CN107272480B - 用于传动系控制的控制系统 - Google Patents

Abstract

公开了用于传动系控制的控制系统。描述了本公开的实施例涉及用于在对于机动车中的引擎管理所使用的第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的方法、系统和设备。根据一个实施例，用于在第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的系统包括所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片，以及连接所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片的数字实时通信链路。所述第二半导体芯片包括主件角度估计电路，其被配置为基于至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置。所述第一半导体芯片包括从件角度估计电路，其被配置为基于经由所述通信链路从所述主件角度估计电路接收到的涉及角度位置的信息而估计所述引擎的角度位置。

Description

用于传动系控制的控制系统

技术领域

本公开涉及引擎控制的领域，特别是涉及通常包括在引擎控制单元（ECU）中的并且被用于控制内燃引擎的操作的控制系统的结构。

背景技术

用于控制内燃引擎的操作的系统已经变得相当复杂，并且除了其它方面以外还由于关于燃料消耗、废气排放的法规上的改变而引发继续的进一步发展。进一步的方面一般是减少生产成本以及机动车的传动系的系统中的不同系统架构的当前使用的需要。

如今，汽油引擎（奥托（Otto）引擎）的引擎控制如今要么基于汽油直接注入（GDI）要么基于多端口燃料注入（MPI）。其它类型的引擎是柴油引机擎或能够燃烧乙醇、液化石油气（LPG）、压缩天然气（CNG）等的活动耦合燃料引擎。大量种类的引擎控制系统和功能以及被用于实现引擎控制的很多不同类型的传感器和致动器存在。引擎控制单元（ECU）的设置可能对于每个机动车制造商而言是特定的。很多不同的传感器、致动器以及通信接口通常必须被支持作为ECU，对于ECU而言更大的部分是由汽车组件提供商而非机动车制造商开发并且生产的。如今，对于引擎控制而言所需要的几乎所有控制功能由安装在ECU中所包括的印刷电路板（PCB）上的半导体设备提供。用于这样的半导体设备的示例是具有易失性存储器（RAM）和非易失性存储器（NVM）的应用专用微控制器（μC）、用于不同的PCB或ECU之间的通信的收发机设备、提供电源的设备、所谓的智能功率设备（智能半导体开关）、功率设备（功率半导体开关）以及用以连接传感器的各种接口设备。

特别是在引擎控制应用中，连接到ECU的各种传感器的信息以及很多致动器的操作与机轴角度有关。因此，现代引擎控制算法需要良好地与由ECU使用的定时器同步的精确角度信息。通常，所有与角度有关的信号处理聚集于布置在ECU的PCB上的高度应用专用的微控制器中。把与角度有关的信号处理中的至少一些部分重新定位到与微控制器分离的专用“智能”外围设备集成电路中可能引起问题，因为用以连接两个分离的IC的普遍可用的技术（例如串行外围设备接口（SPI）、微秒总线）——至少对于一些应用而言——并不适合于（关于传输延迟、数据速率和实时能力）在两个分离的IC之间交换高分辨率机轴信息。

发明内容

在此描述了一种用于机动车中的引擎控制的电子控制单元。根据一个实施例，所述电子控制单元包括：第一半导体芯片，具有集成于其中的第一电路；第二半导体芯片，具有集成于其中的第二电路；数字实时通信链路，连接所述第一电路和所述第二电路。所述第二电路包括主件角度估计电路，其被配置为：基于至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置。更进一步地，所述第一电路包括从件角度估计电路，其被配置为：基于经由所述通信链路从所述主件估计电路接收到的涉及角度位置的信息而估计所述引擎的角度位置。

此外，描述了用于在如下的第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的系统，所述第一半导体芯片和第二半导体芯片被用于机动车中的引擎管理。根据一个实施例，所述系统包括：所述第一半导体芯片，其具有集成于其中的第一电路；所述第二半导体芯片，其具有集成于其中的第二电路；数字实时通信链路，连接所述第一电路和所述第二电路。所述第二电路包括主件角度估计电路，其被配置为：基于至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置。更进一步地，所述第一电路包括从件角度估计电路，其被配置为：基于经由所述通信链路从所述主件角度估计电路接收到的涉及角度位置的信息而估计所述引擎的角度位置。

更进一步地，描述了用于在如下的第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的方法，所述第一半导体芯片和第二半导体芯片被用于机动车中的引擎管理。根据一个实施例，所述方法包括：在所述第二半导体芯片中接收要被同步的指示所述引擎的角度的至少一个角度位置传感器信号；在所述第二半导体芯片中基于至少一个角度位置传感器信号而估计主件角度位置信号；以及将同步信息经由数字实时通信链路从所述第一半导体芯片传输到所述第二半导体芯片。所述同步信息包括基于所述角度位置传感器信号的所估计的角度位置信息。在所述第一半导体芯片中，基于从所述第二半导体芯片接收到的同步信息而估计从件角度位置信号。

附图说明

参照以下的描述和附图可以更好地理解本公开。各图中的组件并不一定成比例，相反重点被放在图解本公开的原理上。此外，在各图中，同样的参考标号指明对应的部分。在附图中：

图1示意性地图解包括用于引擎控制的传感器和致动器的汽油直接注入（GDI）内燃引擎的结构。

图2通过示例的方式图解由现代引擎管理系统提供的基本功能；

图3A和图3B根据目前集成水平（图3A）并且根据当按照传统“演进”设计方法时可以是最高集成水平的更高的集成水平（图3B）来图解布置在引擎控制单元（ECU）的印刷电路板（PCB）上的集成电路（IC）以及分配给所述IC的功能。

图4示出与图2相同但是具有指示实现所描绘的功能的硬件的类型的附加阴影以及传统ECU硬件分区（微控制器和系统IC）的示图。

图5在简化的框图中图解根据图3B的ECU的PCB上所布置的电路组件及其互连。

图6考虑针对包括与图3B中所示的相似的智能功率级和GDI驱动器的潜在下一代系统IC的高集成水平而总结由ECU提供的功能以及这些功能如何分布在微控制器与系统IC当中。

图7示出具有破除传统的ECU设计方法的不同的新颖ECU硬件分区的与图4相同的示图。

图8图解如何根据在此所描述的新颖ECU设计方法关于各个方面布置由ECU提供的功能以增加ECU设计的效率。

图9A和图9B图解根据图8的ECU的PCB上所布置的电路组件以及它们的互连的简化框图，其中，在图9A中，GDI驱动器功能集成在主外围设备IC中，并且在图9B中，GDI驱动器功能集成在分离的GDI驱动器IC中。

图10图解根据一个实施例的ECU的基本结构。

图11更详细地图解图10的实施例。

图12A—图12C通过时序图图解生成用于主件角度估计设备和从件角度估计设备中的高分辨率角度测量的微决算（tick），其中，图12A图解引擎的稳定状态，图12B图解引擎的减速，并且图12C图解引擎的加速。

图13A图解根据一个实施例的ECU中的外围设备IC的一个示例。

图13B图解根据一个实施例的ECU中的微控制器单元的一个示例。

图14A至图14C图解将一个或多个外围设备IC与一个ECU中的一个MCU（性能集群）组合的三个不同示例。

图15A至图15C图解将一个或多个外围设备IC与包括各单独设备之间的角度和时间同步的一个ECU中的一个性能集群组合的三个进一步的示例。

图16图解经由一个有双向高速实时能力的总线进行通信的主件ECU和从件ECU的新颖概念，其中，主件ECU包括MCU和至少一个外围设备IC，并且从件ECU仅包括外围设备IC以及进一步的电路而没有MCU。

图17A至图17D图解图16中所示的概念可以如何用于通过形成“域”结构来连接若干控制单元的进一步的示例，其中，每个域与机动车的特定（全局）功能有关。

具体实施方式

如上面提到那样，引擎控制系统的当前实现关于高效、定性和定量可量测性已经达到某种优化，并且继续增加集成密度不见得提供任何进一步的益处。归因于例如功率耗散和功率密度，增加集成密度可能要么甚至增加成本要么在技术上是不可行的。例如，进一步的集成可能导致芯片和封装水平上的低效实现，因为大多数组件是集成数字（逻辑）电子器件、模拟电子器件以及功率电子器件的混合信号IC（集成电路）。在此所描述的实施例因此利用与收缩半导体结构并且继续增加集成密度的经典方法不同的替换方法。

在此所描述的实施例针对一种引擎控制单元（ECU）。然而，如在此所描述的ECU中所使用的相同概念也可以被应用以对于机动车中所使用的广泛范围的其它控制系统（诸如传输控制系统、混合和电传动系控制系统、包括制动和车辆稳定性控制的底盘控制系统、（诸如在气囊控制单元中使用的）安全控制系统以及高级驱动器辅助系统）而言是有效的。

图1通过示出内部GDI（汽油直接注入）燃烧引擎的单独汽缸和一些外围设备组件的示例的示意性草图的方式图解由现代引擎管理系统提供的内燃引擎和基本功能。内燃引擎的构造一般在机动车领域中是已知的，并且因此仅在此大致地概述。图1示意性地示出通过汽缸块C的横截面，因此人们可以看见一个活塞P，其经由活塞杆R耦合到机轴。编码器轮10被安装到机轴，以允许使用磁机轴传感器11（例如Hall传感器或感应式传感器）进行机轴的增量角度位置测量。如今，通常具有6度的间距的齿轮普遍用作编码器轮。齿随着机轴旋转而被检测，并且机轴传感器11检测通过机轴传感器11的齿轮的各齿。由编码器轮和磁机轴传感器构成的各种传感器布置在机动车领域是已知的，并且因此在此不进一步详细讨论。然而，应当注意的是，替代所示出的齿轮和Hall传感器，可以使用其它类型的编码器轮（例如磁多极轮）和其它类型的磁传感器。虽然图1的示例中示出汽油引擎，但是在此所描述的实施例也可以应用于其它类型的汽油引擎、柴油机引擎、活动耦合燃料引擎或任何其它类型的内燃引擎。

汽缸的进气阀21和排气阀22由凸轮轴操作，其中，凸轮轴的角度位置由凸轮轴传感器12检测。燃料注入器20被配置为在机轴的良好限定的角度位置处将所限定的量的燃料注入到汽缸中。为了控制燃料注入器，采用引擎控制单元（ECU），其被配置为基于由机轴传感器11和凸轮轴传感器12所提供的信号而精确地确定机轴的角度位置。所部署的燃料空气混合物在由引擎控制单元（ECU）限定的特定时间时刻由火花塞25点火。除了控制注入器和点火之外，ECU还控制用于操作内燃引擎的很多其它外围设备组件。除了其它方面以外，外围设备组件还是进气器、废气再循环（EGR）、高压燃料泵21、催化剂转换器30、次级空气注入32、电子节流控制ETC等。为了完成所有这些控制任务，使用各种传感器，除了其它方面以外还诸如，所提到的机轴传感器11和凸轮轴传感器12、水温传感器41、Lambda传感器42、43、踏板位置传感器（踏板1和踏板2）、进气温度传感器44、大气压力气压传感器45或可选地空气质流传感器、碰撞传感器46等。所有这些外围设备组件和传感器是如机动车领域中已知的那样，并且因此在此不进一步讨论。

