CN105599771B - 用于内燃机用的力矩计算的控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有带有多个计算核心（31a、31b、31c、31d）的处理器（30）的控制器，用于计算力矩控制算法（1），其中所述计算核心（31a、31b、31c、31d）中的一个计算核心被设置用于执行中心的计算路径（2、3、5、7、8、10、12、13、14、17、18、20、22、24和26）的函数，以协调力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数，其中其余的计算核心（31a、31b、31c、31d）被构造用于计算或提供所述力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数。

Description

用于内燃机用的力矩计算的控制器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的控制器的处理器的配置、特别是用于力矩计算的控制器的处理器的配置。
背景技术
当今的用于内燃机的控制器通常设有具有一个唯一的计算核心（Recherchen）的处理器。这种单核处理器可使用在强大的***中，并且因此更青睐于使用在机动车内。与关于在PC、移动电话等中的数据处理使用情况相同地，控制器处理器还越来越多地配备有多个计算核心。
因此例如文献JP 2009-245009 A介绍了一种具有多核处理器的、用于使用在机动车中的控制器。
此外，文献DE 10 2012 205 301 A1公开了一种用于控制车辆中的电子数据处理的计算结构。该计算结构设置了至少两个虚拟机用于运行信息娱乐应用。
发明内容
根据本发明提供了一种具有带有多个计算核心的处理器的控制器用于计算力矩控制算法：其中所述计算核心中的一个计算核心被设置用于执行中心的计算路径的函数，以协调力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数，其中其余的计算核心被构造用于计算或提供所述力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数；并且提供了一种用于运行所述控制器的方法：其中所述计算核心中的一个计算核心执行中心的计算路径的函数，以协调力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数，其中其余的计算核心计算或提供所述力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数。
其他的设计方案包括：设置有共同的存储器，该存储器被构造用于被所有的计算核心访问；所述力矩请求函数提供预先给定的请求力矩，并且所述力矩干扰函数引起限制到预先给定的下限和/或上限上；所述力矩请求函数或力矩干扰函数包括下面函数中的一个或多个函数：速度调节函数；速度限制函数；稳定性函数；滑行监控函数；用于提供***误差-限制值的函数；力矩比函数；变速器损耗函数；变速器干扰函数；
变速器保护函数；电机损耗函数；和电机保护函数；所述其余的计算核心被构造用于分别执行所述力矩请求函数或力矩干扰函数的一部分，从而将所述力矩请求函数或力矩干扰函数分配到所述其余的计算核心上；其中一个计算核心被构造用于：在力矩请求函数或力矩干扰函数不同步地提供输入参数的情况下等待相关输入参数可用性，并且在力矩请求函数或力矩干扰函数同步地提供输入参数的情况下调用相关输入参数的最终被确定的数值。
根据第一方面，提出了一种具有带有多个计算核心的处理器的控制器，用于计算力矩控制算法，其中所述计算核心中的一个计算核心被设置用于执行中心的计算路径的函数，以协调力矩请求函数或力矩干扰函数（Momenteneingriffsfunktion）的输入参数。其余的计算核心被构造用于计算或提供所述力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数。
原则上，用于机动车中的内燃机的力矩控制的算法规定：额定力矩作为调节参数被提供用于操控内燃机。所述算法为此承担其他的任务，例如计算驾驶员期望力矩、协调不同的外部干扰例如针对变速器的切换请求、考虑稳定性控制的干扰以及必要时在混合动力驱动***情况下在由内燃机和电动机提供的转矩之间的协调。
