WO2009021815A1 - Begleit-chip zur motorsteuerungs-signalverarbeitung - Google Patents

Begleit-chip zur motorsteuerungs-signalverarbeitung Download PDF

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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409Addressing techniques specially adapted therefor
    • F02D41/2416Interpolation techniques
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/266Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue

Definitions

  • the present invention relates to a companion chip for motor control and a method for controlling motor control signals in a companion chip according to claim 1 and 10.
  • the companion chip is also referred to below as a companion chip.
  • a companion chip is often used to assist the microcontroller in carrying out its tasks. Depending on the purpose of a controller, this requires the partitioning or partitioning of required functions between the microcontroller and the companion chip. This can e.g. in the engine management of a vehicle in accordance with the requirements for speed detection and injection.
  • the injection pressure is stored in a pressure accumulator (up to a maximum of 2000 bar), whereas in other injection systems, the required injection pressure is not built up until it is needed.
  • the electrohydraulically controlled injection nozzles are connected together with the high-pressure pipe, which opens into the pressure accumulator. As short opening times (observation window of 0.1 to 0.2 ms) can be achieved, which make a pre- and post-injection feasible.
  • the pilot injection also possible with other injection systems) causes a short ignition delay and a noise reduction of the subsequent combustion of the main injection.
  • the post-injection ensures with a catalyst for decreasing nitrogen oxide emissions.
  • Another advantage of this injection system is that the injection pressure can be set independently of the engine speed, wherein the injection pressure in other systems also increases with increasing engine speed.
  • a companion chip for motor control signal processing wherein the companion chip includes a signal preprocessing circuit configured to calculate an interpolation and a tangent slope of a motor control signal.
  • An essential point of the motor control signal processing accompanying chip according to the invention is that the calculation for the interpolation of signal values and the calculation of a tangential slope can be performed jointly. These calculations can advantageously be realized with a common hardware circuit.
  • x 2 corresponds to a signal value at time ⁇ 2 and is located on a curve between the signal value x [at time t [and the signal value x 2 at time t 2 . This makes a calculation of the interpolation cheap and flexible.
  • the companion chip calculates the tangent slope according to the formula:
  • the signal preprocessing circuit includes a division circuit. This realizes a calculation of the interpolation and a calculation of the tangent slope with a common hardware circuit. Thus, calculations of the interpolation and of the tangential slope are carried out favorably and flexibly.
  • the division circuit includes a sequential divider with 3,000 gates and a clock frequency of 100 MHz. This realizes a signal preprocessing circuit with low cost and high performance.
  • the division circuit includes a parallel divider with 33,000 gates and a clock frequency of 31.5 MHz. This realizes a signal preprocessing circuit with low cost and high performance.
  • the signal preprocessing circuit contains 15,000 gates. This refinement achieves effective coordination between the complexity of the signal preprocessing and additional components such as adders and subtractors as well as pipelining and cost-effective signal preprocessing.
  • the accompanying chip is designed to detect a closing time of an injection component in response to a change in a tangential gradient in a sampled signal.
  • analog / digital controller channels which transmit the motor control signals, combined in a multiplex unit.
  • the above object is also achieved by a method of controlling motor control signals in a companion chip including the step of calculating an interpolation and a tangent slope of the motor control signals in a signal preprocessing circuit.
  • An essential point of the method according to the invention is that calculations for the interpolation of signal values and the calculation of a tangential slope can be carried out together. These calculations can be realized with a common hardware circuit.
  • FIG. 1 shows a voltage curve in the case of a piezo-diesel injection
  • FIG. 2 shows a curve for explaining the calculation of a
  • FIG. 3 shows a hardware structure for signal preprocessing for the
  • Figure 4 shows resource consumption in gates of hardware dividers.
  • Figure 1 shows a voltage waveform 2 in a piezo-diesel injection.
  • High injection pressures of currently more than 1,750 bar atomize the fuel very finely.
  • the evenly precise metering of both the smallest and large amounts of fuel and the switching speed allow the injection profile to be adapted very precisely to the respective operating state of the engine.
  • the combustion process in the cylinder can be formed, thus optimizing the combustion process.
  • Diesel engines with PCR (Piezo Common Rail) injection save up to 25% fuel compared to the naturally aspirated Otto engine.
  • the PCR technique offers up to 15% fuel savings in the overall vehicle tuning and facilitates compliance with emission standards.
  • a powerful piezo control in the engine control unit exploits the technical potential of the technology.