用于控制内燃引擎的操作的上面提到的传感器的输出信号被供给至引擎控制单元（ECU），其处理信号并且提供驱动信号，以用于驱动/控制上面提到的动作器（例如燃料注入器20和所提到的外围设备组件）。现代ECU是高度复杂的系统，其提供图2的示图中所总结的各种不同功能。相应地，除了其它方面以外，ECU还提供涉及（空气）进气系统、点火系统、燃料系统（包括燃料注入）、排气系统（包括例如EGR）以及附件控制（例如冷却风扇、燃料泵、水泵、空气调节控制等）的功能。ECU进一步提供涉及扭矩控制的功能、涉及电源的功能、监控和诊断功能以及涉及（例如经由CAN总线）与外部设备的通信的功能。标记为“安全功能”的功能块表示符合（例如题为“Road vehicles – Functional safety”的ISO 26262中所限定的）功能安全标准并且确保所要求的ASIL（机动车安全完整性水平）所必需的所有功能。例如，一个安全功能是用以在其它引擎控制功能的故障的情况下限制扭矩的对进气的限制。标记为“保护功能”的功能块与确保数据和接入控制的完整性（例如，以防止不想要的引擎调谐）的功能有关。功能块“μC控制”和“系统控制”与用于控制机动车微控制器以及整体ECU的操作的功能有关。功能块“操作数据、程序代码”与由机动车微控制器处理的软件指令和数据有关。

在普通引擎控制单元（ECU）中，主要使用应用专用机动车微控制器（进一步被称为微控制器单元1（MCU））和一个或多个应用专用IC（ASIC）2、3、4、5以及用以驱动特定致动器（例如燃料注入器、火花塞等）的一些功率半导体开关（又称为功率级6）来提供图2中所图解的所有功能。图3A考虑目前的集成水平而图解实现上面讨论的功能的如今的ECU的不同ASIC。MCU 1被配置为执行提供对于引擎控制而言所需要的核心功能的各种软件模块（即ECU的“智能”），其中（关于MCU 1的）外部ASIC 2、3、4基本上提供辅助/补充功能（诸如用于ECU以及用于所连接的传感器的电源、电子功率开关、模拟信号调节、燃料注入器驱动器级（GDI驱动器）等）。多年以来直到现在，ECU发展中的进步在于通过缩减半导体结构的大小来增加集成密度。这种进一步发展的“演进”进程导致越来越多的辅助功能聚集在又称为系统IC 2的一个高度集成的ASIC中。因此，当进一步发展使用一个中央MCU 1和高度集成的系统IC 2的现有的“传统”ECU设计方法时，几乎所有的辅助/补充功能将被集成在单个系统IC 2中，其中仅非常少的其余功能是使用分离的ASIC或其它集成电路（IC）设备实现的。因此，开始于如图3A中所示的当前ECU结构，逻辑下一步骤（当按照所提到的增加集成密度的演进进程时）可以是：例如，将GDI驱动器IC 3包括到系统IC 2中，如图3B中所示。包括所要求的用以完成由ECU提供的控制和监控任务的所有信号处理的“智能”被聚集在MCU 1中。这种信号处理包括例如处理传感器信号并且生成控制信号，以用于驱动/调节各种动作器（例如阀、燃料注入器、泵等）。如在图3A和图3B中看到那样，一些功率级被集成在系统IC 2中。在普通的ECU设计中，低功率级和中等功率级被集成到通常使用BCD（双极-CMOS-DMOS）技术制造的系统IC 2中。高功率级6通常与系统IC分离，以简化热耗散。理论上，所有功能组件可以被集成在一个系统IC中。然而，出于如上面提到的安全原因（例如，为了能够符合功能安全标准和所要求的ASIL），一些功能（诸如例如电子节流控制（ETC））最好保持分离。

图4图解由ECU提供的以及图2中所示的功能如何被大致分布在MCU 1与系统IC 2（以及未集成在系统IC中的进一步的IC）之间。先前的图2单纯按照ECU的功能来对其进行图解，其中，图4示出与图2相同的功能，并且被利用指示如何实现单独功能的附加影线图案来加阴影。由此，点线图案指示用于模拟信号处理（ASP）的模拟电子器件，其包括模拟传感器接口（例如放大器、滤波器等）以及用于驱动连接到不同致动器的功率级的（预）驱动器电路。水平和垂直的交叉影线图案表示（软件）可配置的硬件（诸如定时器、计数器等），其例如用于触发致动器或处理传感器信号。斜向交叉影线图案表示收发机和与电池有关的功能块。最后，斜向影线图案表示由MCU 1的处理器核所执行的应用软件（SW）。如可以看到那样，MCU 1包括应用软件、可配置的硬件以及收发机和与电池有关的功能，而系统IC 2主要包括用于模拟信号处理的模拟电路以及用于驱动各种致动器的（预）驱动器。系统IC还包括用于切换低功率负载和中等功率负载的功率级。

图5示意性地图解印刷电路板（PCB）上的MCU 1、系统IC 2、进一步的IC 4和5以及连接器8的互连。进一步的IC 4和5提供（尚）未集成在系统IC 2（也见图3B）中的辅助/补充功能。可以看到的是，管脚和互连的数量相对地高，这使芯片封装昂贵并且使PCB上的信号路由复杂。MCU 1以及系统IC具有不得不被连接在PCB上的多于150个管脚。在本示例中，系统IC 2可以包括一个或多个收发机电路（TRX，物理层电路（即OSI模型的层1和2）），例如用于与CAN、LIN或FlexRay总线或在未来的系统中甚至与以太网网络进行接口的收发机电路。标记为FET的块6表示尚未集成在系统IC 2中的若干分立式高功率开关。IC 5实现出于安全原因而未集成在系统IC 2中的电子节流控制（ETC）（也见图3B）。在当前示例中，GDI驱动器被集成在系统IC 2中。然而，GDI驱动器也可以被集成在分离的IC中（参照图3A）。

在所提及的ECU设计的传统概念的情况下，关于所封装的集成电路的板载连接性以及管脚计数已经到达某种优化。集成的进一步增加将承担系统IC和MCU封装的更高数量的管脚，这使PCB板上的信号路由更复杂，并且因此尽管是更高的集成，所要求的空间也可能甚至增加。附加地或替换地，PCB的路由层的数量将不得不增加，这也可能对总体系统成本具有不利影响。此外，增加的集成密度可能承担硅芯片上的相当高的功率密度，这一般承担更高的冷却要求（诸如针对具有更高玻璃温度和附加热沉的PCB材料的需要）。最后，归因于热边界条件，IC在PCB上的定位可能受限。

由于高度集成的系统IC包括用于处理模拟信号和数字信号的电路以及功率电路，因此通常使用BCD（双极-CMOS-DMOS）处理技术来实现系统IC，这与使用其它处理技术（诸如例如高电压CMOS（HV-CMOS）处理技术或纯功率半导体制造技术（诸如SFET或MOSFET））相比是更昂贵的。对以上进行总结，特别是当高计算功率和高电流切换要被组合在一个芯片中时，继续ECU设计的当前方法（其加快其中聚集很多辅助/补充功能的小型化和高度集成的系统IC）将几乎不带来附加益处。归因于使用非常应用专用化的组件，目前的ECU设计的可量测性低。ECU设计关于改变是不灵活的，并且系统中的改变是难以实现的，而且承担相当高的研究和开发代价。

图6总结根据上面描述的现有方法所设计的ECU中的功能的上面描述的分布。微控制器单元（MCU）1包括标准组件（功能块）（诸如CPU（中央处理单元）、易失性存储器（例如SRAM）和非易失性存储器（NVM）以及用于直接存储器存取的功能块）。MCU 1进一步包括用于与传感器进行接口的功能块（诸如模拟到数字转换器（用于对模拟传感器信号进行数字化）以及数字传感器接口（如SENT（单边半位元组传输）和PSI5（外围设备传感器接口5）））。其进一步包括一般目的的定时器（GPT）模块以及用于与ECU内部和外部的其它电子设备进行通信的通信接口。这些通信接口可以包括用于离板通信的数据层（如CAN（控制器域网）接口、LIN（局部互连网络）接口以及FlexRay接口、以太网）以及用于板载连接的串行接口（诸如SPI（串行外围设备接口）以及MSC（微秒通道））。如上面提到那样，ECU的核心功能（即对于控制引擎而言必需的功能）由CPU所执行的软件指令来实现。

高度集成的系统IC 2（也见图3B和图5）可以包括：用于为ECU、低功率和中等功率半导体开关提供电源的功能块；监控和诊断功能；以及用于驱动例如汽油直接注入（GDI）引擎的燃料注入器和各种其它致动器的预驱动器和驱动器级。可以使用可编程序列器，例如以设置用于直接注入燃料注入器的想要的当前简档。系统IC 2还包括通信接口（诸如MSC和SPI），基本上用于与MCU 1进行通信。更进一步地，其包含离板通信接口（例如以太网、FlexRay、CAN等）的物理层电路（OSI模型的层1和2）。高功率半导体开关典型地集成在分离的功率电子设备中。如所提到的那样，使用CMOS处理制备MCU 1，使用BCD处理制备系统IC，并且通常在SFET处理中制备（多个）分立式高功率设备。并且如还可以从图4看到那样，系统IC包括安全功能和电源功能以及监控和诊断功能中的至少一部分。

