用于车辆的电子控制单元的制作方法

1.本发明涉及一种用于唤醒用于车辆并且可连接到多个输入触发信号的电子控制单元(ecu)的微控制器(mcu)的方法，其中微控制器构造成休眠和被唤醒。本发明还涉及一种用于车辆的电子控制单元，该电子控制单元包括可连接到多个输入触发信号的微控制器，其中微控制器构造成休眠和被唤醒。


背景技术：

2.在已有的电子控制单元ecu解决方案中，电子控制单元的设计通常由通过串行外设接口spi连接的系统基础芯片sbc和微控制器mcu、uc或μc这两个主要部件组成。输入触发信号触发器用作具有逻辑如xor的唤醒。ecu通常包括控制器局域网收发器can trx。
3.电子控制单元的设计受到sbc选择的限制，因为输入触发信号的数量有限，导致具有多次唤醒的设计成本很高。此外，市场上只有少数sbc具有寄存器来存储数据，尤其是在微控制器唤醒之后，而寄存器的数量是有限的。最后，所述sbc难以在休眠期间保持电子控制单元能耗低于100ua。此外，mcu的非易失性存储器中的写操作受到限制，以避免出现内存问题。
4.此外，例如，商业供应商的设计软件autosar(汽车开放系统架构)在基础软件bsw中具有特定的软件组件swc来管理sbc，例如对于spi、看门狗和can trx，但不涉及唤醒源。因此，在输入触发信号发生后的100ms内，由于autosar时序，可能会出现长达50ms的“黑洞”，在此期间输入触发信号可能会改变，并且随后可能会被错误处理。


技术实现要素：

5.因此，本发明的一个目的是提供一种克服了上述缺点的改进的ecu。特别地，本发明的一个目的是提供一种ecu，其特征不在于这种“黑洞”和/或总是允许输入触发信号的有效处理。
6.本发明的目的通过独立权利要求的特征来解决。优选的实施方式在从属权利要求中详述。
7.因此，该目的通过一种用于唤醒用于车辆的电子控制单元ecu的第二微控制器mcu 2的方法来解决，该电子控制单元包括第一微控制器mcu 1，该第一微控制器可连接到多个输入触发信号，其中
8.第二微控制器经由通信信道与第一微控制器通信连接，并且第二微控制器构造成休眠和被唤醒，
9.该方法包括以下步骤：
10.第一微控制器响应于输入触发信号中的至少一个而唤醒第二微控制器；
11.在第二微控制器唤醒期间，第一微控制器监测输入触发信号中的所述至少一个；以及
12.第二微控制器询问第一微控制器是否输入触发信号中的所述至少一个优选在第
二微控制器已唤醒期间被确认为唤醒事件，和/或已在第二微控制器唤醒期间改变以确认该至少两个输入触发信号中的哪一个构成唤醒事件或假信号事件。
13.因此，本发明的一个关键点是第一微控制器优选地响应于第二微控制器的请求向第二微控制器确认输入触发信号中的所述至少一个是否是“真实的”唤醒事件或不需要由第二微控制器处理的假信号。此外，sbc由第一微控制器代替，使得电子控制单元包括两个微控制器，而不是现有技术中已知的单个微控制器和sbc。这样，电子控制单元的印刷电路板组件包括更少的部件。
14.此外，所提出的具有两个mcu而不是单个mcu和一个sbc的设计提供了增加的灵活性，例如允许灵活的输入数量，从而降低了具有许多唤醒的设计的成本，允许实时存储数据，例如mcu唤醒后由电子控制单元致动的门的位置。此外，mcu的非易失性存储器中减少的写操作次数允许存储器的寿命更长。换句话说，与现有技术解决方案相比，所提出的具有许多输入的电子控制单元设计更具可扩展性、更易于定制、成本更具竞争力。
15.通常，电子控制单元是汽车电子设备中控制车辆中的一个或多个电气系统或子系统的嵌入式系统。电子控制单元的类型可以包括发动机控制模块ecm、传动系统控制模块pcm、变速器控制模块tcm、制动器控制模块bcm或ebcm、中央控制模块ccm、中央正时模块ctm、通用电子模块gem、车身控制模块bcm、悬架控制模块scm、控制单元或控制模块等。其它类型的电子控制单元可以包括门控制单元dcu、发动机控制单元、电动转向控制单元pscu、人机界面hmi、传动系统控制模块pcm、座椅控制单元、速度控制单元scu、远程信息处理控制单元tcu、变速器控制单元tcu、制动器控制模块bcm；abs或esc，或电池管理系统bms。一个单元可以包含几个单独的控制模块。
