CN106232967A - 分布式控制 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

分布式控制
技术领域
本发明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，本发明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。
背景技术
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。
发明内容
因此，本发明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，本发明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。本发明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。
本发明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发明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。
本发明的一些特征在所附权利要求书中加以阐述。然而，本发明的方面(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
本发明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，其中，一个或更多个传感器180被设置成测量发动机200的汽缸压力，并且其中，一个或更多个致动器190被设置成相应地调节发动机200的相应汽缸中的燃料喷射持续时间；
-速度控制，其中，一个或更多个传感器180被设置成测量发动机200的速度，并且其中，一个或更多个致动器被设置成相应地调节发动机200中的燃料喷射持续时间或燃料架(rack)位置；
-废气门控制，其中，一个或更多个传感器180被设置成测量发动机200中的接收器气压，并且其中，一个或更多个致动器190被设置成相应地控制发动机200中的废气门；
-主燃料压力控制或引燃燃料压力控制(对于柴油(CR)机来说)，其中，一个或更多个传感器180被设置成测量发动机200中的相应燃料压力，并且其中，一个或更多个致动器190被设置成相应地控制发动机200的相应流控制阀；
-主燃料压力控制或引燃燃料压力控制(对于汽油机来说)，其中，一个或更多个传感器180被设置成测量发动机200的相应燃料压力，并且其中，一个或更多个致动器190被设置成控制发动机200的相应气门单元；和/或
-冷却控制，其中，一个或更多个传感器180被设置成测量发动机200中的接收器气温，并且其中，一个或更多个致动器190被设置成相应地调节发动机200中的冷却液(例如，冷却水)再循环阀。
图1中描绘的例示控制装置100包括控制模块110-1、110-2、110-3、110-4、110-5及110-6，其中，单个控制模块可被称为控制模块110-i，而作为一组被包括在该控制装置中的控制模块可被称为控制模块110。例示控制装置100中的控制模块110的数量出于例示可以为了指派给指定控制模块110-i的不同任务的目的来选择。一般来说，本发明的各个实施方式采用两个或更多个控制模块110，如下面更详细描述的。
控制模块110以通信方式彼此联接。控制模块110可以通过总线130互连。总线130例如可以包括用作用于传递数据的数据总线的第一总线和用作用于传递控制信息的控制总线的第二总线。作为另一示例，总线130可以包括能够工作为数据总线和控制总线两者的单个总线。经由总线130的数据传递优选为异步的，由此使能有效传递数据而不需要集中式控制。作为示例，总线130可被提供为控制器区域网络(CAN)总线，例如在ISO 11898系列标准中定义的根据ISO 11898-1标准的CAN总线。
尽管图1的示例被描述为数据总线，但控制模块110之间的数据传递可以利用任何通信介质来提供。一般来说，控制模块110可以利用具有本领域已知的期望网络拓扑的计算机网络彼此连接，并且可以利用本领域已知的任何合适通信协议来提供通信。
控制装置100包括作为互为冗余控制模块的至少两个控制模块110，各个控制模块都被设置成提供相同预定控制功能120的相应实例，预定控制功能120可应用于导出用于控制或调节发动机200的操作的一个或更多个控制参数。被设置成实现控制功能120的相应实例的控制模块110-i在此被称为活动(acting)控制模块110-i。
