本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的借助車輛控制器測定經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的占空比的方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求18的車輛控制器。

背景技術(shù)：

車輛控制器用于控制或者監(jiān)視車輛的、尤其是汽車的單個或者多個功能。在此，通常要么對外部信號或者測量值進行處理，與此相應(yīng)地該信號或者測量值必須由控制器接收或者檢測。該測量值接收或者信號探查以及還有信號處理本身大多也必須滿足高的安全要求，以便最大可能地避免錯誤功能。根據(jù)車輛控制器的使用和功能，可以改變要求。

在此，制動控制器是通常情況下必須滿足特別高的安全要求的車輛控制器。例如，在模塊化制動系統(tǒng)平臺的范圍內(nèi)使用不同的制動控制器，尤其是電子控制的制動系統(tǒng)或者特殊的防抱死系統(tǒng)。

在此，最重要的外部信號典型地是制動要求。它通常由車輛的駕駛員發(fā)出，其中通常評估制動踏板的操縱。為此，制動踏板通常具有兩個獨立的測量值發(fā)送器，即所謂的制動值發(fā)送器。在踏板的操縱期間，制動值發(fā)送器中的每一個都產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制(或者脈沖長度調(diào)制)的信號(PWM信號)。在此，占空比，即兩個狀態(tài)的持續(xù)時段之間的比依賴于制動踏板的操縱、尤其是位置。因此，占空比通常與制動踏板上的踩踏強度成比例，因此尤其與其行程成比例。

出于安全原因，不僅使用兩個獨立的制動值發(fā)送器，還以冗余的方式進行信號的占空比的檢測或者測量。為此，首先借助第一(主)方法測定信號的占空比。這通常通過所謂的接收和比較單元或者采集/比較單元(CCU)進行，在很多微控制器中都集成有這樣的單元。在此討論的車輛控制器或者制動控制器也具有這樣的具有至少一個接收和比較單元的微控制器。于是，接收和比較單元通過時間測量測定經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的占空比。此外，在進一步的隨后的測量中可以確認占空比的值是否改變或者這以怎樣的速度進行。

為了實現(xiàn)對占空比的測定進行的監(jiān)控，附加地借助低通濾波器對信號進行濾波并輸送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)。事件同樣對應(yīng)于經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的占空比并且因此可以用于通過CCU對測量值接收進行控制。除了微控制器以外還將低通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器構(gòu)建在至少一個電路板上。

公知的用于占空比的冗余接收的方法的缺點在于，除了微控制器之外為此還需要外部構(gòu)件，即至少一個低通濾波器和一個或多個A/D轉(zhuǎn)換器。這占用電路板上的空間，導(dǎo)致附加成本并且必須進行構(gòu)建。此外，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換或者低通濾波而發(fā)生不期望的延遲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種通過車輛控制模塊對經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的占空比進行冗余測定的方法，車輛控制模塊實現(xiàn)了占空比的測定，其中，節(jié)省了電路板空間或者為此不需要外部構(gòu)件。

該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的措施的方法來解決。因此，通過車輛控制器周期性地采樣或者查詢信號以測定占空比。除了另外的測量方法之外，這尤其用于占空比的冗余測定。這意味著通過對信號進行有規(guī)律的測量來確定占空比。該周期性的查詢可以通過車輛控制器的現(xiàn)有組件來實現(xiàn)，尤其是通過現(xiàn)有的微控制器直接實現(xiàn)。為此，經(jīng)由微控制器的現(xiàn)有的輸入端查詢或者處理信號，或者借助微控制器的現(xiàn)有單元進行。在此，該方法優(yōu)選不依賴于通過接收和比較單元(CCU)進行的測量值接收。因此，根據(jù)本發(fā)明，尤其不需要附加的組件，例如低通濾波器。因此，避免了由模數(shù)轉(zhuǎn)換或者低通濾波導(dǎo)致的延遲。

優(yōu)選地，該信號具有多個、尤其是兩個可能的狀態(tài)。這些狀態(tài)尤其是相繼地發(fā)生。優(yōu)選地，其中每個狀態(tài)在一個循環(huán)周期內(nèi)僅發(fā)生一次。因此，可以確定循環(huán)周期的持續(xù)時段。

