汽车应用的智能功率与控制策略的制作方法

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汽车应用的智能功率与控制策略的制作方法
【专利摘要】本发明涉及汽车应用的智能功率与控制策略。在汽车网络应用中,有关车辆环境的数据可与控制策略共同用于管理网络装置的性能和用电量。所述控制策略可通过考虑车辆当前状态与用户偏好(例如,位置、目的地、速度、传感器状态等)来在所述装置的通信接口的链路电力和性能之间动态地调节平衡。在将省电最大化时,在联网装置的链路电力和性能之间控制平衡可较为重要,而不会不合意地减小网络性能。
【专利说明】汽车应用的智能功率与控制策略
[0001]交叉引用相关申请
[0002]本申请要求于2012年10月29日提交的题为“INTELLIGENT POWER AND CONTROLPOLICY FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS”的美国临时申请第61/719,581号的优先权以及于2012年11月8日提交的美国专利申请第13/671,713号的优先权,为了所有目的将其全部内容通过引证结合于本文中。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及汽车应用中所使用的网络,并且更具体地涉及汽车数据网络内使用的电力和控制策略。
【背景技术】
[0004]在汽车数据网络中使用的目前可用的功率管理和控制策略由在传统数据网络(例如,企业系统、数据中心以及访问系统)中使用的策略改造而来的。汽车通信网络和传统数据网络中的功率管理和控制策略关注于,识别通信量类型(例如,通信量为视频还是音频数据)以及满足由在联网装置上运行的应用程序强加的限制(例如,是否可延迟传送给任务关键型应用程序的数据)。例如,在链路利用率较低时,即,至或自装置的数据流量很少或者没有,当前的技术允许将联网的装置置于低电力状态下。同样,至或自装置的数据流量具有低优先级时,可将该装置置于低电力状态下。然而,如果链路利用率较高,或者数据流量为高优先级,那么该装置不被置于低电力状态下。
[0005]目前,各种技术可用于实现低电力状态。例如,用于100Mbps接口的传统以太网标准通常包含闲置状态,该闲置状态允许在链路利用较低时使用低电力状态,但是实际上仅仅实现了最少的省电。所提出的IEEE802.3az标准通过在低电力闲置状态期间仅仅发送偶然的传输数据突发来实现省电。所提出的IEEE 802.3az标准还通过在低电力闲置状态期间使网络接口的一部分断电来实现省电。对于更高速的以太网应用(例如,千兆以太网),某些技术通过降低一个或多个数据通道的数据传输率或者通过关闭一些数据通道来实现省电。
[0006]然而,无论使用哪种方法来实现低电力状态,依然必须做出有关是否以及何时将装置置于低电力状态下的决定。由于将装置错误地置于低电力状态下的决策会造成链路启动和获取时间过长,所以该决策较为复杂。同样,决定不将装置置于低电力状态下可造成用电量过高。如上所述,传统功率管理和控制策略的重点在于正在通过链路发送的通信量、正在通过链路发送的通信量的类型、或者由在联网装置上运行的应用程序强加的操作限制。使用这些传统的网络度量,不会使得在所有情况下都做出最佳决策。因此,显然地,用于控制联网装置使用的电量的目前可用技术不够完美。

【发明内容】

[0007]根据本发明的实施方式,提供一种在通信地耦接至与车辆相关的汽车区域网络(AAN)的装置中使用的方法,所述方法包括:从所述车辆获得输入,所述输入表示所述车辆的当前操作环境;获得控制策略,所述控制策略表示对于至少当前的操作环境下所述装置的用电量与所述装置的性能水平之间的平衡;以及根据来自所述车辆的所述输入与所述控制策略,控制所述装置的通信接口的至少PHY部分的电力状态。
[0008]该方法进一步包括:从车辆乘员配置文件获得输入,所述配置文件包括与所述控制策略相关的乘员偏好;以及至少部分根据所述乘员偏好,控制所述通信接口的所述电力状态。
[0009]其中:来自所述车辆的所述输入包括与所述车辆的目的地以及所述车辆的当前位置相关的信息;以及所述控制策略规定用电量与性能之间的所述平衡至少取决于所述目的地和所述当前位置。
[0010]其中,来自所述车辆的所述输入包括车辆传感器数据。
[0011]该方法进一步包括:随着时间动态地重新平衡所述装置的用电量和性能水平,以应对所述车辆的操作环境的变化。
[0012]其中,所述控制策略使多个操作环境与功率和性能的多个平衡相关联。
[0013]该方法进一步包括:根据来自所述车辆的所述输入和所述控制策略,对所述装置禁用以太网供电。
[0014]其中,所述获得控制策略包括:至少部分根据来自所述车辆的所述输入,选择多个可用控制策略中的至少一个。
[0015]该方法进一步包括控制与所述装置的媒体访问控制(MAC)层相关联的硬件的电力状态。
[0016]根据本发明的另一个实施方式,提供一种系统,包括耦接至与车辆相关的汽车区域网络(AAN)的多个装置,所述系统包括:受控装置,通过通信接口耦接至所述AAN ;控制器,包括:存储器,存储一个或多个控制策略;车辆接口,被耦接用于从所述车辆接收输入,所述输入表示所述车辆的当前操作环境;处理器,被配置为根据来自所述车辆的所述输入与所述一个或多个控制策略,控制所述受控装置的所述通信接口的电力状态。
[0017]其中,所述受控装置进一步包括:装置存储器,存储与存储在所述控制器的所述存储器内的所述一个或多个控制策略对应的装置控制策略;并且其中,所述处理器被配置为通过将表示所述受控装置要使用所述装置控制策略中的哪一个的信息传输给所述受控装置,来控制与所述受控装置相关联的所述通信链路的电力状态。
[0018]该系统进一步包括:车辆子系统,通过子网络通信接口耦接至所述AAN ;所述处理器进一步被配置为根据来自所述车辆的所述输入和所述控制策略控制所述子网络通信接口的电力状态。
