控制发动机的控制装置和利用控制装置控制发动机的方法制造方法及图纸

控制发动机的控制装置和利用控制装置控制发动机的方法。提供一种控制发动机(200)的控制装置(100)。根据示例实施方式，控制装置(100)包括：用于提供控制功能(120)的相应实例的两个或更多个互为冗余的活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)，该控制功能被设置成至少基于描述发动机(200)的操作的至少一个测量参数，导出用于调节发动机的操作的控制参数；监控模块(110‑6)，该监控模块用于管理两个或更多个活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)的操作；以及总线(130)，该总线用于传递信息，所述总线(130)被设置成使控制模块(110)彼此连接。

distributed control

A control device (100) for controlling an engine (200) is provided. According to an example embodiment, the control device (100) includes: to provide control function (120) two or more mutually redundant activities of the corresponding instance control module (110, 2, 110 and 1 110 3), the control function is set to at least based on the description engine (200) at least one the operating parameters, deriving control parameters for adjusting the engine operation; monitoring module (110 6), the monitoring module is used to manage two or more active control module (110, 2, 110 and 1 110 operation; 3) and bus (130), the bus is used to transfer the information of the bus (130) is set to the control module (110) connected to each other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可应用于控制发动机(例如，内燃机)的分布式控制装置。具体来说，本专利技术的一些实施方式涉及利用包括两个或更多个互为冗余的控制模块的控制装置对发动机的分布式控制。
技术介绍
日益复杂的发动机控制系统要求即使在控制系统的组件故障或错误配置的情况下也确保正确操作的设计。控制系统可以被考虑采用一种控制功能，基于该控制功能的内部状态来导出用于控制发动机的操作的控制信号的。内部状态又通常取决于一个或更多个最近接收到的测量信号，并且还可能取决于一个或更多个最近发出的控制信号。至少部分地寻求解决这种挑战的一种已知方案涉及使用分布式控制装置，其中，存在能够执行相似控制功能的两个互为冗余的控制实体。在这种装置中，一个控制实体操工作为被应用以基于内部状态来提供控制信号的活动控制实体，而另一控制实体保持在待机状态，并且用作在该活动控制实体故障状态的情况下可以启用的备用控制实体。然而，在这这种方法中，一个挑战在于按照不导致控制装置的工作间断的方式将控制从有故障或要出现故障的活动控制实体切换至备用控制实体。用于实现该切换的已知方法涉及响应于检测到活动控制实体的故障状态，向备用控制实体传递内部状态信息，以便使能从最新内部状态继续所述控制。然而，这种方法的缺点包括检测故障状态方面的延迟和由此在发起切换方面的延迟以及在向备用实体传递内部状态方面涉及的延迟。这些延迟很可能导致激活所选择的备用实体方面的延迟，并由此造成该控制装置的工作间断。用于部分地减轻这种缺点的方法涉及还通过在测量信号可用时向备用实体提供所述测量信号，用所述测量信号的最新值使备用实体保持更新。然而，为了确保在活动控制实体中与在备用实体中可用的信息之间的同步，该方法需要提供具有时间戳的测量信号(这通常导致向控制实体传递的测量数据的量急剧增加，以便使能实现定时信息的有用的准确度)，很可能造成向控制实体传送测量信号方面的增加的等待时间，或者需要控制实体之间的较高容量(并由此更昂贵)的通信链路。而且，虽然这种方法可以使能保持将测量信号通知给备用实体，但其无法解决在发起切换方面涉及的延迟，而且除非状态完全根据所接收的测量信号来限定，否则同样无法解决在传递内部状态方面所涉及的延迟。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种即使在分布式控制装置的组件的故障状态的情况下也使能按可靠方式来操作依靠互为冗余的控制实体的分布式控制装置的技术。具体来说，本专利技术的目的是使能避免或最小化因活动控制实体状态从一个控制实体向另一控制实体的切换而造成的间断的影响，由此使能实现控制装置的改进的可靠性。本专利技术的另一目的是提供这样一种控制装置，该控制装置将在所述控制装置内传递的数据的量保持在合理的水平，由此使能实现所述控制装置的划算的设计。