DE10226903A1 - Betriebsverfahren für eine Recheneinheit - Google Patents

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Abstract

Betriebsverfahren für eine Recheneinheit, insbesondere für eine Recheneinheit eines Motorsteuergeräts zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine, wobei die Rechenbelastung (B) der Recheneinheit ermittelt wird. Es wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit von der Rechenbelastung (B) der Recheneinheit mindestens eine rechenzeitsparende und/oder mindestens eine rechenkapazitätserhöhende Aktion durchgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Recheneinheit, insbesondere für eine Recheneinheit eines Motorsteuergeräts zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zur Steuerung von Brennkraftmaschinen werden Motorsteuergeräte mit einer elektronischen Recheneinheit eingesetzt, wobei mehrere Rechenprozesse im Rahmen eines Echtzeit-Betriebs ablaufen. Die Rechenbelastung der Recheneinheit schwankt hierbei im Betrieb in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, so dass die Rechenkapazität der Recheneinheit eine Rechenzeitreserve aufweisen muss, um Überlastungen der Recheneinheit bei Belastungsspitzen zu verhindern.
  • Nachteilig an dieser Vorhaltung einer Rechenzeitreserve ist zum einen, dass die Rechenkapazität der Recheneinheit während des normalen Betriebs nicht voll ausgenutzt wird, so dass ein leistungsfähiger Prozessor bzw. eine hohe Taktrate erforderlich ist.
  • Zum anderen kann auch die Vorhaltung einer Rechenzeitreserve nicht völlig ausschließen, dass die Rechenkapazität der Recheneinheit bei extremen Belastungsspitzen überschritten wird, was zu Fehlfunktionen führen kann.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren für eine Recheneinheit zu schaffen, das mit möglichst geringen Rechenzeitreserven eine Überlastung der Recheneinheit möglichst sicher verhindert.
  • Die Aufgabe wird, ausgehend von einem bekannten Betriebsverfahren für eine Recheneinheit gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, die Rechenbelastung der Recheneinheit zu ermitteln und in Abhängigkeit von der Rechenbelastung rechenzeitsparende Aktionen und/oder rechenkapazitätserhöhende Aktionen durchzuführen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die rechenzeitsparenden Aktionen bzw. die rechenkapazitätserhöhenden Aktionen durchgeführt, wenn die Rechenbelastung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Die Rechenbelastung wird hierbei also kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen ermittelt und mit dem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Beim Überschreiten des Grenzwerts werden dann rechenzeitsparende und/oder rechenkapazitätserhöhende Maßnahmen durchgeführt, um eine Überlastung der Recheneinheit zu verhindern. Der vorgegebene Grenzwert kann beispielsweise bei 80% der maximalen Rechenkapazität der Recheneinheit liegen, jedoch sind auch beliebige andere Grenzwerte möglich, die vorzugsweise im Bereich zwischen 50% und 95% liegen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in Abhängigkeit von der Rechenbelastung der Recheneinheit unterschiedliche rechenzeitsparende und/oder rechenkapazitätserhöhende Aktionen durchgeführt. Dies bietet den Vorteil eines sanfteren Ansprechens auf Belastungsspitzen, da mit zunehmender Rechenbelastung mehr Aktionen und/oder durchgreifende Aktionen durchgeführt werden, um die Rechenbelastung zu senken bzw. die Rechenkapazität zu erhöhen. Beispielsweise können mehrere Grenzwerte für die Rechenbelastung definiert werden, bei deren Überschreiten jeweils unterschiedliche Aktionen durchgeführt werden. So kann bei einer Auslastung von 80% der maximalen Rechenkapazität zunächst eine relativ sanfte Aktion zur Einsparung von Rechenzeit bzw. zur Erhöhung der Rechenkapazität durchgeführt werden. Bei einer Zunahme der Rechenbelastung auf 90% der maximalen Rechenkapazität kann dann zusätzlich oder stattdessen eine weitere Aktion zur Einsparung von Rechenzeit bzw. zur Erhöhung der Rechenkapazität durchgeführt werden, wobei diese Aktion dann einen stärkeren Eingriff darstellt. Bei einer Auslastung von 95% kann dann ein noch stärkerer Eingriff erfolgen, um eine Überlastung der Recheneinheit zu verhindern.
  • Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff von rechenzeitsparenden bzw. rechenkapazitätserhöhenden Aktionen ist allgemein zu verstehen und umfasst beispielsweise technische Abläufe, Vorgänge, Prozesse, Tasks und Funktionen, die in der Recheneinheit oder dem Motorsteuergerät ablaufen.
