ITMI982109A1 - Apparecchio di comando per un sistema e procedimento per il funzionamento di un apparecchio di comando - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
Stato della tecnica
L'invenzione parte da un apparecchio di comando per un sistema rispettivamente da un procedimento per il funzionamento di un apparecchio di comando del genere delle rivendicazioni indipendenti. Dal WO 97/13064 è già noto un apparecchio di comando per un sistema rispettivamente un procedimento per il funzionamento di un apparecchio di comando, in cui è prevista una pluralità di moduli attivabili. Questi moduli vengono attivati da uno Scheduler, laddove lo Scheduler tiene conto di priorità associate ai moduli. Tuttavia al riguardo ai moduli sono associate priorità fisse non variabili.
Vantaggi dell'invenzione
L'apparecchio di comando secondo l'invenzione rispettivamente il procedimento secondo l'invenzione per il funzionamento di un apparecchio di comando hanno invece il vantaggiò consistente nel fatto che mediante priorità variabili viene migliorato il comando di svolgimento dei moduli. In particolare è possibile così tener conto di una pluralità di condizioni variabili per il comando di svolgimento, ossia per l'attivazione e l'esecuzione di moduli. Con gli accorgimenti illustrati nelle rivendicazioni dipendenti sono possibili vantaggiosi ulteriori sviluppi e perfezionamenti dell'apparecchio di comando rispettivamente del procedimento secondo le rivendicazioni indipendenti. Tenendo conto della durata dell'intervallo di tempo in cui è attivato o disattivato il rispettivo modulo, può essere assicurato che vengano presi in considerazioni corrispondentemente moduli, che non sono stati realizzati a lungo oppure sono stati realizzati solo per breve tempo. Tenendo conto di stati del sistema è possibile rendere la priorità di moduli dipendente da stati esterni. In modo particolarmente vantaggioso entrambi i metodi vengono correlati fra di loro per assicurare una flessibilità massima flessibile per l'attivazione di moduli. Con l'aumento della priorità per l'attivazione viene assicurato che per i moduli è disponibile un certo tempo di funzionamento minimo. Tenendo conto del tempo assoluto è possibile realizzare condizioni forzate dipendenti da un segnale di tempo assoluto. Lo Scheduler opportunamente segue un procedimento di selezione per i moduli, in cui si prendono in considerazione preferibilmente moduli di priorità più alta.
Disegno
Esempi di realizzazione dell 'invenzione sono rappresentati nei disegni ed illustrati più dettagliatamente nella seguente descrizione.
In particolare:
la figura 1 mostra un apparecchio di comando ed un sistema,
le figure 2 fino a 4 mostrano diversi metodi di assegnazione di priorità a moduli, e
le figure 5 fino a 8 mostrano un procedimento di selezione mediante lo Scheduler.
Descrizione degli esempi di realizzazione
Nella figura 1 viene mostrato un apparecchio di comando 1, che mediante linee di collegamento 4 è collegato con un sistema 2 da comandare. L'apparecchio di comando 1 presenta un microcalcolatore 3 previsto per trattare moduli io, 11, 12. Il modulo 10 sta qui per una pluralità di moduli, al riguardo dei quali si tratta di moduli funzionali. Moduli funzionali 10 di tale tipo sono previsti per il comando o la diagnosi del sistema 2. Per quanto riguarda il modulo 11 si tratta di uno Scheduler, mentre per quanto riguarda il modulo 12 si tratta di un modulo agente come gestore di priorità.
Per quanto riguarda il sistema 2 può trattarsi di qualsiasi sistema tecnico comandato da un apparecchio di comando 1. Ad esempio relativamente al sistema 2 può trattarsi di un autoveicolo, di un motore endotermico oppure di un cambio di velocità. Un sistema 2 di tale tipo è dotato di una pluralità di sensori e di una pluralità di organi di impostazione. Tramite le linee di collegamento 4 informazioni di impostazione prodotte dall'apparecchio di comando 1 possono essere trasmesse agli organi di impostazione del sistema 2 (freccia riferentesi al sistema 2). Inoltre è possibile trasmettere valori misurati dei sensori del sistema 2 mediante le linee di collegamento 4 verso l'apparecchio di comando 1 (freccia indicante l'apparecchio di comando 1). L'apparecchio di comando 1 pertanto riceve informazioni in merito a stati del sistema 2, che vengono trattati dall'apparecchio di comando 1 e in dipendenza di stati desiderati (ad esempio con la posizione del pedale acceleratore dell'autoveicolo) vengono convertiti in informazioni di comando per il sistema 2.