[0019]其中:所述控制器包括系统控制器;并且所述车辆子系统包括子系统通信链路控制器。
[0020]其中,所述处理器进一步被配置为:至少部分根据来自所述车辆的所述输入,选择多个可用控制策略中的至少一个来实施。
[0021]其中,所述处理器进一步被配置为:根据来自所述车辆的所述输入和所述一个或多个控制策略,对所述受控装置选择性地禁用以太网供电。
[0022]其中,所述处理器进一步被配置为:随着时间动态地重新平衡所述受控装置的用电量和性能水平,以应对所述车辆的操作环境的变化。
[0023]根据本发明的又一个实施方式,提供一种通信链路控制器,用在与车辆相关的汽车区域网络(AAN)中,并且包括具有要被控制的通信接口的装置,所述通信链路控制器包括:存储器,被配置为存储一个或多个控制策略;车辆接口,被配置为从所述车辆接收输入,所述输入表示所述车辆的当前操作环境;处理器,被配置为根据来自所述车辆的所述输入与所述一个或多个控制策略,控制所述装置的所述通信接口的电力状态。
[0024]其中,所述处理器进一步被配置为:至少部分根据来自所述车辆的输入,选择多个可用控制策略中的至少一个来实施。
[0025]其中,所述处理器进一步被配置为:根据来自所述车辆的输入和所述控制策略,对所述装置的所述通信接口选择性地禁用以太网供电。
[0026]其中,所述处理器进一步被配置为:随着时间动态地重新平衡所述装置的用电量和性能水平,以应对所述车辆的操作环境的变化。
【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1为示出根据本公开各种实施方式的汽车区域网络(AAN)的示图;
[0028]图2为示出根据本公开各种实施方式的用于在AAN内选择和实施控制策略的控制系统/模块的示图;
[0029]图3为示出根据本公开各种实施方式的包括控制系统、联网端点装置以及联网子系统的AAN的示图,在控制器、控制器模块或控制系统的指导下可使用统一的控制策略来配置控制系统、联网端点装置以及联网子系统中的任一个或全部;
[0030]图4为示出根据本公开各种实施方式的在控制系统和端点装置/子系统之间的通信链路或信道的示图,其中,通过实施控制硬件、软件、应用程序或其一些组合的控制策略,来控制该链路或信道的功率和功能;
[0031]图5和图6为示出根据本公开各种实施方式的链接状态、功率与数据之间的关系的时间图;以及
[0032]图7为示出根据本公开各种实施方式的重新平衡控制能力与用电量的流程图。【具体实施方式】
[0033]在本文中使用的以下术语要赋予其普通的意义,除非另有规定或者在使用这些术语的语境中显而易见。术语“汽车区域网络”(“AAN”)通常表示网络,例如,分布在各种汽车中的网络,但是也可表示在汽车以外的车辆中的网络,例如,摩托车、公共汽车、飞机、轮船或船舶等。
[0034]术语“操作环境”、“环境”以及其他相似的术语用于表示一般情况、状态以及可影响汽车或汽车区域网络105的其他因素,其可由包含在汽车区域网络105内的各种传感器和子系统中的任一个来检测或确定,或者可由驾驶员或乘客提供有关这些因素的信息。因此,最广义地说,术语操作环境包括驾驶员和乘客配置文件和偏好,在本文中也称为车辆乘员配置文件和偏好。汽车的操作环境可包括例如车辆的位置、车辆已经运行的时间长度、车辆是否在运行、车辆的速度或加速度、车辆内乘客的数量、内部或外部温度、车辆或车辆系统、子系统、装置或传感器中的任一个的功能状态、一天中的时间、与预定目的地相距的距离或预计到达预定目的地的时间等。例如,可直接从用户输入、测量装置以及传感器中获得或者根据用户输入和传感器测量值来计算有关车辆的操作环境的信息。
[0035]首先参照图1,根据本公开的各种实施方式,示出了包括汽车区域网络(AAN) 105的系统100。汽车区域网络105包括娱乐系统100、导航系统120、控制系统130、驾驶员通信系统140、安全系统150、发动机系统160以及其他传感器系统170。这些系统可彼此通信,并且在一些情况下,使用各种合适的通信协议中的一个通过AAN105与汽车和外部系统以及网络的其他部分通信。例如,在一些实施方式中,连接至AAN105的每个子系统能够通过通信链路进行通信,这些通信链路符合各种标准中的一种或多种标准,各种标准例如有:IEEE802.3ba,其描述40和100千兆以太网(GbE) ;IEEE 802.5,其限定令牌环;IEEE 802.6,其限定光纤分布式数据接口(FDDI) ;IEEE 802.11,其描述无线以太网标准等。在一些实施方式中,AAN105内的各种子系统连接,以允许在子系统之间直接进行通信,子系统控制器(后面参照图3进行讨论)控制使用独立于总体协议的相同或不同的协议在子系统内进行的通信,该总体协议由AAN105用于在子系统之间进行通信。在其他实施方式中,子系统和装置连接,以允许在装置或子系统之间直接进行通信。另外一些实施方式使用各种集线器、路由器或其他中间数据通信节点,以便于在连接至AAN105的装置和子系统之间进行直接或代理型通信。在使用集线器、路由器、网关等的实施方式中,集线器、路由器、网关中的任一个或所有可被包括作为单独的子系统(未示出),或者包含在任何或所有显示的子系统中。
[0036]图1中所示的各种系统中的每个系统可提供为特定目的定制的专用功能或提供根据网络负荷或其他可操作要求可改变的一般功能。例如,娱乐系统110可为实施AAN105的车辆的乘客以及驾驶员提供娱乐,而导航系统120可提供专用的导航功能。然而,在其他实施方式中,在娱乐系统110和导航系统120或其他系统之间可共享媒体和导航信息的显示,并且一个系统的资源可由另一个系统使用。要注意的是,虽然未明确阐述,但是各种子系统包括允许这些子系统耦接至AAN105的网络接口模块。