本专利技术的目的通过相应的独立权利要求限定的控制装置和方法来达到。根据示例实施方式，提供了一种用于控制发动机的控制装置。所述控制装置包括：用于提供控制功能的相应实例的两个或更多个互为冗余的活动控制模块，所述控制功能被设置成至少基于描述所述发动机的操作的至少一个测量参数，来导出用于调节所述发动机的操作的控制参数；监控模块，该监控模块用于管理所述两个或更多个活动控制模块的操作；以及总线，该总线用于传递信息，所述总线被设置成使所述控制模块彼此连接。所述监控模块被设置成，针对所述至少一个测量参数的各个新值，响应于接收到所述至少一个测量参数的新值，确定在一个或更多个活动控制模块中接收到所述新值，响应于确定在至少第一预定数量的活动控制模块中接收到所述新值，发出使相应的活动控制模块执行所述控制功能的相应实例的执行命令，以导出所述控制参数的新值；以及响应于至少第二预定数量的活动控制模块执行所述控制功能，发出致动命令，所述致动命令使得提供所述控制参数的由所述活动控制模块中的正好一个导出的所述新值，来调节所述发动机的操作。根据另一示例实施方式，提供了一种用于利用控制装置来控制发动机的方法，其中，所述控制装置包括：用于提供控制功能的相应实例的两个或更多个互为冗余的活动控制模块，所述控制功能被设置成至少基于描述所述发动机的操作的至少一个测量参数来导出用于调节所述发动机的操作的控制参数；监控模块，该监控模块用于管理所述两个或更多个活动控制模块的操作；以及总线，该总线用于传递信息，所述总线被设置成使所述控制模块彼此连接。所述方法包括以下步骤：响应于接收到至少一个测量参数的新值，针对所述至少一个测量参数的各个新值，确定在一个或更多个活动控制模块中接收到所述新值，响应于确定在至少第一预定数量的活动控制模块中接收到所述新值，发出使相应的活动控制模块执行所述控制功能的所述相应实例的执行命令以导出所述控制参数的新值；以及响应于至少第二预定数量的所述活动控制模块执行所述控制功能，发出致动命令，所述致动命令使得提供所述控制参数的由所述活动控制模块中的正好一个导出的所述新值，来调节所述发动机的操作。在本专利申请中呈现的专利技术的例示实施方式不应被解释成引起对所附权利要求的可应用性的限制。动词“包括”及其派生词在本专利申请中被用作不排除存在还未陈述特征的开放式限制。下文中描述的特征可相互自由组合，除非以其它方式明确规定。本专利技术的一些特征在所附权利要求书中加以阐述。然而，本专利技术的方面(既有关其构造又有关其操作方法)与其附加目的和优点一起，在结合附图阅读时，根据下面对一些示例实施方式的描述而将最佳地理解。附图说明本专利技术的实施方式在附图的图中通过示例而非限制的方式进行了例示。图1示意性地例示了根据示例实施方式的控制装置的一些组件。图2例示了根据示例实施方式的例示方法。图3a至图3h例示了根据示例实施方式的控制装置内的信息流。图4示意性地例示了根据示例实施方式的、用于提供控制模块的示例装置的一些组件。具体实施方式图1示意性地例示了分布式控制装置100的一些组件。控制装置100可以被应用于发动机200的控制操作。控制装置100可连接至传感器180-1和180-2，传感器180-1和180-2被设置成捕捉描述发动机200的操作的相应希望特性的相应传感器参数。控制装置100还可连接至致动器190，致动器190被设置成基于控制装置100导出并发出的控制参数来调节发动机200的操作的希望方面。为例示和描述的清楚起见，图1描绘了两个传感器180-1和180-2以及单个致动器190。然而，一般来说，控制装置100可以从一个或更多个传感器180接收相应的测量参数。可以例如采用多个传感器180以捕捉描述发动机200的不同部件处的同一特性的相应测量参数，或者可以采用多个传感器180来捕捉描述发动机200的操作的不同特性的相应测量参数。另选或另外地，控制装置100可以被设置成导出并发出多个控制参数，以经由相应的多个致动器190来调节发动机200的操作的相应方面。发动机200可以包括内燃机(ICE)，例如，往复式活塞发动机。传感器180可以被设置成测量描述发动机操作的一个或更多个期望特性，而致动器190可以被设置成在控制通过控制装置100导出并发出的相应控制参数方面，调节发动机操作的期望方面。在这点上，作为非限制性示例，可以应用一个或更多个传感器180和一个或更多个致动器以实现针对发动机200的下列控制功能中的一个或更多个：-爆震控制，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制发动机(200)的控制装置(100)，该控制装置(100)包括：互为冗余的两个或更多个活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)，所述两个或更多个活动控制模块用于提供控制功能(120)的相应实例，所述控制功能被设置成至少基于描述所述发动机(200)的操作的至少一个测量参数来导出用于调节所述发动机的操作的控制参数，监控模块(110‑6)，所述监控模块用于管理所述两个或更多个活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)的操作，以及总线(130)，所述总线用于传递信息，所述总线(130)被设置成使所述控制模块(110)彼此连接，其中，所述监控模块(110‑6)被设置成，针对所述至少一个测量参数的各个新值，响应于接收到至少一个测量参数的新值，确定在一个或更多个活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