16.第一微控制器和/或第二微控制器可以被设置为8位mcu、16位mcu或32位mcu。优选地，电子控制单元、第一微控制器和/或第二微控制器包括存储器，例如sram、eeprom、闪存等。多个输入触发信号可以包括数字输入、模拟输入和/或电源电压和接地。此外，电子控制单元、第一微控制器和/或第二微控制器可以包括输出端，例如端子，其尤其可连接到致动器驱动器，例如喷射器、继电器、阀等、用于伺服电机、逻辑输出和/或模拟输入的h桥驱动器。确认为唤醒事件是指例如第二微控制器向第一微控制器询问输入触发信号中的所述至少一个在第二微控制器唤醒期间是否发生变化，以确认输入触发信号中的所述至少一个是否构成了唤醒事件或假信号事件。
17.优选地，第一微控制器被设置为低功率装置和/或能够以特别是小于100ua的消耗进入低功率模式。对于两个mcu之间的通信连接，每个mcu优选地包括串行外围接口spi接口、内部集成电路i2c接口和/或用于在mcu之间交换数据的其它电子接口。优选地，在第二微控制器唤醒期间，所有输入触发信号均由第一微控制器监测。
18.进一步优选地，电子控制单元包括控制器局域网can总线接口设备，其通信地连接到第一微控制器并且配置成与车辆的至少一个另一个电子控制单元通信。因此，can总线接口设备优选地在第一微控制器的外部，特别是实施为单独的设备。
19.休眠尤其意味着第二微控制器被关闭和/或切换到消耗比正常操作期间明显更少的能量的状态。类似地，唤醒尤其意味着第二微控制器被打开并且因此可操作以处理输入触发信号中的所述至少一个。
20.进一步优选地，第二微控制器包括基本软件bsw、配置用于处理输入触发信号中的
所述至少一个的至少一个特定软件组件swc、应用层和与应用层交互的运行时环境rte。第二微控制器还可以包括autosar软件架构，包括bsw和至少一个swc。
21.第一微控制器特别是通过经由通信信道发送唤醒信号来唤醒第二微控制器，特别是在输入触发信号中的至少一个例如从低到高改变其状态和/或输入触发信号中的至少一个包括上升沿的情况下。唤醒时间——即第二微控制器被唤醒或从睡眠状态变为完全唤醒即操作状态的时间——可以是几微秒到50微秒或高达100微秒，甚至更长。在所述唤醒时间期间，第一微控制器监测触发第二微控制器唤醒的输入触发信号中的所述至少一个是否改变。因此，第一微控制器可以在触发第二微控制器唤醒时例如通过将所述状态存储在存储器中来记住输入触发信号中的所述至少一个的初始状态。
22.一旦第二微控制器被唤醒，第二微控制器尤其经由通信信道询问在第二微控制器唤醒期间输入触发信号中的该至少一个是否已经改变。这样避免了之前描述的“黑洞”，在黑洞中输入触发信号中的该至少一个可能已经改变。特别地，检查触发唤醒的输入触发信号中的该至少一个是否在至少配置的时间量内保持在相同的逻辑电平，特别是高或低逻辑电平。因此，配置的时间量可以是50毫秒、100毫秒或甚至更长。
23.换言之，当接收到作为输入触发信号中的至少一个的唤醒事件时，第二微控制器仍处于断电状态。第一微控制器给第二微控制器上电，并且第二微控制器开始启动序列，在此期间第二微控制器有它的“黑洞”。在启动序列期间，输入信号中的所述至少一个可以在第二微控制器无法监视其演变的情况下改变其状态，因为在启动期间微控制器仍未完全发挥作用。通过在第二微控制器唤醒期间询问或检查和/或比较输入触发信号中的所述至少一个是否发生变化，第一微控制器可以很容易地确认输入触发信号中的所述至少一个是否构成唤醒事件，即，输入触发信号中的所述至少一个在唤醒时间期间是否尚未改变，或者是否发生了假信号事件，即输入触发信号中的所述至少一个在唤醒时间期间是否已发生变化，是例如必须被丢弃的错误信号。
24.优选地，第一微控制器包括配置成与第二微控制器通信和/或用于处理多个输入触发信号的固件。第二微控制器可具有特别是通过汽车安全完整性等级asil-b认证的专用swc，其可以通过特别是用于spi通信、看门狗、can trx和/或唤醒源的软件规划工具进行配置。固件还可以配置成关闭/进入休眠状态和/或开启/唤醒第二微控制器。这样，例如通过在通信信道上从第一微控制器发送到第二微控制器的特定命令来达到睡眠状态。固件可以进一步特别是可由第二微控制器通过通信信道配置成对于每个输入触发信号都具有单独的唤醒配置。由此，唤醒确认可以是一种数字滤波器，它允许第二微控制器知道在第二微控制器的启动时间期间唤醒信号是如何演变的。