[0037]如图1中所示,娱乐系统110可包括无线电112,用于接收和提供无线电广播;媒体播放器114,用于播放所存储的媒体内容;存储驱动器116,用于存储要播放的媒体;以及媒体显示器118,用于将从无线电112、媒体播放器114以及存储驱动器116中获得的媒体输出给驾驶员或乘客。
[0038]导航系统120包括全球定位系统(GPS)处理122 ;位置、速度、地点以及GPS传感器124 ;存储驱动器126,用于存储地图、喜欢的地点等;以及显示器128,用于显示地图路线或其他导航相关的信息。
[0039]驾驶员通信系统140可包括车载无线接口 142,这种车载无线接口允许驾驶员和乘客使其个人通信装置(例如,智能电话、无线电话、膝上型计算机、个人数字助理等)与汽车区域网络105相连接。在一些实施方式中,车载无线接口 142还能够使用户装置与娱乐系统110的媒体显示器188、存储驱动器116、媒体播放器114或无线电112相连接。驾驶员通信系统140还包括外部通信接口 144,该接口为位于AAN105外部的网络(例如,移动电信网络或建立在实施AAN105的车辆内部或外部的外部热点)提供通信。外部通信接口 144还可包括各种插头、电缆、适配器、交换机等,其用于便于驾驶员或乘客装置与汽车区域网络105进行硬线连接。
[0040]驾驶员通信系统140还包括驾驶员输入/输出模块148,这些模块可包括麦克风,用于允许驾驶员或乘客对在图形用户界面上提供的一个或多个装置、按钮、开关、旋钮或各种用户可选择的对象发布口头命令,通过包含在娱乐系统110内的媒体显示器118、包含在导航系统120内的显示器128、或者通过AAN105另外可用的显示器、按键等,显示图形用户界面。驾驶员通信系统140还包括驾驶员通知/显示器146,该显示器可用于代替或补充通过AAN105可用的各种其他显示器、输入以及输出。
[0041]安全系统150包括安全传感器152,其可包括气囊传感器、速度传感器、加速计、位置传感器以及备用相机等。驾驶员通知模块154还包含在安全系统150内,可用于代替或补充包含在其他子系统内的其他通知装置和模块。安全系统150还包括各种启动装置158(例如,气囊)和控制器156(例如,牵引力控制系统、自适应方向盘与车前灯、巡航控制器等)。
[0042]发动机系统160可包括操作传感器162,例如,氧气传感器、燃油传感器、电压传感器以及汽车部件的技术人员所知悉的其他传感器。驾驶员通知装置或模块164可包括各种灯、计量器或其他相似的装置,并且可使用其他子系统中的显示器,例如,导航子系统120的显示器128以及娱乐系统110的媒体显示器118,以通知车辆乘员。控制器166可包括用于控制各种发动机功能的控制模块,并且可包括微控制器,该微控制器被设计为根据由各种传感器和车辆子系统提供的信息来调整发动机功能。
[0043]其他传感器和子系统170可包括各种传感器、开关以及测量装置,例如,车门开启/关闭传感器、恒温控制器、温度计、用于检测车前灯、顶灯或其他照明装置的故障的电阻或电导率传感器、电流传感器、电压传感器、轮胎气压传感器、用于在低亮度期间开启车前灯的光传感器等。要注意的是,在操作传感器162中还可包括很多其他传感器/子系统170。
[0044]控制系统130可包括网络接口模块132、一个或多个处理器134、存储器/存储器136以及控制策略模块138。在各种实施方式中,控制系统130进行操作以实施AAN105的控制策略,在该AAN105中,分别为每个装置,分别为每个子系统、为每个子系统内作为集合的装置和/或为作为整体的所有子系统,建立性能与用电量之间的平衡。
[0045]控制策略模块138可用于根据多个因素来选择和实现控制策略,这些因素包括车辆的当前操作环境、车辆的操作历史、环境历史、AAN105的性能或用电量历史、数据类型、数据使用、用户偏好、在AAN105的任何或所有特定的子系统内传送的通信量类型、特定装置的响应时间要求等。存储器/存储器136可用于存储车辆操作的历史、一个或多个控制策略、参数、车辆传感器数据和相似的传感器信息、驾驶员和乘客偏好、出厂默认设置、网络配置以及可用于允许控制策略模块138根据AAN105的当前状态或操作环境来选择和实施一个或多个控制策略的其他信息。
[0046]网络接口模块132可包括一个或多个模块,其用于与耦接至汽车区域网络105的各种子系统或装置进行通信。在至少一个实施方式中,网络接口模块132根据由控制策略模块138实施的控制策略来控制各种子系统和/或那些子系统内的装置的电力状态。例如,如果由控制策略模块138实施的控制策略表示并不为娱乐系统110赋予高优先级,或者表示娱乐系统并不像安全系统150 —样被迫切地需要,那么由娱乐系统110使用的网络接口可设置为低电力状态。这样做可降低性能,但是也可通过使娱乐系统110在不需要时断电或部分供电来获得省电。
[0047]在一些实施方式中,控制系统130对子系统进行明确控制,而在其他实施方式中,子系统本身控制由控制系统130指导的其电力状态。例如,如果所选择的控制策略表示要在低电力状态下操作存储驱动器116,那么控制系统130可通过网络接口模块132将控制消息发送给娱乐系统110,从而通知娱乐系统110应延迟存储驱动器116的通电或者应仅仅使存储驱动器116通电进入低电力或待机状态下。在一些实施方式中,控制策略可规定待机状态包括以下状态:通过仅仅定期打开通信模块的PHY电路,来限制与特定装置或子系统通信的频率和类型。在其他实施方式中,低电力状态允许使PHY通电,但是阻止该装置的一些或所有更电平的电路通电。
[0048]在装置或子系统根据标准(例如,IEEE802.3af)接收以太网供电时,由控制策略模块138实施的控制策略可规定该装置不接收以太网供电,直到控制器进行进一步通知,或者直到已经经过设置的时间段。然而,甚至在禁用以太网供电时,同一装置的通信模块可以其他方式完全通电,以允许对命令和其他通信做出快速响应。