用作活动控制模块的指定控制模块110-i可以是专用的活动控制模块，或者除了指派给指定控制模块110-i的一个或更多个其它任务以外可以工作为活动控制模块。在图1的示例中，控制模块110-1和110-2表示专用于工作为活动控制模块的控制模块，而控制模块110-3表示工作为活动控制模块但还服务附加任务(作为输入控制模块，本文稍后将加以描述)的控制模块。因此，在图1的示例中，各个控制模块110-1、110-2及110-3都被设置成实现控制模块120的相应实例。
一般来说，实现其控制功能120的实例的控制模块110-i被设置成至少基于至少一个测量参数来导出至少一个控制参数。一个或更多个测量参数可以起源于相应的传感器180，而一个或更多个控制参数可以提供给相应的致动器190。该控制功能的细节在本发明的范围之外。
一般来说，控制功能120可以被设置成基于控制功能的内部状态来导出至少一个控制参数。该内部状态例如可以取决于下列中的一个或更多个：
-一个或更多个测量参数的一个或更多个最近接收到的值，
-一个或更多个控制参数的一个或更多个最近导出的值，以及
-基于上述中的至少一个导出的一个或更多个中间参数。
内部状态是特定控制模块110-i的特性，并且在相应控制模块110-i中与其它控制模块110的内部状态无关地导出和/或更新。
控制模块110-i可以被设置成工作或用作用于获取至少一个测量参数的值的输入控制模块。在这点上，用作输入控制模块的控制模块110-i可连接至(或者连接至)一个或更多个传感器180-1、180-2，以便获取相应的测量参数以经由总线130提供给其它控制模块110。
用作输入控制模块的指定控制模块110-i可以是专用的输入控制模块，或者除了指派给该指定的控制模块110-i的一个或更多个其它任务以外还可以工作为输入控制模块。在图1的示例中，控制模块110-3(可连接至传感器180-1)代表还用作活动控制模块的控制模块，而控制模块110-4(可连接至传感器180-2)代表专用输入控制模块。
输入控制模块110-3、110-4可以被设置成响应于来自监控模块(本文中稍后将加以描述)的命令，获取来自相应的传感器180-1、180-2的新的传感器值，而监控模块可以被设置成根据预定计划(例如，按规则或基本规则的间隔)发出这种命令。作为另一示例，输入控制模块110-3、110-4可以被预先设置成在来自监控模块的明确命令的情况下根据预定计划来获取新的传感器值。输入控制模块110-3、110-4还可以被设置成每当获取新的传感器值时就获取相应的控制参数的新值，以经由总线130提供给其它控制模块110。测量参数的值可以基于传感器值(例如，如像这样获取的传感器值)来导出。从而，可以利用发动机200的操作的当前状态来保持更新控制功能120的实例的内部状态，而与通过传感器180-1、180-2观察到的任何变化无关。
作为另一示例，输入控制模块110-3、110-4可以被设置成，只有当其检测到传感器值或者控制参数值的变化(具有绝对值)大于预定变化域值时，才使该控制参数的新值可用于其它控制模块110。从而，经由总线130的数据传递可以被限制为发动机200操作的相应特性展示了被视为不是无意义的变化的那些时机。
输入控制模块110-3、110-4可以被设置成将测量参数的新值提供给所有其它控制模块110或者提供给其它控制模块110的有限子集。作为具体示例，输入模块110-3、110-4可以被设置成将测量参数的新值仅提供给监控模块或者提供给监控模块并提供给活动控制模块110-1、110-2、110-3。
控制模块110-i可以被设置成工作或用作用于向致动器190提供由活动控制模块中的一个导出的导出控制参数的输出控制模块。在这点上，用作输出控制模块的控制模块110-i可连接至(连接至)致动器190，以便使致动器190相应地调节发动机200的操作，并由此能够向致动器190提供由控制装置100导出的控制参数。
用作输出控制模块的指定控制模块110-i可以是专用的输出控制模块，或者除了指派给该指定控制模块110-i的一个或更多个其它任务以外还可以工作为输出控制模块。在图1的示例中，控制模块110-2代表还用作活动控制模块的控制模块，而控制模块110-5表示专用的输出控制模块。
控制模块110-i中的一个被设置成工作为用于管理控制装置110的操作的监控模块，并且具体来说，用于管理控制装置100的一个或更多个其它控制模块110的操作。用作监控模块的指定控制模块110-i可以是专用的监控模块，或者除了指派给该指定控制模块110-i的一个或更多个其它任务以外还可以工作为监控模块。在图1的示例中，控制模块110-6代表专用的监控模块。然而，其它控制模块110中的任一个都可以代替地被设置成工作为监控模块。
监控模块110-6可以被设置成针对经由输入控制模块110-3、110-4中的一个的测量参数的各个新值，对控制装置100的操作的下列方面中的至少一个或更多个进行控制：
-使从输入控制模块110-3、110-4向控制装置100的其它控制模块1110测量参数传递同步；
-在控制装置100的活动控制模块110-1、110-2和/或110-3中执行控制功能120的实例；
-从控制装置100向致动器190提供控制参数。
下面，将对根据该概述的控制装置100的工作的详细示例进行描述。
如前所述，输入控制模块110-3、110-4可以被设置成例如在监控模块110-6的控制下，或者在没有来自监控模块110-6的明确控制的情况下根据预定计划来获取新的测量参数值。与获取新的测量参数值的安排无关地，监控模块110-6可以被设置成控制向其它模块提供从输入控制模块110-3、110-4接收到的测量参数。在这种情形下，输入控制模块110-3、110-4可以被设置成将测量参数的新值仅提供给监控模块110-6，并且监控模块110-6可以被设置成将新的测量参数值经由总线130传递给一个或更多个其它控制模块110。作为示例，在这种情形下，监控模块110-6可以被设置成将新的测量参数值传递至所有其它控制模块110，或仅传递至活动控制模块110-1、110-2、110-3。
另选地，在输入控制模块110-3、110-4被设置成将测量参数的新值直接提供给所有其它控制模块或者至少提供给活动控制模块110-1、110-2、110-3的情形下，监控模块110-6可能不需要涉及对从输入控制模块110-3、110-4提供新的测量参数值进行管理。然而，在这种情形下，监控模块110-6可以从输入控制模块110-3、110-4接收新的测量参数值或有关新的测量参数值已经(至少)可用于活动控制模块110-1、110-2、110-3的指示。
监控模块110-6还可以被设置成响应于本身接收到来自输入控制模块110-3、110-4的测量参数的新值或已接收到有关测量参数的新值的指示，确定活动控制模块110-1、110-2、110-3对新值的接收。换句话说，监控模块110-6可以被设置成确保活动控制模块110-1、110-2、110-3之间有关接收测量参数的新值的数据同步。
在这点上，作为示例，监控模块110-6可以被设置成监测在活动控制模块110-1、110-2、110-3中的控制参数的新值的接收。监测可以基于从活动控制模块110-1、110-2、110-3发送的接收指示。在这点上，活动控制模块110-1、110-2、110-3中的每一个都可以被设置成响应于接收到测量参数的新值，经由总线130发送寻址于监控模块110-6的接收指示(并且还可以发送给其它控制模块110)。接收指示可以包括在相应的活动控制模块110-1、110-2、110-3中接收到的测量参数的新值。并行地，监控模块110-6可以被设置成响应于本身接收到来自输入控制模块110-3、110-4的测量参数的新值(或接收到测量参数的新值的指示)，监测来自活动控制模块110-1、110-2、110-3的有关测量参数的相同新值的接收指示。从而，监控模块110-6可被设置成将已提供相应接收指示的活动控制模块110-1、110-2、110-3视为关于测量参数的最新值的接收而同步。
作为用于确定监测方法之间的数据同步的另选方法，监控模块110-6可以被设置成避免对来自活动控制模块110-1、110-2、110-3的接收指示的主动监测，相反，依靠预定持续时间的等待时段Tw(例如，几毫秒)。在该方法中，监控模块110-6可以假定自从在监控模块110-6中接收到测量参数的新值(或接收到测量参数的新值的指示)起经过了等待时段Tw时，所有活动控制模块110-1、110-2、110-3已接收到测量参数的新值，并由此，在经过了该等待时段Tw之后，将活动控制模块110-1、110-2、110-3视为同步化(关于该测量参数的最新值的接收)。
在涉及监控模块110-6监测来自活动控制模块110-1、110-2、110-3的接收指示的方法中，可选的是，可以应用该等待时段Tw，使得监控模块110-6被设置成自从在自监控模块110-6接收到测量参数的新值(或接收到测量参数的新值的指示)起的等待时段Tw内，尚未提供相应接收指示的活动控制模块110-1、110-2、110-3被视为展示故障状态。
监控模块110-6可以被设置成响应于确定(或假定)在至少预定数量的活动控制模块110-1、110-2、110-3中成功接收到控制参数的新值(换句话说，响应于确保活动控制模块之间的数据同步)，发出执行命令。所述预定数量优选为至少两个。所述预定数量可以被设置成这样的值，即，需要已确保新参数值已被活动控制模块110-1、110-2、110-3中的每一个接收到。该执行命令可以经由总线130提供，并且可以被寻址到所有控制模块110、寻址到所有活动控制模块110-1、110-2、110-3，或可以仅寻址到已向监控模块110-6提供相应接收指示的那些活动控制模块。执行命令寻址到的活动控制模块110-1、110-2、110-3被设置成响应于接收到该执行命令，执行控制功能120的相应实例。
因此，由于控制功能120的单独的实例基于测量参数的同步的值而在活动控制模块110-1、110-2、110-3中的至少一些中执行，所以在活动控制模块110-1、110-2、110-3中的每一个上导出的控制参数的新值和当时的控制功能120的实例的内部状态保持同步。这使得可以应用由活动控制模块110-1、110-2、110-3中的任一个导出的控制参数的新值来作为控制装置100的输出。而且，这还有利于无缝地切换当前负责导出要交付给致动器190的控制参数的值的活动控制模块110-1、110-2、110-3(本文中稍后更详细描述)。
在执行了控制功能120的相应实例之后，活动控制模块110-1、110-2、110-3中的每一个被设置成将相应的执行指示至少提供给监控模块110-6(并且还可以提供给其它控制模块110，例如，提供给输出控制模块110-2、110-5)。执行指示可以包括在相应的活动控制模块110-1、110-2、110-3中导出的控制参数的值。
监控模块110-6可以被设置成监测对来自活动控制模块110-1、110-2、110-3的执行指示的接收，并且发出致动命令，以便控制输出控制模块110-2、110-5中的正好一个将导出的控制参数经由总线130提供给致动器190。在这点上，作为示例，监控模块110-6可以被设置成响应于从所有活动控制模块110-1、110-2、110-3接收到执行指示、响应于从至少预定数量的活动控制模块110-1、110-2、110-3接收到执行指示、或者响应于从活动控制模块1101-1、110-2、110-3中的至少一个接收到执行指示，发出所述致动命令。
该致动命令寻址到输出控制模块110-2、110-5中的正好一个，并且被设置成使输出控制模块110-2、110-5将选定的活动控制模块1101-、110-2、110-3导出的控制参数的新值提供给致动器190。致动命令可以包括控制参数的导出的新值。另选的是，选定的活动控制模块110-1、110-2、110-3可以被设置成将导出的控制参数的新值提供给输出控制模块110-2、110-5。
用作要提供给致动器190的控制参数的新值的源的选定的活动控制模块110-1、110-2、110-3例如可以是首先已向监控模块110-6提供了相应的执行指示的活动控制模块110-1、110-2、110-3或者在已向监控模块110-6提供了相应的执行指示的那些活动控制模块110-1、110-2、110-3当中随机选择的活动控制模块。
作为另一示例，活动控制模块110-1、110-2、110-3中的一个可以被预先指派为主控制模块，并且监控模块110-6可以被设置成响应于接收到至少来自主控制模块的执行指示而发出致动命令。另一方面，监控模块110-6可以被设置成响应于在自接收到来自活动控制模块110-1、110-2、110-3中的其它任一个的第一执行指示起的等待时段Tw内未能从主控制模块接收到执行指示，将主控制模块视为展示故障状态，从而将其它活动控制模块110-1、110-2、110-3中的一个指派为主控制模块，以供随后执行控制功能120。
下面，参照图2所示方法300进一步描述根据实施方式的、前述中描述的控制装置的操作的一些方面。每当基于来自传感器180-1、180-2中的一个的相应传感器数据获得测量参数中的一个的新值时，可以执行方法300。在该例示情形中，方法300从输入控制模块110-4基于从传感器180-2读取的传感器数据来获得测量参数的新值开始，如框310和图3a所示。在图3a中，符号X代表新的测量参数值。测量参数的新值经由总线130至少提供给监控模块110-6，如框320和图3b所示。在图3b中，符号MP#2代表用作该测量参数的标识的标识符，而符号X代表新的测量参数值。
输入控制模块110-4或监控模块110-6还可以将新的测量参数值提供给一个或更多个其它控制模块110，如框330所示。图3c例示了监控模块110-6将新的测量参数值提供给活动控制模块110-1、110-2、110-3的选项。一旦新的测量参数值被传递至活动控制模块110-1、110-2、110-3，监控模块110-6就确定活动控制模块110-1、110-2、110-3接收到新的测量参数值，如框340所示。这可以涉及接收来自活动控制模块110-1、110-2、110-3的相应接收指示，如图3d所示，或者依靠如前所述的等待时段Tw。在图3e中，符号R-ACK k代表用作来源于控制模块k的接收指示符的指示的标识符，而符号X代表控制模块k接收到的新的测量参数值。
一旦确定在至少预定数量的活动控制模块110-1、110-2、110-3中成功接收到新的测量参数值，方法300就继续在至少已将接收指示提供给监控模块110-6的那些活动控制模块110-1、110-2、110-3中执行控制功能120，如框350所示。控制功能120的执行可以响应于从至少预定数量的活动控制模块110-1、110-2、110-3接收到相应的接收指示，通过由监控模块110-6发出的执行命令来调用，如图3e所示。在图3e中，符号EXEC代表用作执行命令的指示的标识符。活动控制模块110-1、110-2、110-3可以通过向监控模块110-6提供相应的执行指示来报告成功执行控制功能120的相应实例，如图3f所示。在图3f中，符号E-ACK k代表用作来源于控制模块k的执行指示的指示的标识符，而符号Y代表在控制模块k中导出的控制参数的值。
一旦确定在预定数量的活动控制模块110-1、110-2、110-3中成功执行控制功能120，方法300就继续进行，监控模块110-6控制输出控制模块110-2、110-5中的一个，将最近导出的控制参数值作为控制装置100的输出提供给致动器190。提供新的控制参数值可以响应于从至少预定数量的活动控制模块110-1、110-2、110-3接收到相应的执行指示，通过由监控模块110-6发出的致动命令来调用，如图3g所示。在图3g中，符号ACT代表用作该致动命令的标识的标识符，而符号Y代表要提供给致动器190的新的控制参数值。
被采用以将控制参数的新值提供给致动器190的输出控制模块110-2、110-5可以直接从导出被选择用于提供为输出的控制参数值的活动控制模块110-1、110-2、110-3获取新的控制参数值，或者可以经由监控模块110-6(例如，在致动命令中)获取新的控制参数值，并且响应于接收到致动命令而将新的控制参数值提供给致动器190，如图3h所示。在图3h中，符号Y代表要提供给致动器190的控制参数的值。
控制装置100的控制模块110通常被设置成在没有外部控制的情况下，控制发动机200的工作。尽管如此，可以存在联接或连接至总线130的另一些组件或实体，这些组件或实体可以被设置成向控制装置100的控制模块110提供数据和/或控制信息，和/或可以从控制装置100的控制模块接收数据和/或控制信息。
作为示例，这样的另一些组件或实体可以包括处理单元或处理模块(例如，计算装置)，其被设置成从输入控制模块130-3、110-4接收测量参数的所获得的新值，和/或从活动控制模块110-1、110-2、110-3接收导出的新的控制参数值。处理单元/模块还可以被设置成为了监测目的经由用户界面显示所接收的测量参数值和/或控制参数值，和/或将所接收的测量参数值/控制参数值存储到存储器或存储装置中。
各个控制模块110都可以被提供为硬件装置，或者提供为硬件装置和软件装置的组合。在这点上，图4示意性地例示了可以实现根据本发明实施方式的控制模块的例示装置400的一些组件。图4所示的装置400提供了能够工作为前述中描述的活动控制模块、监控模块、输入控制模块和/或输出控制模块的装置的示例性组件的图。
装置400包括处理器410和存储器420。处理器410被设置成从存储器420读取和向存储器420写入。装置400还包括用于连接总线(或者用于连接其它类型的通信介质)的通信接口430。装置400还可以包括图4的示例中未例示的组件。
存储器420可以存储包括计算机可执行指令的计算机程序450，在被加载到处理器410中时，计算机程序450控制装置400的操作。作为示例，计算机程序450可以包括一个或更多个序列的一个或更多个指令。计算机程序450可以被提供为计算机程序代码。处理器410能够通过从存储器420中读取包括在计算机程序450中的所述一个或更多个序列的一个或更多个指令，来加载并执行计算机程序450。所述一个或更多个序列的一个或更多个指令可以被设置成，当由处理器410执行时，使装置400在该活动控制模块、监控模块、输入控制模块和/或输出控制模块的背景下，执行前述中描述的操作、过程和/或功能。
