[发明专利]用于管理车载联网控制器和装置的架构和方法

说明书

本文公开了用于管理车载联网控制器和装置的操作的控制算法和系统架构，包括具有电子控制单元(ECU)的车载网络和用于管理这些ECU的暂停和唤醒的控制逻辑的车辆。一种用于管理机动车辆的ECU车载网络的方法包括：确定用于一组ECU的状态向量，每个状态向量指示对应的ECU是唤醒还是睡眠；确定这些ECU的装置角色——从属装置或主装置；确定用于选择作为主装置的ECU的分配层级；接收模式改变信号，其指示ECU意图转变至睡眠状态或唤醒状态；并且作为响应，基于分配层级和ECU的状态向量，将一个ECU的相应装置角色从主装置修改为从属装置，并且将另一个ECU的相应装置角色从从属装置修改为主装置。

引言

本公开总体上涉及电子控制器和计算装置的网络。更具体地，本公开的方面涉及用于提供车辆功能的分布式控制的车载联网控制器和装置的休眠/唤醒管理的系统架构和控制逻辑。

当前生产的机动车辆(诸如现代汽车)最初配备有分布在整个车辆中以帮助执行不同的车辆功能的电子控制器和计算装置的网络。无论是操作员控制还是自动控制，这些车辆功能均可能包括控制车门锁、座椅位置、巡航控制、娱乐系统部件、加热通风和空调(HVAC)、防盗警报的布防/撤防、内部和外部照明、动力系操作和系统诊断，以及电动车窗位置以及其它功能。虽然一些车载电子控制单元(ECU)(诸如发动机控制模块(ECM)和制动系统控制模块(BCM))专用于控制单个子系统，但是大多数其它ECU在可互操作组中用于控制车辆操作。许多车辆控制任务由多个ECU一起工作并且经由数据链路协调它们的操作来执行。例如，常规的ECU可包含用于多个不相关的车辆控制任务的控制逻辑的一部分，但是可能不包含用于任何单个控制任务的完整控制逻辑。

车载ECU通常经由网络通信总线彼此通信，该网络通信总线可单独地或以局域网(LAN)的形式作为串行通信接口来实施。通信拓扑可由网关/桥接装置(诸如以太网交换机)支持。除了用于在联网ECU之间传输信号的必要硬件外，还实施了可靠的通信协议来帮助确保可同步执行主要和辅助任务。这样的一项任务是网络管理以提供用于处置如下这样的事件的全系统通用方法：有序地启动(激活)通信能力；有序地关闭(停用)通信能力；以及从可检测的通信错误中进行可预测的恢复。有序地启动和关闭帮助确保ECU可将它们的信号接收预期与其它ECU的信号传输可用性进行同步。如果没有发生同步，那么ECU可将缺少信号传输解译为一个其它ECU的误报故障，并且可能采用安全的默认信号值。

为了帮助减少现有车辆电气基础设施中的功率消耗，不主动控制车辆功能的ECU可暂时置于低功率“待机”或“休眠”状态。例如，相对于其它控制器很少使用的电动车窗和座椅控制ECU通常可保持待机状态。现有的车辆网络管理策略通常要求指定组中的所有ECU同时激活(“唤醒”)和停用(“睡眠”)。例如，在“主-从”车辆网络方案中，车载装置被分为虚拟组，其中单个ECU被分配为用于每一组合格装置的“主装置”。主ECU可对该组中剩余的“从属”ECU展现出单向控制，包括唤醒和暂停每个从属ECU的能力。在这种系统中，主ECU同步启动和关闭被分配给它们相应组的所有资产。强大的网络设计通常能够按需启动ECU集合，而不会中断由已经唤醒的ECU执行的控制操作。

发明内容

本文公开了用于管理车载联网控制器和装置的休眠和唤醒的控制算法和系统架构、用于这些算法/架构的实施方法和构造方法，以及配备有电子控制单元(ECU)的车载网络以及用于管理这些联网ECU的暂停和唤醒的控制逻辑的机动车辆。作为示例而非限制，提出了一种具有服务和协议以动态地管理进入休眠模式并唤醒至正常操作模式的单独的联网控制器和装置的架构。该架构针对装置采用主-从关系，其中主要的主装置经由多播分发周期性地发送网络管理帧提示。在这种情况下，主装置还负责批准哪些装置可进入休眠，并且还可操作地用于提示唤醒休眠从属装置。休眠模式和其变型(诸如休眠、暂停、睡眠等)可典型地表示为相对于正常操作模式降低功率的“低”功率模式；休眠模式不是需要装置重启才能完全操作的断开状态。装置在休眠时消耗一些能量，例如以便给本地存储器供电并且能够对唤醒事件作出响应。