专利名称：起动装置、接口装置和用于运行起动装置的系统的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行系统的方法，特别是利用用来起动机动车的内燃机的起动装置，其中在所述系统中通过实时通信器件借助于实时接口将用于达到激励装置的激励状态的实时信号从控制装置传输至激励装置。本发明还涉及用于控制装置或激励装置的接口装置，它们尤其分别设计用于机动车的、起动内燃机用的起动装置，其中接口装置具有实时接口，该实时接口设计用于通过实时通信器件将实时信号从控制装置传输至激励装置以用于达到激励装置的激励状态。本发明还涉及一种用于特别是机动车用的内燃机的起动装置，该起动装置具有包括控制装置和激励装置的系统，该控制装置和激励装置分别借助于实时接口通过实时通信器件相耦合以用于传输实时信号，其中为了达到激励装置的激励状态可将实时信号从控制装置传输至激励装置。本发明还涉及一种计算机程序产品。
背景技术：
已知了一种用于机动车中的内燃机的起动装置，其中为了起动内燃机，起动机马达通过下述方式与内燃机耦合起动机小齿轮借助于接通继电器接合到内燃机的齿圈中，且为了开动内燃机，起动机马达借助于配电继电器供电。DE 10 2009 028 294描述了一种用于起动内燃机的起动装置，其中借助于马达控制装置通过硬件接口激励单独的驱动器单元，该驱动器单元本身激励起动继电器、启动电流继电器和初级继电器。
发明内容
本发明的目的在于，如此改进开头所述类型的用于运行系统的方法，接口装置、起动装置和计算机程序产品，即通过简单的结构提高例如用于车辆的起动-停止-运行的系统的灵活控制。根据本发明，该目的通过权利要求1、8、9和10的主题实现。从属权利要求定义了本发明的优选的改进方案。本发明的构思是，激励装置和控制装置分别具有数据接口，利用数据通信器件通过数据接口传输数据信息。相应地，本发明的构思还在于，接口装置具有用于数据通信器件的数据接口，控制装置和激励装置可利用数据通信器件相耦合。此外，本发明的构思还在于，在起动装置中控制装置和激励装置分别具有数据接口，控制装置和激励装置通过该数据接口利用数据通信器件耦合。控制装置和激励装置也通过两个不同的数据接口连接，即通过实时接口和附加地通过数据接口。激励装置可以借助于实时信号在控制装置预定的时间段内安全地且在处理时间内可靠地响应以达到确定的激励状态。借助于额外的数据接口可以在不必危害或不必满足时间上的传输特性，尤其是实时信号的实时特性的情况下尤其灵活地传输大量的且在其信息量内波动的信息。此外，可以通过数据接口将诊断信息从激励装置传输至控制装置，例如以便询问或通知当前的激励状态，从而提供系统的运行安全性。因此，可以实现双侧的通信，同时不危害实时信号的可靠传输。数据信息优选比实时信号更缓慢地，尤其也比激励过程的工作周期更缓慢地被传输，从而数据接口和数据通信器件可利用小的结构部件费用和线路费用价廉地实现。此外，可以借助于数据信息来传输用于较高的传输安全性的附加信息，更确切地说在容忍较长的运行时间的情况下。优选实时信号的运行时间最高相应于用于达到激励状态的激励过程的工作周期，尤其相应于激励装置和/或控制装置的工 作周期。由此在用于达到激励状态的激励过程中由于实时信号的传输实现了高精确性的激励可能性。例如，可以通过激励装置和/或控制装置的微型计算机确定工作周期，该微型计算机执行随后说明的计算机程序产品和实现精确到毫秒的激励可能性。对于I位硬件信号或对于脉冲宽度调制的信号来说，数据通信器件和数据接口都可以价廉地且以小的结构部件费用形成。数据通信器件优选设计为总线，尤其是单线的I位总线(Sent总线)，更确切地说尤其设计为双向总线，例如为LIN总线。这种数据通信器件在传统的机动车中广泛使用，并且尤其在借助于机动车的车身的情况下可以作为共同的总体通过简单的线连接价廉地实现。在一种优选的实施方案中，以最高一毫秒的周期传输实时信号和/或利用约100毫秒的运行时间传输数据信息。这样实现了时间上高分辨率的激励或数据信息的不易干扰的传输。优选利用实时信号传输指令信息，指令信息确定了激励状态或者激励状态的改变。一方面优选的是，通过传输用于所有负载的有意的激励作为指令信息，指令信息描述了确定的激励状态。因此，可以与前述的激励状态无关地实现确定的激励状态。此外优选的是，可选地或附加地指令信息描述了激励状态的改变，因此可以考虑前述的激励状态。在此，前述的激励状态的控制可以不是已知的。优选如此以限定的方式、与另外的负载的当前开关状态无关地激励确定的电负载，尤其是确定的开关装置，这通过下述方式实现指令信息包括用于实现确定负载的确定开关状态的信息，且其它负载通过指令信息不受影响地不改变地被激励。因此，可以通过下述方式简化激励和控制，即利用实时信号不传输用于整个激励状态的大量的指令信息，即例如对全部可激励的负载的所有开关状态的描述，而是传输减小的信息量。尤其对于确定的激励持续时间来说，利用实时信号可以接通或切断确定的激励状态。