防侧倾力矩分配主动悬架

摘要

本发明公开了一种用于控制车辆的悬架的系统，该系统包括：多个传感器；防侧倾力矩模块，防侧倾力矩模块被配置为至少基于车辆的第一操作参数来确定前比总防侧倾力矩分配；至少一个悬架致动器；和悬架控制模块，该悬架控制模块被配置为基于所确定的前比总防侧倾力矩分配来控制该至少一个悬架致动器。本发明公开了一种产生用于车辆的防侧倾力矩分配模块的方法，该方法包括：确定该车辆的转向不足特性；确定该车辆的最大横向加速度；基于所确定的最大横向加速度来调整该转向不足特性；确定参考转向不足特性；使用该车辆的非线性准静态模型确定多个参考横摆率和多个前馈贡献；将该参考横摆率存储在第一查找表中；以及将该前馈贡献存储在第二查找表中。

说明书

技术领域

本公开涉及车辆控制系统，并且更具体地涉及用于车辆悬架控制的系统和方法。

背景技术

通常，车辆的防侧倾力矩是围绕车辆的侧倾轴线的力矩，该力矩抵消了车身围绕相同轴线的旋转(例如，在转弯期间由车辆的横向加速度引起的旋转)。车辆的前轴和后轴之间的防侧倾力矩分配的变化对转弯响应具有影响，尤其是在接近转弯极限的横向加速度水平下。这是由典型汽车轮胎的非线性行为引起的，其特征在于横向力(F

车辆的前悬架系统上的防侧倾力矩的增加以及因此负载传递的增加增加了车辆的转向不足。相反地，车辆的后悬架系统上的防侧倾力矩的增加减少了车辆的转向不足。由于对车辆转向不足的控制意味着针对给定转向输入和车辆速度的车辆横摆率的变化，因此可以采用对前比总防侧倾力矩分配的控制来进行车辆横摆率控制。因此，可控悬架系统可用于跟踪参考横摆率。

因此，存在需要用于通过改变前比总悬架防侧倾力矩分配来进行横摆率控制的系统和方法。

此处提供的背景技术描述是为了大体呈现本公开的上下文。既不明确地也不隐含地承认本发明所署名发明人在本背景技术部分中描述的范围内的工作，以及在提交时可能不符合现有技术的描述的各方面为针对本公开的现有技术。

发明内容

公开了一种用于控制车辆的悬架的系统。该系统包括多个传感器。该多个传感器中的每个传感器被配置为测量该车辆的操作参数。该系统进一步包括：防侧倾力矩模块，该防侧倾力矩模块被配置为基于由该多个传感器中的第一传感器测量的该车辆的至少第一操作参数来确定前比总防侧倾力矩分配；至少一个悬架致动器；和悬架控制模块，该悬架控制模块被配置为基于所确定的前比总防侧倾力矩分配来控制该至少一个悬架致动器。

在其他特征中，该防侧倾力矩模块包括前馈模块，该前馈模块被配置为至少基于该车辆的第一操作参数来确定前馈贡献。该前比总防侧倾力矩分配是基于所确定的前馈贡献。

在另外的特征中，该前馈模块包括第一查找表。该第一查找表包括第一多个条目，并且该第一多个条目中的每个条目包括基于该车辆的非线性准静态模型的前馈贡献值。该前馈模块被进一步配置为(i)基于该第一操作参数选择该第一查找表的该第一多个条目中的第一条目，以及(ii)基于该第一多个条目中的该第一条目确定该前馈贡献。

在其他特征中，该防侧倾力矩模块包括横摆率模块，该横摆率模块被配置为至少基于该车辆的该第一操作参数来确定参考横摆率。该前比总防侧倾力矩分配是基于所确定的参考横摆率。

在另外的特征中，该横摆率模块包括第二查找表。该第二查找表包括第二多个条目，并且该第二多个条目中的每个条目包括基于该车辆的该非线性准静态模型的参考横摆率值。该横摆率模块被进一步配置为(i)选择该第二查找表的该第二多个条目中的第一条目，并且(ii)基于该第二多个条目中的该第一条目确定该参考横摆率。