25.在一个特别优选的实施方案中，该方法包括以下步骤：
26.第一微控制器响应于输入触发信号中的至少两个而唤醒第二微控制器；
27.在第二微控制器唤醒期间，第一微控制器监测输入触发信号中的所述至少两个；以及
28.第二微控制器询问第一微控制器输入触发信号中的所述至少两个中的至少一个或所有输入触发信号是否被确认为唤醒事件和/或在第二微控制器唤醒期间是否已经改变以确认输入触发信号中的所述至少两个中的哪一个构成唤醒事件或假信号事件。
29.在一个进一步优选的实施方案中，所述步骤不仅涉及两个输入触发信号，而且涉
及三个、四个或更多个输入触发信号，它们可以并行或时间交错发生。
30.根据一个优选的实施方案，该方法包括以下步骤：
31.第一微控制器向第二微控制器确认输入触发信号中的所述至少一个是满足规定标准的唤醒事件。
32.在一个进一步优选的实施方案中，每个输入触发信号具有其自身的规定标准和/或每个规定标准可以由第二微控制器通过通信信道进行配置。唤醒事件和/或标准可以是输入触发信号在唤醒时间期间还没有改变和/或输入触发信号从低变为高或从高变为低。
33.根据一个优选实施方案，该方法包括以下步骤：
34.第二微控制器处理确认的输入触发信号中的至少一个。
35.处理尤其意味着，响应于输入触发信号中的所述至少一个，第二微控制器例如致动电动滑动门。在这方面，输入触发信号中的所述至少一个可以由致动用于打开和/或关闭所述电动滑动门的把手产生。
36.在一个更进一步优选的实施方案中，该方法包括以下步骤：
37.如果输入触发信号中的所述至少一个在唤醒期间没有改变，则第二微控制器仅处理输入触发信号中的所述至少一个。
38.在输入触发信号中的所述至少一个在唤醒时间期间改变的情况下，所提出的方法判定为输入触发信号中的所述至少一个实际上是假信号，于是不对其进行处理。
39.在另一优选的实施方案中，该方法包括以下步骤：
40.第二微控制器在预定的时间段后进入休眠状态，和/或
41.第二微控制器响应于从第一微控制器接收到的睡眠信号而进入休眠状态。
42.进入休眠状态尤其意味着第二微控制器被关闭和/或切换到具有降低的能量消耗的睡眠状态，从而在任何情况下都降低了电子控制单元的能量消耗。
43.在一个更进一步优选的实施方案中，该方法包括以下步骤：
44.第一微控制器定期检查输入触发信号的状态变化。
45.第一微控制器可以每10微秒、20微秒或30微秒检查多个输入触发信号中的任何一个是否已经改变，并且响应于例如从低到高的这种改变而唤醒第二微控制器。
46.该目的还通过一种用于车辆的电子控制单元ecu来解决，该ecu包括
47.第一微控制器mcu 1，其可连接到多个输入触发信号，和
48.第二微控制器mcu 2，其经由通信信道与第一微控制器通信连接，并且配置成休眠和被唤醒，其中
49.第一微控制器配置成响应于输入触发信号中的至少一个而唤醒第二微控制器，并且在第二微控制器唤醒期间第一微控制器监测输入触发信号中的所述至少一个，并且
50.第二微控制器配置成询问第一微控制器输入触发信号中的所述至少一个是否被确认为唤醒事件和/或在第二微控制器已经唤醒期间是否已经改变以确认输入触发信号中的所述至少一个是否构成唤醒事件或假信号事件。
51.在一个优选的实施方案中，第一微控制器配置成用于向第二微控制器确认哪个输入触发信号被确认为唤醒事件。
52.根据另一优选实施方案，第二微控制器配置成用于处理输入触发信号中的所述至少一个。
53.在另一优选的实施方案中，第二微控制器配置成如果输入触发信号中的所述至少一个被确认为唤醒事件和/或没有改变，则第二微控制器仅处理输入触发信号中的所述至少一个。
54.本领域技术人员从前面描述的方法中直接和明确地推导出该单元的更多实施方案和优点。
附图说明
55.参考下文描述的实施方案，本发明的这些和其它方面将是显而易见的并被阐明。
56.在附图中：
