[发明专利]基于接口的可重构电气架构

说明书

技术领域

本发明总地涉及用于电网的架构，更特别地，涉及用于车辆或其它系统的电气/电子网络架构，该架构在传感器/致动器和控制器之间使用可重构的接口层，并允许来自传感器的消息动态地引导至不同的控制器，从而提供控制器联合的机会，并在装置故障事件中提供更好的故障容错能力。

背景技术

现代车辆包括大量的电气和电子（E/E）系统。这些系统包括处理从打开门到处理发动机或悬架的性能的所有事情的许多传感器、致动器和控制器。如果特定E/E系统变得无法操作，由于常常没有其它方式执行车辆上的功能，所以E/E系统的可靠操作是非常重要的。

传感器、致动器和控制器的激增增加了许多成本和车辆的复杂性。传统的E/E网络架构缺少温和地处理装置故障、或适应最大化性能或最小化开支所需的灵活性。这是因为在传统的架构中，用于特定子系统的传感器和致动器与控制子系统的控制器直接通信。在该控制器故障事件期间，因为丧失了与受影响的传感器和致动器的通信，所以受影响的子系统控制功能无法由车辆中的另一控制器来处理。另外，在传统的架构中，因为各控制器通常无法访问其它子系统的传感器数据，所以控制器的合并是不可能的。

需要一种通过动态再配置允许更大的故障容错能力和集成控制器的机会的E/E网络架构。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种包括可重构接口层的电气网络架构以及相应的重构方法。所述接口层包括允许多个传感器和致动器与多个控制单元通信的多个可重构接口装置。每个传感器或致动器都连接至多个接口装置，该多个接口装置进而连接至总线。控制单元也连接至总线。在接口装置故障事件中，可重构其它接口装置，以保持传感器、致动器与控制单元之间所有必要的通信。在控制单元故障事件中，接口装置可重构，以将传感器和致动器信息业务通信引导至可处理故障控制单元的功能的不同控制单元。由于每个控制单元都可灵活访问许多传感器和致动器，所以可降低控制单元的总数。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1:一种用于系统的可自动重构的电气网络，所述网络包括：

多个传感器和致动器，其中所述传感器测量所述系统的参数，所述致动器执行所述系统中的动作；

两个或更多的电子控制单元（ECU），用于处理来自所述传感器的数据，并发送指令给所述致动器；

两个或更多的接口装置，用于将所述传感器和致动器连接至所述ECU，所述接口装置为软件可重构的，以修改连接性；以及

通信总线，用于在所述接口装置与所述ECU之间传输信息。

技术方案2:如技术方案1的网络，其中所述ECU监测所述网络，以检测ECU故障或接口装置故障。

技术方案3:如技术方案1的网络，其中每个所述ECU都配置成能够执行通常在其它ECU上运行的任务。

技术方案4:如技术方案1的网络，其中每个所述接口装置都包括通信控制器、可重构通道使用表和重构信息表。

技术方案5:如技术方案4的网络，其中每个所述接口装置的所述通道使用表都可通过来自所述ECU之一的指令来重构，以修改输入和输出通道的活动状态。

技术方案6:如技术方案5的网络，其中如果其中一个所述接口装置故障，那么其它接口装置中的一个的通道使用表被重构。

技术方案7:如技术方案4的网络，其中每个所述接口装置的信息表都可通过来自所述ECU之一的指令来重构，以修改信息源和目标装置标识符。

技术方案8:如技术方案7的网络，其中如果所述ECU之一故障，则所述接口装置之一的信息表被重构。

技术方案9:如技术方案4的网络，其中每个所述接口装置中的通信控制器使用所述通道使用表和信息表中的信息将来自所述传感器的信息引导至所述ECU以及从ECU引导至所述致动器。

技术方案10:如技术方案1的网络，其中所述系统为车辆。

技术方案11:一种可重构的电气网络，所述网络包括：

一个或更多的微控制器，用于处理来自传感器的数据，并发送指令给致动器；以及

两个或更多的接口装置，用于将所述传感器和致动器连接至所述微控制器，所述接口装置为软件可重构的，以修改连接性。