如上面提到那样，进一步追求小型化的传统方法以及将大多数辅助/补充功能聚集在一个高度集成的系统IC中并且使用高度应用专用的MCU似乎并不带来进步或仅带来很少的进步。使用新颖概念设计以下所描述的实施例，该新颖概念破除ECU设计的传统方法以及功能在MCU 1与系统IC 2当中的传统分布。根据该新颖ECU设计方法，从MCU移除对于引擎控制来说非常特定的大多数功能，这进一步被称为性能集群（PCL）。性能集群是仅包括最少的应用专用功能的高性能微控制器，并且也可以容易地用在各种其它机动车应用中。先前所描述的系统IC被解除集成到一个或多个IC（进一步称为外围设备IC（PIC）、分离的低功率电子开关设备和中等功率电子开关设备（例如一个芯片中所包括的若干MOSTET）和分立式半导体开关）中。外围设备IC接替已经从MCU移除而且不由性能集群进一步提供的功能。图7图解与图4的示图非常相似的示图。图7中示出的功能与图2和图4所示的相同。另外，由不同的影线图案指示的这些功能（与模拟信号处理、应用软件、可配置的硬件、收发机和电池有关的功能块）的实现与图4所示的相同。然而，（与传统ECU设计方法有关的）图4与（与在此所描述的新颖方法有关的）图7之间的本质差异是“划分线”，各种功能的实现被沿着“划分线”在一方面性能集群与另一方面外围设备IC和进一步的IC之间分区。相应地，大多数可配置的硬件（包括定时器、计数器、序列器等）以及先前已经是MCU的部分的传感器接口现在被移动到（多个）外围设备IC。

如在图8中可以看到那样，替代一个高度集成的系统IC，采用一个或多个外围设备IC 2’。所有的低功率开关、中等功率开关和高功率开关被实现为分离的集成功率设备6或分立式功率设备6’。在本示例中，通过两个IC（基本外围设备IC 2a和GDI外围设备IC 2b）来分布外围设备IC 2’的功能。然而，这两个部分2a、2b也可以被集成在一个IC 2’中。作为在此所建议的解除集成的后果，外围设备IC 2’无需提供功率电子器件功能，并且因此可以使用普通的HV-CMOS处理而非更复杂的BCD处理来进行制备。传感器接口（例如ADC、SENT和PSI5接口）已经被从MCU 1移除，MCU 1现在为性能集群1’。这些传感器接口现在包括在外围设备IC 2’中（在本示例中，在基本外围设备IC 2a中）。图8中所示的第二GDI外围设备IC 2b包括涉及例如驱动、监控并且控制用于直接注入（DI）引擎的燃料注入器的功能块。除了控制GDI注入器阀之外，外围设备IC 2b或相似的外围设备IC还可以被用于针对其它目的（诸如用于进气阀和排气阀控制以及电流受控比例阀）来驱动、监控并且控制螺线管。

上面描述的方法（即，用以分离基本外围设备和GDI外围设备IC）可以被选取为关于被用于生产这些IC的半导体技术停留在最有效点中。直接注入功能通常针对典型地90V使用高电压技术（例如HV—CMOS或BCD），而60V技术对于其它组件而言可以是足够的。GDI外围设备IC 2b和基本外围设备IC 2a（也见图15A）可以与专用的高速串行链路（HSSL）进行通信，在传统ECU设计中可以采用专用的高速串行链路（HSSL）以用于MCU 1与外部GDI驱动器之间的（基于时间的以及时间触发的）通信（见图3a，GDI驱动器3a）。来自传统ECU设计的仅少数组件被分离地实现（IC 4、5以及TRX）（特别是，例如在用于一些安全有关的IC的安全供给的情况下实现安全有关的功能的IC）。在图8的该示例中，存在提供电子节流控制（ETC）和一些其它安全功能的功能块。另外，与机动车电池（板载电源）直接接触的那些组件可能不得不符合涉及EMC（电磁兼容性）的相当严格的要求。在很多应用中，以BCD技术制造的分离的芯片可以最佳地适合于符合这些要求。然而，传统ECU设计中的系统IC中所集成的大多数（低功率和中等功率）功率级被解除集成，并且被（使用例如FINFET或RCB技术）实现为分离的功率级6’，并且因此对于外围设备IC 2’而言避免了针对BCD技术的需求。

由于已经从微控制器单元移除了对于引擎控制而言所需要的应用专用功能块（特别是，所提及的传感器接口），因此可以使用更一般的微控制器。灵活性和可量测性被改进。从系统IC移除功率半导体开关有助于克服存在于根据传统ECU设计的系统IC中的关于热耗散的限制。一般地，功能块的这种重新分区（即，从微控制器移除传感器接口，从系统IC移除功率电子器件）可以减少ECU的总体复杂度，并且因此减少用于生产和测试的成本，并且推向市场的时间被减少。可以通过解除集成来减少封装的大小，这可以减少对IC的PCB的空间要求。注意的是为了图解该效果，当使用相同的管脚间距时，与每个具有64个管脚的两个QFP（方形扁平式封装）相比，具有1440个管脚的QFP需要几乎两倍的面积。

图9A和图9B示意性地图解印刷电路板（PCB）上的性能集群1’、外围设备IC 2’、低功率和中等功率功率级6’、高功率半导体开关6以及进一步的IC 4、TRX（其出于如上面讨论的安全原因而是分离的）以及连接器8的互连。在图9A中，单个外围设备IC 2’包括参照图8所描述的所有功能（包括GDI驱动器功能），而GDI驱动器功能在图9B的情况下处于分离的外围设备IC 2b中。在分离的芯片中实现电源（“安全供给”），以便甚至在其它电路组件出故障的情况下保持安全电源。

如上面提到的那样，现在关于（用于执行应用软件的）计算功率来对性能集群1’进行优化，并且所有应用专用外围设备接口（例如传感器接口（诸如SENT、PSI5和模拟接口））被集成在一个或多个外围设备IC（在图9B的情况下，IC 2’或IC 2a、2b）中。由于传感器接口处于外围设备IC 2’中，因此在外围设备IC 2’中至少部分地处理传感器信息。作为用于由性能集群1’执行的监控和控制算法（一般称为应用软件）的输入而在性能集群1’中所需要的（对于引擎控制而言至关重要的尤其来自机轴传感器11和凸轮轴传感器12的）传感器信息被从外围设备IC 2’经由数据总线7传递到性能集群1’。相似地，由性能集群1’所执行的控制算法生成的并且在外围设备IC（经由IC 4b中的功率开关）驱动致动器（诸如燃料注入器）所需要的输出数据被经由数据总线7传递回外围设备IC 2a。相应地，数据总线7是双向总线。如上面提到的那样，致动器（例如燃料注入器）的控制是非常关键的，并且取决于机轴的角度位置。因此，时间和角度必须在性能集群1’中以及外围设备IC 2’中良好地同步，并且因此，高速总线必须成为有实时能力的，并且允许相当快速的数据传输。在本实施例中，有双向实时能力的高速串行总线被用作为数据总线7以连接性能集群1’和外围设备IC 2a。关于时序，性能集群是连接到提供时间基础的晶体振荡器13（XTAL）的主件设备。因此，性能集群1’和外围设备IC 2’“看见”相同的绝对时间。然而，如稍后将更详细地讨论的那样，甚至非常快速的数据总线7也不能够将所感测的角度信息直接实时地传递到性能集群1’。因此，特定机制对于在外围设备IC 2’与性能集群1’之间同步角度信息将是必要的，其中，外围设备IC 2’是关于角度测量的主件设备，并且规则地角度同步信息被规则地从外围设备IC 2’规则地传输到性能集群。

特别是关于时间/角度同步，传感器接口从MCU解除集成对整个引擎控制单元（ECU）的操作具有一些有意义的后果。在根据传统方法所设计的ECU（见图3至图6）中，MCU基于晶体振荡器而生成时钟信号，该时钟信号被用作为整个系统（即ECU）的时间基础。也就是，MCU关于时序是主件设备。MCU把时钟信号与由内燃引擎的机轴传感器11和凸轮轴传感器12（见图1和图10）提供的角度信息进行组合。（可以是软件可配置的由专用硬件实现的）复杂角度估计电路通过预测、内插以及对由（多个）角度位置传感器规则地提供的角度值和时间值的校正来以高精度实现时间/角度同步。基于该时间/角度同步，由包括在MCU中的CPU来计算要在引擎处执行的所有控制操作。MCU基于时钟信号以及所提到的时间/角度同步而立刻触发这些控制操作。所提到的时间/角度同步故此是已知的，并且例如被解释于公开Leteinturier, P. and Benning, J., "Enhanced Engine Position Acquisition &Treatment," SAE Technical Paper 1999-01-0203, 1999中，其被通过引用而在其整体上合并于此。所提到的（多个）角度位置传感器提供指示在特定时间时刻的（例如机轴的）特定角度位置值的（多个）信号。角度位置传感器可以例如生成由脉冲序列构成的传感器信号，其中在其处产生脉冲的时间时刻（例如脉冲的上升沿的时间时刻）指示角度位置的特定增量（例如6°）。也就是，脉冲以例如6°的特定周期性（角度时段）周期性地产生，其中，两个随后的脉冲之间的时间段取决于机轴的角速度而变化。

当使用在此所描述的新颖ECU设计方法（见图7至图10）时，上面描述的时间/角度同步不再能够在MCU（现在称为性能集群）中完成。如图10中所示，针对此的原因是，与传统设计不同，来自机轴传感器11和凸轮轴传感器12的传感器信息并非是直接在性能集群中可用的而是主要仅在外围设备IC中可用。然而，因为由角度估计电路确定的所估计的时间值和角度值不能被足够快地经由数据总线7传输到性能集群1’，所以角度估计电路不能被简单地移动到外围设备IC 2’（或在图9B的情况下，2a）。根据在此所描述的新颖设计方法，角度估计电路分布在性能集群1’与外围设备IC 2’当中。相应地，在外围设备IC 2’中提供主件角度估计电路，并且在性能集群1’中提供从件角度估计电路，其中，外围设备IC中的主件角度估计电路规则地（在每个角度时段中）传输（通过外插）预测的开始角度A^（例如，以度为单位）以及（典型地6°的由齿轮的齿间距限定的）针对下一角度时段的对应的所预测的时间时刻T^、所预测的角速度V^和角度/时间延迟值（这些值被由性能集群中的从件角度估计电路用作为校正值（还参见图12A-图12C以及以下的对应解释））。由此，所预测的角度A^和时间T^的配对包括在前面的角度时段期间所确定的加速度信息。基于从主件角度估计电路接收到的信息，性能集群中的从件角度估计电路可以如以下更详细地描述的那样分离地内插角度值（所谓的微决算，μTi），并且性能集群可以于是使用由性能集群的CPU执行的已知的引擎控制算法以常规方式处理这些内插的时间值和角度值（微决算）。