57.图1以示意图示出了根据一个优选的实施方案的具有第一微控制器mcu 1和第二微控制器mcu 2的电子控制单元ecu。
具体实施方式
58.图1以示意图示出了根据一个优选的实施方案的具有第一微控制器2和第二微控制器3的电子控制单元1。
59.电子控制单元1是车辆的一部分并且响应于致动把手(未示出)而控制车辆的电动滑动门。通过致动把手，经由相应端子和/或连接器连接到第一微控制器2的多个输入触发信号4中相应的输入触发信号例如从低变为高。
60.在正常工作时，第一微控制器2通电，而第二微控制器3断电或休眠以降低电子控制单元1的整体能耗。第二微控制器3包括比第一微控制器2高的处理能力并因此需要更多能量用于处理。
61.第一微控制器2和第二微控制器3两者经由通信信道5连接，通信信道5被实施为串行外围接口spi。因此，第一微控制器2和第二微控制器3两者都包括未示出的spi通信设备。
62.响应于输入触发信号4中的至少一个，第一微控制器2经由通信信道5向第二微控制器3发送唤醒请求。第一微控制器2包括固件6，该固件6一方面监测多个输入触发信号4的信号变化，另一方面配置成唤醒第二微控制器3并经由所述通信信道5与第二微控制器3通信。
63.唤醒第二微控制器3——即从休眠状态变为完全工作状态——根据微控制器的类型通常需要大约50毫秒到100毫秒。在所述时间段期间，第一微控制器连续监测触发第一微控制器2唤醒第二微控制器3的相应输入触发信号4的可能的变化，例如，相应的输入触发信号4是否从高切换回到低。
64.一旦第二微控制器3已完全唤醒，第二微控制器3经由通信信道5询问第一微控制器2触发唤醒的输入触发信号4中的所述至少一个在唤醒时间期间是否已经改变。在相应的输入触发信号4被确认和/或尚未改变的情况下，输入触发信号4构成唤醒事件，使得第二微控制器3处理输入触发信号4，例如致动电动滑动门的驱动器以打开或关闭电动滑动门。
65.在相应的输入触发信号4在唤醒时间期间未被确认和/或已经改变的情况下，相应的输入触发信号4实际上构成假信号并且不被处理。因此，假信号被理解为被丢弃的错误信号。在第二微控制器3已处理相应的输入触发信号4之后，第二微控制器3在预定时间段后进入休眠状态，第二微控制器3响应于从第一微控制器2接收到的休眠信号而进入休眠状态或
第二微控制器3在指令第一微控制器2之后进入休眠状态。
66.在一个以上的输入触发信号4触发第二微控制器3唤醒时，第二微控制器3可以经由通信通道5询问第一微控制器2究竟是多个输入触发信号4中的哪一个实际触发了唤醒以及特定输入触发信号4在唤醒时间期间是否发生了变化。
67.电子控制单元1还包括控制器局域网can总线接口设备7，其通信地连接到第一微控制器2并且配置成用于与车辆的至少一个另一电子控制单元通信。在第一微控制器2外部的can总线接口设备7被实施为单独的设备。
68.第二微控制器3包括基本软件bsw 8、配置用于处理输入触发信号4中的至少一个的各种特定软件组件swc 9、应用层10和与应用层10交互的运行时环境rte 11。第二微控制器3包括autosar软件架构，该软件架构包括bsw 8和swc 9。
69.虽然已经在附图和前面的描述中详细图示和说明了本发明，但是这样的图示和说明被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施方案。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实施要求保护的发明时可以理解和实现将要公开的实施方案的其它变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其它要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。权利要求中的任何参考符号不应被解释为限制范围。
70.附图标记列表
71.1 电子控制单元
72.2 第一微控制器
73.3 第二微控制器
74.4 输入触发信号
75.5 通信信道
76.6 固件
77.7 can总线接口设备
78.8 基本软件，bsw
79.9 特定的软件组件，swc
80.10 应用层
81.11 运行时环境，rte