在其他特征中，该防侧倾力矩模块包括误差模块和反馈模块，该误差模块被配置为基于(i)该参考横摆率和(ii)由该多个传感器中的第二传感器测量的该车辆的第二操作参数来确定横摆率误差，并且该反馈模块被配置为基于该横摆率误差来确定反馈贡献。该第二操作参数是该车辆的横摆率。该反馈模块被配置为通过基于比例项、积分项和微分项对横摆率误差施加校正来确定该反馈贡献。在另外的特征中，该防侧倾力矩模块包括被配置为基于该前馈贡献和该反馈贡献来确定该前比总防侧倾力矩分配的前比总模块。

在其他特征中，该防侧倾力矩模块包括调整模块，该调整模块被配置为基于(i)该前馈贡献和(ii)该横摆率误差或该车辆的后轴的滑移角中的至少一者来确定经调整的前馈贡献。该防侧倾力矩模块还包括被配置为基于该经调整的前馈贡献和该反馈贡献来确定该前比总防侧倾力矩分配的前比总模块。

公开了一种控制车辆的悬架的方法。该方法包括：获得该车辆的多个操作参数；基于该车辆的该多个操作参数中的至少第一操作参数来确定前比总防侧倾力矩分配；以及基于所确定的前比总防侧倾力矩分配来调整该车辆的至少一个可控悬架致动器。

在其他特征中，该方法包括至少基于该车辆的该第一操作参数来确定前馈贡献。该前比总防侧倾力矩分配是基于所确定的前馈贡献。

在另外的特征中，确定该前馈贡献包括从第一查找表中选择第一条目。该第一查找表包括第一多个条目，并且该第一多个条目中的每个条目包括基于该车辆的非线性准静态模型的前馈贡献值。

在其他特征中，该方法包括至少基于该车辆的该第一操作参数来确定参考横摆率。该前比总防侧倾力矩分配是基于所确定的参考横摆率。

在另外的特征中，确该定参考横摆率包括从第二查找表中选择第一条目。该第二查找表包括第二多个条目，并且该第二多个条目中的每个条目包括基于该车辆的该非线性准静态模型的参考横摆率值。

在其他特征中，该方法包括基于(i)该参考横摆率和(ii)该车辆的该多个操作参数中的第二操作参数来确定横摆率误差。该第二操作参数是该车辆的横摆率。该方法还包括基于比例项、积分项和微分项对横摆率误差施加校正以确定反馈贡献。在另外的特征中，确定该前比总防侧倾力矩分配包括将该前馈贡献添加到该反馈贡献。

在其他特征中，该方法包括基于(i)该前馈贡献和(ii)该横摆率误差或该车辆的后轴的滑移角中的至少一者来确定经调整的前馈贡献。确定该前比总防侧倾力矩分配包括将该经调整的前馈贡献添加到该反馈贡献。

公开了一种产生用于车辆的防侧倾力矩分配模块的方法。该方法包括：确定该车辆的转向不足特性；确定该车辆的最大横向加速度；基于所确定的最大横向加速度调整该车辆的该转向不足特性；确定参考转向不足特性；使用该车辆的非线性准静态模型基于(i)该最大横向加速度和(ii)该参考转向不足特性来确定多个参考横摆率；将该多个参考横摆率存储在该防侧倾力矩分配模块中的第一查找表中；以及使用该车辆的该非线性准静态模型来确定多个前馈贡献。该多个前馈贡献中的每个前馈贡献可用于确定该车辆的前比总防侧倾力矩分配。该方法进一步包括将该多个前馈贡献存储在该防侧倾力矩分配模块中的第二查找表中。

在其他特征中，该车辆的该非线性准静态模型包括等式和不等式的集合。确定该转向不足特性包括使用(i)增加的横向加速度值和(ii)恒定的速度值开始求解等式和不等式的该集合，并且响应于不能找到等式和不等式的该集合的有效解而停止。

在其他特征中，确定该车辆的该最大横向加速度包括对成本函数执行最小化程序。在另外的特征中，确定该多个参考横摆率和确定该多个前馈贡献包括在不使用前向时间积分的情况下求解等式和不等式的该集合。

通过具体实施方式、权利要求书和附图，本公开的其他适用领域将变得显而易见。具体实施方式和特定示例仅是为了说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

