(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム（２）用の制御装置（１）であって、
前記制御装置は、複数の作動可能なモジュール（１０）を有しており、
前記複数のモジュール（１０）は、前記システム（２）の状態の観測によって信号を発信し、
スケジューラ（１１）が、前記モジュール（１０）の作動のために設けられており、
前記スケジューラ（１１）は、前記作動の際に、前記モジュール（１０）に対応付けられた優先順位を考慮し、
優先順位管理部（１２）が設けられており、該優先順位管理部は前記モジュール（１０）の優先順位を変更する制御装置において、
前記優先順位管理部（１２）は、まだ作動していない前記複数のモジュール（１０）の優先順位を、どのモジュール（１０）が作動されているかを示す信号に依存して変更することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置において、
前記優先順位管理部（１２）は、前記複数のモジュール（１０）の優先順位を、前記モジュールの非作動期間に依存して変更することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の制御装置において、
前記優先順位管理部（１２）は、前記複数のモジュール（１０）の優先順位を、システム（２）の状態に依存して変更することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の制御装置において、
前記優先順位管理部（１２）は、前記複数のモジュール（１０）の優先順位を、それぞれのモジュール（１０）の作動期間又は非作動期間、およびシステム（２）の状態に依存して変更することを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の制御装置において、
前記優先順位管理部（１２）は、前記複数のモジュール（１０）の優先順位を、当該システム始動後の経過時間を示す時間信号に依存して変更することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
前記スケジューラ（１１）は、複数のモジュール（１０）から、最初に、最高作動優先順位を有するモジュール（１０）を作動のために選択し、
それから、前記スケジューラ（１１）は、最高優先順位を有する前記モジュール（１０）と、最高優先順位のモジュールと共に作動する必要のない別のモジュールとを含まない残りの集合体を形成し、
それから、前記スケジューラ（１１）は、前記残りの集合体から、別のモジュール（１０）を作動のために選択する請求項１〜５までのいずれか１記載の制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の制御装置において、
前記スケジューラ（１１）は、それぞれ次に高い作動優先順位を有するモジュールを作動のために選択し、
作動のために既に選択されている前記モジュールと、当該既に選択されているモジュールと同時に作動する必要のない別のモジュールとを含まない残りの集合体を形成し、
前記残りの集合体の形成を、当該残りの集合体がモジュールを含まなくなるまで継続する制御装置。
【請求項８】
前記スケジューラ（１１）は、モジュールの選択後、選択されたモジュールが作動されて、選択されていないモジュールが作動されないようにする請求項６又は７記載の制御装置。
【請求項９】
システム（２）用の制御装置（１）の作動方法であって、
前記制御装置は、複数の作動可能なモジュール（１０）を有しており、
前記複数のモジュール（１０）は、前記システム（２）の状態の観測によって信号を発信し、
スケジューラ（１１）が、前記モジュール（１０）の作動のために設けられており、
前記スケジューラ（１１）は、前記作動の際に、前記モジュール（１０）に対応付けられた優先順位を考慮し、
優先順位管理部（１２）が設けられており、該優先順位管理部は前記モジュール（１０）の優先順位を変更する制御装置の作動方法において、
まだ作動していない前記複数のモジュール（１０）の優先順位を、どのモジュール（１０）が作動されているかを示す信号に依存して変更することを特徴とする制御装置の作動方法。
【請求項１０】
請求項９記載の作動方法において、