[0049]而且,考虑在每个装置或子系统监听初始电力状态命令的网络初始化期间发生的以下实例。控制系统130可将“延迟通电”命令发布给包含在媒体播放器114内的数字视频光盘(DVD)播放器。该命令可由包含在娱乐系统110内的代理电源控制器(未示出)截取或者直接由DVD播放器接收。如果由DVD播放器接收,那么可通过至AAN105的主要通信链路或者通过专用控制线路接收该命令。DVD播放器可通过对超过最基本的通信电路的任何物体通电延迟,来对由控制系统130发布的命令做出响应,这依然允许媒体播放器114从睡眠状态唤醒。
[0050]在一些实施方式中,DVD播放器可包括存储器,该存储器存储与策略标识符相关的所有或部分控制策略。控制系统130的命令可包括策略标识符,从而允许DVD播放器识别适当的控制策略,并且启动为由控制策略规定的电力状态。在其他实施方式中,DVD播放器包括被指定为默认控制策略的至少一部分控制策略,并且启动为由默认控制策略规定的电力状态。在一些实施方式中,DVD播放器可被配置为始终启动为低电力状态,在低电力状态下,仅仅基本的电力状态或唤醒消息由DVD播放器的PHY处理。
[0051]控制策略还可用于支配实施汽车区域网络105的车辆的通电或关闭顺序。而且,包括命令装置或子系统延迟或禁止完全通电的控制策略可包括允许在规定的延迟之后启动通电顺序的定时信息和参数。
[0052]可为不同的操作环境选择不同的控制策略,但是还可使用单个控制策略。例如,在其他传感器/系统170表示温度降低到阈值之下时,可由单个控制策略改变装置的电力状态。同样,根据在实施汽车区域网络105的电动车辆内的电池电压低于还是高于阈值电平,单个控制策略可为不同的装置指定不同的电力状态。
[0053]控制策略模块138可使用包含在控制策略模块138内的控制处理器134和/或电路来选择和实施控制策略。因此,例如,如果控制系统130从AAN105的子系统接收信息,例如,从包含在发动机系统160的子系统内的操作传感器162接收信息,那么控制策略模块138可选择与在由操作传感器162指示的不同环境状态下所选择的控制策略不同的控制策略。
[0054]在各种实施方式中,驾驶员可选择由AAN105有条件地使用的配置文件。例如,在车辆的后座上具有儿童乘客的驾驶员可为AAN105选择“以娱乐为中心”的控制配置文件或策略。即,即使严格根据车况的控制策略可表示不应使娱乐系统110完全通电,驾驶员也可选择默认配置文件,在该配置文件中,使娱乐系统110完全通电以做出快速响应。驾驶员还可使配置文件取决于某些环境因素的存在,从而使得如果在车辆内没有儿童,那么不选择以娱乐为中心的配置文件;代替地,使用“低电力”配置文件。
[0055]甚至在驾驶员或乘客偏好用于完全或部分覆盖系统选择的控制策略时,一些实施方式能够实现用户偏好的系统覆盖是在限制的情况下。例如,用户偏好可表示应忽略省电的控制策略要求,并且使娱乐系统110完全通电。系统控制策略可指定如果可用的电池电力低于第一阈值,但是高于第二阈值,那么就允许用户偏好覆盖所选择的控制策略。
[0056]接下来参照图2,示出了根据本公开各种实施方式所阐述和讨论的控制系统模块130。控制系统模块130包括处理器234、存储器/存储器136、网络接口模块132以及装置控制器模块220。由可包括无线通用接口 232、有线通用接口 235以及专用接口 237的网络接口模块132接收表示AAN105的当前操作环境的状态信息203。无线通用接口 232和有线通用接口 235可用于与连接至AAN105的多个不同装置进行通信,而专用接口 237可包括被配置为与特定的装置或子系统直接进行通信的无线或有线接口。因此,用于媒体装置的专用接口可严格地用于与该媒体装置进行通信,而有线通用接口 235可用于与连接至AAN105的任何装置或子系统进行通信。各种装置和子系统可包括专用接口 237和有线或无线通用接口 235,从而控制系统/模块130可通过多个不同的路径与那些装置进行通信。
[0057]装置控制器模块220可用于通过专用控制链路将指令205发送给特定的装置或子系统。在一些实施方式中,装置控制器模块220补充或代替特地专用的控制链路,生成指令205并且经由专用接口 237、有线通用接口 235或无线通用接口 232通过网络接口模块132传送这些指令。
[0058]处理器234可包括一个或多个通用处理器、专用处理器、电路、硬件和/或固件和软件,以实施在本文中公开的各种实施方式。通常,处理器234与存储器/存储器136 —起运行,以选择和实施控制策略,这些控制策略用于控制各个装置、子系统和装置的其他集合以及与特定装置或子系统相关联的部分通信模块或电路的用电量和性能之间的平衡。存储器/存储器136包括控制策略241、控制配置文件243、基于网络的参数245以及驾驶员/用户偏好247。
[0059]控制策略241包括与信息203 —起支配连接至AAN105的一些或所有装置和子系统的电力状态的策略。控制策略241可包括多个不同的控制策略,包括:默认控制策略,其可规定功率效率和通信响应时间的平衡方法;安全控制策略,其在事故或紧急情况下覆盖当前操作的控制策略,以中断不重要的子系统或装置的电源;性能策略,其以增大用电量为代价,将装置或子系统的响应性和性能最大化;省电策略,其以装置或子系统的响应性为代价,使省电最大化;家庭策略,如果由存储在导航子系统内的GPS数据和信息指示的,车辆位于驾驶员家庭的阈值距离内,那么该家庭策略延迟各种媒体播放器的启动;长行程策略,如果预计的行程长度超过优选的阈值,那么该长行程策略为导航子系统内的特定媒体装置赋予优先级;诸如此类。
[0060]这些控制策略中的每个策略可被实施为由用户偏好、主控制策略或控制策略配置文件所指定。在一些实施方式中,控制策略可存储在固件内,或者可硬线连接以持续为有效的,但是可根据存储在网络基本参数245、控制配置文件243或驾驶员用户偏好247内的网络参数来实施不同的结果。还可将特定类型的控制策略分配给控制配置文件。每个控制配置文件可指定在特定的操作环境条件下选择特定的控制策略,并且可由用户偏好规定。因此,例如,两个不同的驾驶员可具有存储在同一辆车辆上的控制配置文件,用于一个驾驶员的控制配置文件表示无论预计的行程长度多大,都可使用长行程控制策略,用于另一个驾驶员的控制配置文件表示应始终使用省电控制策略。