通过具体实施方式和附图，将更全面地理解本公开。

图1是包括根据本公开的教导的防侧倾力矩分配系统的车辆的示意图。

图2是根据本公开原理的示例防侧倾模块的功能框图。

图3A是车辆的俯视图，描绘了在车辆的准静态模型中使用的变量。

图3B是车辆的后视图，描绘了在车辆的准静态模型中使用的变量。

图4使用车辆的准静态模型产生防侧倾模块的方法的流程图。

图5是示出了根据本公开的教导的在车辆中执行悬架控制的示例方法的流程图。

在附图中，可重复使用附图标号以标识类似和/或相同的元件。

具体实施方式

上述描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。图1示出了包括防侧倾力矩分配系统的车辆100。车辆100包括车身102、被配置为设置和/或调整车辆的可控悬架部件的悬架控制模块110以及被配置为基于车辆100的操作参数确定前比总防侧倾力矩分配的防侧倾力矩分配模块120。车辆100还包括被配置为测量车辆100的操作参数的传感器130。在一些实施方式中，传感器130包括方向盘角度传感器、速度传感器、纵向加速度传感器和横摆率传感器。在其他实施方式中，传感器130可包括附加或不同的传感器。虽然车辆100已经被描述为客车，但是本文描述的防侧倾力矩分配系统可以被适当地结合为其他类型车辆的一部分和/或结合在其他类型的应用中，诸如结合有独立前悬架系统和/或独立后悬架系统的车辆。

车辆100包括第一前轮140。第一前轮140包括第一前可控悬架致动器145。悬架控制模块110连接到第一前可控悬架致动器145。悬架控制模块110被配置成设定和/或调整由第一前可控悬架致动器145施加到第一前轮140的竖直力。

此外，车辆100包括第二前轮150。第二前轮150包括第二前可控悬架致动器155。悬架控制模块110连接到第二前可控悬架致动器155。悬架控制模块110被配置成设定和/或调整由第二前可控悬架致动器155施加到第二前轮150的竖直力。

车辆100还包括第一后轮160。第一后轮160包括第一后可控悬架致动器165。悬架控制模块110连接到第一后可控悬架致动器165。悬架控制模块110被配置成设定和/或调整由第一后可控悬架致动器165施加到第一后轮160的竖直力。

此外，车辆100包括第二后轮170。第二后轮170包括第二后可控悬架致动器175。悬架控制模块110连接到第二后可控悬架致动器175。悬架控制模块110被配置成设定和/或调整由第二后可控悬架致动器175施加到第二后轮170的竖直力。

防侧倾力矩分配模块120生成前比总信号。前比总信号的值表示保持车辆100的特定转弯行为所需的前比总防侧倾力矩分配(f)。前比总防侧倾力矩分配(f)可表示为车辆100的前可控防侧倾力矩贡献(M

悬架控制模块110基于由防侧倾力矩分配模块120生成的前比总信号设置和/或调整车辆100的可控悬架部件，例如，第一前可控悬架致动器145、第二前可控悬架致动器155、第一后可控悬架致动器165、第二后可控悬架致动器175。例如，悬架控制模块110可基于以下公式控制第一前可控悬架致动器145和第二前可控悬架致动器155：

M

M

悬架控制模块可使用以下公式控制第一后可控悬架致动器165和第二后可控悬架致动器175：

M

车辆100的—例如，来自第一后可控悬架致动器165和第二后可控悬架致动器175的防侧倾力矩贡献。

虽然车辆100已被描绘为包括位于每个车辆拐角的可控悬架致动器，但本文所述的防侧倾力矩分配系统可被适当地结合作为其他类型的车辆的一部分和/或结合在其他类型的应用中。例如，本文所述的防侧倾力矩分配系统可适当地结合到具有仅位于前拐角或后拐角上的可控悬架致动器的车辆中、结合到具有位于前轴、后轴或两个轴上的可控防侧倾杆(即，稳定杆)的车辆中、或者结合到具有能够控制车辆100的至少一个车轴的车轮上的竖直负载的任何其他系统的车辆中。