前記モジュール（１０）が非作動中であるということを示す信号に依存して、当該モジュール（１０）の優先順位を変更することを特徴とする作動方法。
【請求項１１】
請求項９記載の作動方法において、
前記優先順位の変更は、システム（２）の状態に依存して行われることを特徴とする作動方法。
【請求項１２】
請求項９記載の作動方法において、
前記優先順位の変更は、それぞれのモジュール（１０）の作動期間又は非作動期間、およびシステム（２）の状態に依存して行われることを特徴とする作動方法。
【請求項１３】
請求項９記載の作動方法において、
前記優先順位の変更は、自動車の始動後の経過時間を示す時間信号に依存して行われることを特徴とする作動方法。
【請求項１４】
複数のモジュールから、先ず、最高作動優先順位のモジュールを作動のために選択し、
それから、最高優先順位を有する前記モジュールと、最高優先順位のモジュールと共に作動する必要のない別のモジュールとを含まない残りの集合体を形成し、
それから、前記残りの集合体から、別のモジュールを作動のために選択する請求項１１〜１３までのいずれか１記載の方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、
それぞれ次に高い作動優先順位を有するモジュールを作動のために選択し、
作動のために既に選択されている前記モジュールと、当該既に選択されているモジュールと同時に作動する必要のない別のモジュールとを含まない残りの集合体を形成し、
前記残りの集合体の形成を、当該残りの集合体がモジュールを含まなくなるまで継続する方法。
【請求項１６】
前記スケジューラ（１１）は、モジュールの選択後、選択されたモジュールが作動され、選択されていないモジュールが作動されないようにし、
前記選択されたモジュールを、当該モジュールと同時に作動する必要のない作動中の別のモジュールが選択されずに非作動状態になる場合に初めて、作動する請求項１３又は１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、システム用の制御装置であって、前記制御装置は、複数の作動可能なモジュールを有しており、前記複数のモジュールは、前記システムの状態の観測によって信号を発信し、スケジューラが、前記モジュールの作動のために設けられており、前記スケジューラは、前記作動の際に、前記モジュールに対応付けられた優先順位を考慮し、優先順位管理部が設けられており、該優先順位管理部は前記モジュールの優先順位を変更する制御装置に関する。
【０００２】
更に、本発明は、システム用の制御装置の作動方法であって、前記制御装置は、複数の作動可能なモジュールを有しており、前記複数のモジュールは、前記システムの状態の観測によって情報を発信し、スケジューラが、前記モジュールの作動のために設けられており、前記スケジューラは、前記作動の際に、前記モジュールに対応付けられた優先順位を考慮し、優先順位管理部が設けられており、該優先順位管理部は前記モジュールの優先順位を変更する制御装置の作動方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
世界知的所有権機関特許第９７／１３０６４号から、既に、多数の作動可能なモジュールを備えた制御装置の作動用のシステム乃至方法が公知である。このモジュールは、スケジューラによって作動され、その際、スケジューラは、モジュールに配属された優先順位を考慮する。その際、しかし、モジュールには、固定優先順位が配属されていて、変更することはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前述の従来技術の欠点を克服し、長時間実施されないか、又は、短時間しか実施されないモジュールを相応に考慮することができるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によると、優先順位管理部は、まだ作動していない複数のモジュールの優先順位を、どのモジュールが作動されているかを示す信号に依存して変更することにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