图11图解ECU的简化示例，除了其它方面以外ECU还由如下组成：第一电路，其实现性能集群1’（性能集群，见图10）；以及第二电路，其包括至少一个外围设备IC 2’。如上面提到的那样，性能集群1’关于时序是主件设备，而外围设备IC 2’是从件设备。相应地，性能集群1’与为性能集群1’提供稳定基准时钟信号CLK_R的振荡器（例如晶体振荡器XTAL）耦合。性能集群1’包括时钟生成电路103，其生成主时钟信号CLK_M，主时钟信号CLK_M被提供给性能集群1’上的所有时钟化电路（诸如例如CPU 110）。时钟生成电路103通常包括可以以任何传统方式实现的锁相环（PLL）。性能集群1’进一步包括用于所提及的双向实时高速串行总线7的总线接口205，双向实时高速串行总线7允许外围设备IC 2’与性能集群1’之间的实时数据交换（也见图10）。外围设备IC 2’包括连接到双向实时高速串行总线7的对应的总线接口205。

性能集群1’中的所有时钟信号基于主时钟信号CLK_M，并且因此相对于由晶体振荡器13提供的基准时钟信号CLK_R处于固定的相位关系。也就是，用于跨数据总线7对数据传输进行计时的总线时钟信号也与主时钟信号CLK_M同步并且因此与基准时钟信号CLK_R同步。为了将外围设备IC中的电路的操作与性能集群1’中的主时钟信号进行同步，外围设备IC 2’还包括时钟生成电路203，其使用串行总线7的总线时钟作为基准，以生成外围设备IC 2’中的从时钟信号CLK_S。时钟生成电路203可以还包括PLL（例如数字PLL，DPLL），并且以与性能集群1’的时钟生成电路103相似的方式进行操作。因此，外围设备IC 2’中的从时钟信号CLK_S（经由总线时钟）与性能集群1’中的主时钟信号CLK_M同步，这确保外围设备IC 2’实质上与性能集群1’同步地进行操作。

如上面解释那样，提供给外围设备IC 2’的所有时钟化电路的从时钟信号CLK_S被锁定到性能集群1’的主时钟信号CLK_M。虽然性能集群1’关于时序是主件设备，但是外围设备IC 2’关于角度（即机轴的角度位置和速度）是主件设备。相应地，外围设备IC 2’包括主件角度估计电路201，而性能集群1’包括相应的从件角度估计电路101。主件角度估计电路201接收由外部连接的角度传感器（即由机轴传感器11和凸轮轴传感器12）提供的角度信息。角度传感器可以以任何常规方式连接到外围设备IC 2’。在本示例中，外围设备IC 2’包括SENT接口220，以从传感器11、12接收角度信息。

角度传感器11、12通常不提供对于以足够的质量完成ECU中所实现的控制任务所需要的角度分辨率。在如今的引擎控制系统中，机轴传感器11每6度（对应于所提到的角度时段）生成一个脉冲。在6度的角度时段的情况下，完整的回转具有60个角度时段，其中，通常，按每一回转生成58个脉冲而非60个脉冲，因为省略两个脉冲以便检测耦合到机轴的编码器轮的零位置。然而，6度的分辨率对于精确地控制引擎操作（特别是，控制燃料注入器（见图1）的操作）远远太低。因此，主件估计电路201被配置为：在由机轴传感器11提供的各脉冲之间生成内插的脉冲——所谓的微决算（μTi）。如此该μTi生成是已知的（参见例如上面提到的公开SAE Technical Paper 1999-01-0203），并且因此在此不详细解释。实质上，数字锁相环（DPLL）被用于生成微决算。

以下解释参照图12A至图12C中的示图，其中，图12A与其中角速度为恒定（角加速度为零）的情况有关，图12B与其中角速度降低（角加速度为负）的情况有关，并且图12C与其中角速度增加（角加速度为正）的情况有关。然而，在更详细地解释图12A—图12C之前，一些一般性的考虑如下。一般而言，μTi生成可以看作某种角度预测或估计，其仅当引擎处于稳定状态下（即，具有恒定角速度）时是准确的。然而，在角速度并非恒定（例如，处在正角加速度或负角加速度）的情况下，可能的是预测（估计）在其处将产生下一6°传感器脉冲的时间时刻，或者换言之，针对每个角度时段预测角速度。可以基于在已经检测到的（在每一6度的旋转之后接收到的）传感器脉冲的基础上获得的当前速度和加速度值来预测机轴传感器的下一脉冲的时间时刻（或在即将到来的角度时段期间的角速度）。实质上，当接收到来自机轴传感器的脉冲时，基于当前角速度和加速度通过外插来估计下一脉冲产生的时段（例如稍后的6度）的持续时间，并且可以相应地调谐μTi生成。也就是，基于所估计的角速度而设置μTi的脉冲频率。基于传感器间距（例如6度）以及当前传感器脉冲与随后传感器脉冲（即稍后的6度）之间的该所预测的持续时间，可以针对当前时段确定等效角速度（所预测的持续时间除以间距）。如果引擎的加速度或减速度在该预测的时段内改变，则由μTi的（所计数的）数量指示的角度位置和由从机轴传感器接收到的实际脉冲指示的角度位置并不匹配，并且由μTi计数器指示的角度位置必须被校正。如果引擎的角速度在所预测的时段期间已经增加，则μTi计数器已经计数得太慢，并且因此直到（比所预测的时段更短的）实际时段的结束而不能完成想要的数量N的μTi，并且一些μTi“丢失”。相应地，（表示所测量并且内插的角度机轴位置的）μTi计数器的速度被针对下一时段增加，以补偿丢失的μTi。如果引擎的角速度在所预测的时段期间已经降低，则μTi计数器已经计数得太快，并且因此在到达（比所预测的时段更长的）时段的实际结束之前生成想要的数量N的μTi。相应地，（表示所测量并且内插的角度机轴位置的）μTi计数器暂停，直到实际时段结束，以校正被过估计的角度位置。

在四冲程内燃引擎中，可以在与机轴的两个完整回转对应的720度的间隔中作出角度位置测量。由于凸轮轴在机轴的一个720度时段期间仅执行一个回转，因此为了在720度时段的第一回转和第二回转之间进行区分，使用由凸轮轴传感器12获得的信息。也就是，在机轴和凸轮轴这两者经由凸轮链或凸轮带耦合的同时，机轴两倍于凸轮轴那样快地旋转。在机轴传感器的一个（例如6度）时段内所生成的μTi的数量N可以取决于ECU中所使用的控制算法。每6度的时段的示例性数量的N＝64个μTi将造成0.09375度的理论分辨率。

鉴于上面的一般性考虑，参照图12A更详细地解释一个特定示例，图12A图解其中角速度为恒定的情况，并且因此，可以基于先前时段的速度而良好地预测针对即将到来的角度时段的角速度。在本示例中，假设机轴传感器（参见图1，传感器11）使用具有6度的间距的编码器轮。也就是，传感器11在每一6度的角度增量之后生成传感器脉冲，从而60个脉冲在机轴的一个完整回转期间被生成。实际上，因为两个脉冲被遗漏（产生“间隙”） 以使能零点检测，所以在很多应用中仅生成58个脉冲。图12A包括十二个时序图。第一（顶部）示图图解由机轴传感器11生成的脉冲链。各单独的脉冲被表示为P_n，其中，n是从0行进到59的指数（在6°间距的情况下）。脉冲P_n-6、P_n-5、P_n-4等的时间间隔取决于角速度，即，6°的角度对应于6°/V的时间，其中，V是以度每秒为单位的角速度。第二时序图使用放大的时间标度图解传感器信号（脉冲链）。

在任何实际实现中，真实的传感器信号并非是完美的，而是经受误差。如第二时序图中所示，各单独的脉冲的上升沿和下降沿具有可以归因于传感器电子器件中所使用的电子组件的噪声和容限而变化的显著上升时间和下降时间。更进一步地，两个相邻脉冲（例如P_n-4和P_n-3）之间的角度间隔未必精确地是6度，而可能归因于编码器轮的机械（几何）误差而变化。进一步的误差源可以是噪声、信号传播时间、所提到的传感器电子器件中的电子组件的容限等。归因于这些误差，脉冲可能关于图12A的第三时序图中所示的—理论—理想的传感器信号而展现抖动d_JIT。

可以通过故此已知的并且因此在这里未详细讨论的普通方法来（至少部分地）校正所提到的误差。例如，可以使用在存储器中存储的校准数据来校正编码器轮的机械容限（即从理想的6°间距的偏差）。可以应用各种方法以补偿误差（抖动），诸如来自存储器的静态或时间校准数据，而且还有使用例如外插和/或内插方法的动态校正。一般地，在由机轴传感器生成的传感器脉冲之后的时间跨段d_CORR内完成校正处理。第四示图图解被校正的传感器信号，其脉冲指示精确的6°的角度增量（如果忽略可以不校正的其余误差）。在本示例中，被校正的传感器脉冲精确地产生在时间跨段d_CORR的结束时。然而，应当注意的是，时间跨段d_CORR表示如下的时间窗口：贯穿于该时间窗口，被校正的脉冲的上升沿可以（取决于实际的校正值）在任何时间产生。因此，时间跨段d_CORR也可以被看作为实际传感器信号（图12A的第二时序图）与被校正的传感器信号（图12A的第四示图）之间的最大延迟。主件角度估计单元201与从件角度估计单元101（见图11）之间的进一步的同步处理基于被校正的传感器信号。

被校正的传感器信号的上升沿触发计数器（μTi计数器），计数器在每个计数器周期中生成μTi。在本示例中，计数器开始于预先限定的值（例如15）并且倒计数到零，以将一个6度时段再划分为16个微决算（μTi）。在图解于图12A的第五示图中的该示例中，一个μTi将对应于0.375度。可以基于所估计的角速度值V^在每个周期中调整确定μTi计数器的计数速度的计数器时钟。该估计可以基于编码器轮的间距（例如6°）以及当前脉冲（例如P_n-4）与先前脉冲（例如P_n-5）之间的时间距离。在稳定状态（无加速度）的目前情况下，该估计是相当精确的，并且μTi计数器需要倒计数到零的时间准确地配合到当前脉冲（例如P_n-4）与随后脉冲（例如P_n-3）之间的时间跨段中。所得到的μTi信号被图解于图12A的第六时序图中。