还可以达到根据确定系列的激励状态随后的激励状态，或者开始确定的系列本身，特别是其中确定的系列也包括激励状态的确定的时间过程。因此，实时信号可以作为纯接通信号、转接信号和/或切断信号利用小的技术花费传输，以便以高的时间精确性实现确定的激励状态，即接通或切断。在此，时间过程包括至少一个激励持续时间。此外，尤其可以在激励装置中存储确定系列的激励状态并且可以分别通过实时信号接通通过系列确定的、随后的激励状态，即在系列之内转接。因此，可以通过简单的、可容易地实现的具有小的信息量的实时信号在时间上精确地接通确定的激励状态，通过该实时信号尤其仅传输时间信息，例如触发信号。此外，确定的时间过程尤其也可以存储在激励装置中，更确切地说尤其作为系列的组成部分，例如作为由各自的激励状态和所属的激励持续时间组成的数据对的列表。然后，为了达到用于确定的激励持续时间的确定的激励状态，仅需要接通信号且不需要切断信号作为实时信号，因为各个激励状态的激励持续时间通过时间过程确定。在此，优选利用实时信号根据时间过程在时间上精确地通过下述方式接通由系列确定的激励状态的次序，即由激励装置自动地并进而与时间延迟无关地通过通信器件在时间上精确地接通各个连续的激励状态。也可以如此减小控制装置的控制费用。也可以实现多个一尤其具有或作为分系列的一系列，通过实时信号借助于指令信息有针对性地响应所述系列，以便达到不同次序的激励状态。由此可以利用少量不同的指令信息达到在定义的系列、尤其是子系列中的大量激励状态。类似地，之前和随后描述的关于激励状态的系列的特征也适合相应的分系列。为了结构上简单地将系列存储在激励装置中，可以在激励装置中形成一具有确定系列的激励状态的状态机，其中所述状态机优选通过实时信号来触发。因此可以通过作为触发信号的实时信号利用小的花费将状态机转移至系列状态。此外，激励装置、尤其是状态机可以设计有用于确定的时间过程的定时器，以便自 动地，尤其是根据时间过程时间上精确地接通激励状态的系列。优选通过定时器触发状态机并通过实时信号起动该定时器。优选在时间上在实时信号之前从控制装置通过数据通信器件将数据信息传输至激励装置。因此，可以方便地且伴随着高传输安全性通过数据通信器件交换更大量的数据，例如参数，更确切地说，优选在时间上不临界/不危险的时刻，从而传输的数据信息及时地供使用。数据信息优选确定激励状态、激励状态的改变、激励持续时间、激励状态的系列和/或用于该系列的时间过程。还可以传输一数据信息，其完全描述了确定的激励状态，或者也描述了激励状态的改变，从而可随后传输作为实时信号的简单的接通信号或切断信号以实现激励状态。附加地或可选地，可传输作为数据信息的激励持续时间，从而例如通过实时信号仅接通激励状态，且由激励装置自动地在时间上精确地在激励持续时间之后再次切断该激励状态。在这种意义上，还可以传输关于激励状态的系列和/或时间过程的信息，以便如之前所述的那样通过激励装置自动地接通激励状态的次序。在所述系统中，激励装置和控制装置优选作为结构上分开的单元实现，尤其其中在机动车中其它结构单元、例如控制器和/或传感器为了其它功能也分别可通过数据通信器件利用数据接口彼此耦合，以便以任意组合相互交换数据。因此，多个结构单元可利用数据通信器件耦合，由此当然增大了通过数据通信器件的数据业务，即在传输数据包时延迟也增大。然而，通过两个通信路径的使用越多，即借助于用于在激励时时间上的精确性的实时信号和数据信息，则用于传输额外的或更大量的信息。通过结构上的分开可以相互独立地制造控制装置和激励装置和/或将它们安装在机动车中不同的合适位置中。激励装置优选用于单独激励电负载，尤其是开关装置。在此，开关装置可以设计成用于为起动机马达供电的配电继电器和/或设计成接通继电器，该接通继电器用于借助于接合到齿圈中的起动机小齿轮使起动机马达与内燃机相耦合，尤其其中配电继电器、起动机马达、接通继电器和起动机小齿轮是起动装置的组成部分。因此，可以灵活地使用起动装置，例如用于不同的、随后阐述的动作，其中电负载彼此独立地被激励。
此外，控装置可以集成在电机控制装置中或者设计为这种电机控制装置，且因此价廉地或资源保护地实现为机动车的、本身就存在的结构单元。此外，可以利用实时信号以脉冲宽度编码的方式传输指令信息。这种信号可以不易干扰地传输，尤其与机动车的车载能量供应网中常见的电压波动无关地进行传输，其中尤其可以通过脉冲的沿传输作为实时信号的精确的时间的信息。在此不同的激励状态可以利用恰好一个脉冲进行长度编码，或者利用多个脉冲通过脉冲一定数量进行编码。指令信息也可以利用多个脉冲既通过脉冲一定数量也同时进行长度编码，从而增大信息量。利用实时信号也可以通过电压编码的方式传输指令信号，从而例如通过实时信号的不同的电压对不同的激励状态进行编码。通过电压编码可以在没有实时信号的时间影响的情况下传输额外的信息量。 根据优选的替代方法，除了脉冲长度还测量从时间同步脉冲开始的脉冲间距，以便以这种方式传输被编码的信息。在此有利的是，时间同步脉冲可以用作“有源(alive)”信息，即作为有源的准备运行的通知。例如还可以通过电压符号传达接通或断开状态，从而也有利地改变这种方法。