  • One of the advantages here is the permanently high quality of the injection over the mileage of a commercial vehicle.
  • the control compensates for manufacturing tolerances and environmental influences.
  • the piezo driver can also use the properties of an actuator for injector-selective control in order to compensate for mechanical and hydraulic deviations. Overall, the piezo technology enables precise, economical and reliable injection systems.
  • the starting time 4 for opening the injection component in the voltage curve 2 can be seen immediately before a voltage drop of 180V to almost 0V.
  • the opening time follows 6.
  • the closing time 8 of the injection component to recognize a change in the slope in the sampled signal.
  • An observation window of the opening time 6 and the closing time 8 in each case has a duration of approximately 100 ⁇ s.
  • a feature search for opening an opening component is based on a minimum search in the voltage curve 2 at the time of opening 6.
  • a feature search for closing the opening component is based on a plateau search in the voltage curve 2 at the closing time 8, ie on a change of the gradient of the slope of the voltage Curve course 2.
  • FIG. 2 shows a curve for explaining the calculation for the interpolation of a signal value and the calculation of a tangent slope of the signal value.
  • x 2 + X 1 , where x 2 corresponds to the signal value at time t 2 speaks and is on the curve between the signal value x [at time t [and the signal value x 2 at time t 2 .
  • FIG. 3 shows a hardware structure for signal preprocessing for the calculation of an interpolation and a tangential slope.
  • FIGS. 2 and 3 show that a division is necessary for the interpolation and tangent calculation. For this reason, a hardware circuit must implement this division. This leads to a trade-off between the chip area and the speed. A favorable realization of the division can be variably set to predetermined requirements in future implementations for companion chips.
  • a sequential 24-bit wide divider requires approximately 3,000 gates with a runtime of 35 cycles and a clock frequency of 100 MHz.
  • the treatment of 360 analog to digital converter values at CSC-P would thus take 126 ⁇ s.
  • the division is performed on the PCP (Peripheral Control Processor) of the TriCore TM, it requires 45 cycles of 12.5 ns to 13 ns each.
  • the calculation of a date takes 0.5 to 0.6 ⁇ s
  • the calculation of the 360 CSC-P values takes 216 ⁇ s. This is unacceptable for future engine controls.
  • the Cortex-M3 TM also supports a division algorithm in hardware. It provides a speed of 4 bits / cycle.
  • Figure 4 shows resource consumption in gates of hardware dividers. This figure shows the resource consumption in gates of hardware dividers from a Syopsys TM Design Ware library for one clock and two pipelines for different clock frequencies.
  • a hardware divider for the companion chip will be between a purely sequential and a purely parallel divider.
  • Signal preprocessing is used for interpolation, tangent calculation, and analog / digital controller data reduction.
  • a central component of the signal preprocessing is, as shown in FIG. 4, a division unit for which there are different implementation variants.
  • the divisional unit will move between a 3,000-gate pure-divisional divider at 100 MHz and a purely parallel 33,000-gate divider at 31.5 MHz. Due to the complexity of signal preprocessing and additional components such as adders and subtractors as well as pipelining, approximately 15,000 gates are required for signal preprocessing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung, wobei der Begleit-Chip eine Signalvorverarbeitungs-Schaltung enthält, welche zur Berechnung einer Interpolation und einer Tangentensteigung eines Motorsteuerungs-Signals ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Begleit-Chip zur Motorsteuerung und ein Verfahren zur Steuerung von Motorsteuerungs-Signalen in einem Begleit-Chip nach Anspruch 1 und 10. Der Begleit-Chip wird im Folgenden auch als Companion-Chip bezeichnet.
Die Entwicklung von Hardware und Software für Motorsteuergeräte wird aufgrund des Kostendrucks im Automobilbereich bei gleichzeitiger Vorgabe neuer Abgasnormen immer schwieriger.
Zur Entlastung des Mikrocontrollers heutiger Steuerungen wird oftmals ein Companion- Chip eingesetzt, der den Mikrokontroller bei der Durchführung seiner Aufgaben unterstützt. Abhängig vom Einsatzzweck einer Steuerung erfordert dies die Aufteilung oder Partitionierung geforderter Funktionen zwischen dem Mikrokontroller und dem Companion-Chip. Diese kann z.B. beim Motormanagement eines Fahrzeugs gemäß den Anforde- rungen an die Drehzahlerfassung und Einspritzung vorgenommen werden.
