聯合控制多個設備的方法和裝置的製作方法

2023-05-21 06:24:46

專利名稱：聯合控制多個設備的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於聯合控制多個設備的方法和裝置，更具體地，涉及用於 控制機動車中的各個子系統的方法和裝置。
背景技術：
近年來，已經發展出了大量的機動車的控制子系統來從不同的方面協助 駕駛員。 一種公知類型的控制子系統是自動制動控制，其檢測機動車的車輪 的轉速之間的變化並且控制施加於車輪的制動力以便防止車輪滑動。另 一種
現有技術控制子系統被稱為ESP (電子穩定性程序)，其檢測與駕駛員要求 的軌道曲率對應的方向盤角度，將其與實際軌道曲率比較，以及在存在實質 差異的情況下，制動某些車輪以便讓機動車沿著期望軌道行駛。另一種控制 子系統可以使得機動車懸架(suspension)的阻尼效率適應駕駛情況，以使 得例如機動車乘坐者可以在平滑的直車道上以高速行駛的同時體驗輕輕地 巡航的感覺，而在例如路面外駕駛(offroad)時，向駕駛員提供更多的直接 反饋。
為了提供舒適的駕駛體驗，以及最重要的是為了實現安全駕駛，必須將 這些各種控制子系統的操作狀態互相適配。如果連續地向各個子系統發送從 一個狀態切換到另一個狀態的指令，則子系統可能暫時處於不適應於當前駕 駛情況的狀態組合。為了避免這種情況，可以考慮向每個子系統發送不僅指 定子系統將要呈現的狀態而且指定延遲(在該延遲之後將發生向指定的狀態 的轉換)的指令，以使得可以一個接著一個地向子系統發送指令，但是一旦 已經發送了所有指令，則可以同時在所有子系統中執行該轉換。但是，為了 使得這樣的方案工作，延遲必須至少足夠長以使得將指令發送給每個子系 統。因此，在決定控制子系統的狀態的新組合的瞬時與控制子系統實際上切 換到新狀態的瞬時之間可能存在可觀的延遲。子系統的數目越大，此延遲越 長，從而很難在現有平臺上集成新的子系統。此外，在向子系統發送第一指 令之前必須已知延遲的長度。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種用於聯合控制多個設備的方法和裝置，
此目的是由權利要求1定義的方法、權利要求8定義的機動車控制單元、 權利要求11定義的機動車子控制單元、權利要求13或14定義的計算機程 序產品以及根據權利要求15的數據載體實現的。
根據本發明，n (n是大於1的整數)個設備，具體地，n個機動車子控 制單元連接到相同的通信信道，每個設備Di(l-l,…，n)能夠呈現r^個狀態， 包括步驟
a) 向所述n個設備的狀態的每個組合單值地(unambiguously)分配整 數代號(code number) M，其中M e [x， x+fj附，[,x是任意數；
b) 對於要被在設備中設置的狀態的組合，選擇分配給所述組合的代號
M;
c) 經由所述通信信道向所有設備Q (l=l，...，n)廣播所述代號M;
d) 在每個設備中由所述代號M解碼要被在該設備中設置的狀態；以及
e) 在每個設備中設置所解碼的狀態。
由於可能的組合的總數是flm,,因此M處於區間[x, x+ 中的事
/=1 /=1
實意味著^^+ 中的每個整數具有單值地分配給它的狀態的組合。
每個設備支持的狀態的數目是任意的，具體地，至少可以存在一個這樣 的設備，其狀態的數目可被大於2的質數除盡。
根據優選實施例，為每個設備Q (1 = 1，…，n)的m,個狀態分配整數索 引S!,j，,， yi+l，…，yi+m廣l，其中y!是任意整數，優選地為0或1,以及在步 驟a)中，為狀態(S^,S2,j2，…Sn^的每個組合分配代號