此外，可以利用实时信号编码地传输作为实时信号的电压的符号的指令信息，尤其用于接通或断开激励状态或确定的负载。因此，可以在没有额外的时间延迟的情况下传输额外的信息，且能以少量的控制费用和线路费用将实时信号既实现为接通信号也实现为切断信号。根据一种实施方案，优选利用实时信号借助于实时接口和实时通信器件的多个并行的通信线路位编码地并行地传输指令信息。通过一定数量并行的通信线路可以对与该一定数量对应的二次幂/平方不同的激励状态进行编码，且此外通过实时信号的并行传输在没有额外的时间延迟的情况下增大了信息量。此外，控制装置、激励装置和/或接口装置也可以具有相应多个实时接口，该实时接口尤其分别用于并行通信线路中的恰好一个。优选所述确定的多个数量相应于通过激励装置可独立激励的电负载的数量。由此利用实时信号并行地通过并行的通信线路可分别单独地激励负载，从而取消了实时信号的花费大的编码。该目的还通过基于计算机可读的数据载体的计算机程序产品实现，该计算机程序产品可加载到具有微型计算机的程序指令的程序存储器中，以便尤其当计算机程序产品在控制装置中和/或激励装置中执行时，执行之前或随后描述的方法的所有步骤。计算机程序产品仅需要少量或不需要额外的构件且可以简单地实现。计算机程序产品的其它优点是，其可以容易地匹配个性化的和特定的客户需求，以及能够利用少量花费价廉地改进或优化各个方法步骤。显而易见地，上述和随后仍将描述的特征不仅能以各个给出的组合使用，而且也可以通过其它的组合使用。
下面参考附图详细描述本发明。附图示出
图中示出
图1A)示出具有系统的起动装置的线路图；图IB)示出作为图1A)的替换的继电器电路的线路 图2示出具有指令信息的表格；
图3示出基于时间-转速-特征曲线图表和激励状态的方法流程；
图4示出基于时间-转速-特征曲线图表和激励状态的另一种方法流程；
图5、5A和图6A、B)分别示出具有信息编码的时间-电压图表；
图7示出优选的系统的线路图； 图8不出具有信息编码的时间-电压图表；
图9A)示出优选的系统的线路 图9B)示出具有激励状态的时间走向的时间-电压图表；以及 图10、图11、图12A)至D)分别示出优选的系统的线路图。
具体实施例方式图I A)示出具有系统I的、用于起动机动车的内燃机2的起动装置100的线路图，该系统包括控制装置3和激励装置4，它们分别具有带有数据接口 8的接口装置5，通过该接口装置使控制装置和激励装置4与数据通信器件9耦合。如图12D)中描述的那样，数据通信器件9设计为双向I位总线(I - Bit 一 Bus)。此外，控制装置3和激励装置4的接口装置5分别具有用于实时通信器件10的实时接口 6，控制装置3和激励装置4附加地与实时通信器件耦合。在此，实时接口 6和实时通信器件10设计用于传输实时信号S以达到激励装置4的激励状态Z，其中实时信号S从控制装置3传输至激励装置4。此外，控制装置3和激励装置4设计为机动车中结构上分开的单元，并且此外控制装置3集成在机动车的本身存在的马达控制器中。起动装置100还包括用于起动内燃机2的起动机马达17，其中为了借助于接通继电器ES通过杆14使起动机马达17与内燃机2耦合，起动机小齿轮15啮合到内燃机2的齿圈16中。起动机马达17通过起动继电器(Anzugsrelais) KA和保持继电器KH供电，其中借助于起动继电器KA的供电通过起动电阻18限制，以便减小电压波动。起动机马达17的供电通过机动车的电池21实现，通过电池还为系统I和继电器KA、KH、ES供给电功率，这并未不出。三个继电器KA、KH、ES可分别单独地经由激励线路7a、7b、7c、7d通过激励装置4接通，其中接通继电器ES设计有双绕组，该双绕组具有两个可彼此无关地激励的绕组，SP，起动绕组EW和保持绕组服。因此，在该实施例中实现了总共16个不同的激励状态Z。继电器KA、KH、ES可以彼此无关地接通，以便如图3和4中描述的那样实现起动装置的不同的动作或者说行动(Aktion)。此外，如图1B)中描述的那样，可以按照连续的顺序布置继电器KA和KH。继电器KA和KH的激励不再彼此无关地实现。在此，图1B)作为图1A)的一部分示出了继电器KA和KH的备选的线路布置。在备选的实施例中，三个继电器KA、KH、ES中每一个都设计为具有双绕组，即每个继电器KA、KH、ES都具有两个可单独地激励的绕组，从而能相应地实现64个激励状态Z。此外，控制装置3设计有微型计算机11和存储器12，其中执行了之前和随后提到的方法步骤。在此，控制装置3和激励装置4以毫秒的工作周期工作(如果与此不同的工作周期能实现激励装置的实时控制，则与此不同的工作周期同样是可以的)，其中通过数据接口 8和数据通信器件9的数据传输一方面以约IOOms相对缓慢地且另一方面由于在数据通信器件9的不同负载时变化的运行时间而不能精确地预报。与此相反，实时信号S的运行时间可通过实时接口 6和实时通信器件10精确地预报，更确切地说，比预先给定的最高毫秒的工作周期更快。