[0061]控制配置文件243与驾驶员/用户偏好247密切相关,并且在一些情况下,可将控制配置文件视为驾驶员/用户偏好247的实例。术语“驾驶员/用户偏好”总体上旨在包括由驾驶员、乘客或其他用户选择、提供或指示的各种阈值设置。驾驶员偏好可包含在一个或多个控制策略241内,或者可用于改变或覆盖控制策略。然而,术语“控制配置文件”总体上用于表示规定条件的配置文件,在该条件下,要选择或实施特定的控制策略。换言之,控制配置文件可表示规定情况或操作环境的用户偏好,在该情况或操作环境下,选择特定的控制策略。例如,“家庭附近”的控制策略可表示AAN105的用电量配置文件,而“家庭”配置文件可包括“家庭”的地理位置,并且规定“家庭”周围的阈值半径,在该阈值半径内,要使用“家庭附近”的配置文件。驾驶员/用户偏好247可包括规定“家庭”的地址以及阈值半径的信息。因此,根据规定与“家庭”相距的并且仍被视为“家庭附近”的最大距离的驾驶员/用户偏好247,“家庭”配置文件可用于决定何时使用“家庭附近”的控制策略。
[0062]驾驶员/用户偏好247还可规定控制策略应具有的粘性程度。例如,“性能优先级”的控制策略可首先提供优先于省电的媒体性能,并且规定车辆中的所有媒体装置将被通电并且准备进行快速响应。表示“性能优先级”控制策略的“粘性”的用户偏好可规定,如果自已经使用车辆后座内的任何媒体播放器已经逝去了 30分钟,那么汽车区域网络可将“性能优先级”的控制策略变成“无后座媒体”的控制策略,以保存电力或其他网络资源。或者,驾驶员偏好可规定,无论车辆已经运行了多长时间,都不改变“性能优先级”的控制策略。控制配置文件还可规定任何给定的控制策略的粘性程度。
[0063]驾驶员或乘客输入还可用于改变使用中的控制策略,或者用于覆盖当前控制策略的一部分。驾驶员交互的历史、控制策略变化、覆盖等可被存储在存储器/存储器136内,并且可用于调整默认控制策略和配置文件,或者产生额外的控制策略241和控制配置文件243。
[0064]在某些情况下,传感器信息可用于提供关于汽车内是否有乘客的信息,并且可相应地选择和实施控制配置文件。例如,在车辆的乘客门上的开关或传感器表示在启动车辆之前的5分钟内还没打开乘客门,可选择“无乘客”的控制策略。这种“无乘客”的策略可规定,只有乘客可接入的媒体装置应保持在低电力状态下。同样,如果前座乘客气囊传感器表示在前座内没有乘客,那么可使用“无前座乘客”的控制配置文件,在该控制配置文件中,乘客输入装置保持在低电力状态下。
[0065]控制策略或配置文件可对于特定的装置、特定的一组装置、特定类型的装置、特定的子系统或其组合是专有的。在一些实施方式中,可向驾驶员或乘客显示各种子系统和装置的当前、过去以及预计的用电量,以允许驾驶员或乘客选择控制配置文件或策略、对控制配置文件或策略的粘度设定或由控制策略和配置文件使用的各种阈值。
[0066]网络基本(base)参数245可用于在汽车区域网络105的各种装置和子网络之间提供固定通信链路的参数,以提供更快速的启动和链路获取时间。在很多情况下,可根据链路历史或网络性能值,改变网络基本参数245。
[0067]控制系统模块130可在连续、定期、触发事件或按需的基础上评估包括汽车区域网络105的车辆的操作环境。例如,各种传感器可用于监控速度、方向、轮胎气压、电气系统的状态、乘客的数量、预计的到达时间、一天中的时间以及与车辆相关的其他条件。根据所选择的控制策略241、所选择的控制配置文件243、驾驶员/用户偏好247以及车辆的输入,可选择新的控制策略或配置文件,或者可改变当前的控制策略或配置文件。
[0068]可动态地重新平衡性能和用电量之间的关系,以对携带有汽车区域网络105的车辆操作环境的变化负责。因此,例如,在检测到已经打开乘客门、重新装满车辆的燃油箱、超过行驶的英里阈值数、设置车辆上的巡航控制的响应传感器内,或者在发生其他相似的条件或条件发生变化时,可评估当前的控制策略。在某些情况下,操作环境的变化速率还可触发改变功率和性能之间的平衡。例如,车辆速度或加速度的变化可触发重新平衡。此外,表示车辆已经高速行驶一个多小时的测量结果可促使汽车网络控制器根据驾驶员或乘客偏好切换控制策略。
[0069]接下来,参照图3,示出了根据本公开各种实施方式阐述并讨论的系统300。系统300包括耦接至单独的端点装置310的车辆网络105、子系统A350以及控制系统330。端点装置310可包括功能模块311,这些功能模块执行端点装置310的主要功能;存储器313,其可包括控制策略315的存储;控制器模块317 ;以及网络接口 319。
[0070]子系统A350包括两个装置:装置A320与装置B360。装置A320包括功能模块321 ;存储器323,其包括控制策略325的存储;控制模块327 ;以及接口模块329。装置B360包括功能模块361 ;存储器363,其包括控制策略365的存储;控制模块367 ;以及接口模块369。装置A320与装置B360通过子系统网络355耦接至子系统控制器340,该子系统网络反过来通过车辆网络接口 342耦接至车辆网络105。子系统控制器340包括存储器343,其包括控制策略345的存储;以及处理模块344。
[0071]控制系统330还耦接至车辆网络105,并包括:存储器336,其包括控制策略338的存储;网络接口 332 ;以及处理模块334。在一些实施方式中,控制系统330确定并规定要由端点装置310和子系统A350实施的控制策略338。控制系统330还可确定并实施要由子系统A350内的装置使用的控制策略338,但是在某些情况下,子系统控制器340负责根据本地控制策略通过子系统A350实施装置的控制策略。