L'apparecchio di comando 1 è qui rappresentato solo schematicamente mediante più moduli 10, 11, 12 e il microcalcolatore 3. Componenti hardware, altrimenti impiegati di regola per apparecchi di comando 1, per semplicità non vengono rappresentati. I moduli 10, 11 e 12 di regola sono eseguiti come moduli di programma ma si possono impiegare anche componenti Hardware, che esercitano le corrispondenti funzioni. Per quanto riguarda un modulo funzionale 10, eseguito come modulo di programma, si tratta di una successione di istruzione di programma, che vengono attivate o disattivate come unità dallo Scheduler 11. Le funzioni che per l'utilizzatore si configurano come una unità oppure vengono impiegate per il comando di una funzione unitaria, possono essere però suddivise in più moduli gestiti separatamente dallo Scheduler 11. I moduli funzionali 10 sono necessari per trattare diretti compiti di comando o compiti di diagnosi. Questi moduli valutano informazioni di comando del sistema 2 e in dipendenza di preassegnati valori prescritti producono corrispondenti informazioni di comando per il sistema 2. Un segnale di entrata di un modulo funzionale di tale tipo può essere formato ad esempio nel caso di un autoveicolo dal numero di giri e dall'informazione prescritta nella posizione del pedale acceleratore, da cui si produce quindi una corrispondente informazione di comando per il motore. Inoltre si possono prevedere moduli funzionali 10 sorveglianti il regolare funzionamento del sistema 2. Nel caso di un autoveicolo ad esempio in seguito alle disposizioni di legge si dovrà controllare la modalità di funzionamento del catalizzatore durante l'esercizio in corso. Ciò avviene in quanto di quando in quando viene attivato un corrispondente modulo funzionale 10 controllante il funzionamento del catalizzatore mediante valutazione di segnali della sonda Lambda.
I moduli funzionali 10 possono essere nello stato attivo oppure inattivo. Nello stato inattivo non vengono eseguiti i compiti collegati con il modulo, come diagnosi oppure comando di parti del sistema. Ciò comporta specialmente che moduli inattivi leggono dati dal sistema soltanto per controllarne la possibilità di funzionamento, inoltre che essi non forniscono informazioni al sistema 2. Nello stato inattivo i moduli però possono anche scambiare informazioni ad esempio con il microcalcolatore 3, in particolare si dovranno poter scambiare informazioni fra i moduli funzionali 10 e lo Scheduler 11, informazioni che riguardano l'attivazione di un modulo (ad esempio possibilità o richiesta di attivazione). Poiché non tutti i moduli funzionali 10 sono necessari in ogni stato di esercizio del sistema 2, può essere disattivata almeno una parte di questi moduli. L'attivazione dei singoli moduli funzionali 10 avviene mediante un comando di svolgimento, il quale decide quali moduli funzionali 10 vengono eseguiti. Lo Scheduler 11 ed anche il gestore di priorità 12 fanno parte di un comando di svolgimento. Il comando di svolgimento può rendere l'attivazione di singoli moduli funzionali dipendente da determinate condizioni esterne. Moduli funzionali 10, che hanno a che fare ad esempio con l'accensione oppure l'iniezione di un motore a benzina, vengono attivati ad esempio in dipendenza della posizione dell'albero a gomiti del motore. Parimenti moduli funzionali 10, che hanno a che fare con la diagnosi del sistema 2, vengono attivati in dipendenza di stati di esercizio del sistema 2. E' qui essenziale che più moduli funzionali 10 vengono trattati parallelamente, nel senso che il trattamento di un modulo non è ancora concluso, mentre contemporaneamente viene parimenti trattato un'altro modulo. Un microcalcolatore 3 può eseguire sempre soltanto una singola istruzione associata ad un determinato modulo. Pertanto nel presente contesto trattamento contemporaneo significa che moduli che vengono trattati contemporaneamente sono previsti per assegnare tempo di calcolo, cosicché vengono eseguite le funzioni collegate con i corrispondenti moduli.