狀態(tài)的在時間上的持續(xù)時段的比優(yōu)選代表信號的占空比。因此，尤其由狀態(tài)的持續(xù)時間之間的比得出占空比。

通過對時鐘信號在各自的狀態(tài)下的時鐘周期的計數(shù)來測定信號的一個狀態(tài)，優(yōu)選每個狀態(tài)的長度。優(yōu)選地，由信號的多個狀態(tài)的持續(xù)時段的比測定和/或計算出信號的占空比。

特別優(yōu)選地，測量信號的至少一個完整的循環(huán)周期。信號的一個循環(huán)周期尤其由兩個狀態(tài)的一個全過程(Durchlauf)構(gòu)成。于是，由兩個狀態(tài)的持續(xù)時段的比來測定和/或計算出占空比。

優(yōu)選地，定期或者以恒定的頻率查詢或者采樣信號。這意味著進行有規(guī)律的測量值接收或者信號查詢。兩次測量的時間間隔尤其被預(yù)先設(shè)定。由此，以可再現(xiàn)的方式確認經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的狀態(tài)在時間上的變化曲線。

還優(yōu)選的是，產(chǎn)生和/或應(yīng)用周期性的時鐘信號，從而對信號進行周期性的查詢或采樣。由此，將該周期性的查詢簡單地與能以多種方式獲得的周期性的時鐘信號聯(lián)結(jié)。

尤其是，在此可以在每個單個的時鐘事件期間和/或也可以在各個設(shè)定數(shù)目的時鐘事件或者說時鐘間隔(Taktintervall)或者也可以是循環(huán)周期之后進行采樣。

優(yōu)選地，時鐘信號具有恒定的時鐘周期。這意味著時鐘事件以恒定的頻率并因此可良好再現(xiàn)地發(fā)生。

優(yōu)選地，時鐘間隔是恒定的或者是長度相同的。這意味著時鐘事件以有規(guī)律的順序發(fā)生。時鐘周期，即兩個時鐘事件之間的間隔因此通常也是長度相同的。然而，替選地也可以例如使用兩個疊加的時鐘周期。當(dāng)然，為此通常可以使用多于一個的時鐘信號，以便可以進行區(qū)分。

時鐘信號比信號優(yōu)選具有更高的時鐘速率或者調(diào)制頻率。通過足夠高的時鐘速率確?？梢宰銐蝾l繁地采樣信號。因此，信號可以優(yōu)選足夠高地進行解析。因此，最小化在測量狀態(tài)持續(xù)時段期間的錯誤。這是尤其需要的，以便能夠盡可能精確地測定信號的脈沖寬度的長度。

優(yōu)選地，時鐘速率或者采樣速率在時鐘信號的情況下比在信號的情況下大了至少大約一個數(shù)量級，優(yōu)選兩個數(shù)量級。在此，和通常一樣，一個數(shù)量級相當(dāng)于10倍。這實現(xiàn)了足夠高的采樣速率。

優(yōu)選地，信號的狀態(tài)的占空比依賴于至少一個傳感器的操縱。因此，將傳感器的操縱變換成這樣的信號。

特別優(yōu)選地，操縱的行程或者范圍和/或速度對于狀態(tài)的占空比具有決定性。優(yōu)選地，占空比與操縱的強度成比例或者與傳感器的或者所配屬的測量值接收器的行程成比例。尤其使用制動器踏板作為制動控制器的傳感器。

特別優(yōu)選地，多種、特別是兩種用于測定占空比的方法彼此獨立地實施和/或基于不同的原理。這以獨立的方式實現(xiàn)了占空比的冗余測定。通過使用不同的原理或者測量方法，可以排除方法內(nèi)在的錯誤。

特別是，由信號的占空比測定信號的脈沖寬度調(diào)制的頻率。由此尤其可以測定測量值發(fā)送器或者制動值發(fā)送器的失靈。測定尤其通過根據(jù)本發(fā)明的測量方法本身實現(xiàn)。為此，對脈沖寬度調(diào)制的一個完整的循環(huán)周期的時鐘事件的數(shù)目進行計數(shù)并與各個時鐘事件的持續(xù)時段相乘。該值的倒數(shù)即為頻率。這提供了如下優(yōu)點：頻率確定可以不依賴于其它組件地進行，即完全冗余。與此不同，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過主方法或者接收和比較單元(CCU)進行測定。因此，在該系統(tǒng)失靈的情況下也不再可能進行頻率測定。在類似的測量方法中也不能進行占空比的測定，這是因為僅測量了一個固定的電壓值，但不能進行用于頻率確定的時間測量。