[0072]在操作实例中,控制系统330选择控制策略并且通知子系统A350已经选择使用的总体系统控制策略。然后,子系统A350根据系统控制策略选择本地控制策略并且引导装置A320和装置B360实施所选择的控制策略。在一些实施方式中,子系统控制器340根据控制策略是子系统A350内的所有装置特有还是适用的装置或装置类型,为装置A320和装置B360提供由每个装置实施的控制策略,该控制策略可为相同的控制策略或不同的控制策略。
[0073]在其他实施方式中,子系统控制器340未提供装置A320和装置B360。代替地,每个装置根据从子系统控制器340接收的信息来选择装置控制策略。例如,装置A320可从存储器323中选择合适的控制策略325,而装置B360可从存储器363中选择合适的控制策略365。通过与控制系统330所进行的大致相同的方式,但是除了使用有关车辆操作环境的信息,还使用子系统控制器340和控制系统330的信息,包含在装置A320内的控制器模块327以及包含在装置B360内的控制器模块367可用于选择并实施装置特有的控制策略。
[0074]接口模块329和369用于通过子系统网络355提供与子系统控制器340的通信。在各种实施方式中,在装置A320和/或装置B360内的接口模块可为与子系统控制器340的专用连接或通用通信连接。而且,要注意的是,在一些实施方式中,子系统控制器340可实施控制策略345,该控制策略防止装置A320通电或者要求装置A320通电而进入低电力模式下,而允许使装置B360完全通电。在其他实施方式中,虽然未明确显示,但是子系统A350中的装置A320和/或装置B360也可具有与网络控制系统330的直接连接,从而网络控制系统330可根据正在实施的控制策略,来直接控制子系统A350内的装置或者允许子系统控制器340控制子系统内的装置。
[0075]在一些这种实施方式中,控制系统330可防止车辆网络接口 342完全通电并且防止向子系统控制器340提供电力。通过这种方式,在子系统A350保持断电并且车辆网络接口 342内的仅仅一部分通信模块通电时,子系统A350内的其他装置可保持在低电力或断电的状态下,甚至使接口模块329和369几乎完全掉电。使整个子系统A350 (除了车辆网络接口 342的一部分通信接口以外)处于低电力状态下,可在某些情况下提供额外的省电。
[0076]端点装置310包括控制器模块317与网络接口 319。控制系统330可通过网络接口 319通知端点装置310要实施的适当的控制策略,并且端点装置310可使用控制器模块317来选择并实施控制策略。在一些这种情况下,端点装置310可将其自己的网络接口 319置于低电力状态下,并且仅仅定期检查车辆网络105的消息。在各种实施方式中,可为一些或所有端点装置提供单独的链路,以允许通过反向信道发送唤醒命令。然而,在其他实施方式中,可使用利用主要网络链路的唤醒技术,例如,用于通过经由以太网链路唤醒装置的那些唤醒技术。
[0077]接下来,参照图4,示出了并讨论了根据本公开各种实施方式的系统400。系统400包括均在控制策略450的控制下的端点装置/子系统410和控制系统430。控制策略450可由端点装置/子系统410本身、由控制系统430或者由另一个装置实施。在某些情况下,除了控制端点装置/子系统410的各个部分的电力状态以外,控制策略450还控制控制系统430的各种硬件和软件部分的电力状态。因此,例如,通过适当地控制PHY电路421和441,可将在控制系统430的PHY电路441和端点装置/子系统410的PHY电路421之间通过物理通信路径423建立的数据链路置于低电力状态下。本领域的技术人员了解将PHY电路421和441置于低电力状态下的各种技术,包括由IEEE标准802.3az规定的各种方法。
[0078]节能以太网应用可用于使用于实施MAC层419和439的硬件部分以及用于实施子系统控制器417和控制系统控制器437的一些或所有电路断电。根据应用程序411和431、操作系统413和433、子系统控制器软件415以及控制系统控制器软件435的要求,可确定关闭通信电路的程度。除了这些考虑以外,如上面关于图1-3中所描述的,根据正在实施系统400的车辆的操作环境,确定是否将通信硬件和软件置于省电状态内以及将通信硬件和软件置于省电状态的程度。
[0079]接下来参照图5和6,其示出了根据本公开一些实施方式的在链路状态、电力以及数据之间的关系的示图。图5示出了在控制策略都无效时或者在控制策略完全优先考虑响应性而不考虑省电时链路状态510、电力520以及数据530之间的关系。图6示出了对于控制策略有效的情况,在链路状态610、电力620以及正在通过链路630传输的数据之间的关
系O
[0080]控制策略可将所使用的电力减少大约20%,超过未实施任何控制策略的情况的相同的数据百分比。能够具有这种省电,这至少部分是因为如图5中所示,始终完全通电的链路在接收数据之前和之后的时间段内保持活动,在偶尔接收数据时,产生不需要的“额外开销”用电量。通过对比,在合适的控制策略的控制下,在将收发器置于低电力状态下时,仅仅在链路状态从打开过渡到关闭(反之亦然)时,引起电力“额外开销”。
[0081]图7为示出了根据本公开各种实施方式的重新平衡用电量与性能的方法700的流程图。在块705中,从车辆的子系统或传感器中获得有关操作环境的信息。可从作为汽车区域网络(AAN)的一部分的装置中、从未形成AAN的一部分的车辆传感器中、从驾驶员和乘客用户输入中、或者从另一个可用源中,获得该信息。有关操作环境的信息可包括有关当前操作环境的经测量的信息;历史操作环境信息;以及有关未来可能的操作环境的信息,根据未决的驾驶员和乘客命令、行程起源与目的地信息、车速、一年中的时间、一天中的时间以及地理位置坐标、天气预报等,可确定这些信息。
