CN103995501A - 用于运行模块化的控制***的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车中的分布式***（1）的方法，其中所述分布式***（1）具有多个模块（2），以便构造用于执行功能的作用链（P1、P2），其中所述模块（2）包括若干部件以及在控制器（ST1、ST2......STn）中的硬件模块（21）和软件模块（22），所述方法具有下列步骤：—将所述模块（2）分配给所述作用链（P1、P2）；—根据机动车所处的一个或者多个运行模式来确定激活的和非激活的作用链（P1、P2）；—运行所述模块（2），所述模块配属于激活的作用链（P1、P2）中的至少一个作用链；并且—去激活所述模块（2），所述模块未配属于激活的作用链（P1、P2）中的任何一个。

Description

用于运行模块化的控制***的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种分布式***、尤其是一种模块化的分布式***，比如所述***例如应用在机动车中。

背景技术

在机动车中通常使用多个模块，所述模块通过总线***、比如像CAN总线相互连接或者说通讯。所述模块可以对应于具有设置在其上的硬件模块和软件模块以及其他部件的控制器，所述其他部件比如像传感器单元、信号处理单元和位置传感器（Stellegeber）。通常在这类***中存在由多个模块、尤其是从一个或者多个传感器经由一个或者多个比如像控制器、过滤器和类似器件的模块直到一个或者多个调节器构成的作用链。运行这样一个模块化的***通常要求不能被忽略的电功率，并且因而希望减少这样一个***的功率消耗。

发明内容

根据本发明规定一种根据权利要求1所述的、用于运行分布式***的方法以及根据并列权利要求所述的管理单元、***和计算机程序。

在从属权利要求中对本发明其他有利的设计方案进行说明。

根据本发明的第一方面，规定用于运行机动车中的分布式***的方法，其中所述分布式***具有多个模块，以便构造用于执行功能的作用链，其中所述模块包括若干部件以及在控制器中的硬件模块和软件模块。所述方法具有下列步骤：

- 将所述模块分配给所述作用链；

- 根据机动车所处的一个或者多个运行模式来确定激活的和非激活的作用链；

- 运行所述模块，所述模块配属于激活的作用链中的至少一个；并且

- 去激活所述模块，所述模块未配属于激活的作用链中的任何一个。

通过上述方法可以定义作用链，并且监控所述作用链是激活的还是非激活的。如果确定了部件或者说硬件模块或者软件模块不处于激活的作用链中，则可以去激活部件或者说硬件模块以节约能量。

以这种方式能够选择性地运行单个控制器和/或模块。上述方法的优点在于节约能量和/或节省成本，因为通过部分地激活或者说去激活分布式***的单个模块可以减少所容纳的电功率/能量并且减少对于冷却措施的要求。

此外可以放弃迄今所使用的方法，其中规律地问询功能软件在控制单元中的实施。规律的问询缩短了最大可能性的去激活阶段，并且由此限制了可能产生的能量节约，因为控制器的非活性阶段会规律性地被中断。

此外，能够借助识别信息将所述模块分配给所述作用链，所述识别信息存储在分配表（Zuordnungstabelle）中。

所述模块尤其能够包括至少一个传感器、至少一个控制器和至少一个调节器，其中所述控制器包括至少一个微型控制器，所述微型控制器具有一个或者多个作为硬件模块的核芯模块（Core）。

此外，用于实施软件功能的软件模块使用一个或者多个硬件模块，其中去激活那些在其中不实施软件功能的硬件模块。

根据本发明的另一方面，规定一种用于运行在机动车中的分布式***的管理单元，其中所述分布式***具有一个或者多个控制器和模块，以便构造用于执行功能的作用链。所述管理单元包括存储单元，以便将软件功能和模块分配给所述作用链。此外构造所述管理单元，以便：

- 根据一个或者多个机动车所处的运行模式来确定激活的和非激活的作用链；

- 运行所述模块，所述模块配属于激活的作用链中的至少一个；并且

- 去激活所述模块，所述模块未配属于激活的作用链中的任何一个。

根据本发明的另一方面，规定一种用于应用在机动车中的***，所述***包括多个模块以及上述的管理单元。

根据本发明的另一方面，规定一种计算机程序，建立所述计算机程序以实施上述方法的所有步骤。

附图说明

在下文中根据附图对本发明优选的实施方式进行详细地说明。其示出了：

图1为具有多个作用链的分布式***的简图；

图2为形象地说明用于确定分布式***的可断开的模块的方法用的流程图。

具体实施方式

图1示出了例如在机动车中的分布式***1的示意图。所述分布式***1具有多个带有模块2的多个作用链P1、P2......Pn。模块2可以对应于以下部件，所述部件分别包括传感器S1、S2......Sn；用于处理输入信号的单元F1、F2......Fn，比如像滤波电路、电平适配电路、放大电路或者类似器件；所述部件还包括控制器ST1、ST2......STn；用于处理输出信号的单元M1、M2......Mn或者调节器A1、A2......An。