本發(fā)明的上述任務(wù)還通過具有權(quán)利要求18的特征的車輛控制器來解決。因此，提出一種車輛控制器，優(yōu)選制動控制器，例如ABS(防抱死系統(tǒng))和/或EBS控制器(電子制動系統(tǒng))，其尤其合適地被構(gòu)造成用于實施上述方法。該車輛控制器的特征在于，接收裝置周期性地查詢或者采樣信號的狀態(tài)以測定占空比。車輛控制器優(yōu)選被構(gòu)造成用于周期性的信號查詢或者用于周期性的信號采樣。由此，可以分別單獨地確定信號的可能的狀態(tài)的持續(xù)時段。該測量方法在根本上不同于常規(guī)的例如利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器或也可以是接收和比較單元(CCU)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的測量值檢測或者測定。因此，可以在車輛控制器中實施替選的方法。

優(yōu)選地，設(shè)置一種用于產(chǎn)生和/或評估周期性的時鐘信號的裝置，以觸發(fā)信號的周期性采樣。因此，確保了有規(guī)律的查詢。

尤其可以將車輛控制器的中止要求設(shè)置為時鐘信號。這樣的中止要求或者中斷在實踐中尤其在每個微控制器中實施。因此，通常也將其設(shè)置于車輛控制器中。它們例如用于查詢外部單元和/或組件，用于在確定的單位時間內(nèi)測定測量值等。在這種情況下將其用于信號的周期性采樣。

優(yōu)選地，信號具有多個、優(yōu)選兩個狀態(tài)。因此，狀態(tài)的持續(xù)時段之間的比提供了用于計算傳感器的操縱的基礎(chǔ)。尤其是可以在狀態(tài)的持續(xù)時間之間求比，從而由此可以計算出占空比。該控制器尤其被構(gòu)造成用于精確地執(zhí)行該測定。

狀態(tài)的持續(xù)時段的比或者狀態(tài)的長度比尤其提供了用于計算傳感器的操縱的基礎(chǔ)，尤其是操縱的路徑長度、行程、范圍或者速度和/或加速度。例如，可以對踏板、尤其是制動踏板僅進行輕踩、略微再往下踩或者完全踩下。對此，信號的占空比尤其提供了相應(yīng)的測量值。該占空比優(yōu)選地與踏板的行程成比例。在踏板行程和占空比之間尤其存在線性關(guān)聯(lián)。

還優(yōu)選的是，設(shè)置有至少一個用于信號狀態(tài)的時鐘周期的各自的數(shù)目的計數(shù)器。因此，可以間接地測定信號的各自的狀態(tài)的持續(xù)時間。于是，尤其可以由信號的多個狀態(tài)的數(shù)值的比計算出占空比。

還優(yōu)選的是，在車輛控制器中設(shè)置對信號的占空比的冗余查詢和/或測定。因此，確保即使在單個組件失靈的情況下也無錯誤地查詢。

對于占空比的冗余測定，優(yōu)選設(shè)置多個獨立的和/或以不同方式工作的裝置或者方法來測定信號的占空比。不同的方法或者彼此獨立地工作的裝置或者單元實現(xiàn)了足夠的防失靈安全性。在此，可以最好可能地排除方法內(nèi)在的錯誤。

附圖說明

下面參照附圖進一步闡釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例。其中：

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于對經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的占空比進行冗余測定的車輛控制器；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明用于對占空比進行冗余測定的車輛控制器；并且

圖3示出經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號與所屬的時鐘信號的圖示。

具體實施方式

在此描述的實施例的車輛控制器是制動控制器10。該制動控制器10用于在此未示出的車輛(例如載貨汽車或者公共汽車)中的制動過程的引入和控制。尤其是，該制動控制器10包含在此未示出的微控制器。該微控制器承擔(dān)實際的測量、控制和監(jiān)視任務(wù)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，車輛具有至少一個信號12的源，即所謂的信號發(fā)送器或者信號值發(fā)送器。在這種情況下，將兩個這種信號值發(fā)送器分別構(gòu)造為制動值發(fā)送器14。在此，對相應(yīng)設(shè)備的操縱，例如在這種情況下對制動踏板16的操縱，提供了關(guān)于駕駛員對在此未示出的車輛(制動控制器10在其中工作)的制動要求的信息。為了處理信號12，制動控制器10具有輸入端。一旦識別到制動要求，必須立即引入制動過程。