因此，利用实时信号S实现了实时地对于方法流程必要的传输，该传输可以用于使起动机小齿轮无磨损地或磨损少地啮合到关断的内燃机的惯性运转的齿圈中。根据一种优选的实施例，接口装置5或者具有接口装置5的微型计算机11设计为专门应用的集成电路、所谓的ASIC，从而系统I或者起动装置100能以少量的构件成本来制造。 根据用于运行系统I的方法，通过实时接口 6将用于实现确定的激励状态Z的实时信号S从控制装置3传输至激励装置4，以便相应于故意的激励状态Z接通继电器KA、KH、ES。在此，借助于实时信号S实现了在接通继电器KA、KH、ES时高的时间精确性，因为实时信号S实时地从控制装置3传输至激励装置4，即随着运行时间，该运行时间未明显地对方法流程产生作用。因此，如在图4中所阐述的那样，可以利用起动机马达17和起动机小齿轮15实施在时间上关键的动作。通过数据通信器件9和数据接口 8基本上将诊断信息从激励装置4传输至控制装置3。此外，如随后描述的那样，优选通过数据接口 8和数据通信器件9将数据信息从控制装置3传输至激励装置4。此外，在一种优选的方法中利用实时信号S传输指令信息SZ,例如在图2中不出的那样，指令信息SZ确定了激励状态Z的改变。在另一种优选的方法中，利用实时信号S传输指令信息SZ，该指令信息SZ完全描述了确定的激励状态Z，其中指令信息SZ还描述了用于所有可激励的负载的各个激励。图2示出具有指令信息SZ的表格，该指令信息SZ作为用于实现存在的激励状态Z的实时信号S被传输，其中在第一栏中示出不同的二进位编码的指令信息SZ且在第二栏中示出激励状态Z的改变。在此利用“ + ”表明相应的继电器KA、KH或者接通继电器ES的相应的继电器绕组EW、HW的接通且利用表明断开。这些指令信息SZ是控制装置3对激励装置4的指示以用于调节确定的激励状态Z，其中通过指示分别接通了一个单个的待激励的负载。二进位编码的指令信息SZ的分配也可以利用每个其它任意的激励状态Z实现。在备选的优选实施例中，如之前所述，作为指令信息SZ四位的二进位编码的指令信息SZ作为实时信号S传输,该指令信息SZ定义了 64种可能的激励状态Z中一个确定的激励状态Z。优选四位的二进位编码的指令信息SZ的单个的位被分配给各自恰好一个继电器KA、KH或者绕组EW、HW,且分别表明，它们在待达到的激励状态Z中是否分别被接通，即被供电，或者被切断。对这种指令信息SZ来说，有利的是，待达到的激励状态Z分别完全通过指令信息SZ描述，即可以与前述的激励状态Z无关地以定义的方式调节。此外，优选利用实时信号S不仅传输指令信息SZ用于达到确定的激励状态Z，而且传输其它的状态，例如用于Notaus或用于紧急起动，或者优选传输安全信息作为实时信号S0图3在上半部分示出了时间-转速-特征曲线图表且在下半部分中示出在用于起动内燃机2的系统I运行时相应的激励状态Z。在此，在起动-停止运行模式中运行内燃机2，其中在时间轴t的开始，在机动车停车时内燃机2根据起动-停止运行策略被切断并惯性运转之后，内燃机2切断并保持静止。同时在上半部分中，绘出相应于内燃机2的转速的。齿圈16的转速n16。尤其如之前或随后描述的那样，对示出的激励状态Z来说，通过控制装置3的实时接口和/或数据接口 6、8响应激励装置4。沿着时间轴t内燃机2在起动过程开始之前处于静止状态，因此转速n16为零。在此利用激励装置4接通激励状态Z，其中所有继电器KA、KH、ES被切断。为了起动，在时刻h将具有指令信息SZ “001”的实时信号S以及紧邻的具有指令信息SZ “011”的另一个实时信号S从控制装置3传输至激励装置4，以便根据图2接通起动绕组EW和保持绕组服。由此最大程度地对接通继电器ES供电，以便使内燃机2与起动机马达17耦合，更确切地说， 通过起动机小齿轮15接合在齿圈16中而实现上述耦合。接着在时刻t2，传输具有指令信息SZ “000”的实时信号S，以便切断起动绕组EW并且在接通继电器ES的电流消耗减少时仍使起动机小齿轮15保持接合在齿圈16中。紧接着，将具有指令信息SZ “101”的另一个实时信号S从控制装置3传输至激励装置4，以便接通起动继电器KA并且如此利用减小的起动电路通过起动电阻18开动起动机马达17，即阻止不期望地高的电压波动。在时刻t3,转速n16已经达到与零不同的转速Ii1,从而在起动机马达17中通过旋转运动感应出电压，该电压反作用于电压波动，从而随后可以无缺点地利用满电功率来激励起动机马达17。为此在时刻t3，传输具有指令信息SZ “111”的实时信号S，以便接通保持继电器KH并且直接由电池21为起动机马达17供电。紧接着，传输具有指令信息SZ“100”的另一个实时信号S，以便切断起动继电器KA。因此，在全功率的起动机马达17的情况下，内燃机2被一直激励，直至达到另一个转速n2，在该转速下内燃机2自动运行。在内燃机2起动之后，在时刻t4将具有指令信息SZ“ 110”的另一个实时信号S从控制装置3传输至激励装置4，以便接通保持继电器KH，从而再次切断起动机马达17。