従属請求項に挙げた手段によって、本発明独立請求項記載の制御装置乃至方法を有利に実施して改善することができる。それぞれのモジュールの作動又は非作動期間を考慮することによって、長時間実施されないか、又は、短時間しか実施されないモジュールを相応に考慮することができるようになる。システムの状態を考慮することによって、モジュールの優先順位を外部状態とは無関係にすることができる。特に有利には、モジュールの作動時に最高のフレキシビリティが得られるようにするために、両方法が、相互に結合されている。作動時に優先順位を高くすることによって、モジュールは、所定の最小経過時間を利用することができるようになる。絶対時間を考慮することによって、絶対的な時間信号に依存する強制作動条件を実施することができる。スケジューラは、合目的的には、比較的高い優先順位のモジュールを優先的に考慮するモジュールの選択方法に従うようにするとよい。
【０００７】
優先順位管理部は、モジュールの優先順位を、付加的に、当該モジュールが作動状態であるということを指示する作動情報に依存して、及び、場合によっては、相応の非作動状態であるということを指示する非作動情報に依存して変える。
【０００８】
モジュールの選択後、選択されたモジュールが作動され、且つ、選択されていないモジュールが作動されないようにし、前記選択されたモジュールを、場合によっては、前記選択されたモジュールと同時に作動しないまだ作動している他のモジュールを非作動状態にする。
【０００９】
【実施例】
以下、図示の実施例を用いて、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
図１に示されている制御装置１は、被制御システム２と接続線路４によって接続されている。制御装置１のマイクロコンピュータ３は、モジュール１０，１１，１３の作動用に設けられている。モジュール１０は、ここでは、多数のモジュール（機能モジュールである）である。その種の機能モジュール１０は、システム２の制御又は診断のために設けられている。モジュール１１は、スケジューラであり、モジュール１２は、優先順位管理部として作動するモジュールである。
【００１１】
システム２は、制御装置１によって制御される任意の各技術システムである。例えば、システム２は、自動車、内燃機関又は伝動装置である。その種のシステム２には、多数のセンサと多数の調整部材が取り付けられている。接続線路４を介して、制御装置１によって発生された調整情報が、システム２の調整部材に伝送される（システム２に向かって指示した矢印）。更に、システム２のセンサの測定値は、接続線路４を介して制御装置４に伝送される（制御装置１に向かって指示した矢印）。従って、制御装置１には、制御装置１によって処理されるシステム２の状態に関する情報が供給されて、所望の状態（例えば、自動車のアクセルペダル位置）に依存して、システム用の制御情報に変換される。
【００１２】
制御装置１は、ここでは、複数モジュール１０，１１，１２及びマイクロコンピュータ３によって略示されている。更に、一般的に、制御装置１に使用されるハードウェア構成要素については、簡単にするために、図示していない。
【００１３】
モジュール１０，１１，１２は、一般に、プログラムモジュールとして構成されているが、相応の機能を行うハードウェアモジュールを用いてもよい。プログラムモジュールとして構成された機能モジュール１０は、スケジューラ１１のユニットとして作動又は非作動される一連のプログラム命令である。その際、ユーザにはユニットとして示されているか、又は、一体的な機能の制御のために使用される機能は、スケジューラ１１によって管理される別個の複数のモジュールに分割することもできる。機能モジュール１０は、直接的な制御任務又は診断任務の処理のために必要である。このモジュールは、システム２の制御情報を評価し、所定の目標値に依存して、システム２用の相応の制御情報を発生する。その種の機能モジュールの入力信号は、例えば、自動車の場合、回転数及びアクセルペダル位置の目標情報であり、その際、入力信号から、相応の制御情報が内燃機関に対して発生される。更に、機能モジュール１０が設けられており、この機能モジュールは、システム２の順番通りの機能を監視する。自動車の場合、例えば、法規制に基づいて、走行運転中、触媒の機能をチェックする必要がある。このチェックは、時に応じて相応の機能モジュール１０が作動され、この機能モジュールが、触媒の機能を、酸素センサの信号を評価することによってチェックするようにして行われる。
【００１４】