Neben Algorithmen zur Filterung ist für viele Aufgaben der Signalverarbeitung im Companion-Chip eine Berechnung der Steigung oder eine Interpolation von Signalwerten notwendig. So ist beispielsweise der Schließzeitpunkt eines Einspritz- Bauteils an einer Ände- rung der Steigung im abgetasteten Signal zu erkennen. In modernen Dieselmotoren setzt sich mehr und mehr der Direkteinspritzer durch. Einspritzmenge und Zeitpunkt werden zunehmend nicht mehr mechanisch, sondern durch Module elektronisch gesteuert.
Eine Interpolation von Signalwerten wird notwendig, da durch das Multiplexing der ADC (Analog/Digital-Controller) Kanäle die Signale unter Umständen nicht in Echtzeit abgetastet werden können. Bei der Motor- Einspritzung wird der Einspritzdruck in einem Druckspeicher (bis max. 2000 bar) vorgehalten, wohingegen bei anderen Einspritzsystemen, der erforderliche Einspritzdruck erst aufgebaut wird, wenn er benötigt wird. Die elektro-hydraulisch gesteuerten Ein- spritzdüsen sind gemeinsam mit dem Hochdruckrohr, das in den Druckspeicher mündet, verbunden. Es können so kurze Öffnungszeiten (Observationsfenster von 0,1 bis 0,2 ms) erreicht werden, die eine Vor- und Nach- Einspritzung realisierbar machen. Die Voreinspritzung (ist auch mit anderen Einspritzsystemen möglich) bewirkt einen kurzen Zündverzug und eine Geräuschreduzierung der anschließenden Verbrennung der Hauptein- spritzung. Die Nacheinspritzung sorgt mit einem Katalysator für sinkende Stickoxidemissionen. Ein weiterer Vorteil dieses Einspritzsystems liegt darin, dass der Einspritzdruck unabhängig von der Motordrehzahl festgelegt werden kann, wobei der Einspritzdruck bei anderen Systemen mit steigender Motordrehzahl ebenfalls ansteigt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kostengünstigen und flexiblen Begleit- Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung gelöst, wobei der Begleit-Chip eine Signalvorverarbeitungs-Schaltung enthält, welche zur Berechnung einer Interpolation und einer Tangentensteigung eines Motorsteuerungs- Signals ausgebildet ist. Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Begleit-Chips zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung besteht darin, dass die Berechnung für die Interpola- tion von Signalwerten und die Berechnung einer Tangentensteigung gemeinsam durchgeführt werden können. Dabei können diese Berechnungen vorteilhafter Weise mit einer gemeinsamen Hardware-Schaltung realisiert werden.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Begleit-Chips sind in den Unteran- Sprüchen 2 bis 9 angegeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung, berechnet der Begleit-Chip die Interpolation gemäß der Formel: (x2 - xj) * (/2 -t[) ■ . x2 = — — — + X1 , wobei
(*2 - 'l )
x2 einem Signalwert zum Zeitpunkt ^2 entspricht und sich auf einem Kurvenverlauf zwischen dem Signalwert x[ zum Zeitpunkt t[ und dem Signalwert x2 zum Zeitpunkt t2 be- findet. Hierdurch wird eine Berechnung von der Interpolation günstig und flexibel durchgeführt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, berechnet der Begleit-Chip die Tangentensteigung gemäß der Formel:
Δx X9 - X1 . . — = — - r- . wobei
At t2 - tx
— eine Tangentensteigung zwischen dem Signalwert x[ zum Zeitpunkt t[ und dem Sig-
Δ^ nalwert x2 zum Zeitpunkt t2 ist. Hierdurch wird eine Berechnung von der Tangentenstei- gung günstig und flexibel durchgeführt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Signalvorverarbeitungs-Schaltung eine Divisionsschaltung. Hierdurch werden eine Berechnung von der Interpolation und eine Berechnung von der Tangentensteigung mit einer gemeinsamen Hardware- Schaltung realisiert. Somit werden Berechnungen von der Interpolation und von der Tangentensteigung günstig und flexibel durchgeführt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Divisionsschaltung einen sequentiellen Dividierer mit 3.000 Gattern und einer Taktfrequenz von 100 MHz. Hierdurch wird eine Signalvorverarbeitungs-Schaltung mit geringen Kosten und einer hohen Leistung realisiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Divisionsschaltung einen parallelen Dividierer mit 33.000 Gattern und einer Taktfrequenz von 31,5 MHz. Hierdurch wird eine Signalvorverarbeitungs-Schaltung mit geringen Kosten und einer hohen Leistung realisiert. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Signalvorverarbeitungs-Schaltung 15.000 Gatter. Durch diese Ausgestaltung wird eine effektive Abstimmung zwischen der Komplexität der Signalvorverarbeitung und zusätzlicher Komponenten wie Addierer und Subtrahierer sowie Pipelining und einer kostengünstigen Signalvorverarbeitung erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Begleit-Chip dazu ausgebildet, einen Schließzeitpunkt eines Einspritz- Bauteils in Ansprechen auf eine Änderung einer Tangentensteigung in einem abgetasteten Signal zu erfassen. Durch diese Ausgestaltung wird eine günstige und zuverlässige Motorsteuerung erzielt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Analog/Digital-Controller Kanäle, welche die Motorsteuerungs-Signale übertragen, in einer Multiplex- Einheit zusammengefasst. Durch diese Ausgestaltung wird eine günstige und zuverlässige Motorsteuerung erzielt.