因此，在时刻t5传输具有指令信息SZ “010”的实时信号S，以便切断接通继电器ES的保持绕组HW并使起动机小齿轮15从齿圈16脱离。图4示出了起动-停止-运行模式的专门的方法流程，其中由于过早的停止信号在内燃机2的惯性运转期间出现对内燃机2的起动要求。在内燃机2不再具有用于自起动的速度之后，出现起动要求，从而内燃机必须通过起动装置100进行辅助起动。在上半部分中，这种方法流程示出为时间-转速-特征曲线图表，其中相对于时间轴t绘出转速η。如之前所述，由于停止信号使运行的内燃机2在切断时刻tA通过中断燃料输入而被切断，从而从切断时刻tA开始内燃机2以逐渐减小的转速惯性运转。这种转速走向借助于齿圈16的转速n16示出。为了增大在起动-停止-运行模式中内燃机2的可使用性，即该切断的、惯性运转的内燃机2在惯性运转期间已经能再次起动，起动机小齿轮15啮合到齿圈16中。为此，起动机马达17和继电器KA、KH、ES的定义的且精确确定的激励对于与内燃机磨损小的或无磨损的耦合来说是重要的。为此，由激励装置4在时刻&传输具有指令信息SZ “101”的实时信号S，以便接通起动继电器KA，并且经由起动电阻18对起动机马达17供电。由此具有减小的电功率的起动机马达17被加速至起动机小齿轮15的转速n15，该转速n15比在有意的随后的耦合时刻的转速n15大。随后，借助于具有指令信息SZ “100”的实时信号S切断起动机马达17，从而起动机马达17以减小的转速n15来惯性运转。一旦起动机小齿轮15和齿圈16已经基本上达到同步的运转速度，则起动机小齿轮15磨损小地或无磨损底啮合到齿圈16中，这以下述方式实现在时刻t3借助于具有指令信息SZ “001”的实时信号S和紧接于此的具有指令信息SZ “011”的另一个实时信号S如之前所述的那样最大程度地为接通继电器ES供电。由此耦合了起动机马达17和内燃机2，从而在时刻t4传输具有指令信息SZ “000”的实时信号S以切断起动绕组EW，并且紧接着传输具有指令信息SZ“101”的实时信号S以接通起动继电器KA。为了减小电压波动，通过起动电阻18以减小的方式为起动机马达17供电，以便起动与其耦合的内燃机2。在时刻t5在传输具有指令信息SZ “ 100”的实时信号S之后紧接着传输具有指令信息SZ “111”的实时信号S，以便取代通过起动继电器KA而是通过保持继电器KH以满电 功率为起动机马达供电，且利用最大功率起动内燃机2。一旦内燃机2自动运行，则在时刻t6传输具有指令信息SZ “110”的实时信号S，以便通过切断保持继电器KH结束对起动机马达2的供电。于是，在时刻〖7借助于具有指令信息SZ “010”的实时信号S切断接通继电器ES，以便使起动机马达17和内燃机2退耦。图5示意性示出了在利用脉冲宽度调制的实时信号S运行系统I时具有信息编码的时间和电压图表，其中相对于时间轴t绘出实时信号S的电压U。在该方法中对指令信息SZ进行脉冲宽度编码，即关于实时信号S的长度进行编码，其中脉冲的长度逐步地在用于指令信息SZ “000”的最小值Pmin和用于指令信息SZ “ 111”的最大值Pmax之间变化。为了保证实时信号S的可靠传输，即可靠的信息传输和信息解释，发送器和接收器、即控制装置3和激励装置4的实时接口 6相对于实时信号S优选具有相对于实时信号S至少双倍的工作频率。因此，例如实时接口 6以25微秒周期工作，其中例如以I毫秒周期进行实时信号S的传输，从而可靠地产生或识别脉冲的确定的长度。脉冲长度本身在100微秒的最小值Pmin和900微秒的最大值Pmax之间变化。实时信号S在可准确预报的I毫秒周期的持续时间内进行传输，从而实时地传输指令信息SZ。在此由于实时信号S的I毫秒周期，延迟相应于控制装置3和激励装置4的工作周期，从而使所述延迟不对系统I的工作过程产生影响。此外，实时信号S的传输比数据信息通过数据通信器件9的传输更快，数据信息的传输在图12d)中示出，并且也并不能高精确性地对数据信息的传输进行预报。为了提高实时信号S的传输安全性，优选在对于该脉冲长度允许的范围之间定义禁止的长度范围V，该禁止的长度范围根据指令信息SZ的编码使脉冲的允许长度彼此分开。此外，为了提高该传输安全性，优选在禁止范围V内，尤其在脉冲的末尾和随后的I毫秒周期的开始之间的时间范围内，传输例如作为测试位(“parity-Bit”)的测试信息。根据可能的激励状态Z或不同设置的指令信息SZ的数量，增大以及降低待编码的信息量(Informationsumfang),从而例如增大或降低信号频率。在备选的方法中，为了减小要利用实时信号S传递的信息量，在实时信号S之前就已经通过数据接口 8和数据通信器件9传输数据信息。在优选的方法中，通过电压U的正负号、即通过极性传输用于接通或切断各个通过脉冲宽度编码确定的继电器KA、KH或绕组EW、HW的信息。优选通过正电压U确定接通信号且通过负电压U确定切断信号。图5A示出了关于图5的时间-电压图表的备选方法，根据该方法利用实时信号S在脉冲间距上传输指令信息。也就是说，测量在信号SI和S2之间的间距并且根据该间距读出已编码的指令信息。