图2是防侧倾力矩分配模块120的功能框图。防侧倾力矩分配模块120包括前馈模块220、参考横摆率模块230、横摆率误差模块240、比例-积分-微分(PID)反馈模块250以及前比总分配模块260。在一些实施方式中，防侧倾力矩分配模块120还包括调整模块265。前馈模块220和参考横摆率模块230从各种车辆传感器(诸如传感器130)接收表示与车辆100相关联的不同操作参数的信号。信号可包括方向盘角度信号270、速度信号272和加速度信号274。方向盘角度信号270表示车辆100的前轮的当前角度。速度信号272和加速度信号274分别表示车辆100的当前速度和纵向加速度。

前馈模块220基于传感器信号的值生成前馈信号。前馈信号表示对与车辆100的当前操作参数(即，所接收的传感器信号的值)相关联的前比总防侧倾力矩分配的前馈贡献。前馈模块220包括存储多个前馈贡献值的查找表。每个存储的前馈贡献值与车辆参数的唯一集合相关联。例如，每个前馈贡献值可与方向盘角度、速度和纵向加速度相关联。每个前馈贡献值还可与不同或附加的车辆参数(诸如轮胎-道路摩擦系数(μ)相关联。存储的前馈贡献值和相关联的车辆操作参数是基于车辆100的非线性准静态模型。前馈模块220将所接收的传感器信号的值与查找表中存储的值进行比较。例如，前馈模块220选择与车辆参数相关联的存储的前馈值，该车辆参数与方向盘角度信号270、速度信号272和加速度信号274的值匹配。前馈模块220基于所选择的前馈值生成前馈信号，然后输出所生成的信号。例如，如果防侧倾力矩分配模块120包括调整模块265，则前馈信号被输出到调整模块265。否则，前馈模块220将前馈信号输出到前比总分配模块260。

参考横摆率模块230基于传感器信号的值生成参考横摆率信号。参考横摆率信号表示与车辆100的当前操作参数(例如，来自传感器的信号的值)相关联的横摆率。参考横摆率模块230包括存储多个横摆率的查找表。查找表中的每个横摆率与车辆操作参数的集合相关联。例如，每个横摆率可与方向盘角度、速度和纵向加速度相关联。每个横摆率值还可与其他车辆操作参数(诸如轮胎-道路摩擦系数(μ)相关联。类似于前馈模块220中存储的前馈值，所存储的横摆率和相关联的车辆参数是基于车辆100的非线性准静态模型。参考横摆率模块230将方向盘角度信号270、速度信号272和加速度信号274的当前值匹配到所存储的横摆率，然后输出表示所存储的横摆率的信号。

在各种实施方式中，前馈模块220和参考横摆率模块230可使用车辆100或加速踏板输入和制动踏板输入的牵引和制动中的扭矩需求来代替速度信号272和/或加速度信号274。前馈模块220和参考横摆率模块230还可接收估计的当前轮胎-道路摩擦系数(μ)。在其他实施方式中，前馈模块220和参考横摆率模块230可接收表示车辆100的前轮的平均转向角度的信号来代替方向盘角度信号270。在一些实施方式中，前馈模块220和参考横摆率模块230可使用替代信号和/或附加信号来分别生成前馈信号和参考横摆率信号。

横摆率误差模块240被配置为生成横摆率误差信号。横摆率误差模块240接收由参考横摆率模块230生成的参考横摆率信号。横摆率误差模块240还接收表示车辆100的当前横摆率的横摆率信号242。横摆率误差模块240将参考横摆率与车辆100的当前横摆率进行比较，并且输出表示参考横摆率的值与车辆100的当前横摆率的值之间的差的横摆率误差信号。横摆率误差模块240将横摆率误差信号输出到PID反馈模块250。横摆率误差模块240还可将横摆率误差信号输出到调整模块265。

PID反馈模块250被配置为接收横摆率误差信号并且输出反馈贡献信号。例如，PID反馈模块250基于比例项、积分项和微分项来对横摆率误差信号施加校正。PID反馈模块250然后输出校正的结果作为反馈贡献信号。

调整模块265被配置为输出经调整的前馈贡献信号。在一些实施方式中，调整模块265接收表示车辆100的后轴(β

f

w

在一些实施方式中，调整模块265包括用于确定w

第一因子(w

Δr

V是车辆100的速度。a

第二因子(w

β

TF为一阶低通滤波器。TF的值可使用以下公式确定：

f

前比总分配模块260从调整模块265接收由PID反馈模块250生成的反馈贡献信号以及由前馈模块220生成的前馈信号或经调整的前馈信号。前比总分配模块260将前馈信号或经调整的前馈信号加到反馈贡献信号以生成前比总信号276。前比总分配模块260然后输出前比总信号276—例如，输出到悬架控制模块110。