上述方法的构思在于，使用具有处理器的控制器并且并行地计算力矩控制算法的函数，以便因此减小内燃机的调节参数的计算持续时间，其中所述处理器具有多个计算核心用于计算用来运行机动车的内燃机的力矩控制的算法。
为此从力矩控制算法的函数的力矩路径中识别这样的函数调用，所述函数调用彼此独立地执行并且因此可以在不同的计算核心中执行。由此在控制器的处理器中还可以使用多个计算核心，从而可以实时地进行负载分配并且必要时可以使用多个运行***。在通过分配函数调用或种类调用（Klassenaufrufe）来转换力矩控制算法时还存在以下可行方案：为单计算核心制定了的相应的力矩控制软件在不进行其他调整的情况下被传递到控制器的多核处理器中。
还可以设置共同的存储器，该存储器被构造用于被所有的计算核心所访问。
根据一种实施方式，力矩请求函数可以提供预先给定的请求力矩，并且力矩干扰函数可以引起限制到预先给定的下限和/或上限上。
特别地，力矩请求函数或力矩干扰函数可以包括下面函数中的一个或多个函数：
-速度调节函数；
-速度限制函数；
-稳定性函数；
-滑行监控函数；
-用于提供***误差-限制值的函数；
-力矩比函数；
-变速器损耗函数；
-第一变速器干扰函数；
-变速器保护函数；
-第二变速器干扰函数；
-电机损耗函数；和
-电机保护函数。
此外，其余的计算核心可以被构造用于分别执行力矩请求函数或力矩干扰函数的一部分，从而将力矩请求函数或力矩干扰函数分配到其余的计算核心上。
根据一种实施方式，其中一个计算核心可以被构造用于：在力矩请求函数或力矩干扰函数不同步地提供输入参数的情况下等待相关输入参数的可用性，并且在力矩请求函数或力矩干扰函数同步地提供输入参数的情况下调用相关输入参数的最终被确定的数值。
根据另一方面提供了一种用于运行具有带有多个计算核心的处理器的控制器并且用于计算力矩控制算法的方法，其中所述计算核心中的一个计算核心运行中心的计算路径的函数，以协调力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数，其中其余的计算核心计算或提供力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数。
附图说明
接下来借助于附图详细解释实施方式。在附图中：
图1是在内燃机的控制器内的力矩控制算法的力矩路径的示意图；
图2是具有四个计算核心的多核处理器的示意图；
图3是在不同的计算核心内力矩控制算法的各个函数的执行情况的示意图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了用于在控制器的处理器内执行的力矩控制算法1的函数。以下借助于各被示出的函数来简要介绍所述力矩控制算法1。在驾驶员期望力矩函数2中借助于加速踏板位置来确定驾驶员期望力矩FWM，并且输送给第一最大函数3。此外，执行速度调节函数4并且提供相应的调节力矩RM。第一最大函数3确定驾驶员期望力矩FWM与调节力矩RM的最大值。
第一最大函数3的结果输送给第一最小函数5。速度限制函数6的限制力矩BM也输送给所述第一最小函数5。第一最小函数5从中确定最小值并且将第一最小函数5的结果提供给驾驶性能过滤函数（Fahrbarkeitsfilterfunktion）7。驾驶性能过滤函数用于过滤驾驶员所期望的力矩请求，并且防止电机输出力矩突然改变以及由此引起的摇摆和振动。
驾驶性能过滤函数7的结果被输送给第二最大函数8，该第二最大函数还从稳定性函数（MSR）9中获得稳定性限制值。稳定性函数9用于调节电机牵引力矩并且避免因突然提高电机牵引力矩而引起的行驶稳定性。
第二最大函数8的结果输送给第二最小函数10，该第二最小函数还从滑行监控函数11中获得下限参数。滑行监控函数11用于如此限制待确定的额定力矩，从而限制驱动轮的滑行。
第二最小函数10的结果被第一除法函数12中的差动比DV除去，并且结果被输送给第三最小函数13。第三最小函数13还获得预先给定的***误差限制值SF，其中第三最小函数13的结果被传输给第二除法函数14。
在第二除法函数14中所输送的结果被预先给定的、相当于传动系15的传动比的力矩比MV除去。第二除法函数14的结果与通过变速器损耗函数16指明的变速器损耗力矩GV一起被施加在加法函数17内，并且结果被输送给第一限制函数18。