Die vorstehende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Steuerung von Motorsteue- rungs-Signalen in einem Begleit-Chip gelöst, welches den Schritt eines Berechnens einer Interpolation und einer Tangentensteigung der Motorsteuerungs-Signale in einer Signal- vorverarbeitungs-Schaltung enthält. Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Ver- fahrens besteht darin, dass Berechnungen für die Interpolation von Signalwerten und die Berechnung einer Tangentensteigung gemeinsam durchgeführt werden können. Dabei können diese Berechnungen mit einer gemeinsamen Hardware-Schaltung realisiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Begleit-Chips zur Motorsteuerungs- Signalverarbeitung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 zeigt einen Spannungsverlauf bei einer Piezo-Diesel-Einspritzung;
Figur 2 zeigt einen Kurvenverlauf zur Erläuterung der Berechnung einer
Interpolation und einer Tangentensteigung; Figur 3 zeigt einen Hardware-Aufbau zur Signalvorverarbeitung für die
Berechnung einer Interpolation und einer Tangentensteigung; und
Figur 4 zeigt einen Ressourcenverbrauch in Gattern von Hardware- Dividierern.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt einen Spannungs- Kurvenverlauf 2 bei einer Piezo-Diesel-Einspritzung. Hohe Einspritzdrücke von aktuell mehr als 1.750 bar zerstäuben den Kraftstoff sehr fein. Die gleichmäßig präzise Zumessung sowohl kleinster als auch großer Kraftstoff mengen und die Schaltschnelligkeit erlauben es, das Einspritzprofil sehr genau an den jeweiligen Betriebszustand des Motors anzupassen.
Mit flexibler Mehrfacheinspritzung beispielsweise lässt sich der Brennverlauf im Zylinder formen und damit der Verbrennungsprozess optimieren. Dieselmotoren mit PCR (Piezo- Common-Rail) Einspritzung sparen gegenüber dem Otto-Saugmotor bis zu 25% Kraftstoff. Im Vergleich zu konventionellen Dieselmotoren bietet die PCR-Technik bis zu 15% Verbrauchsvorteil in der Gesamtfahrzeugabstimmung und erleichtert die Erfüllung der Emissionsnormen.
Eine leistungsfähige Piezo-Ansteuerung im Motorsteuergerät schöpft das technische Potenzial der Technologie aus. Zu den Vorteilen zählt hier die dauerhaft hohe Qualität der Einspritzung über die Laufleistung eines Nutzfahrzeugs. Zu diesem Zweck gleicht die Steuerung Fertigungstoleranzen und Umgebungseinflüsse aus. Der Piezo-Treiber kann die Eigenschaften eines Aktors auch für eine injektorselektive Ansteuerung nutzen, um mechanische und hydraulische Abweichungen zu kompensieren. Insgesamt ermöglicht die Piezo-Technologie damit präzise, sparsame und zuverlässige Einspritzsysteme.