  • In einer Variante der Erfindung besteht die rechenzeitsparende Aktion in der Verringerung bzw. Begrenzung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die von der Recheneinheit angesteuert wird. Hierbei kann beispielsweise die Drehzahl der Kurbelwelle oder der Nockenwelle der Brennkraftmaschine begrenzt werden, jedoch kann sich diese rechenzeitsparende Aktion auch auf die Drehzahl anderer Aggregate beziehen. Anstelle einer Drehzahlbegrenzung ist auch eine Verringerung der Drehzahl möglich. Eine derartige Verringerung bzw. Begrenzung der Drehzahl führt zu einer Einsparung von Rechenzeit, da die Rechenbelastung von Motorsteuergeräten üblicherweise mit der Drehzahl zunimmt.
  • Eine andere Variante der Erfindung sieht dagegen vor, dass die Recheneinheit bestimmte Prozesse oder Funktionen regelmäßig mit einer bestimmten Wiederholrate ausführt, wobei die rechenzeitsparende Aktion darin besteht, die Aufrufhäufigkeit der Funktionen bzw. Prozessen zu verringern. Beispielsweise kann die Recheneinheit einen Abfrageprozess zur Abfrage bestimmter Signalzustände in regelmäßigen Abständen wiederholen. Zum Einsparen von Rechenzeit kann ein derartiger Prozess seltener aufgerufen werden.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung besteht die Aktion zum Einsparen von Rechenzeit dagegen in dem Aufruf von Funktionen bzw. Prozessen mit einer eingeschränkten Funktionalität anstelle von Funktionen bzw. Prozessen mit einer umfassenderen Funktionalität. Beispielsweise kann ein Abfrageprozess zur Erfassung von Signalzuständen eine Vielzahl von Signalen abfragen, sofern die Funktionalität nicht eingeschränkt. In einer Variante mit eingeschränkter Funktionalität kann der Abfrageprozess dagegen nur die wirklich wichtigen Signale mit einer großen zeitlichen Dynamik abfragen, wohingegen die anderen Signale zur Einsparung von Rechenzeit nicht abgefragt werden.
  • Darüber hinaus kann die rechenzeitsparende Aktion auch darin bestehen, eine rechenzeitoptimierte Funktion anstelle einer herkömmlichen Funktion aufzurufen, die hinsichtlich ihrer Rechenzeit nicht optimiert wurde. Die Rechenzeitoptimierung einer Funktion kann bei einem Abfrageprozess beispielsweise durch eine Verringerung der Messauflösung erreicht werden.
  • Ferner kann als rechenzeitsparende Aktion auch vorgesehen werden, dass rechenzeitoptimierte Parametersätze verwendet werden. So kann der Betrieb des Motorsteuergeräts bzw. der Recheneinheit durch Parametersätze festgelegt werden, die eine Reduktion der Rechenbelastung ermöglichen.
  • Die vorstehend beschriebenen Aktionen zur Einsparung von Rechenzeit können in Abhängigkeit von der aktuellen Rechenbelastung der Recheneinheit allein oder in beliebiger Kombination miteinander durchgeführt werden.
  • Darüber hinaus können die einzelnen Aktionen auch zeitlich gestaffelt nacheinander erfolgen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüche enthalten oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1a und 1b ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens in Form eines Flussdiagramms .
  • Das in den 1a und 1b dargestellte Flussdiagramm verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens für eine Recheneinheit eines Motorsteuergeräts zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine.
  • Hierbei wird in einer Schleife wiederholt ein Prozess ausgeführt, der nur schematisch dargestellt ist und sämtliche Funktionen zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine umfasst, wie beispielsweise Signalerfassung, -verarbeitung, -speicherung und -ausgabe.
  • Weiterhin wird in der Schleife mittels herkömmlicher Verfahren die Rechenbelastung B der Recheneinheit ermittelt, um einer Überlastung der Recheneinheit rechtzeitig entgegenzuwirken.
  • Anschließend wird die ermittelte Rechenbelastung B dann mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen, um in Abhängigkeit von der Rechenbelastung B dann unterschiedliche Aktionen zur Einsparung von Rechenzeit durchzuführen.
  • Eine dieser Aktionen besteht in der Begrenzung der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Hierzu wird die Rechenbelastung B mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert B1MIN und einem vorgegebenen oberen Grenzwert B1MAX verglichen. Falls die Rechenbelastung B der Recheneinheit innerhalb dieses Wertebereichs B1MIN...B1MAX liegt, so gibt die Recheneinheit ein Signal aus, das die Drehzahl der Brennkraftmaschine begrenzt, wodurch die Rechenbelastung der Recheneinheit verringert wird.