機能モジュール１０は、作動又は非作動状態となる。非作動状態では、モジュールに任された任務は、システムの部分の診断又は制御同様に、実行されない。つまり、例えば、非作動状態のモジュールは、システムのデータを、単にその運転準備状態のチェックのためにしか読み込まず、情報をシステム２に送出しない。しかし、非作動状態では、モジュールは、例えば、マイクロコンピュータ３を用いて情報を交換し、例えば、機能モジュール１０とスケジューラ１１との間で情報を交換する必要があり、スケジューラは、モジュールを作動する（例えば、作動の可能性又は所望）。全ての機能モジュール１０がシステム２の各作動状態で必要とされるわけではないので、少なくとも、このモジュールの一部分は非作動状態である。個別機能モジュール１０の作動は、シーケンス制御によって行われ、このシーケンス制御では、どの機能モジュール１０が実行されるのかについて決定される。スケジューラ１１及び優先順位管理部１２は、このシーケンス制御の部分である。このシーケンス制御は、個別機能モジュールの作動を所定の外部操作に依存して行う。例えば、ガソリンエンジンの点火又は燃料噴射に関わる機能モジュール１０は、例えば、エンジンのクランクシャフト位置に依存して作動する。同様に、システム２の診断を行う機能モジュール１０は、システム２の作動状態に依存して作動する。ここで、重要なのは、複数の機能モジュール１０が並列して作動することができ、その際、一方のモジュールの処理は終了されず、同時に他方のモジュールも同様に処理される。マイクロコンピュータ３は、所定モジュールに配属された個別命令だけを実行する。従って、同時に処理するということは、この関係では、同時に処理されるモジュールは、計算時間の設定のために設けられており、その結果、相応のモジュールの機能が使用される。
【００１５】
スケジューラ１１と優先順位管理部１２は、シーケンス制御の部分であり、このシーケンス制御では、どのモジュールが作動されていて、どのモジュールが作動されていないかについて決定する。その際、優先順位管理部１２の任務は、機能モジュール１０に優先順位を配属し、乃至、この優先順位をシーケンス制御のために変えることである。その際、スケジューラ１１の任務は、この優先順位に依存して、どの機能モジュール１０が作動状態で、どの機能モジュール１０が非作動状態であるのかについて決定する。優先順位管理部１２の機能については、以下、図２〜４を用いて説明する。
【００１６】
図２には、優先順位ｐが時間ｔに対して記載されている。時間ｔとして、ここでは、モジュールにおいて、所定状態、つまり、作動又は非作動である時間が記載されている。図２では、例として、モジュールＡ及びＢの優先順位が示されている。モジュールＡに関しては、択一選択的な図Ａ′も示されている。モジュールＢは、ここでは、比較モジュールとして使用され、従って、全時間に亘って一定優先順位で示されている。モジュールＡは、時点Ｔ０で優先順位０である。この時点Ｔ０は、例えば、この時点で、モジュールＡがシーケンス制御部、即ち、スケジューラ１１又は優先順位管理部１２に、作動準備状態であることを伝達するようにして設定する。この時間Ｔは、従って、優先順位管理部１２がモジュールＡの優先順位を定常的に上昇するので、待機時間として理解される。その際、時点Ｔ１では、モジュールＡの優先順位がモジュールＢの一定優先順位を超過し、その結果、スケジューラ１１は、時点Ｔ１で、モジュールＡを作動状態にし、モジュールＢを非作動状態にする。このことは、当然、モジュールＡ及びＢが作動準備状態であるが、同時には、作動されないという前提の下でのみ妥当する。従って、優先順位管理部１２は、モジュールＡに時間に依存して優先順位を配属する。
【００１７】
モジュールに優先順位を配属する別の手段は、モジュールＡとモジュールＡ′を比較することによって得られる。図２の、モジュールＡとＡ′の図示の優先順位経過特性は、単位時間当たりの優先順位の増加度に関して区別される。モジュールＡ′は、かなり後の時点Ｔ２で初めて作動される。と言うのは、このモジュールＡ′の優先順位の増加度は、モジュールＡの優先順位の増加度よりも小さいからである。種々異なる上昇度となるのは、待機時間Ｔが、付加的にシステム２の状態の強度と（例えば、乗算的に）結合されていることから生じる。システム２の状態として、ここでは、例えば、システム２のセンサ信号の強度を用いることができる。システム２のセンサの測定値が強くなればなる程、モジュールＡ乃至Ａ′の優先順位は強く上昇する。この場合、優先順位Ａ乃至Ａ′の非直線経過特性にしてもよい。