Lo Scheduler 11 ed il gestore di priorità 12 fanno parte del comando di svolgimento, il quale decide quali moduli sono attivati e quali non sono attivati. Al riguardo compito del gestore di priorità 12 è quello di associare priorità ai moduli funzionali 10, rispettivamente di modificare queste priorità allo scopo di effettuare il comando di svolgimento. Il compito dello Scheduler 11 è quindi quello di decidere, in dipendenza di queste priorità, quali moduli funzionali 10 si trovano nello stato attivo e quali nello stato inattivo. Le modalità di funzionamento del gestore di priorità 12 vengono illustrati in seguito in base alle figure 2 fino a 4.
Nella figura 2 in un diagramma è riportata la priorità P in funzione di un tempo T. Come tempo T è qui riportato il tempo in cui un modulo si trova in uno stato definito, ossia o è attivo oppure inattivo. Nel diagramma della figura 2 vengono esemplificativamente rappresentate le priorità dei moduli A e B. Per quanto riguarda il modulo A è rappresentata anche una rappresentazione alternativa A'. Il modulo B serve qui soltanto come modulo comparativo e pertanto viene rappresentato con una priorità costante sull'intero intervallo di tempo. Il modulo A nell'istante TO ha la priorità 0. Quest'istante TO può essere fornito ad esempio per il fatto che in questo istante il modulo A ha comunicato al comando di svolgimento, ossia o allo Scheduler 11 oppure al gestore di priorità 12, il fatto che esso è ora pronto per il funzionamento. Il tempo T quindi va inteso come tempo di attesa, in quanto dal gestore di priorità 12 viene continuamente aumentata la priorità del modulo A. Nell'istante TI quindi la priorità del modulo A supera la priorità costante del modulo B, cosicché lo Scheduler 11 nell'istante TI attiverà il modulo A e porterà il modulo B in uno stato inattivo. Naturalmente ciò vale soltanto nel presupposto che i moduli A e B siano pronti per il funzionamento, ma non possono girare contemporaneamente. Il gestore di priorità 12 pertanto associa una priorità al modulo A in dipendenza di un'intervallo di tempo.
Un'ulteriore possibilità per associare priorità ad un modulo si ottiene mediante il confronto del modulo A e del modulo A'. Gli andamenti di priorità rappresentati dalla figura 2 dei moduli A e A' si distinguono relativamente all'aumento di priorità nell'unità di tempo. Il modulo A' verrà attivato soltanto in un istante T2 sostanzialmente più ritardato, poiché l'aumento di priorità di questo modulo A' è minore dell'aumento di priorità del modulo A. Le differenti pendenze si hanno dal fatto che il tempo di attesa T viene aggiuntivamente correlato (ad esempio moltiplicativamente) con l'intensità di uno stato del sistema 2. Come stato del sistema 2 si considera qui specialmente l'intensità di un segnale di sensore del sistema 2. Quanto più forte è il valore misurato del sensore del sistema 2, tanto più fortemente aumenta la priorità del modulo A rispettivamente A'. In questo caso può aversi anche un'andamento non lineare della priorità di A rispettivamente A'.
Un'ulteriore possibilità per associare una priorità ai moduli consiste nel fatto che ad essi si associa una priorità esclusivamente in dipendenza di un segnale di sensore. Ad esempio nel caso di un motore si potrebbe prevedere che la priorità di un modulo venga correlata direttamente con il numero di giri, ossia la priorità di un determinato modulo risulta tanto più alta quanto più alto è il numero di giri.