实质上在主件角度估计单元201中执行如上面解释的用于μTi生成的机制。为了允许在性能集群的一侧处（即从件角度估计单元101中）的相似的μTi生成，角度和速度信息被规则地从主件角度估计单元201经由有实时能力的串行总线7传输到从件角度估计单元101。在本示例中，所估计的三元组A^、T^、V^（包括所估计的角度值A^、对应的时间值T^以及对应的角速度值V^）被在每个6°脉冲时段P_n的开始时经由有实时能力的串行总线7传输到从件角度估计单元101。在从件角度估计单元101中，新的时段将在时间时刻T^开始于角度位置A^处，其中，基于所估计的角速度值V^而设置μTi计数器时钟。基于当前绝对时间和将角度和速度信息（即A^、T^、V^）经由有实时能力的串行总线7传输到从件角度估计单元101可能耗费的最大数据传输时间（d_DTD）而计算时间时刻T^。数据传输时间d_DTD被图解于图12A的第七示图中。在（对应于角度A^的）时间时刻T^，在从件角度估计单元101中触发新的时段，并且基于所估计的角速度V^而调整用于μTi计数器的时钟速率。理论上，在从件角度估计单元101中可以再现传感器信号（参见图12A的第八时序图），其中，所再现的传感器信号的上升沿产生在时间T^处。然而，该信号仅为了说明的目的而被包括于图12A中，并且在当前实施例中并不是所需要的。第九时序图和第十时序图示出可以以与主件角度估计单元中相同的方式实现的从件角度估计单元中的μTi计数器的倒计数以及对应的μTi序列。从件角度估计单元中的μTi序列（图12A的第十时序图）相对于主件角度估计单元中的μTi序列（图12A的第五时序图）的时间滞后对应于最大传输时间延迟d_DTD。然而，在经由串行总线7传输的角度A^的估计中考虑该时间滞后。

图12B的时序图图解在如下情况中的μTi生成机制，在所述情况中引擎减速（负加速）并且传感器信号的脉冲P_n与在稳定状态情况下（无加速度）相比被更晚地接收。也就是，传感器信号中的脉冲的持续时间（参见图12B上的第一时序图和第二时序图）在减速阶段期间增加。图12B的第四时序图示出具有理想的6°间距（没有误差）的理想的传感器信号。如之前参照图12A所解释的那样，真实的传感器信号（图12B的第二时序图）可能展现某种抖动d_JIT，其可以在时间窗口d_CORR（参见图12B的第五时序图）内被校正。在这点上，还对参照图12A所讨论的稳定状态示例进行参照。如上面提到的那样，传感器脉冲的持续时间增加，并且因此脉冲P_n-3的上升沿与稳定状态情况（参见图12B的第三时序图）相比滞后了时间滞后d_ERR。

以与先前所讨论的稳定状态情况相同的方式进行μTi生成。然而，因为基于基本上是在前面的6°时段期间的平均速度的外插的所估计的速度而设置μTi计数器的时钟速率，所以μTi计数器计数得太快（因为引擎减速）并且在传感器信号的下一脉冲之前大约d_ERR的时间到达零。由于每个6°时段被再划分为相等数量的μTi，因此计数器必须在传感器信号的下一脉冲的上升沿处开始新的“倒计数”之前被暂停（见图12B的第六时序图和第七时序图）。

类似于稳定状态情况，所估计的三元组A^、T^、V^在每个6°脉冲时段P_n的开始时从主件角度估计单元201经由有实时能力的串行总线7传输到从件角度估计单元101。基于所传输的信息，可以在性能集群的一侧处重构传感器信号（参见图12B的第八时序图和第九时序图）。如之前有关于稳定状态情况所解释的那样进行μTi生成，其中，根据作为在减速阶段期间总是太高的所估计的值的所传输的角速度值V^来设置μTi计数器的时钟速率。处于该原因，产生与主件角度估计设备201中相同的情况，并且计数器必须暂停，直到在随后的时段中开始下一倒计数（参见图12B的第十时序图和第十一时序图）。

图12C的时序图图解在如下情况中的μTi生成机制，在所述情况中，引擎加速（正加速度）并且传感器信号的脉冲P_n与在稳定状态情况下（无加速度）相比被更早地被接收。也就是，传感器信号中的脉冲的持续时间（参见图12C上的第一时序图和第二时序图）在加速阶段期间降低。图12C的第四时序图示出具有理想的6°间距（没有误差）的理想的传感器信号。如之前关于稳定状态情况（图12A）所解释的那样，真实的传感器信号（图12C的第二时序图）可能展现某种抖动d_JIT，其可以在时间窗口d_CORR（参见图12C的第五时序图）内被校正。如上面提到的那样，传感器脉冲的持续时间降低，并且因此脉冲P_n-3的上升沿与稳定状态情况（参见图12C的第三时序图）相比提早了时间d_ERR。

以与先前所讨论的稳定状态情况相同的方式进行μTi生成。然而，因为基于基本上是在前面6°时段期间的平均速度的外插的所估计的速度而设置μTi计数器的时钟速率，所以μTi计数器计数得太慢（因为引擎加速）并且在从传感器11接收到传感器信号的下一脉冲之前并未到达零。因此，一些μTi在当前6°时段的结束时“错过”。由于每个时段再划分为相等数量的μTi，因此μTi计数器的时钟速率必须被临时地增加以追上错过的μTi。当计数器已经到达零时，立即跟随新的倒计数，如图12C的第六和第七时序图所示那样。

再一次地，所估计的三元组A^、T^、V^在每个6°脉冲时段P_n的开始时从主件角度估计单元201经由有实时能力的串行总线7传输到从件角度估计单元101，如之前关于稳定状态情况所讨论的那样。基于所传输的信息，可以在性能集群的一侧处重构传感器信号（参见图12B的第八时序图和第九时序图）。如之前有关于稳定状态情况所解释的那样进行μTi生成，其中根据作为在加速阶段期间总是太低的所估计的值的所传输的角速度值V^来设置μTi计数器的时钟速率。出于该原因，产生与主件角度估计设备201中相同的情况，并且μTi计数器的时钟速率必须被临时地增加，以追上错过的μTi，如上面针对主件角度估计单元所解释的那样（参见图12C的第十时序图和第十一时序图）。

以下的描述再次参照图11。如上面详细地讨论的那样，通过μTi获得的高分辨率角度位置信息不能经由数据总线7与性能集群1’共享。出于该原因，在传统ECU设计中，传感器已经被连接到性能集群，并且微决算生成已经由性能集群执行，性能集群然后在控制算法中使用μTi。然而，根据在此所描述的新颖ECU设计方法，在性能集群1’中提供分离的从件角度估计电路101，其以与主件角度估计电路201相似的方式进行操作。然而，替代来自机轴传感器11和凸轮轴传感器12的信息，从件角度估计电路101使用从主件角度估计电路201接收到的时间值、角度值和速度值A^、T^、V^。性能集群1’以及外围设备IC 2’的两个时钟CLK_M和CLK_S相应地被同步，并且因此，性能集群1’和外围设备IC 2’“看见”相同的绝对时间。分别使用由双向实时数据总线7耦合的外围设备IC 2’和性能集群1’中的同步电路206、106而关于角度信息对主件角度估计电路201和从件角度估计电路101规则地（例如，在每一6°时段中一次）进行同步。

图13图解根据上面描述的新颖方法设计的ECU的示例性实施例，其中，图13A图解外围设备IC，并且图13B与图11相比更详细地图解性能集群。如上面提到那样，用于引擎控制的传感器（例如机轴传感器11、凸轮轴传感器12等）被连接到外围设备IC 2’，外围设备IC2’在本示例中还包括对于汽油直接注入而言所需要的功能。如已经参照图11讨论的那样，外围设备IC 2’包括总线接口205，以允许经由双向串行总线7与性能集群1’通信。所有的时间和角度关键信息被经由总线7传输，如上面所讨论的那样。分析示出总线应当能够以大约70M比特/秒（双工）的传输速率传输数据。例如，总线可以针对信号传输而使用LVDS（低电压差分信令）。DPLL（数字PLL）203生成从时钟信号CLK_S，从时钟信号CLK_S被锁相到主时钟信号CLK_M，如上面参照图11讨论的那样。

主件角度估计电路201被更详细地图解于图13A中。相应地，机轴传感器11和凸轮轴传感器10被连接到SENT接口220和223。实质上，（随着凸轮轴以与机轴相比一半的速度进行旋转）以特定的角度间距（例如对于机轴传感器10而言6度以及对于凸轮轴传感器12而言720度）生成一个脉冲。功能块221和224执行包括误差校正的时段测量，如上面参照图12讨论的那样。功能块222通过检测编码器轮的间隙来执行所提到的零点检测（因为所提到的两个6°时段可以被遗漏以在每个回转产生一个18°时段）。主件角度估计电路201包括取模360°计数器2015和取模720°计数器2016，以覆盖燃烧引擎的所有四个冲程（进气、压缩、爆燃、排气）。预测单元2017在下游连接到取模720°计数器2016，并且被配置为在当前时段期间预测（通过外插来计算）平均角速度V^，平均角速度V^被用于设置μTi计数器的时钟速率，如之前参照图12A—图12C所讨论的那样。微决算发生器2018包括μTi计数器，μTi计数器基于针对当前时段的所预测的速度值V^而生成μTi。功能块2020执行如参照图12B所讨论的发起对μTi计数器的暂停以及如参照图12C所讨论的计数器时钟速率的临时增加，以计及引擎的减速和加速。标记为“一致性”的功能块2019仅在主件角度估计电路中是需要的，并且被配置为检查（例如在6°的间距的情况下）从传感器接收到的脉冲是否在给定的现实时间窗口中产生。如果脉冲将产生在该时间窗口的外部，则脉冲鉴于引擎的机械约束（惯性）而并非是可信的，并且可以被忽视。取决于机轴传感器的实际实现，可能归因于噪声和其它干扰而生成有误差的脉冲。

同步单元206（例如从预测单元2017）接收值A^、T^和V^，并且将所述值编码为可以经由串行总线7传输的数据帧。标记为“低水平驱动器软件”的功能块207包括允许从总线7接收数据以及将数据传输到总线7的固件。固件还被配置为把由传感器接口210接收的（例如来自连接到外围设备IC的驱动器和引擎传感器的）进一步的传感器数据转发到性能集群，其中，传感器数据可以由应用软件处理。固件还被配置为接收经由串行总线发送到外围设备IC的涉及燃料注入的控制命令。控制命令可以包括例如关于随后的注入的信息。为了准备注入，状态机208（标记为“事件预测”）被由固件编程（配置），并且然后在机轴的想要的角度位置处基于μTi序列而触发注入器。外围设备IC可以还包括驱动器级209，驱动器级209被配置为生成用于外部连接的功率级5（例如功率MOSFET）的驱动器信号（例如门电压信号），外部连接的功率级5被耦合到注入器20的螺线管以接通并且关断注入器电流。标记为“测量”的功能块211可以被配置为从功率级5和/或注入器20接收反馈信号，并且将所测量的信息（例如在最新的注入期间的注入器电流）转发到在性能集群（经由总线7）和/或驱动器级209中执行的应用软件。

#uxu#在图13B中，从件角度估计电路101还包括预测单元1017和微决算发生器1018。然而，预测单元1017规则地经由数据总线7从主件角度估计电路201而不是从传感器（机轴传感器11和凸轮轴传感器12，参见图1）接收时间、角度和角速度值T^、A^和V^，并且触发μTi计数器的倒计数（参见图12A—图12C）。同步单元107的任务基本上是对包括值T^、A^和V^的数据帧进行解码。功能块1018和1020具有与外围设备IC的一侧中的对应的功能块2018和2020实质上相同的目的。正是由功能块1018控制μTi计数器的临时暂停（参见图12B）（在如果引擎减速的情况下）以及μTi计数器时钟速率的临时增加（参见图12C）（在加速的情况下）。

像这种（核心功能）的引擎控制功能被实现在软件（应用软件）中并且由CPU 107使用适当的软件指令来执行。特别是，关于燃料注入，CPU 107基于各种输入数据而计算下一“事件”（诸如用于下一注入的燃料量以及在其处将要触发事件的引擎的角度位置）。在其处将要触发事件的角度位置可以被传递到事件预测单元133，事件预测单元133接收μTi并且在正确的角度位置处在相应的致动命令时发起所述命令。事件预测单元133基本上与外围设备IC中的事件预测单元233相同，并且可以被实现为有限状态机。相似的事件是点火。所计算的信息被转发到标记为“事件预测”的功能块133，功能块133被配置为基于微决算而在正确的角度位置处触发由CPU 107确定的想要的事件（例如燃料注入器的致动）。致动命令然后被经由串行总线7传输到外围设备IC 2’并且在外围设备IC中被进一步处理。

图14图解将一个或多个外围设备IC与一个ECU中的一个（单个）性能集群进行组合的三个不同的示例。如之前在图9A和图9B中图解那样，外围设备IC 2’可以取决于应用而被划分为分离的IC 2A和2B（参见图9B）。在以下的讨论中，假设单个外围设备IC 2’。然而，理解的是，该外围设备IC 2’可以容易地由两个或甚至更多个外围设备IC来替代。图14A图解上面已经讨论的情况，其中一个性能集群1’被连接到ECU中的至少一个外围设备IC 2’。在性能集群1’中，计算功率被聚集，其中传感器（特别是角度传感器）被连接到外围设备IC2’。性能集群1’和外围设备IC 2’（仅）经由有双向高速实时能力的总线7进行通信。外围设备IC 2’可以包括直接注入驱动器电路（其也可以是分离的）。对于实际地致动燃料注入器20而言，使用外部功率开关6。图14B实质上与图14A相同。然而，在该示例中，针对每个汽缸使用分离的外围设备IC 2’。角度传感器仅连接到第一汽缸的外围设备IC 2’，其因此包括如参照图11至图13所描述的主件角度估计电路。性能集群1’和其余的外围设备IC 2’’包括实质上相同的从件角度估计电路。也就是，由外围设备IC 2’’使用的角度信息与第一外围设备IC 2’中可用的角度信息同步。替换地，两个或更多个汽缸的不同的组可以由分离的外围设备IC控制。该示例还图解了如图12A—图12C中所示的角度同步未必是在外围设备IC与性能集群之间完成的而是也在两个不同的外围设备IC之间完成。图14C图解进一步的选项，根据该进一步的选项，两个外围设备IC 2’和2’’’被连同一个性能集群1’一起使用。（例如包括GDI驱动器的）外围设备IC 2’基本上是已经参照图9至图13所讨论的情况。也就是，外围设备IC 2’实现关于与时间和角度有关的传感器信号以及致动器事件（例如燃料注入、点火、进气压力传感器等）的所有辅助和补充功能，而外围设备IC 2’’实现仅关于与时间有关的事件（例如电子节流控制（ETC）、废气再循环（EGR）、选择性催化剂还原（SCR）等）的所有辅助和补充功能。在另一示例中，第三外围设备IC（未示出）可以实现普通的引擎控制功能，普通的引擎控制功能既不要求高度精确的时序也不要求精确的角度信息。在任何情况下，外围设备IC可以经由有双向高速实时能力的总线7与性能集群进行通信。

图15图解性能集群1’和外围设备IC可以如何互连的进一步的示例，并且还图解各单独的IC之间的时间和角度同步。在图15A和图15B的示例中，在基本外围设备IC 2a与仅包括用于致动燃料注入器的驱动器级的GDI外围设备IC 2b之间共享外围设备引擎控制功能。基本外围设备IC 2a被连接到角度传感器11、12，并且包括主件角度同步单元，性能集群1’中的对应的从件角度同步单元同步于所述主件角度同步单元。时间基础（振荡器XTAL）被连接到性能集群1’，在那里所述时间基础确定（主件）时钟103的操作（PLL，还参见图11）。（从件）时钟203（PLL，还参见图11）被同步于经由串行总线7连接到性能集群1’的时间基础。角度信息也被经由串行总线7规则地传输，如之前参照10图12A—图12C所解释的那样。在图15A的示例中，GDI外围设备IC 2b仅由基本外围设备IC 2a经由连接外围设备IC 2a和2b的另一串行总线7‌’（例如HSSL，高速串行链路）进行时间触发。在图15B的示例中，GDI外围设备IC 2b由性能集群1’经由连接性能集群1’和GDI外围设备IC 2b的第二串行总线7进行时间触发。图15C实质上与图14B相同，其中明确地指示了（包括用于汽缸1的GDI外围设备的）基本外围设备IC 2’与（包括用于汽缸2、3和4的GDI外围设备的）GDI外围设备IC 2’‌’之间的角度同步。

在图14B和图14C以及图15的示例中，两个或更多个外围设备IC被经由总线7连接到一个单个的性能集群1’，其中所有设备（性能集群和外围设备IC）被布置在一个ECU内的一个PCB上。该概念可以被概括为如图16中所示的“域结构”，其中若干外围设备IC被连接到性能集群，性能集群未必位于同一PCB上而是也可以被布置在分离的电子控制单元中。相应地，一个控制单元接替包括如在先前的示例中图解的性能集群和至少一个外围设备IC的主件控制单元A的功能。该主件控制单元A可以是用于第一域的控制单元（例如传动系主件控制单元），其掌控燃烧引擎控制（ECU引擎控制单元）。所有其它所连接的控制单元是“智能”从件控制单元，“智能”从件控制单元中的每个实现特定目的。在本示例中，智能从件控制单元B掌控第二域（诸如传动装置控制），并且智能从件控制单元C掌控第三域（诸如电动马达控制（例如，在混合车辆的情况下））。智能从件控制单元不包括分离的性能集群并且经由有双向高速实时能力的总线与主件控制单元A的性能集群进行（离板）通信，所述有双向高速实时能力的总线在本示例中连接布置在机动车内的不同位置中的被不同地封装的控制单元中的不同PCB。基本上，智能从件控制单元B和C中的外围设备IC与主件控制单元“共享”性能集群。每个智能从件控制单元可以包括一个或多个外围设备IC、用以致动外部致动器的功率开关以及实现例如相应的控制单元和安全功能的电源的一个或多个分离的IC。然而，注意的是，由单独的智能从件控制单元执行的用于控制功能的应用软件聚集在主件控制单元中的性能集群中。

根据传统ECU设计方法，所提及的MCU的“共享”并非是可行的，因为在引擎控制单元中使用的当前的MCU是高度地应用专用的MCU。与之对比，根据新颖设计方法的性能集群基本上被设计为提供计算功率，而（几乎）所有应用专用硬件被聚集在如上面详细讨论的外围设备IC和分离的功率级中。因此，性能集群可以被容易地针对应用而分级，其中（不同的智能从件控制单元中的）各种不同的外围设备IC被连接到性能集群，以提供在机动车的不同域中的不同控制任务。

图16示出如下的一个示例，在该示例中机动车的域“传动系”已经被再划分为各分部“燃烧引擎”、“传动”和“电动马达”的一个示例。然而，所图解的概念（即，域结构和每个域包括主件控制单元和若干智能从件）可以被容易地转移到机动车的其它部分（例如主体控制、高级驾驶员辅助系统（ADAS）等），如图17A—图17D中图解那样。相应地，要在机动车中实现的控制任务被分组为两个或更多个域。在图17的示例中，四个域“驾驶”、“安全”、“身体/舒适”和“信息娱乐”被用于对在机动车中使用的控制功能进行分组。每个域包括主件控制单元，主件控制单元具有为相应的域的所有分部提供计算功率的一个性能集群。各分部可以被看作为分离的电子控制单元，分离的电子控制单元中的每个包括经由有高速实时能力的总线连接到相应的域的性能集群的至少一个外围设备IC（参见例如图16）。各单独的域的主件控制单元可以被经由通信网络（诸如吉比特以太网）连接。

图17A图解域“驾驶”的分部。相应地，域可以被分组为各分部“引擎控制”、“牵引控制”、“高电压电池”（在混合车辆的情况下）、“充电器”、“传动”、“车辆稳定性控制和制动”、“转向”、“暂停”、“泊车制动”、“热管理”。如已经关于图16所提到的那样，一个控制单元可以承担包括性能集群的主件控制单元的角色。在本示例中，这可以是实现引擎控制（ECU）的控制单元。

图17B图解域“安全”的分部。相应地，域可以被分组为各分部“气囊”、“PCS（碰撞前安全系统）”、“泊车辅助”、“巡航控制”、“LDWS”（车道脱离告警系统）、“ADAS”（高级驾驶员辅助系统）、“LIDAR”、“RADAR”、“相机”（例如后视相机）等。再一次地，一个控制单元可以承担包括性能集群的主件控制单元的角色。在本示例中，这可以是实现气囊控制的控制单元。

图17C图解域“身体/舒适”的分部。相应地，域可以被分组为各分部“车窗控制”、“后视镜”（例如防眩目功能）、“头灯和尾灯”、“座位控制”（定位和座位温热器）、“加热”、“空调”、“车内灯”等。在本示例中，用于空调的控制单元可以接替主件控制单元的角色，而其它控制单元被实现为“智能”从件单元。然而，也将可能的是实现没有特定外围设备IC的主件控制单元。在此情况下，主件控制单元并不直接控制特定的致动器而仅间接地通过控制连接至特定的致动器的智能从件控制单元来控制特定的致动器。

图17D图解域“信息娱乐”的分部。相应地，域可以被分组为各分部“导航”、“仪表盘”、“电话”、“无线电”、“信息娱乐”、“接口”（例如无线LAN）等。在本示例中，用于仪表盘控制的控制单元可以接替主件控制单元的角色，而其它控制单元被实现为“智能”从件单元。