【００１８】
モジュールに優先順位を配属する別の手段では、専らセンサ信号に依存して優先順位が配属される。例えば、エンジンにおいて、モジュールの優先順位を回転数と直接結合する、即ち、回転数が高くなればなる程、所定モジュールの優先順位も高くなるようにしてもよい。
【００１９】
図３に示した別の方法では、優先順位管理部１２によって、モジュールＡに優先順位が割り当てられる。比較として、図３には、一定優先順位のモジュールＢも示されている。図３に示したモジュールＡでは、優先順位が、時点Ｔ０〜Ｔ３で、待機時間Ｔに依存して直線状に上昇する。時点Ｔ３では、モジュールＡがスケジューラ１１によって作動される。その際、優先順位管理部は、モジュールＡに跳躍的に高い優先順位を配属する。このようにするのは、モジュールＡを所定時間の間作動させるために必要である。この動作は、殊に、競合するモジュールＢが、図示のような一定優先順位を有しておらず、時間に連れて少し上昇する優先順位を有している場合か、又は、図３に示されているように、モジュールＡの作動後、モジュールＡの優先順位が少し低下する（時点Ｔ３後の時間）場合に必要である。即ち、さもないと、この両者の場合に、モジュールＡとモジュールＢとの間で持続的に交互に切り換えられ、即ち、短い時間間隔で順次連続してモジュールＡがその都度作動されて、再度非作動状態となる。従って、優先順位管理部１２は、一方のモジュールの作動の場合に、跳躍的に、優先順位を上昇させて、同様の優先順位の各モジュール間で交互に切り換えられる際に所定のヒステリシスを達成することができる。
【００２０】
別の手段、例えば、優先順位管理部がモジュールＡに優先順位を割り当てる手段について、図４を用いて説明する。図４では、しかし、時間軸Ｔ上に絶対時間、例えば、自動車の始動後の絶対的な時間が記入されている。絶対的な時点Ｔ４及びＴ５によって、時間ウィンドウが定義され、その際、この時間ウィンドウ内で、モジュールＡには、非常に高い優先順位が与えられる。その種の優先順位配属によって、絶対的な時間に依存して、モジュールを有利に構成することができる。その際、この時間ウィンドウ外では、モジュールＡの優先順位は、公知のように管理することができる。即ち、例えば、モジュールＡの待機時間に、連続的に優先順位を上昇させる（例えば、同様に、図４に示されている）。その種の絶対時間ウィンドウは、例えば、所定機能モジュールを、どうしても、所定時間ウィンドウで実行する必要がある場合には所望である。これは、例えば、所定の診断機能の場合であり、例えば、自動車で使用される。その際、規格化されたテストにとって適した時間ウィンドウ（それと結合された機能モジュールも実施される）は唯一つしか得られないことが屡々である。時間ウィンドウ外では、通常の優先順位配属によって、待機時間等の後、同様に、相応の機能モジュールを少なくとも時々呼び出すことができる。
【００２１】
優先順位管理部１２によって、個別機能モジュール１０に配属された優先順位に依存して、スケジューラ１１は、どのモジュールが作動されていて、どのモジュールが非作動状態であるのか測定する。そのために、例えば、規則的な時間間隔で、スケジューラモジュール１１が作動され、それから優先順位に依存して、機能モジュール１０が作動又は非作動状態にされる。他の手段では、機能モジュール１０が、その作動を終了した場合に、スケジューラモジュール１１が常に作動するようにされる。と言うのは、その際にも、どのモジュールが作動することができるか、又は、できないかについて、新たに決定することができる。スケジューラモジュール１１を呼び出す他の手段では、スケジューラモジュール１１の呼び出しを、外部信号、例えば、システム２のセンサ信号に依存して行う。
【００２２】