)中接收到所述新值，响应于确定在至少第一预定数量的活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)中接收到所述新值，发出使相应的活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)执行所述控制功能(120)的相应实例的执行命令，以导出所述控制参数的新值，以及响应于至少第二预定数量的活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)执行了所述控制功能(120)，发出致动命令，使得提供由所述活动控制模块(110‑1、110‑2、110‑3)中的正好一个导出的所述控制参数的所述新值，来调节所述发动机(200)的操作。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制发动机(200)的控制装置(100)，该控制装置(100)包括：互为冗余的两个或更多个活动控制模块(110-1、110-2、110-3)，所述两个或更多个活动控制模块用于提供控制功能(120)的相应实例，所述控制功能被设置成至少基于描述所述发动机(200)的操作的至少一个测量参数来导出用于调节所述发动机的操作的控制参数，监控模块(110-6)，所述监控模块用于管理所述两个或更多个活动控制模块(110-1、110-2、110-3)的操作，以及总线(130)，所述总线用于传递信息，所述总线(130)被设置成使所述控制模块(110)彼此连接，其中，所述监控模块(110-6)被设置成，针对所述至少一个测量参数的各个新值，响应于接收到至少一个测量参数的新值，确定在一个或更多个活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中接收到所述新值，响应于确定在至少第一预定数量的活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中接收到所述新值，发出使相应的活动控制模块(110-1、110-2、110-3)执行所述控制功能(120)的相应实例的执行命令，以导出所述控制参数的新值，以及响应于至少第二预定数量的活动控制模块(110-1、110-2、110-3)执行了所述控制功能(120)，发出致动命令，使得提供由所述活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中的正好一个导出的所述控制参数的所述新值，来调节所述发动机(200)的操作。2.根据权利要求1所述的控制装置(100)，其中，所述活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中的每一个都被设置成，响应于接收到至少一个测量参数的所述新值，提供相应的接收指示，并且其中，所述监控模块(110-6)被设置成，响应于从指定的活动控制模块(110-1、110-2、110-3)接收到接收指示，确定在所指定的活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中接收到所述新值。3.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中，所述活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中的每一个都被设置成，响应于执行了所述控制功能(120)，提供相应的执行指示，并且其中，所述监控模块(110-6)被设置成，响应于从至少所述第二预定数量的活动控制模块(110-1、110-2、110-3)接收到所述执行指示，发出所述执行命令。4.根据权利要求3所述的控制装置(100)，其中，所述活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中的一个活动控制模块被预先指派为主控制模块，并且其中，提供由所述主控制模块导出的所述控制参数的所述新值来调节所述发动机(200)的操作。5.根据权利要求4所述的控制装置(100)，其中，所述监控模块(110-6)被设置成，响应于从所述主控制模块接收到所述执行指示，发出所述致动命令。6.根据权利要求4或5所述的控制装置(100)，其中，所述监控模块(110-6)被设置成，响应于未能从所述主控制模块接收到所述接收指示，将其它活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中的一个指派为所述主控制模块。7.根据权利要求4至6中任一项所述的控制装置(100)，其中，所述监控模块(110-6)被设置成，响应于未能从所述主控制模块接收到所述执行指示，将其它活动控制模块(110-1、110-2、110-3)中的一个指派为所述主控制模块。8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置(100)，其中，至少一个所述控制模块(110)还被设置成作为输入控制模块(110-3)工作，所述输入控制模块能够连接至被设置成捕捉描述所述发动机的操作的传感器参数的相应传感器(18...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆·凯丝，L·斯坦德伯格，
申请(专利权)人：瓦锡兰芬兰有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI