CN106462427B - 具有用于停车阶段的省电模式的机动车控制单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在停车阶段(P)期间运行机动车(10)的控制单元(12)的方法，其中，关闭机动车(10)的点火装置以便关断机动车(10)的设备，其中，在该方法中通过控制单元(12)接收为了在机动车(10)中使停车阶段(P)开始而发出的点火装置关闭信号(Z)并且紧接着关断控制单元(12)的至少一个电子构件(38)。本发明基于如下任务，在没有干扰用户的控制单元(12)运行中断的情况下实施控制单元(12)的运行软件(60)的更新。在接收点火装置关闭信号(Z)之后在控制单元(12)中继续运行处理器核(48)和存储装置(52、58)，在该存储装置中存储有运行软件(60)。随后在停车阶段期间通过处理器核(48)基于更新数据(62、62’、62”)实施更新。

Description

具有用于停车阶段的省电模式的机动车控制单元
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个控制单元的机动车，其中，在机动车停车阶段期间关断至少一个电气构件以便降低能耗。此外本发明也涉及一种用于运行机动车控制单元的方法，以便根据点火装置关闭信号来关断控制单元的至少一个电子构件。
背景技术
机动车的控制单元可以设计为可编程的，其中，在控制单元的存储装置中存储有运行软件并且该运行软件由控制单元的处理器装置执行并且由此在机动车中提供控制单元的功能。如果表明运行软件是过时的或有错误的，那么运行软件的更新/升级是必要的，其中，运行软件至少部分通过更新数据代替。在此人们力求使得通过机动车用户自身实施更新，由此该用户不必须将机动车送到车间中以便在那里获得服务人员的支持。
由文献US 2008/0108335 A1已知的是，用于更新控制单元的服务数据可以经由因特网连接由机动车的维护运行传输给机动车的控制单元。
在更新期间通常可以不以预定方式在正常运行下使用控制单元，因为运行软件被改变并且因此处理器装置不可以访问运行软件。更新因此表示控制单元的正常运行的不期望的中断。
由文献DE 10 2007 040 093 A1为此已知一种用于在车辆控制单元中安装软件模块的方法，其中，如果关于车辆的至少一个运行状态参数的安装条件被满足，该安装条件在软件模块中给定，那么在控制单元中安装软件模块。例如作为运行状态可以检查车辆的这个点火装置。
可考虑的是在机动车停靠的情况下的更新。但是在关闭点火装置时控制单元的运行通常是不期望的，因为控制单元在此消耗必须通过机动车的电池提供的电能，这隐藏如下危险，即由于太大程度放电的电池不再可以起动机动车。
由文献DE 100 07 610 A1为此已知的是，在空转阶段期间经由将控制单元与另外的控制单元联网的数据线给要编程的控制单元供以数据，其中，另外的控制单元由数据线关断。通过限制空转时间阻止控制单元将机动车电池太深地放电。
在此不利的是，大规模更新不可以在空转时间内实施，在大规模更新中需要特别多的时间用于处理更新数据。
发明内容
本发明的任务在于，在机动车中在没有干扰机动车用户的控制单元运行中断的情况下实施控制单元的运行软件的更新。
通过本发明提供一种方法，该方法利用机动车的停车阶段，以便在控制单元中实施更新。如果机动车用户使发动机停止工作并且紧接着离开机动车，则控制单元在低功率模式中保持激活，以便可以在较长持续时间内实施更新。按照本发明的方法设定，在停车阶段期间——其中，关闭机动车的点火装置——关断机动车的设备。实际上也关断控制单元的至少一个对于更新不需要的电子构件。关断根据点火装置关闭信号实现，该点火装置关闭信号在机动车中为了使停车阶段开始例如经由机动车的通信总线发出给控制单元。控制单元也就接收了点火装置关闭信号并且紧接着关断至少一个电子构件。由此相比于在接通点火装置时的运行而降低控制单元的能耗。能耗的降低在此优选为至少50％、特别是70％。
但是按照本发明不完全关闭控制单元。取而代之地，在控制单元中接收点火装置关闭信号之后运行处理器核和存储装置。存储装置是如下所述的存储装置，在其中存储有用于在接通点火装置时运行的控制单元运行软件，亦即用于正常运行的运行软件。在停车阶段期间现在通过处理器核基于更新数据实施运行软件的更新。
通过控制单元的仅仅一个小部分保持“清醒”的方式，控制单元可以在较长持续时间内继续运行以便实施更新，而由此总能量消耗大于在如下所述的控制单元中，该控制单元完全地、亦即以所有其电子构件继续运行，同时实施更新。因此可以基于大量更新数据实施更新，如这在现有技术中可能的那样。
点火装置关闭信号可以例如是数字信号，该数字信号代表端子15信号，如这在德国工业标准DIN 72552中定义的那样。在停车阶段中相应地通过点火装置的关闭来关闭机动车的驱动设备、例如内燃机或电机，并且所述控制单元仅仅以来自机动车的车辆电池的电能运行。
按照本发明的方法的改进基于按照本发明的控制单元的变型，其中，控制单元分为第一电源域和至少一个第二电源域，其中，每个电源域分别表示控制单元的电子电路的一个区域，其经由自身的电气供电线路与控制单元的电气供电连接端连接。供电连接端是车辆车载电网上的连接端，经由该连接端接收来自车辆电池的供电电压。现在为了可以有目的地降低控制单元的能耗并且尽管如此还可以实施更新，一方面处理器核和存储装置而另一方面至少一个对于更新不需要的电子构件被布置在不同的电源域中。在接收点火装置关闭信号时电源域中的至少一个与供电连接端电气分离。由此那么关断位于电源域中的电子构件。具有处理器核和存储装置的至少一个电源域继续保持供电。
为了可以实施在停车阶段期间运行的电子构件与那些被关断的电子构件之间的更精细的划分并且但是由此不获得不期望的大的电路花费，所述方法的一种改进设定，处理器核和存储装置的存储控制器通过具有可变的时钟频率和/或可单独关闭地设计的外围设备的集成电路提供。这例如可借助于所谓的单片系统(SoC)实现。可开关的外围设备可以例如包括GPU(图形处理器)、用于传输数据的接口、例如USB接口(USB-通用串行总线)、UART接口(UART-通用异步收发器)和/或HDMI接口(HDMI-高清晰度多媒体接口)。按照方法的改进，在集成电路中根据点火装置关闭信号降低时钟频率和/或关断对于更新不必要的外围设备。电路可以具有例如多个电源模式，其由于不同的时钟频率而相互不同。也可以设有如下所述的集成电路，该集成电路具有配置寄存器，通过其内容确定关断哪个外围设备构件。
在停车阶段期间控制单元的能耗或功率需求也依赖于更新数据的获得花费多少成本。该方法的一个实施形式设定，更新数据的一部分已经在停车阶段之前在接通点火装置的情况下经由无线电连接——例如因特网连接——从机动车外部或从与控制单元耦合的可携带设备——例如智能电话——接收并且随后将接收的更新数据暂存在存储装置中。由此产生如下优点，在接通点火装置的情况下例如机动车发电机的电能可用并因此更新数据的获得和存储不导致车辆电池的不期望的放电。
所述方法的另一改进设定，更新数据的至少一部分在停车阶段期间由与控制单元耦合的存储介质读取，例如由SD卡(SD-安全数字存储卡)或CD-ROM读取。从存储介质的读取具有如下优点，即没有无线模块——如例如用于GSM、UMTS或LTE(GSM-全球移动通信系统、UMTS-通用移动电信系统、LTE-长期演进)的移动无线模块——或网络模块——如例如WLAN模块(WLAN-无线局域网)——必须运行，所述模块相比于用于便携式存储介质的读取设备具有更大的功率需求。
所述方法的另一改进设定，更新数据的至少一部分在停车阶段期间由因特网经由移动无线电连接和/或WLAN连接接收。由此产生如下优点，即独立于用户的用户表现提供了可用的更新数据。用户那么不会意外地忘记，例如将所述便携式存储介质插入用于存储介质的读取装置中。
为了保护车辆电池免于深度放电，如其例如可以在更新期间发生故障的情况下和由此引起的控制单元的不期望长时间运行的情况下引起，所述方法的一种改进设定，通过在控制单元中存储的计时器值预定最大对于更新提供的持续时间并且通过控制单元的计时器根据计时器值产生用于结束更新的中断信号。由此独立于更新的过程确保：控制单元仅仅直至最高运行达到结束通过计时器值确定的持续时间。
为了结束更新而优选地激活控制单元的电源控制器(亦即功率控制单元或电源件)并且通过电源控制器关断处理器核和存储装置。紧接着电源控制器也可以自身关断。随后关断控制单元并且不需要电能用于处理器核和存储装置的运行。
有利地给机动车用户提供如下可能，即控制存储装置的能耗，其方法是用户决定究竟是否应实施更新。在该实施方案中，处理器核和存储装置在停车阶段期间仅仅在如下情况下运行，即假如在停车阶段之前在接通点火装置的情况下通过机动车的用户向机动车的操作装置——例如机动车的信息娱乐系统——输入更新命令。否则在接收点火装置关闭信号时完全关断控制单元。
如上所述，本发明也涉及一种机动车用控制单元，其具有用于接收点火装置关闭信号的接收装置、亦即例如用于机动车通信总线的总线耦合器。此外，提供用于接收车辆电池的供电电压的供电连接端以及具有至少一个处理器核和存储装置的电子装置，在该存储装置中存储有用于至少一个处理器核的运行软件。按照本发明的控制单元设计为用于，实施按照本发明的方法的一个实施形式。
优选地，控制单元在此设计为用于机动车的信息娱乐系统。但是，控制单元也可以设计为例如用于控制机动车的执行器或传感器的组合仪表或控制单元。
最后本发明也涉及一种机动车，该机动车的特征在于至少一个控制单元，该控制单元是按照本发明的控制单元的一个实施形式。
附图说明
在下文中描述本发明的一个实施例。其中：
图1示出按照本发明的机动车的一个实施形式的示意图；以及
图2示出具有图1的机动车控制单元的电流消耗的示意曲线的视图。
具体实施方式
在下文中阐明的实施例是本发明的优选实施形式。但是在该实施例中实施形式的所述构件分别是本发明的单个的、要相互独立考虑的特征，这些特征也分别相互独立地改进本发明并且因此也可单个地或不同于示出的组合地被视为本发明的组成部分。此外，所述实施形式也可通过本发明的已经描述的特征中的另外的特征补充。
图1示出机动车，该机动车例如可以是汽车，如例如乘用车。机动车10可以具有控制单元12，该控制单元例如可以是机动车10的信息娱乐系统或机动车10的组合仪表的组成部分。控制单元12可以具有供电连接端14，控制单元12可以经由该供电连接端连接到用于给控制单元12供以电能的车载电网16。车载电网16例如可以通过车辆电池18供电，亦即供电连接端14可以通过车载电网16与车辆电池18电气耦合。控制单元12此外可以经由总线耦合器或总线连接端20耦合到通信总线22、例如CAN总线(CAN-Controller Area Network控制器区域网)。
在机动车10中可以设定，控制单元12在停车阶段开始时——如果用户关闭控制单元12，亦即关断驱动设备并且例如将点火钥匙从点火开关中拔出——经由通信总线22接收点火装置关闭信号Z，通过该点火装置关闭信号以信号通知控制单元12：必须切换到节能模式，由此在停车阶段期间不会非必要地将车辆电池18放电。
控制单元12可以为了控制其能耗而例如具有电源控制器24，该电源控制器例如可以是具有自身控制电路的电源件或用于控制和分配由供电连接端14到设备电子装置26的电能流的另一电路逻辑装置。该设备电子装置26可以是例如电路板，对于控制单元12的运行所需要的电子构件可以被布置在该电路板上。
在示出的例子中，设备电子装置26包括第一系统SoC1(SoC–System-on-a-Chip单片系统)以及系统SoC2。此外，设备电子装置26也可以具有单独的电路模块，如例如WLAN接收器28、DAB接收器(DAB-数字音频广播)、音频放大器32和例如用于LTE或UMTS的移动无线模块34。所述电路仅仅是示例性的。
设备电子装置26可以示例性地分为两个电源域36、38，它们分别可以经由自身供电线路40、42与电源控制器24连接。电源控制器24可以根据点火装置关闭信号Z中断在供电线路40、42与供电连接端14之间的电气连接，例如通过开关半导体开关或继电器。在示出的例子中可以设定，用于电源域38的供电线路42无电流地开关，从而例如关闭系统SoC2、DAB接收器30和音频放大器32并且因此不再消耗电能。
但是在机动车10中设定，系统SoC1部分地继续运行，以便在停车阶段期间更新控制单元12的系统，亦即实施更新。
在此可以设定，也可以在电源域36或一般在一电源域内关断对于更新不需要的部分。在示出的例子中，系统SoC1包括具有例如四个处理器核46、48的处理器44。可以设定为，在四个处理器核46、48中关闭或解除处理器核46并仅仅还运行单个处理器核48。此外，系统SoC1也可以具有外围设备构件50、52和GPU(图形处理器)54。在停车阶段期间不必须显示图形数据，从而同样可以解除GPU54。外围设备构件50可以是例如HDMI控制器(HDMI-高清晰度多媒体接口)和USB控制器(USB-通用串行总线)。外围设备构件52可以是例如SDIO控制器(SDIO-用于SD卡的存储控制器)、用于RAM模块56的存储控制器和用于闪存存储模块58的存储控制器用于非易失性地存储数据。在闪存模块58中，在图示例子中存储用于控制单元12的运行软件60，该运行软件用于在正常运行期间、亦即在接通机动车10的情况下运行控制单元12。运行软件60应通过在停车阶段期间的更新借助于外围设备52、亦即借助于处理器核48、RAM存储模块56和存储控制器来更新。