formula see original document page 6
附,
(i)
在每個設備D！中通過計算下式可以方便地解碼此代號:formula see original document page 6
其中/Ja)是大於或等於a的最接近於a的整數， 乙W是小於或等於a的最接近於a的整數，以及
'i i如果*="
這樣，每個設備可以與其它設備獨立地找到它將呈現的狀態的索引。此 夕卜，該方法易於適合於支持不同數目的狀態的、不同版本的設備，因為所有
每一個給定設備為了正確地解碼接收的碼字M而必須知道其它設備的是設 備支持的狀態的數目。
通過進一步提供向每個設備Di發送至少相互的設備D!，…，Drl，D!+l，…: Dn的狀態數目的初始化步驟，可以替換或修改各個設備；為了確保碼字的 正確解碼，使得其它設備知道修改的設備的狀態數是足夠的。
這可以通過廣播所有設備Db..., Dn的狀態數Mn來快速和簡單地實現。


通過下面參考附圖對本發明的實施例的描述，本發明的進一步的特徵和 優點將變得明顯。
圖l是採用本發明的機動車的示意圖2是本發明的方法的實施例的流程圖；以及
圖3示出了執行該方法的特定示例。
具體實施例方式
圖l是機動車的示意圖，其以塊的形式示出了與本發明有關的一些部件。 應當理解，這些部件不一定是本發明必需的，並且本發明也可適用於其它示 出的部件。
方向盤1利用動力轉向控制器3控制機動車的前輪2的轉向角。動力轉 向控制器3具有用於與方向盤1的角度位置成比例地轉動前輪2的作用器以 及用於在方向盤1上施加駕駛員施加的扭矩的反扭矩的作用器。動力轉向控 制器3支持多個操作狀態，這些操作狀態根據提供給駕駛員的協助 (assistance )程度而彼此不同，即根據轉動前輪2所需的力與駕駛員受到的 反扭矩之間的比例而不同。動力轉向控制器3還具有所謂的活動的前轉向功 能，即它支持多個具有駕駛員轉動方向盤1的角度與前輪2的相應偏駛角之間的不同比率的狀態。
加速踏板4經由電子發動機控制器6控制發動機5的負載。發動機控制 器6支持多個狀態，這些狀態根據加速踏板的位置使用不同的用於控制電動 機負載的特徵。例如，可以存在"平靜，，狀態，其中負載基本不隨踏板位置 而變化，也可以存在"緊張，，狀態，其中負載隨著踏板位置而強烈地變化。
傳動控制器7主要基於由發動機5中的傳感器(未示出)檢測的發動機 負載和速度來控制變速箱8。變速杆9連接到傳動控制器7，以便實現駕駛 員在傳動控制器7的不同狀態之間選擇，其使用不同的算法來基於發動機速 度和負載選擇變速箱8中的齒輪比，或取代傳動控制器7選擇的齒輪比。
傳動控制器7還可以被適配為基於駕駛員的輸入或者基於例如行駛速度 自動地在兩輪驅動狀態和四輪驅動狀態之間切換。
電子制動器控制器10控制機動車車輪處提供的制動器(未示出)對壓 下制動踏板13的駕駛員的反作用。制動器控制器10可以採用傳統的制動控 制方案，諸如反閉鎖(anti-blocking)系統或電子穩定性程序，並且制動器 控制器10的不同狀態可以在反閉鎖系統或ESP被激活之前允許的車輪滑動 量方面進行變化。
提供懸架控制器(未示出)以便控制機動車的車輪懸架的硬挺度，懸架 控制器的不同狀態對應於它施加於車輪的減震器上的不同的剛度。
所有這些控制器3、 6、 7、 10作為子控制器或/人控制器由總線系統12 連接到主控制器11。
總線系統12可以具有線性結構，其中，所有控制器並行連接到相同的 總線線路，並且由控制器之一在總線上發送的數據被所有其它控制器並行接 收。
在圖1中，示出了總線系統12具有環形結構，總線段從主控制器11延 伸到發動機控制器6，從發動機控制器6延伸到傳動控制器7等等，最後從 制動器控制器10回到主控制器11。在這樣的總線系統中，如果主控制器11 發送的數據在總線系統12上進行了一整圈之後再次在主控制器11處被無損 壞地接收，則主控制器11可以斷定它所發送的這些數據被所有其它控制器 正確地接收。