Nella figura 3 viene mostrato un'ulteriore metodo, con il quale il gestore 12 di priorità associa una priorità ad un modulo A. Come confronto anche nella figura 3 viene mostrato un modulo B con priorità costante. Per il modulo A rappresentato in figura 3 la priorità fra gli istanti TO fino a T3 aumenta di nuovo linearmente in dipendenza del tempo di attesa T. Nell'istante T3 il modulo A viene attivato dallo Scheduler 11. Il gestore di priorità associa quindi al modulo A di colpo una priorità elevata. Ciò è necessario per assicurare che il modulo A venga ora trattato per un tempo definito. Ciò è necessario specialmente quando il modulo concorrente B non presenta, come qui mostrato, una priorità costante ma presenta esso stesso una priorità leggermente crescente con il tempo, oppure quando, come è rappresentato nella figura 3, dopo l'attivazione del modulo A diminuisce leggermente la priorità del modulo A (intervallo di tempo dopo l'istante T3). In questi due casi infatti si verificherebbe altrimenti una permanente commutazione ad andirivieni fra il modulo A e il modulo B, ossia a breve intervalli di tempo consecutivamente il modulo A verrebbe di volta in volta attivato e di nuovo disattivato. Il gestore 12 di priorità pertanto è progettato in modo che per un'attivazione di un modulo di colpo viene effettuato un aumento della priorità, per ottenere una certa isteresi per la commutazione ad andirivieni fra moduli di priorità similare.
Un'ulteriore procedimento, di come il gestore di priorità associ una priorità ad un modulo A, viene illustrato nella figura 4. Nella figura 4 tuttavia sull'asse T dei tempi è riportato un tempo assoluto, ad esempio un tempo assoluto dopo l'avviamento di un autoveicolo. Mediante gli istanti assoluti T4 e T5 viene definito uno spiraglio di tempo, laddove nell'ambito di questo spiraglio di tempo il modulo A viene dotato di un'elevatissima priorità. Con un'associazione di priorità di tale tipo è possibile ottenere che in dipendenza di un tempo assoluto viene preferibilmente eseguito un modulo. Al di fuori di questo spiraglio di tempo quindi è possibile gestire in maniera nota la priorità del modulo A, ad esempio in quanto con un tempo di attesa del modulo A viene continuamente aumentata la priorità, come è rappresentato parimenti nella figura 4. Uno spiraglio di tempo assoluto di tale tipo è desiderabile ad esempio quando si debbano eseguire determinati moduli funzionali forzatamente con riferimento a determinati spiragli di tempo. Ciò si verifica ad esempio per determinate funzioni di diagnosi, come quelle impiegate per autoveicoli. Al riguardo dovrà essere assicurato che per test normalizzati, che spesso contengono soltanto un'unico spiraglio di tempo adatto per un determinato test funzionale, vengono anche realizzati i moduli funzionali collegati con esso. Al di fuori dello spiraglio di tempo mediante una normale associazione di priorità secondo tempo di attesa o similari viene parimenti assicurato che i corrispondenti moduli funzionali vengono chiamati almeno ad andirivieni.
In dipendenza delle priorità associate dal gestore 12 di priorità ai singoli moduli funzionali 10, lo Scheduler 11 stabilisce quindi quali moduli sono attivati e quali sono disattivati. A tale scopo ad esempio ad intervalli di tempo regolari viene attivato il modulo 11 Scheduler e successivamente in dipendenza delle priorità vengono attivati o disattivati i moduli funzionali 10. Un'altra possibilità può consistere nel fatto che il modulo Scheduler 11 viene attivato sempre quando un modulo funzionale 10 cessa la propria attività, poiché anche in tal caso è possibile decidere di nuovo quali moduli ora possono o non girare. Un'altra possibilità per chiamare il modulo Scheduler 11 consiste nel rendere dipendente la chiamata del modulo Scheduler 11 da segnali esterni, ad esempio da segnali di sensore del sistema 2.