  • Eine weitere Aktion zur Verringerung der Rechenbelastung besteht darin, die Aufrufhäufigkeit von bestimmten regelmäßig ablaufenden Funktionen zu verringern. Hierzu wird die Rechenbelastung B mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert B2MIN und einem vorgegebenen oberen Grenzwert B2MAX verglichen. Falls die Rechenbelastung B der Recheneinheit innerhalb dieses Wertebereichs B2MIN...B2MAX liegt, so wird die Aufrufhäufigkeit der Funktionen verringert, um die Rechenbelastung zu verringern. ' Darüber hinaus kann die Rechenbelastung auch durch die Einschränkung der Funktionalität von bestimmten Prozessen oder Funktionen verringert werden. Hierzu wird die Rechenbelastung B mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert B3MIN und einem vorgegebenen oberen Grenzwert B3MAX verglichen. Falls die Rechenbelastung B der Recheneinheit innerhalb dieses Wertebereichs B3MIN...B3MAX liegt, so wird die Funktionalität eines oder mehrerer Funktionen oder Prozesse eingeschränkt.
  • Weiterhin kann die Rechenbelastung dadurch verringert werden, dass eine rechenzeitoptimierte Funktion verwendet wird. Hierzu wird die Rechenbelastung B mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert B4MIN. und einem vorgegebenen oberen Grenzwert B4MAX verglichen. Falls die Rechenbelastung B der Recheneinheit innerhalb dieses Wertebereichs B4MIN...B4MAX liegt, so wird eine rechenzeitoptimierte Funktion bzw. ein rechenzeitoptimierter Prozess aufgerufen, um die Rechenbelastung zu verringern.
  • Schließlich besteht auch die Möglichkeit, rechenzeitoptimierte Parametersätze zu verwenden, um Rechenzeit einzusparen. Hierzu wird die Rechenbelastung B mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert B5MIN. und einem vorgegebenen oberen Grenzwert B5MAX verglichen. Falls die Rechenbelastung B der Recheneinheit innerhalb dieses Wertebereichs B5MIN...B5MAX liegt, so wird zur Steuerung des Betriebs ein rechenzeitoptimierter Parametersatz verwendet.
  • Die vorstehend beschriebenen Aktionen zur Einsparung von Rechenzeit können in Abhängigkeit von der aktuellen Rechenbelastung gestaffelt durchgeführt werden, indem die Grenzwerte B1M I N, B1MAX, B2MIN, B2MAX, B3MIN, B3MAX, B4MIN, B4MAX, B5MIN und B5MAX entsprechend festgelegt werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Rechenzeitverringerung nicht abrupt einsetzt und trotzdem eine Überlastung der Recheneinheit sicher verhindert wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Claims (8)

  1. Betriebsverfahren für eine Recheneinheit, insbesondere für eine Recheneinheit eines Motorsteuergeräts zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine, wobei die Rechenbelastung (B) der Recheneinheit ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Rechenbelastung (B) der Recheneinheit mindestens eine rechenzeitsparende und/oder mindestens eine rechenkapazitätserhöhende Aktion durchgeführt wird.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rechenzeitsparende Aktion und/oder die rechenkapazitätserhöhende Aktion durchgeführt wird, wenn die Rechenbelastung (B) der Recheneinheit einen vorgegebenen Grenzwert (B1M I N, B2M I N, B3MIN, B4MIN, B5MIN) überschreitet.
  3. Betriebsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Rechenbelastung (B) der Recheneinheit unterschiedliche rechenzeitsparende und/oder unterschiedliche rechenkapazitätserhöhende Aktion durchgeführt werden.
  4. Betriebsverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rechenzeitsparende Aktion eine Absenkung oder Begrenzung der Drehzahl der Brennkraftmaschine umfasst.
  5. Betriebsverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eine Rechenfunktion mit einer vorgegebenen Wiederholungsrate ausführt, wobei die rechenzeitsparen de Aktion eine Begrenzung oder Verringerung der Wiederholungsrate umfasst.
  6. Betriebsverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rechenzeitsparende Aktion einen Aufruf einer Rechenfunktion mit einer eingeschränkten Funktionalität anstelle einer Rechenfunktion mit einer umfassenden Funktionalität umfasst.
  7. Betriebsverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rechenzeitsparende Aktion einen Aufruf einer rechenzeitoptimierten Rechenfunktion umfasst.
  8. Betriebsverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rechenzeitsparende Aktion die Verwendung mindestens eines rechenzeitoptimierten Parametersatzes umfasst.
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