為此，首先將關(guān)于制動踏板16的操縱的信息通過制動值發(fā)送器14轉(zhuǎn)換成脈沖寬度調(diào)制的信號12。根據(jù)制動作用應(yīng)有的強度，駕駛員通常改變制動踏板16的操縱范圍或者行程。這意味著在制動器踏板16的小的偏轉(zhuǎn)的情況下，應(yīng)僅獲得小的制動作用，而在制動器踏板16的強烈偏轉(zhuǎn)的情況下，應(yīng)獲得大的制動作用。得到的信號12與此相應(yīng)地代表與制動踏板16的操縱成比例的值。

這通過對信號12的脈沖寬度調(diào)制來實現(xiàn)。在這種情況下，通常設(shè)置有兩個不同的狀態(tài)18和20。狀態(tài)18和20通常是兩個不同的電平。兩個狀態(tài)18和20的持續(xù)時段可以改變，其中，兩個狀態(tài)18和20加在一起的總持續(xù)時段通常是恒定的。因此，第一狀態(tài)18的持續(xù)時段與第二狀態(tài)20的持續(xù)時段的比給出信號12的所謂的占空比。

于是，兩個狀態(tài)18和20的比總地提供了與踏板操縱成比例的值。實際上，為此在兩個狀態(tài)18和20的長度或者持續(xù)時間之間求比。信號12在狀態(tài)18下越長，則信號12在狀態(tài)20下越短，這是因為脈沖寬度調(diào)制的循環(huán)周期的總長度或者總持續(xù)時段通常是恒定的。因此，在兩個狀態(tài)18和20之間求比提供了具有在零至無窮之間的值的比，其中，通常固定設(shè)置最大值。

信號12通常通過電的和/或線路由制動踏板16傳遞至制動控制器10。通常在此借助所謂的接收和比較單元或者采集/比較單元(CCU)測定信號12的占空比。這種CCU在此雖然沒有示出，但是經(jīng)由線路22被供給以信號12。在接收和比較單元中，檢測信號12的兩個狀態(tài)18和20中每一個的長度或者持續(xù)時段，并分別作為數(shù)值存儲。通過將多個存儲的值進行比較，還可以測定關(guān)于制動值發(fā)送器14的操縱速度的附加信息或者用于過程動態(tài)的其它信息。

通常在制動控制器10之外，即在制動踏板16的區(qū)域中通過制動值發(fā)送器14實現(xiàn)測量值的產(chǎn)生以及通過微控制器38實現(xiàn)經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號12的實際產(chǎn)生。于是，在制動控制器10的輸入級24中處理信號12。

為了提高經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號12的占空比測定期間數(shù)據(jù)接收的可靠性，通常進行測量值的冗余接收。為此，通常設(shè)置有單獨的單元26。這在現(xiàn)有技術(shù)中包括低通濾波器28和模數(shù)轉(zhuǎn)換器30。通過低通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生代表經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號12的占空比的值?？梢噪S時將該值與同樣經(jīng)由線路22被供給以信號12的接收和比較單元的當(dāng)前測量值進行比較。

具有兩個狀態(tài)18和20的信號12在任何情況下都在制動控制器10內(nèi)部被處理。因此，很容易探查到狀態(tài)18和狀態(tài)20兩者的存在。在這種情況下，在再次切換回狀態(tài)18之前，存在由狀態(tài)18和狀態(tài)20的組合而成的信號12的完整的循環(huán)周期。

然而，根據(jù)本發(fā)明不再需要單元26的附加組件，因此可以省略低通濾波器28和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器30。在這里使用替代性的、根據(jù)本發(fā)明的測量或者測定方法代替濾波和借助模數(shù)轉(zhuǎn)換30的測量值接收。在此使用時鐘信號32，例如如圖3中所示。時鐘信號32具有多個時鐘事件34。它們以固定的時間上的間隔相繼跟隨，因此是(嚴格)周期性的。

