專利名稱：用于在時間間隔中分布脈沖的電路裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于基于輸入信號在時間間隔中分布脈沖的電路裝置以及相對應的方法。
背景技術：
發動機的位置通常通過如下傳感器來監控所述傳感器在到達確定的位置時輸出信號。在此，例如涉及在內燃機的曲軸上的傳感器輪(Geberrad)，在到達確定的旋轉角時該傳感器輪輸出用于標識確定的位置的信號。此外，這樣的信號輸出也可以通過如下傳感器來進行這些傳感器顯示在帶有永磁體的電動機的情況下的磁化的改變。但是，發動機可以使用與在內燃機中一樣的傳感器輪。當與其相關的差分角(Differenzwinkel)已知時,控制單元可以根據兩個這種事件的時間間距計算轉速。此外，所輸出的傳感器信號還給出關于相對應的發動機正好位于哪個位置處的說明。 為了能夠更精確地關聯和/或確定發動機的位置，預測直至緊接著的事件的要期望的持續時間并且根據被輸出的要期望的持續時間來將預先給定數目的脈沖分布到該時間間隔上。位置計數器(例如所謂的角度鐘(Winkeluhr))通過遞增將在該時間間隔內的所輸出的脈沖進行合計，并且由此允許被提煉的位置信息。但是，在發動機加速時出現當最后的時間間隔的所有脈沖尚未被輸出時，促使傳感器輸出信號的緊接著的事件已發生。時間間隔(如前面所闡述的那樣)通過在兩個相繼的事件之間的時間間距來給出和/或預定義。然而，在知悉相繼的事件的歷史的情況下預測所述時間間距之后，并且在由此導出要分布到所預測的時間間隔上的脈沖的數目之后，可出現所預測的時間間隔與實際上發生的時間間隔不一致，因為兩個相繼的事件以更短的時間間距相繼出現，如例如由于剛剛所提及的發動機加速而引起的那樣。在該情況下可設想的是，基于所預測的時間間隔而曾預給定并且相對應地分布的脈沖的數目在實際的時間間隔之內不會被完整地輸出。針對這種情況，部分常見的是，在生成針對現在隨后的時間間隔要輸出的實際脈沖之前，以最大可能的頻率輸出尚未被輸出的脈沖。這意味著在一個時間間隔開始時以盡可能高的頻率輸出所有在之前的時間間隔中不會被輸出的脈沖。然而這可導致，相對應的位置計數器必須非常快速地改變其值，并且分析該位置計數器的值的模塊不能如所期望的那樣來作出反應。據此似乎合理的是，將在之前的時間間隔中不輸出的脈沖計數到在正在進行中的時間間隔中要輸出的脈沖的數目上，并且將整個脈沖數目均勻地分布到正在進行中的時間間隔上。這樣的條件迄今為止僅通過軟件來實現。在供整個系統可用的CPU的大負荷的背景下，會期望的是，提供如下可能性借助硬件而無需供該系統可用的CPU的輔助地將整個脈沖數目分布到正在進行中的時間間隔上。
發明內容
在該背景下，提供了一種根據權利要求I所述的電路裝置和一種具有權利要求6的特征的相對應的方法。根據本發明設置的電路裝置例如可以以開頭所述的系統結構來實施，并且可以減輕供該系統所用的CPU的負荷。根據本發明所介紹的電路裝置以及根據本發明所介紹的方法的合適的實施形式分別從從屬權利要求和說明書中得到。發明核心和優點
根據權利要求I，提供了一種用于基于輸入信號在時間間隔中生成脈沖的電路裝置。在此，該電路裝置包括計數單元、比較單元和第一加法器。該時間間隔和/或該時間間隔的持續時間基于兩個所限定的輸入信號變換而被預測。所設置的電路裝置被配置為隨著該時間間隔的開始借助第一加法器基于時鐘進行觸發，生成和輸出脈沖，借助計數單元對所生成的并且所輸出的脈沖的數目進行計數，借助比較單元將所計數的脈沖數目與期望值進行 比較，并且當達到期望值時結束脈沖的生成和輸出，或者當該時間間隔結束時結束脈沖的生成和輸出，其中由第一加法器以先前的時鐘輸出的總和作為第一輸入量以及至少一個所計算的數據值作為第二輸入量被給予第一加法器，并且在計算數據值時考慮在之前的時間間隔中輸出的脈沖的數目與期望值的偏差和/或考慮該時間間隔的系統偏差。根據本發明所介紹的電路裝置允許借助硬件在沒有CPU的輔助的情況下考慮要輸出的脈沖的數目與期望值的偏差和/或時間間隔的系統偏差，而無需冒如下風險分析脈沖的輸出并且因此分析伴隨而來的位置的模塊不能正確評價脈沖的次序。