存储在前馈模块220中的前馈贡献值和存储在参考横摆率模块230中的参考横摆率是基于车辆100的非线性准静态模型。准静态模型用于针对给定速度下的纵向加速度的非零值来计算车辆100的转向不足特性。在时域中的仿真模型的情况下，此类计算并不是微不足道的任务，因为它需要仔细设置多个操纵。该属性使得准静态模型对于非线性前馈贡献的设计是理想的。为了跟踪一般的稳态参考横摆率，对应的稳态前比总防侧倾力矩分配是驾驶员输入和车辆操作条件(即，车辆操作参数)的非线性函数。在各种实施方式中，准静态模型具有八个自由度，例如，车辆100的纵向运动、横向运动、侧倾运动和横摆运动以及车辆100的每个车轮的旋转。在一些实施方式中，准静态模型可具有七个或更少的自由度。在其他实施方式中，准静态模型可具有九个或更多个自由度。

在实践中，考虑到车辆100的转弯行为的复杂性，不能通过单个开放公式确定实际稳态前比总防侧倾力矩分配。此外，所使用的参考横摆率和前馈贡献值必须彼此一致，并且与车辆100的可实现的转弯响应和致动器限制两者兼容。因此，参考横摆率和前馈贡献基于离线车辆100的非线性准静态车辆模型来确定并存储在相应查找表中。查找表使得防侧倾力矩分配模块120能够实时确定对应于车辆100的操作参数的前馈贡献和参考横摆率，同时确保所确定的值彼此一致，并且可与车辆100的可实现的转弯响应和致动器限制两者兼容。

前馈模块220和参考横摆率模块230中的查找表使用准静态模型离线生成，以计算对于稳态前馈前比总防侧倾力矩分配(f

图3A和图3B描绘了与车辆100的非线性准静态模型相关联的各种变量。图3A是车辆100的俯视图，并且图3B是车辆100的后视图。参考图3A和图3B，在所得的代数方程集合中：m是车辆100的质量；CG是车辆100的重心；u是速度矢量在重心处沿着车辆参考系统的纵向轴线的分量；v是速度矢量在重心处沿着车辆参考系统的横向轴线的分量；r是车辆横摆率；F

在一些实施方式中，车辆100的纵向力平衡可以使用以下公式来计算：

车辆100的横向力平衡可以使用以下公式计算：

车辆100的横摆力矩平衡可使用以下公式计算：

车辆100的侧倾力矩平衡可使用以下公式来计算：

此外，车辆100的第i车轮的力矩平衡可以使用以下公式计算：

T

第i车轮的角加速度((ω

R

可使用以下公式和不等式计算第一前轮140(F

F

可使用以下公式和不等式计算第一后轮160(F

F

关于计算竖直轮胎负载(

可以使用以下公式计算车辆100的前防侧倾力矩(M

M

M

类似地，可以使用以下公式计算车辆100的后防侧倾力矩(M

M

M

可使用各种方法来计算车辆100的所有可控悬架致动器的总防侧倾力矩(M

在时域中没有前向积分的情况下求解车辆100的准静态模型的方程。在各种实施方式中，可以使用Matlab非线性优化函数f

在图4中，流程图示出了产生用于车辆的防侧倾力矩分配模块(诸如车辆100的防侧倾力矩分配模块120)的示例方法。该方法在410处开始，计算被动车辆(即，没有防侧倾力矩分配系统的车辆100)的转向不足特性。针对横向加速度(a

该方法以420继续，其中确定车辆100的横向加速度(a

J

该优化使用非线性准静态模型公式作为等式和不等式约束的集合。在其他实施方式中，可使用另选的成本函数公式。例如，如果需要不同于空挡转向的极限转弯响应，则术语w

δ

针对a

该方法以430继续，其中定义了实现期望的车辆转弯响应所必要的参考转向不足特性。例如，期望的车辆响应可能比被动车辆的转向不足小。参考转向不足特性不应与420中确定的最大可实现的横向加速度和极限转向不足特性相冲突。参考转向不足特性可表示为具有三个参数k