用于確定占空比的新方法的核心在于，以有規(guī)律的方式，即周期性地查詢信號12的當(dāng)前狀態(tài)。為此，將時鐘信號32作為基礎(chǔ)，以在每個時鐘事件34期間查詢信號12的當(dāng)前狀態(tài)。這同樣在圖3中示出。為此，針對每個狀態(tài)18或20對時鐘事件34的數(shù)目進行計數(shù)。如果信號12首先存在于狀態(tài)18，則第一計數(shù)器被累加。這在狀態(tài)18中的每個另外的時鐘事件的情況下都進行重復(fù)。一旦在時鐘事件34期間測定出狀態(tài)20，則第二計數(shù)器被累加。這對于所有另外的時鐘事件34都進行重復(fù)，直到再次切換到狀態(tài)18。

在圖3所示的實施例中，在狀態(tài)18中計數(shù)了七個時鐘事件，而在狀態(tài)20中僅測定了三個時鐘事件。在這種情況下，測定期間的不精確性存在于兩個時鐘事件34的間隔的區(qū)域中，即時鐘信號32的調(diào)制頻率之內(nèi)。根據(jù)下式來計算占空比Tv：

Tv＝t(狀態(tài)18)/(t(狀態(tài)18)+t(狀態(tài)20))。

因此，在這種情況下計算出Tv＝7/(7+3)＝0.7。因此，得出踏板路徑和測量值之間的線形關(guān)系。因此，由于時鐘事件34彼此相同長度的間隔，由針對狀態(tài)18或者20計數(shù)的事件產(chǎn)生信號12的占空比。在一個這樣的測試循環(huán)周期結(jié)束之后，在開始下一測量循環(huán)周期之前，將兩個計數(shù)器相應(yīng)地復(fù)位。

于是，可以將占空比Tv的測定的值直接與通過存儲和比較單元測定的值進行比較。

單獨產(chǎn)生的信號以及已經(jīng)在制動控制器10或者另一微控制器中存在的信號均可以用作時鐘信號32。中止要求或者中斷尤其適合于該目的。這被制動控制器10中的微控制器用于查詢目的或者用于將運行的程序中止，例如用于實現(xiàn)并行的任務(wù)。這樣的時鐘發(fā)送器、尤其是中斷實際上存在于每個微控制器中。此外，在控制器16中已經(jīng)存在用于檢測兩個狀態(tài)18和20的單元。因此，可以用簡單的方式通過兩個計數(shù)器和計算單元來實施用于測定信號12的占空比Tv的方法。

通過提高采樣頻率，即通過更高頻率的時鐘信號，在必要時可以進一步提高占空比的測定精度。

最后，在該方法中不再需要附加的組件26，即低通濾波器28和模數(shù)轉(zhuǎn)換器30。因此，如圖2所示，將信號12通過線路12直接輸送至接收和比較單元。

必要時，可以設(shè)置有施米特觸發(fā)器(Schmitt-Trigger)36或者類似的結(jié)構(gòu)元件，以便將狀態(tài)18和20分別拉到限定的電平上或者對阻抗進行適配，尤其是為此設(shè)置有具有較小阻抗的驅(qū)動器。

此外，可以直接由信號12測定信號12的調(diào)制頻率或者脈沖寬度調(diào)制的頻率。脈沖寬度調(diào)制的頻率是信號12的循環(huán)周期的重復(fù)頻率，其中，信號13的一個循環(huán)周期正好由兩個關(guān)聯(lián)的狀態(tài)18和20組成。

為了測定脈沖寬度調(diào)制的頻率，對時鐘事件34的數(shù)目進行計數(shù)，信號12的一個完整循環(huán)周期由兩個狀態(tài)18和20產(chǎn)生。由時鐘信號32的頻率也得知時鐘事件34的持續(xù)時段。因此，將信號12的一個循環(huán)周期的計數(shù)的時鐘事件34的數(shù)目與時鐘事件34的持續(xù)時段相乘。這得出信號12的一個循環(huán)周期的周期持續(xù)時段。于是，該周期持續(xù)時段的倒數(shù)，即1除以該周期持續(xù)時段得出信號12的脈沖寬度調(diào)制的頻率。也就是說，可以根據(jù)如下進行計算：

頻率＝1/周期持續(xù)時段

＝1/(數(shù)目_時鐘事件*持續(xù)時段_時鐘事件)。

脈沖寬度調(diào)制頻率的測定因此不依賴于其它外部組件進行。因此,可以例如以簡單的方式確認其中一個制動值發(fā)送器14或者全部制動踏板16的失靈。