第一限制函数18通过由变速器干扰函数19提供的最大和最小变速器干扰限制值GEmax、GEmin向上和向下限制加法函数17的相应的结果。限制函数18的结果被输送给第四最小函数20，所述第四最小函数从变速器保护函数21中获得变速器保护力矩GS。
第四最小函数20的结果在第二加法函数22内与由电机损耗函数23提供的电机损耗力矩MVM相加。第二加法函数22的结果通过第二限制函数24以第二变速器干扰函数25的另外的最大和最小变速器干扰限制值GE2max、GE2min来限制。
第二限制函数24的结果在第五最小函数26中利用由电机保护函数27提供的电机保护限制值MS来限制，并且结果作为额定力矩SM提供用于调节内燃机。
在图2中示意性地示出了具有多个（在当前的实施例中为四个）计算核心31a、31b、31c、31d的处理器30。这些计算核心31a、31b、31c、31d中的每个计算核心都接管力矩控制算法1的上述函数中的一定的函数。此外设置有共同的存储器32，计算核心31a、31b、31c、31d可以访问该存储器并且在该存储器内可以存储传递值。
与力矩控制算法1分开地，控制器可以执行单独的函数，以便计算电机转速、由点火装置的点火时刻来计算喷射阀的喷射时间等。必须总是在所述计算核心31a、31b、31c、31d中的一个单独的计算核心中执行这些函数，从而在执行这些关键性的函数时不会发生不确定的时间延迟。
在使用控制器的处理器30的多个计算核心31a、31b、31c、31d来控制内燃机时必须对上面提到的力矩控制算法1进行函数调用，所述函数调用可以彼此独立地执行并且因此所述函数调用可以被分配给不同的计算核心31a、31b、31c、31d。
在所述计算核心的第一计算核心31a中可以作为中心的计算路径来执行力矩请求与不同来源的干扰的协调。不同力矩请求与干扰的协调可以在时间方面来确定，并且因此必须依次执行。中心的计算路径通过在图1中示出的函数之间的实心连接线来示出。中心的计算路径由以上所介绍的函数2、3、5、7、8、10、12、13、14、17、18、20、22、24 和26形成。
其余的函数是力矩干扰函数或力矩请求函数，所述力矩干扰函数或力矩请求函数在其他的计算核心中可以作为这样的函数来执行，所述函数在中心的计算路径中不是进行协调的一部分。力矩请求函数通常请求由一单元预先给出的请求力矩，而力矩干扰函数则引起力矩限制到下限和/或上限上。这些其余的函数将相应的输入参数提供给中心的计算路径并且通过图1中的虚连接线、点连接线或点划连接线来表征。其余的函数例如包括上面所介绍的函数4、6、9、11、16、19、21、25和27。
此外，力矩控制算法1规定：只要第二计算核心31b内的计算结果准备就绪，在第二计算核心31b中计算的用来使用的数值就被传输给第一计算核心31a并且得以保存。这例如可以通过存储在共同的存储器32内来进行并且通过第一计算核心31a进行调用。
例如可以在第一计算核心31a中计算驾驶员期望力矩函数2、在第二计算核心31b中计算速度调节函数4并且在第三计算核心31c中计算稳定性函数9与滑行监控函数11的力矩干扰。在第二计算核心31b中计算速度调节函数4，并且在计算结束之后将结果传输给第一计算核心31a。同样地，在第三计算核心31c中计算稳定性函数9，并且在计算结束之后将结果传输给第一计算核心31a。第一计算核心31a考虑所有这些结果并且最后将第二最小函数10的输出端上的力矩请求确定为中间参数。
所述函数可以被分成两类：同步地将力矩量值-或干扰提供给通过中心的计算路径确定的协调算法的函数或者不同步地将力矩请求-或干扰提供给协调算法的函数。不同步地提供力矩请求-或干扰的函数取决于外部***如ESP、变速器控制器的输入、外部的传感器如用于加速踏板的位置传感器的输入，等。由这些函数提供的输入参数必须尽可能迅速地被考虑。输入参数可以在不同的计算核心31a、31b、31c、31d上被处理并且存储在共同的存储器32内。中心的计算路径任何时候都使用相关的输入参数的当前的数值，从而总是考虑最后可用的数值。
同步地提供用于力矩控制算法的输入参数的函数必须在一定的时刻被考虑和提供，例如当这些函数对于在内燃机的气缸之一中的燃烧过程来说重要时。这些请求可以在不同的计算核心31a、31b、31c、31d中被计算。然而必须将一同步机构补入到中心的计算路径中。同步机构保证：所述数值以正确的时间参考被使用在力矩计算中。