在根據本發明所建議的電路裝置的可能的實施形式中，設置的是，與所計算的數據值相對應的是在該時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與該時間間隔的所預測的持續時間之間的比。這意味著，所計算的數據值例如可以對應于如下商數所述商數的分子通過在該時間間隔中的要輸出的脈沖的數目來給出，而所述商數的分母通過該時間間隔來給出。由此，也實現了，即使所輸出的脈沖的數目相比于所給出的期望值而被提高，在一時間間隔中要輸出的脈沖也由于在之前的時間間隔中的偏差或由于該時間間隔的系統偏差而被均勻地分布到該時間間隔上，而不是如在現有技術中所設置的那樣在第一時鐘的過程中、即在時間間隔開始時以提聞的頻率被發送。例如可設想的是，在預先給定數目的要發送的脈沖η的情況下添加另一數目為m的脈沖，這些數目為m的脈沖在之前的時間間隔中曾不再被發送，并且必要時也還有脈沖a被加到其上，這些脈沖a由于系統偏差而附加地要被發送。由此，在正在進行中的時間間隔中的要輸出的脈沖的數目被得到為由期望值η、在之前的時間間隔中所輸出的脈沖的數目與期望值的偏差m和反映時間間隔的系統偏差的脈沖數目構成的總和。這在使用前面所述的變量的情況下會意味著要輸出的脈沖的新數目n_neu被得到為
n_neu=n+m+a 0現在作為第二輸入量要提供給加法器的數據值在此會被得到為如下商數該商數的分子通過要發送的脈沖的新數目n_neu給出，而該商數的分母由該時間間隔得到。此外還可能的是，在計算數據值時潛在出現的舍入誤差通過如下方式被考慮在將在該時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與該時間間隔相比之前，所述在該時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與修正值、譬如O. 5相加。
在根據本發明所建議的電路裝置的又一實施形式中可設想的是，該電路裝置包括連接在第一加法器上游的第二加法器，該第二加法器具有帶符號的值，該第二加法器為第一加法器提供第二輸入量。在此，例如涉及脈沖發生器，如其在EP I 101 162 BI中所描述的那樣。這樣的脈沖發生器使用具有帶符號的值的加法器。此外，本發明還涉及一種用于基于輸入信號在時間間隔中生成脈沖的方法，其中該時間間隔的持續時間基于至少兩個所限定的輸入信號變換而被預測，并且提供在前所描述的和根據本發明所設置的電路裝置。本發明的其他優點和擴展方案從該說明書和所附的附圖中被得到。應理解的是，前面所提及的和下面要闡述的特征不僅可以以分別說明的組合而且可以以其他組合或者可以單獨地被使用，而不離開本發明的范圍。
圖I示出了根據本發明所介紹的電路裝置的實施形式的示意 圖2示出了根據本發明所介紹的電路裝置的另一實施形式的示意圖。
具體實施例方式依據附圖中的實施形式示意性地示出了本發明，并且參照附解地并且詳細地描述了本發明。在此給出了對功能和結構的詳細描述。在圖I中示出了根據本發明所建議的電路裝置的實施形式的部分的示意圖。示出了加法器10，該加法器10具有第一加法器輸入端11和第二加法器輸入端12。此外還示出了存儲元件13。存儲元件13包括輸入端14和輸出端15。存儲元件13的輸出端15與加法器10的第一輸入端11相連接。此外，加法器10的輸出端16與存儲兀件的輸入端14相連接。根據本發明所建議的電路裝置首先進行對正在進行中的時間間隔At (O)的預測。這樣的預測例如可以基于正在進行中的時間間隔At (O)被假設為與位于前面的時間間隔At (-1)完全一樣長。然而也可能的是，來自過去的多個時間間隔被考慮用于更精確的計算。預測值通常涉及相對應的時基的差值，該時基被構造為計數器并且使確定的時鐘遞增。確定的時鐘在下文要被稱作時間戳時鐘(time stamp clock) (TS_CLK)。現在如果要發送的脈沖的數目與所預測的時間間隔Λ t (O)相比，則得到值ADD_IN，該值ADD_IN可以在加法器10上被施加到輸入端12上，如這通過箭頭12_1所表示的那樣。在加法器輸出端16上的值以時鐘TS_CLK 18被存儲在存儲元件13中。存儲元件例如可以是觸發器(Flipflop)電路。存儲元件13的輸出端15與加法器10的輸入端11連接。