在此所描述的实施例的一些方面概述如下。注意的是，以下并非是特征的穷举性列举，而仅是示例性总结。一个实施例与用于在此所描述的机动车中的引擎控制的电子控制单元有关（参见例如图9和图10）。相应地，所述电子控制单元包括：第一半导体芯片（参见例如图10，性能集群1’），具有集成于其中的第一电路；第二半导体芯片（参见例如图10，外围设备IC 2’），具有集成于其中的第二电路；以及数字实时通信链路，其连接所述第一电路和所述第二电路（参见例如图10，高速串行总线7）。所述第二电路包括主件角度估计电路（参见例如图11，电路201），主件角度估计电路被配置为基于（例如来自机轴传感器11的）至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置。更进一步地，所述第一电路包括从件角度估计电路（参见例如图11，电路101），从件角度估计电路被配置为基于经由所述通信链路从所述主件估计电路接收到的涉及角度位置的信息而估计所述引擎的角度位置。

在一个实施例中，（所述性能集群1’中的）所述第一电路包括第一时钟电路（参见例如图11，振荡器13和PLL 103），并且（外围设备IC 2’、2a等中的）所述第二电路包括第二时钟电路（参见例如图11，PLL 203），其中，所述第一时钟电路和所述第二时钟电路共享（例如由晶体振荡器13提供的）相同的时间基础，并且时序信息是经由所述通信链路交换的。（性能集群1’中的）所述第一电路可以包括第一同步电路（参见例如图11，电路106），第一同步电路耦合到所述从件角度估计电路（参见例如图11，电路101），而（外围设备IC 2’、2a、等中的）所述第二电路可以包括第二同步电路（参见例如图11，电路206），第二同步电路耦合到所述主件角度估计电路（参见例如图11，电路201）。所述第二同步电路可以规则地将同步信息（参见例如图12A，示图“数据传送”）传输到所述第一同步电路，并且所述从件角度估计电路可以基于由所述第一同步电路接收到的所述同步信息而调整所述角度估计。

在另一实施例中，所述主件角度估计电路规则地将同步信息（参见例如图12A，示图“数据传送”）传输到所述从件角度估计电路，其中，所述同步信息包括角度值（例如角度A^）以及相应的时间值（例如时间T^）。可以经由至少一个同步电路（例如电路106和/或206）传输所述同步信息，并且可以跨所述串行通信链路（例如有高速实时能力的串行总线7）将所述同步信息作为串行数字数据流进行传输。所述从件角度估计电路可以被配置为基于经由所述串行通信链路接收到的所述同步信息而调整所述角度估计（例如，微决算μTi的生成）。

一般地，（例如从机轴传感器11接收到的）所述角度位置传感器信号可以指示预先限定的角度增量的各后续的角度时段（例如6°，参见图12A—图12C，时段P_n）。每个角度时段的开头可以（例如通过所述传感器信号的上升沿，参见图12A—图12C）被信号传送到所述主件角度估计电路。经由所述通信链路从所述主件估计电路接收到的涉及角度位置的所述信息将每个角度时段的开头信号传送到所述从件角度估计电路（参见例如图12A—图12C，标记为“传感器信号（再现）”的示图）。为了估计角度位置，所述主件角度估计电路和所述从件角度估计电路可以分别包括第一内插电路和第二内插电路（参见例如图13A—图13B，电路1018和2018）。所述第一内插电路和第二内插电路可以被配置为将预先限定的角度增量的各后续的角度时段再划分为所限定的数量的决算（参见例如图12A—图12C，提及μ决算的示图）。可以通过所述角度位置传感器信号（例如机轴传感器信号）对所述主件角度估计电路指示各后续的角度时段的每个时段的开头，而如上面提到那样，通过经由所述通信链路从所述主件估计电路接收到的涉及角度位置的所述信息对所述从件角度估计电路指示各后续的角度时段的每个时段的开头。所述主件角度估计电路可以包括预测电路（参见例如图13A-图13B，电路2017），预测电路被配置为：为各后续的角度时段中的每个角度时段提供所估计的角速度值（在此提及为V^）。可以取决于所估计的角速度值而调整如下的时间速率：所述第一内插电路（例如电路2018）以该时间速率生成所述微决算。所估计的角速度值被经由所述串行通信链路规则地传输到所述从件角度估计电路，并且取决于经由串行通信链路接收到的所估计的角速度值（参见图12A—图12C，所传输的数据帧中包括速度V^）而调整如下的时间速率：所述第二内插单元（例如电路1018）以该时间速率生成决算。

一个实施例涉及一种用于在针对机动车中的引擎管理而使用的第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的系统。根据在此所描述的实施例，所述系统包括：所述第一半导体芯片（参见例如图10，性能集群1’），其具有集成于其中的第一电路；所述第二半导体芯片（参见例如图10，外围设备IC 2’），其具有集成于其中的第二电路；数字实时通信链路，其连接所述第一电路和所述第二电路（参见例如图10，高速串行链路7）。所述第二电路包括主件角度估计电路（参见例如图11，电路201），主件角度估计电路被配置为基于至少一个角度位置传感器信号（例如机轴传感器11的输出信号）而估计所述引擎的角度位置。更进一步地，所述第一电路包括从件角度估计电路（参见例如图11，电路101），从件角度估计电路被配置为基于经由所述通信链路从所述主件角度估计电路接收到的涉及角度位置的信息而估计所述引擎的角度位置。涉及角度位置的所述信息可以在预先限定的角度增量（例如6°，参见图12A—图12C）的各后续的角度时段中规则地从所述主件估计电路经由所述通信链路传输到所述从件角度估计电路。

此外，另一实施例涉及一种用于在针对机动车中的引擎管理而使用的第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的方法。相应地，所述方法包括：在所述第二半导体芯片中接收要被同步的指示引擎的角度的至少一个角度位置传感器信号（参见图12，提及“传感器信号”的示图）。所述方法进一步包括：在所述第二半导体芯片中基于至少一个角度位置传感器信号而估计主件角度位置信号（例如μ决算序列，参见图12A—图12C），以及将同步信息经由数字实时通信链路从所述第一半导体芯片传输到所述第二半导体芯片。所述同步信息可以包括基于所述角度位置传感器信号的所估计的角度位置信息（例如用于A^、T^、V^的值，参见图12A—图12C）。在所述第一半导体芯片中，基于从所述第二半导体芯片接收到的同步信息而估计从件角度位置信号。在特定的实施例中，所述角度位置传感器信号指示预先限定的角度增量（例如6°）的各后续的角度时段（例如时段P_n，参见图12A—图12C）。每个角度时段的开头可以被信号传送到所述第一半导体芯片。在所述第一半导体芯片中，可以接收时间基础信号，并且时序信息可以从所述第一半导体芯片经由所述通信链路传输到所述第二半导体芯片（也参见图15）。

虽然已经公开了各个示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说将显见的是，可以根据各个实施例的特定实现并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出改变和修改。对于本领域技术人员来说将明显的是，执行相同功能的其它组件可以被合适地替代。特别是，在实现实质上等同的结果的同时，可以要么在时域中要么在频域中执行信号处理功能。应当提到的是，参照具体的图所解释的特征可以与其它各图的特征组合，即使在尚未明确提到这点的那些情况下。进一步地，可以以所有软件实现使用适当的处理器指令或者以利用硬件逻辑和软件逻辑的组合以实现相同结果的混合式实现来实现本公开的方法。这样的对构思的修改意图被所附权利要求覆盖。

最后，本公开的摘要的目的是使得美国专利与商标局和一般公众并且尤其是科学家、工程师和不熟悉专利或法律术语或措辞的本领域从业者能够从概略的检视快速地确定本申请的技术公开的性质和实质。本公开的摘要并非意图以任何方式针对范围进行限制。

以下示例展示本公开的一个或多个方面，并且可以以任何方式被组合。

示例1-一种用于机动车中的引擎控制的电子控制单元，所述电子控制单元包括：

第一半导体芯片，具有集成于其中的第一电路；

第二半导体芯片，具有集成于其中的第二电路；以及

数字实时通信链路，其连接所述第一电路和所述第二电路，

其中，所述第二电路包括主件角度估计电路，所述主件角度估计电路被配置为基于至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置，以及

其中，所述第一电路包括从件角度估计电路，从件角度估计电路被配置为基于经由所述通信链路从所述主件估计电路接收到的涉及角度位置的信息而估计所述引擎的角度位置。

示例2-如示例1所述的电子控制单元，

其中，所述第一电路包括第一时钟电路，并且所述第二电路包括第二时钟电路，以及

其中，所述第一时钟电路和所述第二时钟电路共享相同的时间基础，并且时序信息是经由所述通信链路交换的。

示例3-如示例1-2的任何组合所述的电子控制单元，

其中，所述时间基础是由晶体振荡器提供的。

示例4-如示例1-3的任何组合所述的电子控制单元，

其中，所述第一电路包括第一同步电路，所述第一同步电路耦合到所述从件角度估计电路，并且其中所述第二电路包括第二同步电路，所述第二同步电路耦合到所述主件角度估计电路，

其中，所述第二同步电路规则地将同步信息传输到所述第一同步电路，以及

其中，所述从件角度估计电路基于由所述第一同步电路接收到的所述同步信息而调整角度估计。

示例5-如示例1-4的任何组合所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路规则地将同步信息传输到所述从件角度估计电路，所述同步信息包括角度值和相应的时间值。

示例6-如示例1-5的任何组合所述的电子控制单元，

其中，经由至少一个同步单元传输所述同步信息，以及

其中，跨所述串行通信链路传输所述同步信息作为串行数字数据流。

示例7-如示例1-6的任何组合所述的电子控制单元，

其中，所述从件角度估计电路被配置为基于经由所述串行通信链路接收到的所述同步信息而调整角度估计。

示例8-如示例1-7的任何组合所述的电子控制单元，

其中，所述角度位置传感器信号指示预先限定的角度增量的各后续的角度时段；每个角度时段的开头被信号传送到所述主件角度估计电路。

示例9-如示例1-8的任何组合所述的电子控制单元，

其中，经由所述通信链路从所述主件估计电路接收到的涉及角度位置的所述信息将每个角度时段的开头以信号传送到所述从件角度估计电路。

示例10-如示例1-9的任何组合所述的电子控制单元，

其中，为了估计角度位置，所述主件角度估计电路和所述从件角度估计电路分别包括第一内插电路和第二内插电路，

所述第一内插电路和第二内插电路被配置为将预先限定的角度增量的各后续的角度时段再划分为所定义的数量的决算。

示例11-如示例1-10的任何组合所述的电子控制单元，

其中，通过所述角度位置传感器信号对所述主件角度估计电路指示所述各后续的角度时段的每个时段的开头。

示例12.如示例1-11的任何组合所述的电子控制单元，

其中，通过经由所述通信链路从所述主件估计电路接收到的涉及角度位置的信息对所述从件角度估计电路指示所述各后续的角度时段中的每个时段的开头。

示例13-如示例1-12的任何组合所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路包括预测电路，所述预测电路被配置成为所述各后续的角度时段中的每个角度时段提供所估计的角速度值。