为此可以设定，更新数据62例如由SD卡64借助于外围设备52读取并且通过处理器核48传输到闪存存储器58中。也可以设定，更新数据62’例如通过移动无线模块34从(未示出的)移动无线电网接收。也可以设定的是，借助于WLAN无线模块28接收更新数据62”。
通过仅仅在停车阶段期间在控制单元12中运行处理器核48、外围设备构件52、RAM模块56和闪存存储器58的方式，使得控制单元12在停车阶段中即使在更新运行时也需要比较少量的电能。
能量减少在图2中根据控制单元12的电流消耗——如其例如在供电连接端14上可以测量——阐明。在正常运行中例如具有值Inorm的电流I可以在供电连接端14上流动。利用接收点火装置关闭信号Z在该例子中通过电源控制器24关断电源域38以及通过系统SoC1示例性地关断外围设备构件50和GPU54。由此电流消耗降低到值Ilow。为了在时间t上也在小的电流消耗的情况下以电流Ilow保护车辆电池18并且不危害车辆10的再起动能力，在停车阶段P内将控制单元12的运行对于更新运行限制到时间t_update_max，其方法在于将该变量值——其例如可以在10分钟至90分钟的范围中——记录在控制单元12的(未示出的)计时器中，该计时器监控时间的结束并且在最大更新时间t_update_max的末尾信号以信号通知例如电源控制器24，也应关断电源域36，亦即中断在供电线路40与供电连接端14之间的电气连接。紧接着电源控制器24那么可以进行自关断。由此那么将电流消耗降低到优选0安培，然而至少小于Ilow。
随着机动车10的起动——该机动车例如可以通过点火装置打开信号经由通信总线22也通知控制单元12，随后在控制单元12中运行系统SoC1，该系统为此从闪存存储器58加载运行软件60，其中，该运行软件是借助于更新数据62、62’、62”更新的运行软件。
那么如果机动车10的用户使发动机停止工作并且紧接着离开机动车10，控制单元12——亦即例如信息娱乐控制单元——在所述低功耗模式下保持激活，以便在较长持续时间内加载更新。更新时间由此对于用户减少，因为该用户从停车阶段P期间的更新没有获得信息。为此较大的电池也不是必要的，虽然存在较长的空转时间、亦即控制单元12在电机关闭之后的运行时间。利用所述方法可以将空转时间提高系数六，而控制单元12的能耗不会由此大于如下情况：控制单元12可能完全在停车阶段期间运行，以便实施更新。
用户可以例如开始更新，而控制单元12正常接通，亦即在点火装置接通阶段期间。随后一旦用户离开车辆并且控制单元12将正常处于休眠，那么控制单元12的所述小的部分保持清醒。该部分随后实施更新。
为此，控制单元12在该例子中分为多个电源域36、38。该划分能实现，可以关断不需要的芯片和外围设备。附加地应用如下芯片，该芯片了解不同的电源模式，例如公司Nvidea的集成电路Tegra T30。该芯片被降低时钟频率，并且可以关断不需要的外围设备——例如所述GPU、SATA接口和PCIe。在T30处理器上那么可以执行更新应用，亦即用于停车阶段P的特定运行软件，该软件或者将局部存储的更新数据安装或者将更新数据从因特网下载到内部存储器中。如果结束更新，那么唤醒电源控制器24并且控制单元12完全入睡。
因特网连接例如可以通过电话模块或WLAN模块实现。更新自身也可以由SD卡在内部存储器上实现或者由附加的内部存储器在用于运行软件60的内部存储器上实现。最大更新时间通过计时器t_update_max限制。
总而言之，该例子示出如何通过本发明在机动车中可以实现用于控制单元的系统更新的低功耗状态。

Claims (11)

1.一种用于在停车阶段(P)期间运行机动车(10)的控制单元(12)的方法，在该停车阶段中，关闭机动车(10)的点火装置以便关断机动车(10)的设备，其中，在该方法中通过控制单元(12)接收为了在机动车(10)中使停车阶段(P)开始而发出的点火装置关闭信号(Z)并且紧接着关断控制单元(12)的至少一个电子构件，
其特征在于，
在控制单元(12)中接收点火装置关闭信号(Z)之后运行处理器核(48)和存储装置，在该存储装置中存储有被设置为用于在接通点火装置的情况下运行控制单元(12)的运行软件(60)，在停车阶段(P)期间通过处理器核(48)基于更新数据(62、62’、62”)实施运行软件(60)的更新，
其中，控制单元(12)为了控制其能耗而具有电源控制器(24)，该电源控制器是具有自身控制电路的电源件，
控制单元(12)具有设备电子装置(26)，该设备电子装置是电路板，对于控制单元(12)的运行所需要的电子构件被布置在该电路板上，
设备电子装置(26)分为第一电源域(36)和至少一个第二电源域(38)，其中，每个电源域(36、38)经由自身的电气供电线路(40、42)通过电源控制器(24)与控制单元(12)的电气供电连接端(14)连接，处理器核(48)和存储装置被布置在第一电源域(36)中，至少一个要关断的电子构件被布置在第二电源域(38)中，在接收点火装置关闭信号(Z)时电源域中的至少一个通过电源控制器(24)与供电连接端(14)电气分离，其中，具有处理器核(48)和存储装置的第一电源域(36)继续保持供电，
其中，处理器核(48)和存储装置的存储控制器通过单片系统SoC的集成电路(SoC1)提供，该集成电路具有可单独关闭的电子构件，并且根据点火装置关闭信号(Z)关断对于更新不必要的电子构件，
和其中，为了结束更新而激活电源控制器(24)并且通过电源控制器(24)关断处理器核(48)和存储装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过关闭点火装置来关闭机动车(10)的驱动设备并且仅借助于机动车(10)的车辆电池(18)向控制单元(12)供电。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处理器核(48)和存储装置的存储控制器被布置在具有可变的时钟频率的集成电路(SoC1)上并且根据点火装置关闭信号(Z)降低时钟频率。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，更新数据的至少一部分在接通点火装置的情况下在停车阶段之前a)经由无线电连接由机动车(10)之外或者从与控制单元(12)耦合的可携带设备接收并且b)被存储在存储装置中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，更新数据(62)的至少一部分在停车阶段(P)期间由与控制单元(12)耦合的可携带存储介质读取。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在停车阶段(P)期间通过移动无线电连接和/或WLAN连接从网络中接收更新数据(62、62’)的至少一部分。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过在控制单元(12)中存储的计时器值(t_update_max)来预先设定最大更新持续时间，并且通过控制单元(12)的计时器根据计时器值(t_update_max)产生用于结束更新的中断信号。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处理器核(48)和存储装置在停车阶段(P)期间仅仅在如下情况下运行，即假如在停车阶段(P)之前在接通点火装置的情况下通过机动车(10)的用户向机动车(10)的操作装置输入更新命令。
9.一种机动车(10)用控制单元(12)，其中，控制单元(12)包括用于接收点火装置关闭信号(Z)的接收装置、用于接收供电电压的供电连接端(14)以及具有至少一个处理器核(48)和存储装置的电子装置(26)，在该存储装置中存储有用于控制单元(12)的运行软件(60)，其特征在于，控制单元(12)设计为用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的控制单元(12)，该控制单元设计为信息娱乐系统或组合仪表。
11.一种机动车(10)，包括至少一个根据权利要求9或10所述的控制单元(12)。
CN201580030174.5A 2014-06-07 2015-04-17 具有用于停车阶段的省电模式的机动车控制单元 Active CN106462427B (zh)

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