主控制器11的任務是基於駕駛員的直接輸入、基於他的駕駛行為、道 路條件等等協調子控制器3、 6、 7、 IO可以呈現的各種狀態。由於不是各個子控制器的狀態的所有可能的組合都能確保機動車的和諧的駕駛行為，因此
同時改變幾個控制器的狀態可以是必需的。參考圖2的流程圖來描述主控制 器11的操作方法以及實現此目標的子控制器3、 6、 7、 IO中的任意一個。 該方法可以通過適當地對包含各個控制器3、 6、 7、 10、 ll的數據處理裝置 進行編程來實現。
在圖2中，假定子控制器D!的數目是n，以及每個子控制器A支持m！ (l=l，...，n)個狀態。在初始化步驟ml，主控制器11向所有子控制器廣播 整組的狀態數m!，...，nv在步驟sl，每個子控制器接收該組狀態數mw,mn， 並且將這些記錄在本地存儲器中。
可以在每當發動機啟動時執行初始化步驟ml、 sl，或者僅當已經執行 了對控制系統的修改時才執行初始化步驟ml、 sl，其中該修改可以已經修 改了任意一個子控制器的狀態數m!,…，mn或者子控制器的總數n。還可以在 步驟ml中廣播總數n,但是這不是強制的，因為子控制器可以通過計數接 收到的狀態數nn,…，mn來知道數目n。
主控制器然後在步驟m2中廣播代號M。術語"廣播"這裡用來指定， 儘管總線系統12能夠在發送數據的同時發送地址以使得它們將僅僅被它們 尋址的控制器所考慮，但是廣播數據可以被所有子控制器接收並考慮以使得 這些數據不必被不止一次地發送。
此時，代號M可以是指定子控制器的一組狀態的預設代號，其適於低 速行駛和加速。可替換地，它可以指定子控制器在關閉發動機5之前的狀態。 主控制器11然後在步驟m3對駕駛員的行為觀察一特定的時間，例如加速和 /或制動的頻率和強度、道路條件(例如崎嶇、打滑等)，並且基於這些觀察 結果，在步驟m4決定適合於駕駛員的要求和道路條件的各個子控制器的狀
態S!，j。…,Sn,jn的組合。
這些狀態中的每一個都具有與之相關的整數索引，這裡也用S^(l: l,...， n)來指代。為了方便起見，將假定這些索引可以獲得整數值O, 1,…，m廣1。 在那種情況下，在步驟m5中基於以下公式計算用於選擇的狀態的組合的代 號M:
/=1 )=1
應當注意，在這裡分配給設備D!的狀態的索引也可以不以0開始而是以任意整數y, (l=l,..,，n)開始。在那種情況下，可以根據以下公式來計算 代號
w—l w-/
m=x+(、 i )+z -少,)n附；
重要的是，對於最低的編號索引sul,該項(sul-yi)是0,以便保證
為各個子控制器的狀態的可能的組合分配連續的整數M。
在計算代號M之後，該方法返回到步驟m2，並且向子控制器廣播代號M。
在步驟S2中根據以下公式來執行每一個子控制器中對代號M的解碼
乃+
M + l_x
—7 00
LM JL M附'J
附/ — 1
(2)
其中
,("是大於或等於a的最接近於a的整數, (")是小於或等於a的最接近於a的整數，
以及
1
如果/ = W
在對於所有的l二l，…，n, x二y屍l的情況下，等式(2)筒化為
Tkf-1
—/附
、，,J
(3)
儘管所有的子控制器使用相同的解碼公式(2)或(3),但是解碼的結 果對每個子控制器都是特定的，並且取決於分配給它的號1。由於這些號在 機動車的使用壽命期間不需要改變，因此可以將它們綁定(wire)到每一個 子控制器中。
等效地，可以使用以下公式來執行解碼
mod附,
或者，在x二y產O的情況下，
^M、
、M乂
modm.
