日
发明者E.贝尔, R.巴托洛梅, S.施密特, A.亨佩尔, D.托斯, A.默克 申请人:罗伯特·博世有限公司