例如这在Ims帧(Raster)内实现，其中脉冲间距可以在100和SOOys之间。附加地，在每个周期的开始处传递时间同步信号TS。因此实现了信息编码。图6示意性示出了在运行系统I时的另一种信息编码，这种信息编码和图5示出的信息编码的不同之处在于，每I毫秒周期传输多个脉冲作为实时信号S，其中也通过每I毫秒周期的脉冲数量对指令信息SZ进行编码。优选地，实时信号S的指令信息SZ既通过脉冲宽度编码的方式传输，也通脉冲数量编码的方式传输。在此如图6A)和图6b)中示例性示出的那样，根据待编码的信息量优选使用脉冲长度和数量的不同组合。此外，各个脉冲优选通过确定的脉冲间距W在时间上彼此间隔开，以便提高用于正确的信息传输和信息解释的安全性。此外，能特别灵活地，尤其关于可能的指令信息SZ的不同数量来调整实时信 号S借助于脉冲长度和脉冲数量的编码。图7示出了优选的系统I的线路图，该系统与图1A)中示出的系统的区别在于，状态机(Zustandsmaschine) 22存储在激励装置4中,其中状态机22被定义用于确定的一系列激励状态Z。在用于运行系统I的优选方法中，借助于实时信号S循环通过(durchgetakt)状态机22，该实时信号通过实时接口 6和实时通信器件10从控制装置3传输至激励装置4，也就是说，通过一系列实时信号分别通过状态机22接通各个根据该系列激励状态Z随后的激励状态Z。作为指令信息SZ，仅起动脉冲必须作为用于过渡至状态机22的信息被传输，例如作为实时信号S的电压沿，该实时信号S触发了状态机22。状态机22的缺点是，控制装置3可能在错误情况下不具有关于实际的激励的信息。因此，在控制装置3中优选存储了状态机22的模型，在所述循环通过(Durchtakten)时相应地并行地同时引导(mitfilhren)该模型，从而在控制装置3中可使用关于状态机22的各个状态的信息。此外，在优选的系统I中状态机22以少量的构件成本、在技术上极简单地设计为固定的、预先确定的状态机22。这种状态机22的缺点是，控制装置3不可能影响激励状态Z的顺序。因此备选地，如图7中示出的那样，状态机优选设计为可配置的。在优选的方法中，在实时信号S之前就已经将确定的一系列激励状态Z作为数据信息通过数据接口 8从控制装置3传输至激励装置4且存储在状态机22中。由此可简单地且灵活地改变状态机22。此外优选的是，通过数据接口 8预先确定由状态机22代表的该系列激励状态Z的确定的系列构成部分(FoIgegl ied),接着对于时间精确的开关过程来说，利用作为所述系列构成部分的触发信号的实时信号S来接通相应的激励状态。因此，可以在任意位置起动该系列激励状态Z，以便激励该系列的确定的序列或子系列。图8示意性示出具有用于运行系统I的优选方法的实时信号S的信息编码的时间和电压图表，其中通过电压编码的实时信号S传输确定的指令信息SZ。在图8中绘出了作为电压在时间轴t上的走向的实时信号S，其中此处按照时间顺序借助于不同的电压高度U1至仏以编码为实时信号S的方式传输四个指令信息SZ。因此，可以在实时信号S中借助于电压U添加额外的信息量，更确切地说，在传输时不存在额外的时间延迟。在备选的方法中，实时信号S也使用负电压，例如以便对额外的激励状态Z进行编码。优选在实时信号S的边沿的时刻激励，即接通或断开通过电压高度U1至U4确定的 激励状态Z。因此，可以实现极短的开关时间，该开关时间基本上由实时接口 6的构件的开关时间来确定。在备选的方法中，优选的是，作为脉冲宽度调制的实时信号(尤其根据图5)传输的指令信息SZ附加地通过电压高度U1至仏被编码，更确切地说，根据图2中的图表优选通过电压的正负号用于接通和切断激励状态Z或各个继电器。因此，根据图5的脉冲宽度编码可以至少减小I位信息量，以便实现实时信号S的较短传输时间。图9A)示出优选的系统I的电路图，该系统与图7示出的区别在于，激励装置4包括用于激励状态机22的定时器23。同时，固定的、预先确定的系列的激励状态Z存储在状态机22中，且优选具有相应的激励持续时间T的确定的时间过程存储在定时器23中。在用于运行该系统I的方法中，在第一步骤中，时间过程一即激励持续时间T由控制装置3作为数据信息通过数据接口 8传输至定时器23中。为了尽可能在时间上精确地接通各个激励状态Z，通过实时信号S起动定时器23，因此按照根据时间过程的时间顺序分别根据各个激励持续时间T，定时器23在时间上精确地触发状态机22，更确切地说，尤其在不存在由于控制装置3和激励装置4之间的耦合而引起各种延迟的情况下。因此，利用实时信号S作为起动信号，相应于存储在定时器23中的激励持续时间T、以高的时间精确性自动化地通过激励装置4来激励存储在状态机22中的激励状态Z的顺序。在备选的优选的系统I中，激励装置4设计有状态机22，该状态机既设计用于确定的系列的激励状态Z，也优选设计用于所属的激励持续时间T，因此省去了单独的定时器23。图9B)示出了在激励根据图9A)的系统I时激励状态Z沿着时间轴t的示例性的时间走向的图表。在此，在时间h之前将激励该系列持续时间T作为数据信息通过数据接口 8传输至定时器23中，并且在时间h传输用于起动定时器23的实时信号S。随后，由激励装置4相应于激励持续时间T自动地时间精确地来激励由该系列确定的激励状态Z，更确切地说在时间h接通起动继电器KA，接着在时间t2附加地接通保持继电器KH，随后在时间t3切断起动继电器KA，并最后在时间t4也切断保持继电器KH。在此，由存储的所述激励持续时间T的系列得到时间点t2至t4。优选作为激励系列的完整的系列或备选地，优选仅合适的部分系列作为子系列存储在激励装置4中，且借助于实时信号S由控制装置按照该系列起动所述激励。优选如此设计激励装置4，尤其是定时器23和状态机22，即通过作为切断信号的实时信号S实时地结束已经根据这种系列进行的激励。图10示出优选的系统I的线路图，所述系统与图1A)中示出的区别在于，实时通信器件10具有多个一此处例如是两个一并行的通信线路10a、10b，其中用于达到确定的激励状态Z的指令信息SZ以位编码的形式通过并行的通信线路10a、10b并行地传递。在该实施例中，可以通过两个并行的通信线路10a、10b对应地以位编码的形式传输总共四个不同的指令信息SZ，即彼此独立地激励两个激励线路7a、7b。在备选的实施例中，实时通信器件10包括多于两个并行的通信线路10a、10b，因此相应地可以传输作为实时信号的、更大数量的不同指令信息SZ，即更高的信息量。此外，在备选的例子中，接口装置5或控制装置3和/或激励装置4设计为具有相应于并行的通信线路10a、10b的数量的多个单个的实时接口 6。图11示出优选的系统I的线路图，所述系统与图1A)中示出的区别在于，接通继电器ES设计具单一线圈，且对于每个待激励的激励线路7a、7b、7c来说，即对于每个待激励的继电器KA、KH、ES来说，形成实时通信器件10的单独的、分别并行连接的通信线路10a、10b、10c，其中分别借助于单独的实时信号S通过确定的通信线路10a、10b、IOc分别独立地仅接通或切断所属的激励线路7a、7b、7c。由此避免了用于确定的指令信息SZ的编码的额外的花费并且还节省了编码或编码的指令信息SZ的传输所需的时间，从而在激励时达到较高的精确性。此外，还因此实现了高的激励安全性。在备选的实施例中，当通过并行的通信线路10a、10b、10c传输作为单个的实时信 号S的指令信息SZ时，也得到上述优点，其中每个待激励的继电器KA、KH、ES单独地通过单个的通信线路10a、10b、IOc进行激励。图12A)示出优选的系统I的线路图，所述系统与图1A)中示出的区别在于，控制装置3的实时接口 6设计为至定时器，尤其是GPTA 的接口，并与地连接，例如与所谓的低侧端级(LowSide-Endstufe)连接。GPTA (General Purpose Timer Array通用定时器阵列)是具有用于PWM信号产生或用于测量输入信号(Input Capture)的特殊功能的微处理器-外围组成部分。GPTA 包括多个功能单元，这些功能单元能够灵活地彼此连接(verschalten)并因此能够产生复杂且快速的输出脉冲图案。利用GPTA 的功能可以产生具有高分辨率或小的周期时间的、快速重复的且可变的以及复杂的PWM图案。如果对于控制单元3来说使用了微处理器，那么首先可通过使用GPTA 表示相应复杂的且快速的实时信号S，或者对于产生复杂的实时信号S来说，在计算能力要求方面大大减轻了微处理器的负担。图12B)示出优选的系统I的线路图，所述系统与图1A)中示出的区别在于，控制装置3和激励装置4仅间接地通过数据通信器件9彼此耦合，其中例如中央计算机24与交换单元25、所谓的路径(Gateway)在中间连接。因此，通过交换单元25进行相应的接口转换，控制装置3和激励装置4可以利用不同的数据接口 8彼此连接，数据接口 8尤其设计为用于不同的数据通信器件9、9a。因此，数据通信器件9优选设计为所谓的CAN总线且数据通信器件9a优选设计为所谓的LIN总线。图12C)示出优选的系统I的线路图，所述系统与图1A)中示出的区别在于，控制装置3通过电路技术方面简化的数据接口 8形成，其中LIN总线数据接口通过用于小电功率的、接地的开关装置仿真为“LIN发送器”，而数字输入级仿真为“LIN接收器”。因此，可以价廉地制造控制装置3。图12D)示出根据图I的优选的系统I的线路图，其中数据通信器件9设计为双向I位总线，更确切地说为LIN总线。在备选的优选的系统I中，数据通信器件9设计为CAN总线或根据IS09141的双向I位接口，也称为K线。相应地，也匹配地设计各个数据接口 8。所有附图仅为示意性的而不是按比例的图示。此外，尤其参阅对本发明来说重要的绘出图
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权利要求
1.一种用于运行系统(I)的、尤其是用来起动机动车的内燃机(2)的起动装置(100)的方法，其中在所述系统(I)中通过实时通信器件(10)借助于实时接口(6)将用于达到激励装置(4)的激励状态(Z)的实时信号(S)从控制装置(3)传输至所述激励装置(4)，其特征在于，所述激励装置(4)和所述控制装置(3)分别具有数据接口(8)，通过所述数据接口利用数据通信器件(9)传输数据信息。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，利用所述实时信号(S)传输指令信息，所述指令信息确定了激励状态(Z)或者所述激励状态(Z)的改变，优选其中尤其对于确定的激励持续时间(T)来说，接通或切断确定的激励状态(Z)，和/或起动根据确定的一系列激励状态(Z)随后的激励状态和/或所述确定的系列本身，特别是其中所述确定的系列包括所述激励状态(Z)的确定的时间过程。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，在时间上在实时信号(S)之前通过尤其设计为双向I位总线的所述数据通信器件(9)将数据信息从所述控制装置(3)、尤其是马达控制装置传输至所述激励装置(4)，其优选确定了激励状态(Z)、所述激励状态(Z)的改变、激励持续时间(O、激励状态(Z)的系列和/或用于所述系列的时间过程。
4.根据权利要求I至3所述的方法，其特征在于，利用所述实时信号(S)以脉冲宽度编码的方式传输指令信息，更确切地说，尤其利用恰好一个脉冲或利用多个脉冲。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述实时信号(S)在一个或多个脉冲的脉冲间距上以编码的方式传输指令信息，且尤其在特别优选的Ims帧的开头处传输时间同步脉冲。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其特征在于，尤其为了接通或切断激励状态(Z)，利用所述实时信号(S)以电压编码的方式传输指令信息，尤其优选利用所述实时信号(S)的电压(U)的正负号以编码的方式进行传输。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述实时信号(S)以位编码的方式借助于所述实时接口(6)和所述实时通信器件(10)的多个数量的并行的通信线路(10a、10b、10c)并行地传输指令信息，并且优选所述确定的多个数量相应于能通过所述激励装置(4)独立地激励的电负载的数量，尤其是开关装置(KA、KH、ES)的数量。
8.用于控制装置(3)或激励装置(4)的接口装置(5)，其特别是分别设计用于机动车的、起动内燃机(2 )用的起动装置(100 )，其中所述接口装置(5 )具有实时接口( 6 )，所述实时接口设计用于尤其按照根据权利要求I至7中任一项所述的方法从所述控制装置(3)向所述激励装置(4)通过实时通信器件(10)传输实时信号(S)以用于达到所述激励装置(4 )的激励状态(Z )，其特征在于，所述接口装置(5 )具有用于数据通信器件(9 )的数据接口(8 )，所述控制装置(3 )和所述激励装置(4 )能利用所述数据通信器件(9 )耦合。
9.用于特别是机动车用的内燃机、具有系统(I)的起动装置(100)，所述系统(I)包括控制装置(3)和激励装置(4)，所述控制装置和激励装置分别借助于实时接口(6)通过实时通信器件(10)耦合以用于传输实时信号(S)，其中能将用于达到所述激励装置(4)的激励状态(Z)的所述实时信号(S)从所述控制装置(3)传输至所述激励装置(4)，更确切地说，尤其根据权利要求I至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置(3)和所述激励装置(4)分别具有数据接口(8)，所述控制装置和所述激励装置通过所述数据接口所述数据通信器件(9)耦合。
10.计算机程序产品，所述计算机程序产品能加载到具有微型计算机(11)的程序指令的程序存储器(12)中，以便尤其当计算机程序产品在所述控制装置(3)中和/或所述激励装置(4)中执行时，执行根据权利要求I至7中至少一项所述的方法的所有步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行系统(1)、尤其是用来起动机动车的内燃机(2)的起动装置(100)的方法，其中在所述系统(1)中通过实时通信器件(10)借助于实时接口(6)将用于达到激励装置(4)的激励状态(Z)的实时信号(S)从控制装置(3)传输至激励装置(4)。为了通过简单的结构提高例如用于车辆的起动-停止运行的系统(1)的灵活的控制，激励装置(4)和控制装置(3)分别具有数据接口(8)，通过数据接口利用数据通信器件(9)来传输数据信息。
文档编号F02N11/08GK102822502SQ201180017857
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月30日
发明者H.朔伊勒, M.勒斯勒, S.哈特曼 申请人:罗伯特·博世有限公司