可(例如，通过计算机的图形用户界面)呈现被动车辆的转向不足特性、极限转向不足特性和参考转向不足特性的曲线的可视化。然后计算在实际转向角(δ

车辆的轴距由l表示。在其他实施方式中，方向盘角度而不是在车轮处的转向角可用于限定参考转向不足特性。

该方法以440继续，其中确定参考横摆率设计。在430中，对于V和Θ的不同值(用作查找表的断点)，参考转向不足特性的转向角计算为横向加速度(a

δ

该方法以450继续。在450处，确定前比总防侧倾力矩分配的前馈贡献值。求解准静态模型以确定实现参考转向不足特性所需的所需的前比总防侧倾力矩比率。在一些实施方式中，在求解准静态模型时，r

图5是描绘基于预先存储的前馈和参考横摆率值来控制车辆的悬架的示例方法的流程图。在各种实施方式中，控制可由悬架控制模块110和防侧倾力矩分配模块120执行。控制在510处开始，其中控制获得车辆100的操作参数。例如，获得车轮的转向角以及车辆的速度和纵向加速度。在一些实施方式中，获得车辆100的方向盘的角度，而不是车轮的实际转向角。类似地，可以获得加速踏板位置和制动踏板位置来代替车辆的速度和纵向加速度。然后控制以520继续。

在520处，控制器基于所获得的车辆操作参数来确定对车辆100的前比总防侧倾力矩和参考横摆率的前馈贡献。例如，前馈模块220将所获得的车辆操作参数与存储在第一查找表中的值进行比较。前馈模块220选择与所获得的车辆参数相关联的存储的前馈值。防侧倾力矩分配模块120使用所选择的前馈值作为前馈贡献。

类似地，参考横摆率模块230将所获得的车辆参数与存储在第二查找表中的值进行比较。参考横摆率模块230选择与所获得的车辆参数相关联的存储的参考横摆率值。防侧倾力矩分配模块120使用所选择的参考横摆率值作为参考横摆率。控制随后进行到530。

在530处，控制获得车辆的实际横摆率。例如，控制可从位于车辆中的横摆率传感器读取信号的值。然后控制进行到540，其中确定横摆率误差。控制器基于所确定的参考横摆率和所获得的车辆的实际横摆率来计算横摆率误差。控制以550继续。

在550处，控制确定对车辆的前比总防侧倾力矩分配的反馈贡献。控制器基于所确定的横摆率误差来确定反馈贡献的值。例如，控制可基于比例项、积分项和微分项对横摆率误差施加校正。校正的结果是反馈贡献。在一些实施方式中，控制进行到560，例如，当防侧倾力矩分配模块120包括调整模块265时。在其他实施方式中，控制进行到570。

在560处，控制调整在520处确定的前馈贡献。例如，防侧倾力矩分配模块120的调整模块265可将渐进停用算法应用于前馈贡献，以防止极端条件下的不期望的系统响应。停用算法可包括应用于前馈贡献的传递函数。在各种实施方式中，传递函数可以是一阶低通滤波器。在一些实施方式中，传递函数可具有5Hz的截止频率。在其他实施方式中，传递函数可具有1Hz的截止频率。在其他实施方式中，传递函数可具有在1Hz和5Hz之间的截止频率。控制随后进行到570。

在570处，控制基于反馈贡献以及在520处确定的前馈贡献或在560处确定的经调整的前馈贡献来确定前比总防侧倾力矩比率(f)。例如，控制可将前馈贡献或经调整的前馈贡献添加到反馈贡献中。所得的总和为前比总防侧倾力矩(f)。控制基于前比总防侧倾力矩分配来设置和/或调整车辆100的可控悬架致动器。控制随后返回到510。

上述描述本质上仅是例示性的，绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导内容可以多种形式实现。因此，虽然本公开包括具体示例，但是本公开的真实范围不应受到如此限制，由于在对附图、说明书和以下权利要求书进行研究后，因此其他修改型式将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可按不同的顺序(或同时)执行。此外，虽然上文将实施方案中的每个实施方案描述为具有某些特征部，但是相对于本公开的任何实施方案描述的那些特征部中的任一个或多个特征部可在任何其他实施方案的特征部中实现和/或与任何其他实施方案的特征部组合实现，即使未明确描述该组合。换句话讲，所述实施方案不是互相排斥的，并且一个或多个实施方案彼此的排列保持在本公开的范围内。