(4)
(5)
其中mod表示模數運算符，即amodb是a整除b的餘數。 解碼的進一步的等效方式是使用公式
M —x
m「l
(6)對於x二y屍O,其簡化為
參考圖3給出編碼和解碼過程的數字示例。例如，假定存在三個子控制 器D!、 D2、 D3,分別支持m屍4、 m2=3和m3=4個狀態。如果任意常數x、 y!被設置為1，則選擇狀態S產1、 S^3和S屍2給出了代號M-10。
在子控制器中，計算除數N產12、 N4=4、 N3=l。由於對於1>1， N^又決 於子控制器Dk (kil)支持的狀態的數目，因此N!未被綁定，以使得如果 子控制器之一的狀態的數目改變的話，則在所有子控制器中都可以容易地更 新它。
基於這些不同的除數，子控制器Dj十算S產O, D2計算S屍2，並且D3 計算S產1。這樣，每個子控制器由相同的代號M得出它將呈現的狀態。由 於代號M同時在所有子控制器中都有效，因此容易使得步驟s3中他們的各 自狀態的切換同步。
權利要求
1、一種用於聯合控制連接到相同的通信信道(12)的n(n是大於1的整數)個設備(3、6、7、10)的方法，所述設備的每一個Dl(3、6、7、10)(l＝1，…，n)能夠呈現ml個狀態，所述方法包括步驟a)向所述n個設備的狀態的每個組合單值地分配整數代號M，其中<![CDATA[ M[x,x+ l=1 n m l[, ]]> top= "59" left = "20"/>x是任意數；b)對於要在設備中被設置的狀態的組合，選擇分配給所述組合的代號M(m5)；c)經由所述通信信道(12)向所有設備Dl(3、6、7、10)(l＝1，…，n)廣播所述代號M(m2)；d)在每個設備(3、6、7、10)中由所述代號M解碼要在該設備中被設置的狀態(s2)；以及e)在每個設備(3、6、7、10)中設置所解碼的狀態(s3)。
2、 如權利要求l所述的方法，其中，所述設備(3、 6、 7、 10)中的至少一個的狀態數im可被大於2的質數除盡。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其中，為所有設備D, (1= 1,…，n) 的狀態分配整數索引S^屍0， 1,…，m!,以及在步驟a)中，為每個組合(S^，S2,j2,…Sn,jJ分配代號Mi + ^"-h+lJo^-wfl^ ,其中x、 y,是整數。/=1 _/=1+/
4、 如權利要求3所述的方法，其中，設備DJ3、 6、 7、 10)在步驟d) 中通過計算下式解碼(s2)接收到的碼字M:formula see original document page 2或S/j,=少,+/一。 或formula see original document page 2(4)(6)其中^是大於或等於a的最接近於a的整數,乙w是小於或等於a的最接近於a的整數，以及w (Yt附*如果*<"'1 i 如果
5、 如權利要求4所述的方法，還包括初始化發送步驟(ml ),向每個設 備Q發送至少相互的設備D,,…，Drl，D!+l，…，Dn的狀態數。
6、 如權利要求5所述的方法，其中，該初始化步驟(ml)包括廣播所 有設備Db..., Dn的狀態數m!。
7、 如前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中該設備(3、 6、 7、 10)中的至少一個是機動車子控制單元，具體地來自包括下列項的組-全輪驅動控制器(7)，其至少一個狀態對應於工作中的全輪驅動模式，以及其至少 一個狀態對應於不工作中的全輪驅動模式， -減震器控制器，其狀態對應於不同程度的震動阻尼， -動力轉向控制器(3),其狀態根據它們提供的駕駛員助力程度而不同， -轉向控制器(3)，其狀態具有方向盤(1)和前輪(2)的轉向角之間的不同的關係，-傳動系控制器(7)，其狀態具有不同的變速調檔特徵，-負載控制器(6)，用於根據加速踏板(4)的位置控制發動機(5)的負載，其狀態對應於不同的踏板位置/負載特徵， -制動控制器(10)。