In base alle figure 5 fino a B viene ora illustrato come il modulo Scheduler 11 in dipendenza delle priorità dei moduli funzionali A, B, C, D, E, F, G, H seleziona i moduli da attivare. Dalla quantità, rappresentata in figura 5, i moduli A fino ad H pronti a girare, ossia che si presentano per l'attivazione, viene in un primo momento scelto il modulo con la priorità più alta. Nel caso in questione si tratta al riguardo del modulo A, che nella figura 5 viene particolarmente evidenziato mediante un cerchio. Pertanto il modulo Scheduler 11 stabilisce se sono presenti ulteriori moduli che non possono girare contemporaneamente con il modulo A. Ciò può essere provocato ad esempio dal fatto che il modulo A accede a determinati organi di impostazione e contemporaneamente nessun altro modulo può influenzare questi organi di impostazione. Inoltre può anche avvenire che dal modulo A vengano influenzati valori di sensore necessari da altri moduli. Dipendenze trasversali di tale tipo fra moduli possono essere memorizzate ad esempio in una lista, alla quale può accedere lo Scheduler 11. Nel caso in questione esso si comporta ad esempio in modo che i moduli C ed E non possono essere attivi contemporaneamente con il modulo A. Questi moduli pertanto, come viene rappresentato in figura 6, vengono cancellati dalla quantità. Rimane quindi una quantità residua, in cui il modulo A già selezionato e i moduli cancellati C ed E, che non possono essere attivati insieme al modulo A, non sono più contenuti. Nel caso in questione questa quantità viene formata dagli elementi B, D, F, G, H. Da questa quantità residua viene ora di nuovo selezionato il modulo con la massima priorità, nell'esempio in questione il modulo D. Come riconoscibile nella figura 7 contemporaneamente con il modulo D non possono essere attivati i moduli B ed H, cosicché questi vengono parimenti cancellati (figura 7). La quantità residua rimanente con i moduli D e F contiene qui parimenti non più i moduli cancellati e i moduli già selezionati- Di questa quantità residua il modulo D presenta una priorità più alta del modulo F, cosicché il modulo D viene scelto nel passo successivo. La quantità residua che ora rimane comprende soltanto ancora il modulo F che può essere attivato contemporaneamente con il modulo D, cosicché nell'ultimo passo (figura 8) anche il modulo F viene scelto per l'attivazione. Lo Scheduler 11 ha così concomitantemente stabilito che i moduli A, D, G e F dovranno essere attivi in seguito alle priorità e alle dipendenze trasversali. Quando prima di questa definizione era attivato uno dei moduli ora cancellato, allora lo Scheduler 11 porta questo modulo in uno stato disattivato. Quando era precedentemente disattivato uno dei moduli selezionati, allora questo modulo dallo Scheduler 11 viene portato nello stato attivato.
Quando nei casi menzionati, in cui lo Scheduler 11 dovrà selezionare un modulo di elevatissima priorità, più di un modulo possiede la stessa massima priorità, allora lo Scheduler sotto questi moduli di uguale priorità in base ad ulteriori criteri qualsiasi può formare un ordine di successione. Ad esempio nelle figure 5 fino a 6 è possibile utilizzare per la decisione l'ordine di successione alfabetico (a parità di priorità).
Claims (17)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio di comando (1) per un sistema (2), specialmente un autoveicolo, motore o cambio di velocità, che presenta una pluralità di moduli attivabili (10), laddove moduli attivati (10) 'producono informazioni mediante osservazione di stati del sistema (2), laddove è previsto uno Scheduler (11) per l'attivazione dei moduli (10), laddove lo Scheduler (11) per l'attivazione tiene conto di una priorità associata ai moduli (10), caratterizzato dal fatto che è previsto un gestore (12) di priorità che modifica la priorità dei moduli (10).
- 2. Apparecchio di comando secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che il gestore di priorità (12) modifica la priorità di moduli (10) in dipendenza di un'intervallo di tempo in cui è attivato o disattivato il rispettivo modulo (10).
- 3. Apparecchio di comando secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che il gestore di priorità (12) modifica la priorità di moduli (10) in dipendenza di stati del sistema (2).
- 4. Apparecchio di comando secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che il gestore di priorità (12) modifica la priorità di moduli (10) in dipendenza di un'intervallo di tempo, in cui il rispettivo modulo (10) è attivato oppure disattivato e contemporaneamente in dipendenza di stati del sistema (2).
- 5. Apparecchio di comando secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gestore di priorità (12) modifica la priorità di moduli (10) aggiuntivamente, in dipendenza di una informazione di attivazione, con cui viene indicato il fatto che è stato attivato il rispettivo modulo (10), ed eventualmente anche in dipendenza della corrispondente informazione di disattivazione.