図５〜８を用いて、スケジューラモジュール１１が、機能モジュールＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに依存して、被作動モジュールを選択する仕方について説明する。図５に示されている、作動準備状態の、即ち、作動用のモジュールＡ〜Ｈの集合体から、先ず、最高優先順位のモジュールが選択される。この場合には、モジュールＡ（図５では、円によって特に強調して示されている）である。その後、スケジューラモジュール１１は、モジュールＡと同時に作動する必要がある別のモジュールがあるかどうか決める。これは、例えば、モジュールＡが所定調整部材にアクセスすると同時に、他のモジュールは、この調整部材に何ら影響を及ぼす必要がないようにすることによって行うことができる。更に、モジュールＡによって、他のモジュールが必要とするセンサ値が影響を及ぼされるようにしてもよい。各モジュール間の、その種の横方向の依存性は、例えば、スケジューラ１１がアクセスすることができるリストに記憶しておくことができる。この場合には、例えば、モジュールＣとＥとが、モジュールＡと同時に作動する必要がないようにされる。従って、このモジュールは、図６に示されているように、集合体から消去される。それから、残りの集合体はそのまま残り、その集合体の中には、既述のモジュールＡと、モジュールＡと一緒に作動する必要がない、消去されたモジュールＣ及びＥは含まれない。この例では、この集合体は、要素Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｈによって構成される。この残りの集合体から、再度、最高優先順位のモジュールが選択され、この例では、モジュールＤである。図７から分かるように、モジュールＤと同時に、モジュールＢ及びＨを作動する必要はなく、その結果、このモジュールＢ及びＨも同様に消去されている（図７）。モジュールＤ及びＦの残りの集合体は、ここでは、同様に、消去されたモジュール及び既に選択されたモジュールを含まない。この残りの集合体のうち、モジュールＤは、モジュールＦよりも高い優先順位を有しており、その結果、モジュールＤが、直ぐ次のステップで選択される。残りの集合体は、モジュールＦしか含んでおらず、このモジュールＦは、モジュールＤと同時に作動する必要があり、その結果、最後のステップ（図８）で、モジュールＦも作動するように選択される。スケジューラ１１は、モジュールＡ，Ｄ，ＧおよびＦを、優先順位及び横方向依存性に基づいて作動されるように一緒に特定する。消去されたモジュールのうちの１つを、このようにして決定する前に作動されていた場合には、スケジューラ１１は、このモジュールを非作動状態に移行する。選択されたモジュールのうちの１つが予め非作動状態であった場合には、このモジュールは、スケジューラ１１によって作動状態に移行される。
【００２３】
スケジューラ１１が、同一の最高優先順位を有しているモジュールよりももっと高い最高優先順位のモジュールを選択する必要がある前述の場合、スケジューラは、これらの同一優先順位のモジュールの下で、任意の別の基準に応じて列順序を形成することができる。例えば、図５〜８の場合、アルファベット順列（同じ優先順位の場合）に決めることができる。
【００２４】
制御装置及び制御装置の作動方法において、制御装置１は、機能モジュール１０、スケジューラ１１及び優先順位管理部１２を有している。制御装置１は、データ線路４を介して被制御システム２に接続されている。優先順位管理部は、モジュール１０に可変の優先順位を配属し、それから、この優先順位を、スケジューラ１１によってモジュールを作動する際に考慮する。
【００２５】
【発明の効果】
変更可能な優先順位によって、モジュールの経過制御を改善することができる。殊に、経過制御用、即ち、モジュールの作動及び実施の多数の変化し得る条件を考慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御装置及びシステムを示す図
【図２】モジュールに優先順位を割り当てる方法を示す図
【図３】モジュールに優先順位を割り当てる方法を示す図
【図４】モジュールに優先順位を割り当てる方法を示す図
【図５】スケジューラによる選択方法を示す図
【図６】スケジューラによる選択方法を示す図
【図７】スケジューラによる選択方法を示す図
【図８】スケジューラによる選択方法を示す図
【符号の説明】
１  制御装置
２  システム
３  マイクロコンピュータ
１０  モジュール
１１  スケジューラ
１２  優先順位管理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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