In der Piezo-Diesel-Einspritzung ist der Startzeitpunkt 4 zum Öffnen des Einspritz- Bauteils im Spannungs- Kurvenverlauf 2 unmittelbar vor einem Spannungsabfall von 180V auf nahezu OV erkennbar. Auf diesem Spannungs-Niveau folgt der Öffnungszeitpunkt 6. Anschließend ist der Schließzeitpunkt 8 des Einspritz- Bauteils an einer Änderung der Steigung im abgetasteten Signal zu erkennen. Ein Observationsfenster des Öffnungszeit- punktes 6 und des Schließzeitpunktes 8 hat dabei jeweils eine Dauer von ca. 100 μs. Eine Merkmalssuche zum Öffnen eines Öffnungsbauteils basiert zum Öffnungszeitpunkt 6 auf einer Minimumsuche im Spannungs- Kurvenverlauf 2. Eine Merkmalssuche zum Schließen des Öffnungsbauteils basiert zum Schließzeitpunkt 8 hingegen auf einer Plateausuche im Spannungs- Kurvenverlauf 2, d.h auf einer Änderung des Gradienten der Steigung des Spannungs- Kurvenverlaufs 2.
Eine Interpolation von Signalwerten wird notwendig, da durch das Multiplexing der Ana- log/Digital-Controller Kanäle die Signale 6, 8 unter Umständen nicht in Echtzeit abgetastet werden können.
Figur 2 zeigt einen Kurvenverlauf zur Erläuterung der Berechnung für die Interpolation von einem Signalwert und die Berechnung einer Tangentensteigung des Signalwertes. Diese Berechnungen können mit einer gemeinsamen Hardware-Schaltung realisiert werden.
Hierbei lässt sich die Interpolation des Signalwertes x2 durch die Formel
x2 = + X1 berechnen, wobei x2 dem Signalwert zum Zeitpunkt t2 ent-
Figure imgf000008_0001
spricht und sich auf dem Kurvenverlauf zwischen dem Signalwert x[ zum Zeitpunkt t[ und dem Signalwert x2 zum Zeitpunkt t2 befindet.
Ferner lässt sich die Steigung der Tangente des Signalwertes gemäß der Formel
Λ -v- γ γ Λ.V
— = -4 r berechnet, wobei — die Tangentensteigung zwischen dem Signalwert x[
At t2 - t! Δ^ zum Zeitpunkt t[ und dem Signalwert x2 zum Zeitpunkt t2 ist.
Diese Berechnungen können mit einer gemeinsamen Hardware-Schaltung realisiert wer- den, die in Figur 3 gezeigt ist.
Figur 3 zeigt einen Hardware-Aufbau zur Signalvorverarbeitung für die Berechnung einer Interpolation und einer Tangentensteigung.
Aus Figuren 2 und 3 geht hervor, dass für die Interpolation und Tangentenberechnung eine Division notwendig ist. Aus diesem Grund muss eine Hardwareschaltung diese Division implementieren. Dabei kommt es zu einem Trade-off zwischen Chipfläche und Ge- schwindigkeit. Eine günstige Realisierung der Division lässt sich in zukünftigen Implementierungen für Companion-Chips variabel auf vorbestimmte Anforderungen erstellen.
Ein sequentieller 24-Bit breiter Dividierer benötigt beispielsweise ca. 3.000 Gatter bei ei- ner Laufzeit von 35 Takten und einer Taktfrequenz von 100 MHz. Die Behandlung von 360 Analog/Digital-Umwandler Werten bei CSC-P (Combustion Signal Control - Pressure) würde somit 126 μs in Anspruch nehmen. Wird die Division auf dem PCP (Peripheral Control Processor) des TriCore™ durchgeführt, so benötigt dieser 45 Takte mit einer Dauer von jeweils 12,5 ns bis 13 ns. Damit dauert die Berechnung eines Datums 0,5 bis 0,6 μs, und die Berechnung der 360 CSC-P Werte dauert 216 μs. Dies ist für zukünftige Motorsteuerungen inakzeptabel. Der Cortex-M3™ unterstützt ebenfalls einen Divisionsalgorithmus in Hardware. Er liefert dabei eine Geschwindigkeit von 4 Bit/Zyklus.
Figur 4 zeigt einen Ressourcenverbrauch in Gattern von Hardware-Dividierern. In dieser Figur ist der Ressourcenverbrauch in Gattern von Hardware-Dividierern aus einer Sy- nopsys™ Design Ware- Bibliothek für einen Takt und mit zwei Pipelinestufen für verschiedene Taktfrequenzen dargestellt. Ein Hardware-Dividierer für den Companion-Chip wird zwischen einem rein sequentiellen und einem rein parallelen Dividierer liegen.
Die Signalvorverarbeitung wird zur Interpolation sowie zur Tangentenberechnung und zur Reduktion von Analog/Digital-Controller Daten verwendet. Ein zentraler Bestandteil der Signalvorverarbeitung ist, wie in Figur 4 gezeigt, eine Divisionseinheit, für die es unterschiedliche Implementierungsvarianten gibt.