[0082]在块707中,确定装置或子系统的用电量与性能。确定用电量与性能可包括测量特定装置、系统以及子系统的当前用电量与性能,根据历史用电量数据和有关当前操作环境的信息估计当前用电量与性能,根据当前或历史用电量数据和有关预期操作环境的信息估计未来用电量与性能。在一些实施方式中,仅仅计算用电量,并且将性能视为与用电量成反比例地变化。
[0083]在块708中,根据有关操作环境的信息以及装置、系统或子系统的经测量的或估计的用电量与性能,选择控制策略。在一些实施方式中,在选择控制策略之后,对用电量与性能进行测量和估算,以证实满足所选择的控制策略所需要的功率与性能之间的平衡。
[0084]在块709中,进行检查,以确定在系统、子系统或特定的装置的功率与性能之间的当前(或预计)平衡是否满足目前正在实施的控制策略。如果特定装置或子系统的实际或预计的功率/性能平衡满足当前的控制策略,那么该方法返回块705,在块705,获得有关车辆或AAN的操作环境的更新信息。
[0085]如果在块709中的确定表示由AAN控制的装置、系统或子系统的功率/性能平衡不满足当前的控制策略,那么在块713中,进行检查,以确定控制策略是否要求减少特定装置或子系统的功率。在块715中,通过根据控制策略,减少装置、系统或子系统的功耗,可重新平衡装置、系统或子系统的功率与性能之间的关系。减少特定的装置、系统或子系统的功率,可包括减少由装置、系统或子系统使用的通信链路所使用的功率。
[0086]如果在块713中的确定表示控制策略不需要减少功率,那么在块716中,进行检查以确定控制策略是否要求提高装置、子系统或总体网络的性能。如果需要的话,那么该方法继续进行至块717,在该块中,重新平衡装置、系统或子系统的功率与性能,以提高性能,在某些情况下,甚至以增大功耗为代价。如果当前功率/性能不满足当前控制策略,但是控制策略不需要在块713中减少功率,也不需要在块717中增大功率,那么方法700返回到块705。
[0087]虽然也可应用相似的技术,但是方法700进一步假设对用电量与性能连续进行重新评估,在这些相似技术中,响应于时间段的结束或开始、触发事件或重新平衡事件的人工启动,对用电量与性能之间的平衡进行重新评估。
[0088]在本文中可使用的术语“大致”和“大约”为其相应的术语提供工业上可接受的容差和/或物品之间的相关性。这种工业上可接受的容差的范围从不到1%到50%,并且对应于但不限于元件值、集成电路处理变化、温度变化、升降时间和/或热噪声。在物品之间的这种相关性的范围从几个百分比的差别到大幅的差别。在本文中还可使用的术语“可操作地耦接到”、“耦接到”、和/或“耦接”包括在物品之间的直接耦接和/或在物品之间通过中间物品(例如,物品包括但不限于元件、部件、电路和/或模块)进行间接耦接,其中,对于间接耦接而言,中间物品未修改信号信息,但是可调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。在本文中可进一步使用的推断耦接(即,一个部件与另一个部件通过推断耦接)包括在两个物品之间进行直接和间接耦接,其方式与“耦接到”相同。在本文中甚至可进一步使用的术语“可操作到”或“可操作地耦接到”表示物品包括一个或多个功率连接、输入、输出等,以便在激活时,执行其一个或多个相应的功能,并且可进一步包括推断耦接到一个或多个其他的物品。在本文中依然可进一步使用的术语“相关联”表示单独的物品和/或嵌入另一个物品内的一个物品进行直接和/或间接耦接。在本文中可使用的术语“有利地比较”表示在两个或多个物品、信号等等之间的比较提供所需要的关系。例如,在所需要的关系为信号I的幅度比信号2的幅度更大时,在信号I的幅度比信号2的幅度更大或信号2的幅度比信号I的幅度更小时,可实施有利的比较。
[0089]在本文中还可使用的术语“处理模块”、“模块”、“处理电路”、和/或“处理单元”,
可为一个处理装置或多个处理装置。这种处理装置可为微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路、和/或根据电路的硬编码和/或操作指令操纵(模拟或数字)信号的任何装置。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可具有相关的存储器和/或集成存储器部件,其可为单个存储器装置、多个存储器装置、和/或处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路。这种存储器装置可为只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、状态机、动态存储器、闪速存储器、高速存储器、和/或存储数字信息的任何装置。要注意的是,如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括一个以上的处理装置,那么可集中定位(例如,通过有线和/或无线总线结构直接耦接在一起)或分布定位(例如,通过局域网和/或广域网进行间接耦接,从而进行云计算)这些处理装置。而且,要注意的是,如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元通过状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电路执行其一个或多个功能,那么存储相应的操作指令的存储器和/或存储器部件可嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电路的电路内或位于该电路的外部。依然要注意的是,存储器部件可存储并且处理模块、模块、处理电路和/或处理单元执行硬编码的和/或操作的指令,这些指令与在一个或多个图中所阐述的至少一些步骤和/或功能相应。这种存储器装置或存储器部件可包含在制品内。