示例14-如示例1-13的任何组合所述的电子控制单元，

其中，取决于所估计的角速度值而调整如下的时间速率：所述第一内插单元以该时间速率生成所述决算。

示例15-如示例1-14所述的电子控制单元，

其中，经由所述串行通信链路将所估计的角速度值规则地传输到所述从件角度估计电路，以及

其中，取决于经由所述串行通信链路接收到的所估计的角速度值而调整如下的时间速率：所述第二内插单元以该时间速率生成所述决算。

示例16-一种用于在第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的系统，所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片被用于机动车中的引擎管理，所述系统包括：

所述第一半导体芯片，其具有集成于其中的第一电路；

所述第二半导体芯片，其具有集成于其中的第二电路；以及

数字实时通信链路，其连接所述第一电路和所述第二电路，

其中，所述第二电路包括主件角度估计电路，所述主件角度估计电路被配置为基于至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置，以及

其中，所述第一电路包括从件角度估计电路，所述从件角度估计电路被配置为基于经由所述通信链路从所述主件角度估计电路接收到的涉及角度位置的信息而估计所述引擎的角度位置。

示例17-如示例16所述的系统，其中，涉及角度位置的所述信息在预先限定的角度增量的各后续的角度时段中规则地从所述主件估计电路经由所述通信链路传输到所述从件角度估计电路。

示例18-一种用于在第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的方法，所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片被用于机动车中的引擎管理，所述方法包括：

在所述第二半导体芯片中接收待同步的指示所述引擎的角度的至少一个角度位置传感器信号；

在所述第二半导体芯片中基于至少一个角度位置传感器信号而估计主件角度位置信号；

经由数字实时通信链路将同步信息从所述第一半导体芯片传输到所述第二半导体芯片，所述同步信息包括基于所述角度位置传感器信号的所估计的角度位置信息；以及

在所述第一半导体芯片中基于从所述第二半导体芯片接收到的同步信息而估计从件角度位置信号。

示例19-如示例18所述的方法，

其中，所述角度位置传感器信号指示预先限定的角度增量的各后续的角度时段，每个角度时段的开头被信号传送到所述第一半导体芯片。

示例20-如示例18-19的任何组合所述的方法，进一步包括：

在所述第一半导体芯片中接收时间基础信号；以及

将时序信息从所述第一半导体芯片经由所述通信链路传输到所述第二半导体芯片。

这些和其它示例在随后的权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于机动车中的引擎控制的电子控制单元，所述电子控制单元包括：

第一半导体芯片，其包括集成于其中的第一电路，其中所述第一电路包括从件角度估计电路；

第二半导体芯片，其包括集成于其中的第二电路，其中所述第二电路包括主件角度估计电路；以及

数字实时通信链路，其被配置为连接所述第一电路和所述第二电路，

其中，所述主件角度估计电路被配置为：基于至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置、角速度值和相应的时间值，以及经由所述数字实时通信链路向所述从件角度估计电路传输所述引擎的角度位置、角速度值和相应的时间值，

其中，所述从件角度估计电路被配置为基于经由所述数字实时通信链路从所述主件角度估计电路接收到的角度位置和相应的时间值而估计所述引擎的角度位置，

其中，所述主件角度估计电路包括第一内插电路，所述第一内插电路被配置为，将角度增量再划分为预先限定的数量的决算，并且基于所述角速度值来调整生成所述决算的时间速率，以及

其中，所述从件角度估计电路包括第二内插电路，所述第二内插电路被配置为，将角度增量再划分为预先限定的数量的决算，并且基于经由所述数字实时通信链路从所述主件角度估计电路接收到的角速度值来调整生成所述决算的时间速率。

2.如权利要求1所述的电子控制单元，

其中，所述第一电路包括第一时钟电路，并且所述第二电路包括第二时钟电路，以及

其中，所述第一时钟电路和所述第二时钟电路共享相同的时间基础，并且时序信息是经由所述数字实时通信链路交换的。

3.如权利要求2所述的电子控制单元，

其中，所述时间基础是由晶体振荡器提供的。

4.如权利要求1所述的电子控制单元，

其中，所述第一电路包括第一同步电路，所述第一同步电路耦合到所述从件角度估计电路，并且其中所述第二电路包括第二同步电路，所述第二同步电路耦合到所述主件角度估计电路，

其中，所述第二同步电路被配置为规则地将同步信息传输到所述第一同步电路，

其中，所述同步信息包括所述主件角度估计电路估计的角度位置、角速度值和相应的时间值，以及

其中，所述从件角度估计电路基于由所述第一同步电路接收到的所述同步信息而调整所述从件角度估计电路所估计的角度位置。

5.如权利要求1所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路被配置为规则地将同步信息传输到所述从件角度估计电路，其中所述同步信息包括所述主件角度估计电路所估计的角度值、角速度值和相应的时间值。

6.如权利要求5所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路被配置为经由至少一个同步单元传输所述同步信息，以及

其中，所述主件角度估计电路被配置为跨所述数字实时通信链路传输所述同步信息作为串行数字数据流。

7.如权利要求6所述的电子控制单元，

其中，所述从件角度估计电路被配置为基于经由所述数字实时通信链路接收到的所述同步信息而调整所述从件角度估计电路所估计的角度位置。

8.如权利要求1所述的电子控制单元，

其中，所述至少一个角度位置传感器信号指示所述角度增量的各后续的角度时段；每个角度时段的开头通过所述至少一个角度位置传感器信号被信号传送到所述主件角度估计电路。

9.如权利要求8所述的电子控制单元，

其中，经由所述数字实时通信链路从所述主件角度估计电路接收到的角度位置将每个角度时段的开头以信号传送到所述从件角度估计电路。

10.如权利要求1所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路的所述第一内插电路被配置为基于所述角速度值将所述角度增量的各后续的角度时段再划分为预先限定的数量的决算，以及

其中，所述从件角度估计电路的所述第二内插电路被配置为：基于经由所述数字实时通信链路从所述主件角度估计电路接收到的角速度值，将所述角度增量的各后续的角度时段再划分为预先限定的数量的决算。

11.如权利要求10所述的电子控制单元，

其中，通过所述至少一个角度位置传感器信号对所述主件角度估计电路指示所述各后续的角度时段中的每个时段的开头。

12.如权利要求11所述的电子控制单元，

其中，通过经由所述数字实时通信链路从所述主件角度估计电路接收到的角度位置和相应的时间值对所述从件角度估计电路指示所述各后续的角度时段中的每个时段的开头。

13.如权利要求10所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路包括预测电路，所述预测电路被配置成为所述各后续的角度时段中的每个角度时段提供所述角速度值。

14.如权利要求13所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路被配置为，取决于所述角速度值而调整如下的时间速率：所述第一内插电路以该时间速率生成所述决算。

15.如权利要求13所述的电子控制单元，

其中，所述主件角度估计电路被配置为，经由所述数字实时通信链路将述角速度值规则地传输到所述从件角度估计电路。

16.一种用于在第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的系统，所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片被用于机动车中的引擎管理，所述系统包括：

所述第一半导体芯片，其包括集成于其中的第一电路，其中所述第一电路包括从件角度估计电路；

所述第二半导体芯片，其包括集成于其中的第二电路，其中所述第二电路包括主件角度估计电路；以及

数字实时通信链路，其被配置为连接所述第一电路和所述第二电路；

其中，所述主件角度估计电路被配置为：基于至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置、角速度值和相应的时间值，并且经由所述数字实时通信链路向所述从件角度估计电路传输所述引擎的角度位置、角速度值和相应的时间值，

其中，所述从件角度估计电路被配置为基于经由所述数字实时通信链路从所述主件角度估计电路接收到的角度位置和相应的时间值而估计所述引擎的角度位置，

其中，所述主件角度估计电路包括第一内插电路，所述第一内插电路被配置为，将角度增量再划分为预先限定的数量的决算，并且基于所述角速度值来调整生成所述决算的时间速率，以及

其中，所述从件角度估计电路包括第二内插电路，所述第二内插电路被配置为，将角度增量再划分为预先限定的数量的决算，并且基于经由所述数字实时通信链路从所述主件角度估计电路接收到的角速度值来调整生成所述决算的时间速率。

17.如权利要求16所述的系统，其中，所述主件角度估计电路被配置为，将所述主件角度估计电路所估计的角度位置、角速度值和相应的时间值在所述角度增量的各后续的角度时段中规则地经由所述数字实时通信链路传输到所述从件角度估计电路。

18.一种用于在第一半导体芯片与第二半导体芯片之间同步角度位置信息的方法，所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片被用于机动车中的引擎管理，所述方法包括：

在所述第二半导体芯片中接收要被同步的指示所述引擎的角度的至少一个角度位置传感器信号；

在所述第二半导体芯片中基于所述至少一个角度位置传感器信号而估计所述引擎的角度位置、角速度值和相应的时间值；

经由数字实时通信链路将同步信息从所述第二半导体芯片传输到所述第一半导体芯片，所述同步信息包括所述引擎的角度位置、角速度值和相应的时间值；

在所述第一半导体芯片中基于经由所述数字实时通信链路从所述第二半导体芯片接收到的同步信息而估计所述引擎的角度位置；

在所述第二半导体芯片中将角度增量再划分为预先限定的数量的决算；

在所述第二半导体芯片中，基于所述角速度值，调整生成所述决算的时间速率；

在所述第一半导体芯片中将角度增量再划分为预先限定的数量的决算；并且

在所述第一半导体芯片中，基于经由所述数字实时通信链路从所述第二半导体芯片接收到的角速度值，调整生成所述决算的时间速率。

19.如权利要求18所述的方法，

其中，所述至少一个角度位置传感器信号指示所述角度增量的各后续的角度时段；每个角度时段的开头通过所述至少一个角度位置传感器信号被信号传送到所述第一半导体芯片。

20.如权利要求18所述的方法，进一步包括：

在所述第一半导体芯片中接收时间基础信号；以及

由所述第一半导体芯片经由所述数字实时通信链路将时序信息传输到所述第二半导体芯片。

Images