8、 一種用於控制多個子控制單元D！ (3、 6、 7、 10) (1=1,…,n)的機動 車控制單元(ll),包括選擇裝置，用於為所述子控制單元DJ3、 6、 7、 10) 的每一個選擇由所述子控制單元Dl (3、 6、 7、 10)支持的多個狀態中的一 個狀態，所有子控制單元A (3、 6、 7、 10) (l=l，...，n)的狀態具有分配給 它們的整數索引Sw jl = 0, l,...，m!,以及用於確定對應於所選擇的狀態的代formula see original document page 3號似formula see original document page 3 ，其中x、 y!是整數；和formula see original document page 3廣播裝置，用於廣播該代號M。
9、 如權利要求8所述的機動車控制單元，還包括用於向一個子控制單 元發送由至少所有其它子控制單元支持的狀態數的裝置。
10、 如權利要求9所述的機動車控制單元，其中該用於發送的裝置是用 於廣播由所有子控制單元支持的狀態數的廣播裝置。
11、 一種機動車子控制單元，具體地來自包括下列項的組 -全輪驅動控制器(7),其至少一個狀態對應於工作中的全輪驅動模式，以及其至少 一個狀態對應於不工作中的全輪驅動模式，-減震器控制器，其狀態對應於不同程度的震動阻尼，-動力轉向控制器(3)，其狀態根據它們提供的駕駛員助力程度而不同， -轉向控制器(3)，其狀態具有在方向盤(1)和前輪(2)的轉向角之 間的不同的關係，-傳動系控制器(7),其狀態具有不同的變速調檔特徵， -制動器控制器，該子控制單元包括接收裝置，用於接收代號M,解碼裝置，用於由所述代號 M 計算狀態號formula see original document page 4!,-l，其中/^W是大於或等於a的最接近於a的整數， /—J")是小於或等於a的最接近於a的整數， x、》是整數，以及L 1 如果* =" 狀態設置裝置，用於將子控制單元設置為由所述狀態號指定的狀態。
12、 如權利要求11所述的機動車子控制單元，其中該接收裝置還被適 配為接收參數mk。
13、 一種電腦程式產品，包括程序代碼裝置，用於在計算機上執行時 使得計算機至少執行如權利要求1至7中任一權利要求所述的方法的步驟b ) 禾口 c )。
14、 一種電腦程式產品，包括程序代碼裝置，用於在計算機上執行時 使得計算機至少執行如權利要求1至7中任一權利要求所述的方法的步驟d) 和e )。
15、 一種數據載體，其上以計算機可執行的形式記錄有如權利要求13 或14所述的電腦程式產品。
全文摘要
一種用於聯合控制連接到相同的通信信道(12)的n(n是大於1的整數)個設備(3、6、7、10)的方法，所述設備的每一個Dl(3、6、7、10)(l＝1，…，n)能夠呈現ml個狀態，所述方法包括步驟a)向所述n個設備的狀態的每個組合單值地分配整數代號M，其中M∈[x，x+∏ml[，x是任意數；b)對於要在設備中被設置的狀態的組合，選擇分配給所述組合的代號M(m5)；c)經由所述通信信道(12)向所有設備Dl(3、6、7、10)(l＝1，…，n)廣播所述代號M(m2)；d)在每個設備(3、6、7、10)中由所述代號M解碼要在該設備中被設置的狀態(s2)；以及e)在每個設備(3、6、7、10)中設置所解碼的狀態(s3)。
文檔編號G05B19/042GK101641652SQ200880009220
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月14日 優先權日2007年3月21日
發明者尤塞夫·戈尼姆 申請人:Gm全球科技運作股份有限公司