Die Divisionseinheit wird sich zwischen einem rein sequentiellen Dividierer mit 3.000 Gattern und 100 MHz Taktfrequenz und einem rein parallelen Dividierer mit 33.000 Gattern und 31,5 MHz Taktfrequenz bewegen. Aufgrund der Komplexität der Signalvorverarbeitung und zusätzlicher Komponenten wie Addierern und Subtrahierern sowie Pipelining werden für die Signalvorverarbeitung ca. 15.000 Gatter benötigt.

Claims

Patentansprüche
1. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung, wobei der Begleit-Chip eine Signalvorverarbeitungs-Schaltung enthält, welche zur Berechnung einer Interpolation und einer Tangentensteigung eines Motorsteuerungs-Signals ausgebildet ist.
2. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach Anspruch 1, wobei der i x' — x' \ * (t — t ) Begleit-Chip die Interpolation gemäß der Formel x2 = — j , 2 — — + x[ be-
rechnet, wobei x2 einem Signalwert zum Zeitpunkt t2 entspricht und sich auf einem Kurvenverlauf zwischen dem Signalwert x[ zum Zeitpunkt t[ und dem Signalwert x2 zum Zeitpunkt t2 befindet.
3. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach Anspruch 1, wobei der
Begleit-Chip die Tangentensteigung gemäß der Formel — = -4 r berechnet,
At t2 - tx
Ax wobei — eine Tangentensteigung zwischen dem Signalwert X1 zum Zeitpunkt tx
At und dem Signalwert x2 zum Zeitpunkt t2 ist.
4. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Signalvorverarbeitungs-Schaltung eine Divisionsschaltung enthält.
5. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach Anspruch 4, wobei die
Divisionsschaltung einen sequentiellen Dividierer mit 3.000 Gattern und einer Taktfrequenz von 100 MHz enthält.
6. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach Anspruch 4, wobei die Divisionsschaltung einen parallelen Dividierer mit 33.000 Gattern und einer Taktfrequenz von 31,5 MHz enthält.
7. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Signalvorverarbeitungs-Schaltung 15.000 Gatter enthält.
8. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Begleit-Chip dazu ausgebildet ist, einen Schließzeitpunkt (8) eines Einspritz- Bauteils in Ansprechen auf eine Änderung einer Tangentensteigung in einem abgetasteten Signal (2) zu erfassen.
9. Begleit-Chip zur Motorsteuerungs-Signalverarbeitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Analog/Digital-Controller Kanäle, welche die Motorsteuerungs- Signale übertragen, in einer Multiplex- Einheit zusammengefasst sind.
10. Verfahren zur Steuerung von Motorsteuerungs-Signalen in einem Begleit-Chip, wel- ches den Schritt eines Berechnens einer Interpolation und einer Tangentensteigung der Motorsteuerungs-Signale in einer Signalvorverarbeitungs-Schaltung enthält.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2341448A1 (de) * 2009-12-29 2011-07-06 Robert Bosch GmbH Elektronische Steuereinheit und Verfahren zur Interpolationsdurchführung in der elektronischen Steuereinheit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10309891A1 (de) * 2002-03-07 2003-11-06 Denso Corp Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung mit einer Vielzahl von Mikrocomputern zum Implementieren einer Mikrocomputerüberwachungsfunktion
EP1441265A1 (de) * 2003-01-23 2004-07-28 Denso Corporation Elektronische Steuerungseinheit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1319286A (en) * 1969-06-21 1973-06-06 Olivetti & Co Spa Numerical control device
JPS586959B2 (ja) * 1976-08-20 1983-02-07 日本電信電話株式会社 曲線発生器
US5191546A (en) * 1991-01-22 1993-03-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Time-interpolation method for digital beamformers
US5575264A (en) * 1995-12-22 1996-11-19 Siemens Automotive Corporation Using EEPROM technology in carrying performance data with a fuel injector
CN100464067C (zh) * 2006-11-27 2009-02-25 联合汽车电子有限公司 摩托车发动机的电子控制器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10309891A1 (de) * 2002-03-07 2003-11-06 Denso Corp Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung mit einer Vielzahl von Mikrocomputern zum Implementieren einer Mikrocomputerüberwachungsfunktion
EP1441265A1 (de) * 2003-01-23 2004-07-28 Denso Corporation Elektronische Steuerungseinheit

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