图3示出了过程x、a、b、c、d、e的时序图，所述过程在四个计算核心31a、31b、31c、31d中被执行。在图3的流程图中可看到：力矩控制算法1的中心的计算路径、即函数2、3、5、7、8、10、12、13、14、17、18、20、22、24 和26的次序在第一计算核心31a中作为过程x被计算，并且由过程a、b和d提供的输入参数为此同步。而函数d和e的请求不同步。例如过程d可以对应于提供预先给定的***误差限制值SF的、点状示出的函数。不属于中心的计算路径的相应的过程a-e如示出那样地在第二至第四计算核心31b至31d上执行。
中心的计算路径的过程x的执行包括等候时间WZ，因为在可以进行中心的计算路径的计算之前，必须等待函数d和a的计算结果。换言之，中心的计算路径的处理被设置到等待状态中，直至同步指示：由过程d要提供的输入参数可用。
虽然例如可以对应于虚线示出的函数4、6、9、11的过程c当前在第四计算核心31d中有规律地、即例如周期性地被执行，但是最后完全执行过程c所提供的输入参数被用于计算中心的计算路径，因为在需要相关输入参数的时刻新的计算还未终止。与此同时，同步的函数b的结果已经在共同的存储器32中可用并且可以在没有其他等候时间的情况下被使用。
函数a在晚些时候在第四计算核心31d中被计算并且导致：中心的计算路径的计算根据等候时间而中断，因为函数a被构造为同步的函数。

Claims (8)

1.具有带有多个计算核心（31a、31b、31c、31d）的处理器（30）的控制器，用于计算力矩控制算法（1），其中所述计算核心（31a、31b、31c、31d）中的一个计算核心被设置用于执行中心的计算路径（2、3、5、7、8、10、12、13、14、17、18、20、22、24 和26）的函数，以协调力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数，其中其余的计算核心（31a、31b、31c、31d）被构造用于计算或提供所述力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中设置有共同的存储器（32），该存储器被构造用于被所有的计算核心（31a、31b、31c、31d）访问。
3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中所述力矩请求函数提供预先给定的请求力矩，并且所述力矩干扰函数引起限制到预先给定的下限和/或上限上。
4.根据权利要求1或2所述的控制器，其中所述力矩请求函数或力矩干扰函数包括下面函数中的一个或多个函数：
-速度调节函数（4）；
-速度限制函数（6）；
-稳定性函数（9）；
-滑行监控函数（11）；
-用于提供***误差-限制值（SF）的函数；
-力矩比函数（15）；
-变速器损耗函数（16）；
-变速器干扰函数（19、23）；
-变速器保护函数（21）；
-电机损耗函数（25）；和
-电机保护函数（27）。
5.根据权利要求1或2所述的控制器，其中所述其余的计算核心被构造用于分别执行所述力矩请求函数或力矩干扰函数的一部分，从而将所述力矩请求函数或力矩干扰函数分配到所述其余的计算核心上。
6.根据权利要求1或2所述的控制器，其中，其中一个计算核心（31a、31b、31c、31d）被构造用于：在力矩请求函数或力矩干扰函数不同步地提供输入参数的情况下等待相关输入参数可用性，并且在力矩请求函数或力矩干扰函数同步地提供输入参数的情况下调用相关输入参数的最终被确定的数值。
7.用于运行具有带有多个计算核心（31a、31b、31c、31d）的处理器的控制器并且用于计算力矩控制算法（1）的方法，其中所述计算核心（31a、31b、31c、31d）中的一个计算核心执行中心的计算路径的函数，以协调力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数，其中其余的计算核心（31a、31b、31c、31d）计算或提供所述力矩请求函数或力矩干扰函数的输入参数。
8.机器可读的存储介质，在所述机器可读的存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被设置用于执行根据权利要求7所述方法的所有步骤。
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