控制器ST1、ST2......STn通常包括硬件模块21和软件模块22。硬件模块21通常包括一个或者多个微型控制器、用于信号输入和信号输出的模拟和数字外部集成电路（Peripherie IC's），并且也包括分立的构件和其他的电路。硬件模块21相互连接（未示出）以进行信号通讯。所述微型控制器可以具有一个或者多个片载硬件模块，比如核芯模块（Core）、存储器、模数转换器、计时器阵列（Timerarray）、接口模块和类似模块，这些模块通过微型控制器内部的信号通讯相互连接。

软件模块22存储在微型控制器的存储器中，并且可以由微型控制器的核芯模块之一来执行。软件模块22包括由实时运行***管理的任务。这些任务分为连续的任务、循环的任务和取决于结果的任务。这些任务包括用于控制功能和调节功能的过程，以控制包括硬件模块21和软件模块22的模块2。

作用链P1、P2在调节技术的意义下通过可分离的作用联系、例如像作用链进行定义，所述作用链包括一个或者多个传感器S1、S2......Sn，一个或者多个用于处理输入信号的单元F1、F2......Fn，一个或者多个控制器ST1、ST2......STn，一个或者多个用于处理输出信号M1、M2......Mn的模块2和一个或者多个调节器A1、A2......An，传感器S1、S2......Sn的一个或者多个输入参量通过用于处理输入信号的单元F1、F2......Fn，通过在一个或者多个控制器ST1、ST2......STn中的在一个或者多个硬件模块21中执行的软件模块22和/或通过用于处理输出信号M1、M2......Mn来触发调节器A1、A2......An。

硬件模块21可以在控制器ST1、ST2......STn内部通过一个或者多个通讯连接部4相互进行通讯，并且在控制器ST1、ST2......STn外部通过总线***3相互进行通讯。所述控制器ST1、ST2......STn可以具有一个或者多个微型控制器，所述微型控制器具有一个或者多个可单独激活和可单独去激活的核芯模块。

设有上一级的管理单元10。在所述管理单元中10设有用于存储分布式***1 的拓扑结构的存储单元11。在此为作用链P1、P2分配作用链识别码PID（作用链识别信息）。此外为在控制器ST1、ST2......STn的软件模块22中执行的软件功能分别分配功能识别码FID（功能识别信息），所述作用识别码根据应用分配给相应的作用链P1、P2。

此外，特征在于由作用链P1、P2所需的模块2（硬件资源），例如传感器bS1、S2......Sn、用于处理输入信号的单元F1、Ff2......Fn、具有微型控制器、芯模块或者类似物的控制器ST1、ST2......STn、用于处理输出信号的单元M1、M2......Mn、具有硬件识别码（硬件识别信息）的调节器A1、A2......An，并且以同样的方式分配给单个的作用链P1、P2。

在管理单元10的存储单元11中存储有相应的分配表（Zuordnungstabelle），所述分配表即为每个作用链P1、P2存储所需的软件功能或者说软件模块，并且存储分别为识别码FID、HID形式的所需的硬件资源。由此，分配表基本上描绘出功能控制结构。

作用链P1、P2实施以下功能，这些功能或者通过对于模块来说特定的调用（Aufrufe）连续地或者循环地实施的。将车辆的、对于***来说特定的车辆状态或者部分***状态或者部件状态称作运行模式，例如：

- 汽车状态，比如停车、居住、行驶、加速、减速等等；

- 发动机状态，比如断开的发动机或者发动机的惯性滑行；

- 制动再生、气候再生；

- 电行驶或者内燃机驱动行驶；

- 启动功能/停止功能；

- 废气再回收、废热利用；

- 调节，例如像λ调节、空气***调节或者类似调节。

单个的作用链P1、P2在确定的时刻循环地进行实施或者永久地进行实施，由此得到了作用链时间表，根据所述作用链时间表可以激活或者去激活作用链P1、P2。所述作用链时间表同样存储在存储单元11中。所述作用链时间表说明了，在什么时间并且以何种运行模式实施作用链，或者说是否永久实施该模式。借助作用链时间表的作用链的附加的断开可能性，存在这样的可能性，即可以在更长时间、不间断的时间中去激活配属于一个作用链的硬件资源。

对于包括硬件模块21和硬件模块22在内的模块2应用在多个作用链中的情况，对应的模块必须分别多次分配给相应的、取决于模块的作用链P1、P2。否则当例如软件模块分配给不取决于模块的、例如时间上同步的任务时，必须在实施任务一开始便检查，究竟是否有必要实施对应的软件模块。

对于多个控制器ST1、ST2......STn，如果确定了所有在控制器ST1、ST2......STn的微型控制器上进行实施的软件模块22是非激活的或者说被动的，则可以完全断开对应的控制器ST1、ST2......STn或者说使其进入到休眠模式中。这一点可以在管理单元10中通过分配表和去激活了的作用链根据作用链时间表识别出来，其中当在任何一个所定义的激活的作用链中都不需要控制器ST1、ST2......STn时，将控制器ST1、ST2......STn看作是可去激活的。