使用多种术语，包括“连接”、“接合”、“联接”、“邻近”、“靠近”、“在顶部”、“上方”、“下方”和“设置”来描述元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系。当在以上公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，除非明确地描述为“直接的”，否则该关系可为其中在第一元件与第二元件之间不存在其他居间元件的直接关系，但是也可为其中在第一元件与第二元件之间存在一个或多个居间元件(在空间上或功能上)的间接关系。

如本文所用，短语A、B和C中的至少一者应被理解为意指使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)，并且不应被理解为意指至少一个A、至少一个B和至少一个C。术语子集不一定需要适当的子集。换句话讲，第一集合的第一子集可与第一集合共延(相等)。

在附图中，箭头的方向(如箭头头部所示)通常展示图示所关注的信息流(诸如数据或指令)。例如，当元素A和元素B交换各种信息但从元素A传输到元素B的信息与图示相关时，箭头可从元素A指向元素B。该单向箭头并不意味着没有其他信息从元素B传输到元素A。此外，对于从元素A发送到元素B的信息，元素B可以将对信息的请求或接收对信息的确认发送到元素A。

在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以被术语“电路”代替。术语“模块”可指以下各项、为以下各项的一部分或包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或组)；提供所描述的功能的其他合适的硬件组件；或上述中的一些或全部的组合(诸如在片上系统中)。

模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以实现连接到局域网(LAN)或无线个人局域网(WPAN)的有线或无线接口。LAN的示例是电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.11-2016(也称为WIFI无线联网标准)和IEEE标准802.3-2015(也称为以太网有线联网标准)。WPAN的示例是来自蓝牙技术联盟(Bluetooth Special InterestGroup)的蓝牙无线联网标准和IEEE标准802.15.4。

该模块可使用接口电路来与其他模块进行通信。尽管模块在本公开中可被描绘为与其他模块直接逻辑通信，但在各种实施方式中，模块实际上可经由通信系统进行通信。通信系统包括物理和/或虚拟联网设备，诸如集线器、交换机、路由器和网关。在一些实施方式中，通信系统连接到或遍历广域网(WAN)，诸如互联网。例如，通信系统可以包括使用包括多协议标签交换(MPLS)和虚拟专用网络(VPN)的技术通过互联网或点对点租用线路彼此连接的多个LAN。

在各种实施方式中，模块的功能可分配在经由通信系统连接的多个模块之间。例如，多个模块可实现由负载平衡系统分配的相同功能。在另一个示例中，模块的功能可在服务器(也称为远程或云)模块和客户端(或用户)模块之间拆分。

模块的一些或所有硬件特征可使用用于硬件描述的诸如IEEE标准1364-2005(通常称为“Verilog”)和IEEE标准1076-2008(通常称为“VHDL”)的语言来定义。硬件描述语言可用于制造和/或编程硬件电路。在一些实施方式中，模块的一些或所有特征可由诸如IEEE1666-2005(通常称为“SystemC”)的语言定义，该语言涵盖代码(如下所述)和硬件描述两者。

如以上所使用的，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块中的一些或全部代码的单个处理器电路。术语组处理器电路涵盖与附加处理器电路组合执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程或上述的组合。术语共享存储电路涵盖存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储电路。术语组存储电路涵盖与附加存储器组合以存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储电路。

术语存储电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所用，术语计算机可读介质不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的暂时性电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储电路或掩码只读存储电路)、易失性存储电路(诸如静态随机存取存储电路或动态随机存取存储电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。

本申请中描述的设备和方法可以由通过配置通用计算机以执行计算机程序中体现的一个或多个特定函数而创建的专用计算机来部分或完全地实现。上述功能块和流程图元素用作软件规范，该软件规范可以通过熟练的技术人员或程序员的常规作业转换为计算机程序。

计算机程序包括存储在至少一种非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一种或多种操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。

计算机程序可包括：(i)待解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript Object Notation)，(ii)汇编代码、(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)供解译器执行的源代码、(v)供即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例，源代码可使用来自包括C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、