对处理器的引述不应被理解成仅涵盖诸如微处理器或微控制器的可编程处理器，而是还涵盖诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、信号处理器等的专用电路。先前描述中描述的特征可以按除了明确描述的组合以外的其它组合来使用。尽管已经参照特定特征对功能进行了描述，但那些特征可通过其它特征执行，无论这些其它特征是否被描述。尽管已经参照特定实施方式进行了描述，但那些特征也可以呈现在其它实施方式中，无论这些其它实施方式是否被描述。

Claims (16)

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(180-1)，所述输入控制模块(110-3)被设置成
基于来自该相应传感器(180-1)的传感器值，获取测量参数的值，以及
经由所述总线(130)，将所述测量参数的获得的值提供给一个或更多个其它控制模块(110)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制装置(100)，所述控制装置还包括：能够连接至相应传感器(180-2)的专用输入控制模块(110-4)，该相应传感器(180-2)被设置成捕捉描述所述发动机的操作的传感器参数，所述输入控制模块(110-4)被设置成
基于来自该相应传感器(180-2)的传感器值，获取测量参数的值，并且
经由所述总线(130)，将所述测量参数的获得的值提供给一个或更多个其它控制模块(110)。
10.根据权利要求1至9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)还被设置成作为输出控制模块(110-2)工作，所述输出控制模块能够连接至致动器(190)，所述致动器被设置成基于所述控制参数来调节所述发动机(200)的操作，所述输出控制模块(110-2)被设置成，响应于接收到所述致动命令，将所述控制参数的所述新值提供给所述致动器(190)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的控制装置(100)，所述控制装置还包括：能够连接至致动器(190)的专用输出控制模块(110-5)，所述致动器被设置成基于所述控制参数来调节所述发动机(200)的操作，所述输出控制模块(110-5)被设置成，响应于接收到所述致动命令，将所述控制参数的所述新值提供给所述致动器(190)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的控制装置(100)，其中，所述控制模块(110)中的一个还被设置成作为所述监控模块(110-6)工作。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的控制装置(100)，其中，所述监控模块(110-6)是专用监控模块(110-6)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的控制装置(100)，其中，所述发动机(200)包括内燃机。
15.根据权利要求14所述的控制装置(100)，其中，所述内燃机包括往复式活塞发动机。
16.一种利用控制装置(100)来控制发动机(200)的方法(300)，所述控制装置包括：
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，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，该方法(300)包括：针对所述至少一个测量参数的各个新值，
响应于接收到(310、320)至少一个测量参数的新值，确定(330、340)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(350)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(360)致动命令，使得提供由所述控制模块(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。
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