此外，所述作用链时间表用于根据模块特定的作用链激活或者说去激活软件模块。作用链时间表即在管理单元10中动态地进行实施，并且可以将作用链分配给模块，并且由此识别出可以去激活或者必须激活用于特定模块的何种作用链。

如果识别出可以断开硬件资源，则可以通过去激活一部分或者整个硬件资源、例如通过断开电源电压或者与任务信号器分开来进行断开。

此外，为了减少所容纳的功率，模块特定的任务中的一个或者多个分解成多个具有不同时间栅格的模块特定的部分任务。由此，可以减少在对应的控制器ST1、ST2......STn中的单个的核芯模块的运转时间负荷。此外，将单个功能或者说软件模块固定地分配给固定的时间栅格可以可变地通过以下方式进行实施，即改变实施模块特定的、时间上同步的任务的频率，以便由此实现部分激活特定功能。

在图2中示出了形象地说明用于确定在分布式***中可断开的模块或者说功能用的方法的流程图。

在步骤S1中，借助分配表对作用链P1、P2提供描述，其中借助相应的识别信息将在一个或者多个控制器ST1、ST2......STn中的模块2、硬件模块21和软件模块22或者说软件功能分配给不同的作用链P1、P2。

在步骤S2中，确定机动车和/或部分***和/或部件所处的一个或者多个运行模式。

在步骤S3中，取决于运行模式以及取决于预先给定的功能时间表（Funktionszeitplan）来激活或者去激活作用链P1、P2。也就是说，根据作用链时间表将作用链P1、P2分配给确定的运行模式和/或分配给规律的运行或者分配给在确定的时刻的运行。

在步骤S4中，取决于机动车和/或部分***和/或部件所处的运行模式或者说运行模式们现在获得在相应的控制器ST1、ST2......STn中的非激活的模块2以及软件模块22和硬件模块21，所述非激活的模块2以及软件模块22和硬件模块21作为在相应的控制器ST1、ST2......STn中的、不被任何一个激活的作用链P1、P2所需要的模块2以及软件模块22和硬件模块21。

在步骤S5中，如此将在相应的控制器ST1、ST2......STn中获得的、非激活的模块2以及软件模块22和硬件模块21确定为可断开的并且将其去激活。同样的，重新激活在在相应的控制器ST1、ST2......STn中的、之前去激活了的、然而现在所需要的模块2、软件模块22和硬件模块21。如果去激活了在对应的控制器ST1、ST2......STn中的核芯模块中实施的所有软件模块22，则可以断开整个核芯模块。

循环实施步骤S2至步骤S5的方法。

Claims (9)

1.用于运行机动车中的分布式***（1）的方法，其中所述分布式***（1）具有多个模块（2），以便构造用于执行功能的作用链（P1、P2），其中所述模块（2）包括若干部件以及在控制器（ST1、ST2......STn）中的硬件模块（21）和软件模块（22），所述方法具有下列步骤：

- 将所述模块（2）分配给所述作用链（P1、P2）；

- 根据机动车所处的一个或者多个运行模式来确定激活的和非激活的作用链（P1、P2）；

- 运行所述模块（2），所述模块配属于激活的作用链（P1、P2）中的至少一个；并且

- 去激活所述模块（2），所述模块未配属于激活的作用链（P1、P2）中的任何一个。

2.按照权利要求1所述的方法，其中借助识别信息将所述模块（2）分配给所述作用链（P1、P2），所述识别信息存储在分配表中。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其中所述模块（2）包括至少一个传感器（S1、S2......Sn）、至少一个控制器（ST1、ST2......STn）和至少一个调节器（A1、A2......An），其中所述控制器（ST1、ST2......STn）包括至少一个微型控制器，所述微型控制器具有一个或者多个作为硬件模块的核芯模块。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其中用于实施软件功能的软件模块（22）使用一个或者多个硬件模块（21），其中去激活那些在其中不实施软件功能的硬件模块（21）。

5.用于运行在机动车中的分布式***（1）的管理单元（10），其中所述分布式***（1）具有多个模块（2），以便构造用于执行功能的作用链（P1、P2），其中所述模块（2）包括若干部件以及在控制器（ST1、ST2......STn）中的硬件模块（21）和软件模块（22），所述管理单元包括：

- 存储单元（11），以便将所述模块（2）分配给所述作用链（P1、P2）； 

其中构造所述管理单元（10），以便：

- 根据一个或者多个机动车所处的运行模式来确定激活的和非激活的作用链（P1、P2）；

- 运行所述模块（2），所述模块配属于激活的作用链（P1、P2）中的至少一个；并且

- 去激活所述模块（2），所述模块未配属于激活的作用链（P1、P2）中的任何一个。

6.用于应用在机动车中的***，所述***包括：

- 多个模块（2）；以及

- 按照权利要求5所述的管理单元（10）。

7.计算机程序，建立所述计算机程序以实施按照权利要求1至4中任一项所述方法的所有步骤。

8.电子存储介质，在所述电子存储介质上存储有按照权利要求7所述的计算机程序。

9.电子控制器，所述电子控制器具有按照权利要求8所述的电子存储介质。