在該時間間隔開始時，存儲元件13通過復位信號17被設置到O上。通過這樣的電路裝置，ADD_IN值隨著每個時鐘TS_CLK 18被加到累積的值。一旦該值超過被限制到確定的位寬上的數值范圍，就生成溢出并且被溢出的位單元丟失。溢出是電路裝置要生成的并且在相對應的與該電路裝置相關的位置計數器(在此未示出)中要被計數的脈沖19。現在得到的是，在之前的時間間隔中例如曾進行發動機加速，并且由于此而不會輸出根據期望值曾要輸出的所有脈沖，這樣，現在在接著的、也就是在正在進行中的時間間隔At (O)中將在最后的時間間隔中缺少的脈沖的數目m現在(根據期望值)加到要在正在進行中的間隔中輸出的脈沖的數目η。此外，也還可以加上如下脈沖a :所述脈沖a由于正在進行中的時間間隔的系統偏差而要附加地被發送。在此要注意的是，根據在相對應的時間間隔中的系統偏差，數目a不僅可以是負的而且也可以是正的。由此，對于正在進行中的時間間隔At (O)得到要發送的脈沖的新數目。要發送的脈沖的新數目如前面所提及的那樣根據如下等式得到n_neu=n+m+a0得到的ADD_IN值因此例如通過如下等式得到
ADD_IN = n_neu/Δ t (O)。此外，在計算時可能通過如下方式使舍入誤差均衡在將要發送的脈沖的新數目n_neu與時間間隔相比之前，將值O. 5添加到該新數目n_neu上。此外，由于時間間隔At(O)的逆值必要時也還對于其他計算操作是需要的，所以有意義的可以是，逆值rt被計 算一次并且相對應地被存儲。在此，可以存儲為具有24位的二進制值，并且在此對應于相對應的結果的224值。如果n_neu的值被限制到20位，則通過將n_neu向左移位一個位單元并且通過I代替所謂的LSB (最低有效位(least significant bit))獲得值n_neu+0. 5,這能通過如下等式來表達
ADD_IN= (n_neu+ (O. 5)) * rt,其中 rt=l/ Δ t (O)。
相對應的加法器10要作為結果提供至少24+20+1=45位作為結果值。然而，在此丟棄最低有效位LSB，因為值n_neu被移位I位。當要發送的脈沖的數目小于在所預測的時間間隔At (O)中的時鐘TS_CLK的數目時，在最高20位中決不能出現I。因此，僅將在LSB之上的低24位用作ADD_IN值。圖2示出了根據本發明所建議的電路裝置的另一實施形式。在此，使用了如在EP11 011 62 BI中所描述的脈沖發生器。該脈沖發生器使用具有帶符號的值的第二加法器20。現在，根據本發明首先將間隔At(O)的預測值21通過復用器輸送給第一加法器10的第二輸入端12。另一輸入端11在此期間與存儲元件13相連接，該存儲元件13首先為O。在第一加法運算之后，脈沖的所計算的脈沖持續時間的負值22被施加。該值被從第一值中減去，直至在存儲元件13中得到負的值。在這種情況下，輸出脈沖19，并且值At (O)又通過復用器被輸送給第一加法器10。在該實施形式中也可能通過修改過的新值n_neu (如結合圖I所描述的那樣)代替要輸出的脈沖的期望值η。由此在這里所示出的脈沖發生器的實施形式中也考慮要補足(nachholen)的脈沖。當達到針對正在進行中的時間間隔的期望值時，脈沖的輸出結束。為此，如前面所描述的那樣使用計數單元，該計數單元對所輸出的脈沖進行計數，并且在達到期望值時，針對正在進行中的時間間隔停止進一步的脈沖生成。
權利要求
1.一種用于基于輸入信號在時間間隔中生成脈沖的電路裝置，其中該電路裝置包括計數單元、比較單元和第一加法器(10)，并且時間間隔的持續時間基于至少兩個所限定的輸入信號變換而被預測，其中該電路裝置被配置為隨著時間間隔的開始借助第一加法器(10)基于時鐘進行觸發，生成和輸出脈沖，借助計數單元對所生成的并且所輸出的脈沖的數目進行計數，借助比較單元將所計數的數目與期望值進行比較，并且當達到期望值時，結束脈沖的生成和輸出，或當時間間隔結束時，結束脈沖的生成和輸出，其中由第一加法器(10)以先前的時鐘輸出的總和作為第一輸入量以及至少一個所計算的數據值作為第二輸入量被給予第一加法器(10)，并且在計算數據值時考慮在之前的時間間隔中所輸出的脈沖的數目與期望值的偏差和/或考慮時間間隔的系統偏差。
2.根據權利要求I所述的電路裝置，其中，所計算的數據值對應于在時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與時間間隔的所預測的持續時間之間的比。
3.根據權利要求2所述的電路裝置，其中，要輸出的脈沖的數目對應于由期望值、在之前的時間間隔中所輸出的脈沖的數目與期望值的偏差以及反映時間間隔的系統偏差的脈沖數目構成的總和。
4.根據權利要求2或3所述的電路裝置，其中，在計算數據值時潛在出現的舍入誤差通過如下方式被考慮在將在時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與時間間隔相比之前，所述在時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與修正值相加。
5.根據上述權利要求之一所述的電路裝置，其中，該電路裝置此外還包括具有帶符號的值的連接在第一加法器上游的第二加法器(20)，所述第二加法器(20)將第二輸入量給予第一加法器(10)。
6.一種用于基于輸入信號在時間間隔中生成脈沖的方法，其中時間間隔的持續時間基于至少兩個所限定的輸入信號變換而被預測，并且提供了電路裝置，該電路裝置包括計數單元、比較單元和第一加法器，并且該電路裝置被配置為隨著時間間隔的開始借助第一加法器基于時鐘進行觸發，生成和輸出脈沖，借助計數單元對所生成的并且所輸出的脈沖的數目進行計數，借助比較單元將所計數的數目與期望值進行比較，并且當達到期望值時，結束脈沖的生成和輸出，或當時間間隔結束時，結束脈沖的生成和輸出，其中由第一加法器以先前的時鐘輸出的總和作為第一輸入量以及至少一個所計算的數據值作為第二輸入量被給予第一加法器，并且在計算數據值時考慮在之前的時間間隔中所輸出的脈沖的數目與期望值的偏差和/或考慮時間間隔的系統偏差。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所計算的數據值根據在時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與時間間隔的所預測的持續時間之間的比而被確定。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，要輸出的脈沖的數目對應于由期望值、在之前的時間間隔中所輸出的脈沖的數目與期望值的偏差以及反映時間間隔的系統偏差的脈沖數目構成的總和。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其中，在計算數據值時潛在出現的舍入誤差通過如下方式被考慮在將在時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與時間間隔相比之前，所述在時間間隔中的要輸出的脈沖的數目與修正值相加。
10.根據權利要求6至9之一所述的方法，其中，該電路裝置此外還包括具有帶符號的值的連接在第一加法器上游的第二加法器，所述第二加法器為第一加法器提供第二輸入量。
全文摘要
本發明涉及一種用于基于輸入信號在時間間隔中生成脈沖的電路裝置，其中該電路裝置包括計數單元、比較單元和第一加法器(10)，并且該時間間隔基于至少兩個所限定的輸入信號變換而被預測；其中該電路裝置被配置為隨著該時間間隔的開始借助第一加法器(10)基于時鐘進行觸發，生成和輸出脈沖，借助計數單元對所生成的并且所輸出的脈沖的數目進行計數，借助比較單元將所計數的數目與期望值相比較，并且當達到期望值時結束脈沖的生成和輸出，或者當該時間間隔結束時結束脈沖的生成和輸出；其中由第一加法器(10)以先前的時鐘輸出的總和作為第一輸入量以及至少一個所計算的數據值作為第二輸入量被給予第一加法器(10)，并且在計算數據值時考慮在之前的時間間隔中輸出的脈沖的數目與期望值的偏差和/或考慮該時間間隔的系統偏差。此外還提供了一種相對應的方法。
文檔編號G06F7/68GK102812434SQ201180016771
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月31日
發明者E.貝爾, B.帕夫洛克 申請人:羅伯特·博世有限公司