[0090]上面已经借助于阐述规定的功能和其关系的性能的方法步骤,描述了本公开。为了便于描述,在本文中已经任意地限定了这些功能性构件和方法步骤的界限和顺序。只要适当地执行所规定的功能和关系,就可限定替代的界限和顺序。因此,任何这种替代的界限或顺序在所要求的本发明的范围和精神内。而且,为了便于描述,已经任意地限定了这些功能性构件的界限。只要适当地执行某些重要的功能,就可限定替代的界限。同样,在本文中也已经任意地限定了流程图块,以阐述某些重要的功能。在使用的程度上,可另外限定流程图块的界限和顺序,并且这些界限和顺序依然执行某个重要的功能。因此,功能性构件和流程图块的这种替换的定义在所要求的本发明的范围和精神内。本领域的技术人员还会认识至IJ,如图所示,或通过离散元件、专用集成电路、执行适当的软件的处理器等或其任意组合,可实施在其内的功能性构件以及其他阐述性块、模块和元件。
[0091]在一个或多个实施方式中,还已经至少部分描述了本公开。本发明的一个实施方式在本文中用于阐述本发明、本发明的一个方面、其功能、其概念、和/或其实例。设备、制品、机器、和/或体现本发明的工序的物理实施方式可包括根据在本文中所讨论的一个或多个实施方式进行描述的方面、功能、概念、和/或实例等中的一个或多个。而且,在所有图中,这些实施方式可包含可使用相同或不同的参考数字的具有相同或相似名称的功能、步骤、模块等,同样,这些功能、步骤、模块等可为相同或相似的或不同的功能、步骤、模块等
坐寸ο
[0092]除非明确规定相反,否则在本文中所示的任何一幅图中,发送给部件的信号、从部件中发送的信号、和/或在部件之间的信号可为模拟或数字、连续时间或离散时间、以及单端或差分信号。例如,如果将信号路径显示为单端路径,那么该信号路径也表示差分信号路径。同样,如果将信号路径显示为差分路径,那么该信号路径也表示单端信号路径。本领域的技术人员会认识到,虽然在本文中描述一个或多个特定的架构,但是也可实施其他架构,这些架构使用未明确显示的一个或多个数据总线、在部件之间的直接连接、和/或在其他部件之间的间接耦接。
[0093]在描述本发明的各种实施方式时,使用术语“模块”。模块包括功能块,通过硬件使用该功能块,从而执行一个或多个模块功能,例如处理一个或多个输入信号,以产生一个或多个输出信号。执行模块的硬件本身可结合软件和/或固件进行操作。在本文中所使用的模块可包含一个或多个子模块,这些子模块本身为模块。
[0094]虽然在本文中已经明确地描述了本发明的各种功能和特征的特定组合,但是这些特征和功能也能具有其他组合。本发明不受到在本文中所公开的特定实例的限制,并且明确地包含这些其他的组合。
【权利要求】
1.一种在通信地耦接至与车辆相关的汽车区域网络AAN的装置中使用的方法,所述方法包括: 从所述车辆获得输入,所述输入表示所述车辆的当前操作环境; 获得控制策略,所述控制策略表示对于至少当前的操作环境下所述装置的用电量与所述装置的性能水平之间的平衡;以及 根据来自所述车辆的所述输入与所述控制策略,控制所述装置的通信接口的至少PHY部分的电力状态。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括: 从车辆乘员配置文件获得输入,所述配置文件包括与所述控制策略相关的乘员偏好;以及 至少部分根据所述乘员偏好,控制所述通信接口的所述电力状态。
3.根据权利要求1所述的方法,其中: 来自所述车辆的所述输入包括与所述车辆的目的地以及所述车辆的当前位置相关的/[目息;以及 所述控制策略规定 用电量与性能之间的所述平衡至少取决于所述目的地和所述当前位置。
4.一种系统,包括耦接至与车辆相关的汽车区域网络AAN的多个装置,所述系统包括: 受控装置,通过通信接口耦接至所述AAN ; 控制器,包括: 存储器,存储一个或多个控制策略; 车辆接口,被耦接以用于从所述车辆接收输入,所述输入表示所述车辆的当前操作环境; 处理器,被配置为根据来自所述车辆的所述输入与所述一个或多个控制策略,控制所述受控装置的所述通信接口的电力状态。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述受控装置进一步包括: 装置存储器,存储与存储在所述控制器的所述存储器内的所述一个或多个控制策略对应的装置控制策略;并且其中, 所述处理器被配置为通过将表示所述受控装置要使用所述装置控制策略中的哪一个的信息传输给所述受控装置,来控制与所述受控装置相关联的通信链路的电力状态。
6.根据权利要求4所述的系统,进一步包括: 车辆子系统,通过子网络通信接口耦接至所述AAN ; 所述处理器进一步被配置为根据来自所述车辆的所述输入和所述控制策略控制所述子网络通信接口的电力状态。
7.根据权利要求4所述的系统,其中,所述处理器进一步被配置为: 至少部分根据来自所述车辆的所述输入,选择多个可用控制策略中的至少一个来实施。
8.根据权利要求4所述的系统,其中,所述处理器进一步被配置为: 根据来自所述车辆的所述输入和所述一个或多个控制策略,对所述受控装置选择性地禁用以太网供电。
9.根据权利要求4所述的系统,其中,所述处理器进一步被配置为: 随着时间动态地重新平衡所述受控装置的用电量和性能水平,以应对所述车辆的操作环境的变化。
10.一种通信链路控制器,用在与车辆相关的汽车区域网络(AAN)中,并且包括具有要被控制的通信接口的装置,所述通信链路控制器包括: 存储器,被配置为存储一个或多个控制策略; 车辆接口,被配置为从所述车辆接收输入,所述输入表示所述车辆的当前操作环境;处理器,被配置为根据来自所述车辆的所述输入与所述一个或多个控制策略,控制所述装置的所述通信接口的电力状`态。
【文档编号】B60R16/02GK103795776SQ201310523153
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】瓦埃勒·威廉·迪亚卜 申请人:美国博通公司
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