- 6. Apparecchio di comando secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gestore di priorità (12) modifica la priorità di moduli (10) aggiuntivamente in dipendenza di segnali di tempo assoluti.
- 7. Apparecchio di comando secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo Scheduler (11) da una quantità di moduli (10), che si presentano per l'attivazione, seleziona dapprima il modulo (10) con la massima priorità per l'attivazione, nonché dal fatto che lo Scheduler (11) forma una quantità residua in tal caso, che non contiene più il modulo (10) con la massima priorità ed ulteriori moduli, che non possono essere attivati insieme al modulo della massima priorità, infine dal fatto che lo Scheduler (11) in tal caso dalla quantità residua sceglie ulteriori moduli (10) per l'attivazione.
- 8. Apparecchio di comando secondo la rivendicazione (7), caratterizzato dal fatto che lo Scheduler (11) in passi che si ripetono seleziona per l'attivazione moduli con la rispettiva massima priorità e mediante formazione di quantità residue che non contengono più i moduli già scelti per l'attivazione ed ulteriori moduli, che non possono girare contemporaneamente con i moduli già selezionati, prosegue fino a quando la quantità residua non contiene più moduli.
- 9. Apparecchio di comando secondo la rivendicazione (7) oppure (8), caratterizzato dal fatto che lo Scheduler (11) dopo la selezione di moduli assicura che siano attivati i moduli selezionati e non siano attivati i moduli non selezionati .
- 10. Procedimento per l'esercizio di un apparecchio di comando (1) per un sistema (2), specialmente di autoveicoli, motore o cambio di velocità, che presenta una pluralità di moduli attivabili (10), laddove moduli attivabili (10) mediante osservazione di stati del sistema (2) producono informazioni, laddove con l'attivazione si tiene conto di una priorità associata ai moduli (10), caratterizzato dal fatto che le priorità dei moduli vengono modificate.
- 11. Procedimento secondo la rivendicazione (10), caratterizzato dal fatto che con la variazione delle priorità si tiene conto di un intervallo di tempo in cui il rispettivo modulo (10) è attivato o disattivato.
- 12. Procedimento secondo la rivendicazione (10), caratterizzato dal fatto che con la variazione delle priorità si tiene conto di stati del sistema (2).
- 13. Procedimento secondo la rivendicazione (10), caratterizzato dal fatto che con la variazione delle priorità si tiene conto di un intervallo di tempo, in cui il rispettivo modulo (10) è attivato o disattivato e contemporaneamente tiene conto di stati del sistema (2).
- 14. Procedimento secondo la rivendicazione (10) fino a (13), caratterizzato dal fatto che con la variazione delle priorità si tiene conto aggiuntivamente di un segnale di tempo assoluto.
- 15. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da (10) fino a (14), caratterizzato dal fatto che per l'attivazione dei moduli da una quantità di moduli dapprima viene scelto il modulo con la priorità massima per l'attivazione, nonché dal fatto che successivamente viene formata una quantità residua che non contiene più il modulo con la massima priorità ed ulteriori moduli, che non possono essere attivati insieme al modulo di massima priorità, infine dal fatto che dalla quantità residua vengono selezionati ulteriori moduli per un 'attivazione.
- 16. Procedimento secondo la rivendicazione (15), caratterizzato dal fatto che in passi che si ripetono vengono selezionati per l'attivazione moduli con la rispettiva massima priorità, e mediante formazione di quantità residue, che non contengono più i moduli già selezionati per l'attivazione ed ulteriori moduli, che non possono girare insieme ai moduli già selezionati, si prosegue fino a quando la quantità residua non contiene più moduli.
- 17. Procedimento secondo la rivendicazione (14) oppure (15), caratterizzato dal fatto che lo Scheduler (11) dopo la selezione di moduli assicura che i moduli selezionati siano attivati e non siano attivati i moduli non selezionati, nonché dal fatto che moduli selezionati vengono attivati eventualmente soltanto quando sono disattivati altri moduli ancora attivati e con i quali i primi non possono girare contemporaneamente. Il -Mandatario (Paolo Jaumann) dello STUDIO BREVETTI JAUMANN di Jaumann P. & C. SJLC. «·« m ΊΤ tt/ eu’iW
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