DE102010038435A1

DE102010038435A1 - Method for processing sensor signal super-imposed by interference signal in electronic stability program in vehicle to aid driver, during driving of vehicle, involves processing sensor signals under consideration of tolerance information

Info

Publication number: DE102010038435A1
Application number: DE201010038435
Authority: DE
Inventors: Michael Hofsaess; Arnd Gangei; Manfred Abendroth; Christoph Emde; Achim Pruksch; Georg Fetzer; Joerg Martin Schumacher; Andreas Schmidtlein; Dirk Droste; Michael Klauss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2012-02-02

Abstract

The method involves determining tolerance information i.e. signal values (9) depending on an interference signal, and transmitting sensor signals (3, 5) and the tolerance information to an application unit (2), which processes the sensor signals under consideration of the tolerance information. The information is determined from characteristics of the interference signal. Amplitude and/or duration of the interference signal is determined and weighed to produce a weighed signal (15). The sensor signals exhibit different tolerances according to the type of the interference signal. An independent claim is also included for a device for processing a sensor signal.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Sensorsignals.The invention relates to a method and an apparatus for processing a sensor signal.

Moderne Fahrzeuge enthalten üblicherweise eine ganze Reihe von Assistenz- und Regelungssystemen, wie zum Beispiel ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm), die den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Diese Systeme verarbeiten verschiedenste Sensorsignale, die von entsprechenden Sensoren geliefert werden. Bei sicherheitskritischen Anwendungen, wie zum Beispiel ESP, ist eine hohe Signalqualität der Sensorsignale sehr wichtig, da die Anwendung sonst falsch reagiert. Die Sensorsignale werden daher ständig überwacht.Modern vehicles typically include a whole range of assistance and control systems, such as ESP (Electronic Stability Program), which assist the driver in driving the vehicle. These systems process a variety of sensor signals, which are supplied by corresponding sensors. In safety-critical applications, such as ESP, high signal quality of the sensor signals is very important, otherwise the application will react incorrectly. The sensor signals are therefore constantly monitored.

Zur Überwachung der Signale wird üblicherweise ein Störsignalpegel ermittelt. Wenn der Störsignalpegel innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt, wird das Sensorsignal vom System als gültig erkannt und weiterverarbeitet. Überschreitet der Störsignalpegel dagegen einen vorgegebenen Schwellenwert, wird ein Fehlerbit gesetzt und das betreffende Sensorsignal ignoriert. In diesem Fall wird in einer Phase, in der das Signal als ungültig erkannt wurde, beispielsweise der letzte gültige Wert des Störsignals verwendet oder das System in einem Notfallmodus betrieben. Folge dieses Verfahrens ist insbesondere eine niedrigere Systemverfügbarkeit und eine verschlechterte Funktion des Systems.To monitor the signals, a noise level is usually determined. If the interference signal level is within a predetermined value range, the system recognizes the sensor signal as valid and processes it further. On the other hand, if the noise level exceeds a predetermined threshold, an error bit is set and the relevant sensor signal is ignored. In this case, in a phase in which the signal was detected as invalid, for example, the last valid value of the interference signal is used or the system is operated in an emergency mode. The consequence of this method is in particular a lower system availability and a deteriorated function of the system.

Die Festlegung einer bestimmten Schwelle für den gültigen bzw. ungültigen Signalbereich bringt außerdem weitere Probleme mit sich. Ein zu kleiner Schwellenwert indiziert Fehlalarme und reduziert somit die Systemverfügbarkeit. Ein zu hoher Schwellenwert bringt dagegen die Gefahr mit sich, ein fehlerhaftes Signal nicht zu erkennen und eine falsche Reaktion des Assistenzsystems auszulösen.Setting a specific threshold for the valid or invalid signal range also introduces further problems. Too small a threshold indicates false alarms and thus reduces system availability. On the other hand, an excessively high threshold entails the risk of not recognizing a faulty signal and triggering an incorrect reaction of the assistance system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist somit die Aufgabe der vorliegend Erfindung, die Funktion eines signalverarbeitenden Systems bei Auftreten von Signalstörungen zu verbessern.It is therefore the object of the present invention to improve the function of a signal processing system in the event of signal interference.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by the features specified in the independent claims. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, aus dem Sensorsignal eine Information über die Toleranz des Sensorsignals zu ermitteln und das Sensorsignal zusammen mit der Toleranzinformation an die signalverarbeitende Applikation, wie zum Beispiel das Steuergerät eines Fahrerassistenzsystems, zu übertragen. Unter dem Begriff „Toleranzinformation” wird in diesem Zusammenhang jede Information verstanden, aus der die Toleranzbreite des Sensorsignals abgeleitet werden kann oder die selbst die Toleranz des Sensorsignals angibt. Die Applikation kann das Sensorsignal dann unter Berücksichtigung der Toleranzinformation weiter verarbeiten und ihre Betriebsweise entsprechend einstellen. Wenn z. B. das Signal eines Gierratensensors aufgrund einer Signalstörung eine hohe Toleranz aufweist, kann ein Fahrdynamikregler seine Betriebsweise an diesen Umstand anpassen. Im Falle einer hohen Signaltoleranz kann z. B. ein Stelleingriff der Applikation stärker ausfallen als bei niedriger Toleranz. Das betreffende Fahrzeugsystem muss also nicht ausgesetzt oder basierend auf älteren Messwerten betrieben werden.According to the invention, it is proposed to determine information about the tolerance of the sensor signal from the sensor signal and to transmit the sensor signal together with the tolerance information to the signal-processing application, such as the control unit of a driver assistance system. The term "tolerance information" in this context means any information from which the tolerance width of the sensor signal can be derived or which itself indicates the tolerance of the sensor signal. The application can then further process the sensor signal taking into account the tolerance information and adjust its mode of operation accordingly. If z. B. the signal of a yaw rate sensor due to a signal disturbance has a high tolerance, a vehicle dynamics controller can adjust its operation to this circumstance. In the case of a high signal tolerance z. B. a control intervention of the application fail more than at low tolerance. The vehicle system in question must therefore not be suspended or operated on the basis of older measured values.

Die Toleranzinformation wird vorzugsweise aus dem im Sensorsignal enthaltenen Störsignal ermittelt. Dabei wird vorzugsweise die Amplitude und/oder Dauer des Störsignals berücksichtigt. Alternativ können die genannten Störsignalgrößen aber auch unmittelbar als Toleranzinformation genutzt werden, da sie bereits selbst eine Toleranzinformation darstellen.The tolerance information is preferably determined from the interference signal contained in the sensor signal. In this case, preferably the amplitude and / or duration of the interference signal is taken into account. Alternatively, however, the mentioned interference signal quantities can also be used directly as tolerance information since they themselves already represent tolerance information.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird die Amplitude und/oder Dauer des Störsignals gewichtet und die Toleranzinformation aus dem gewichteten Signal ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass bestimmte wiederkehrende Störungen mit kleiner Amplitude anders bewertet werden können als einmalige Störungen mit hoher Amplitude.According to a specific embodiment of the invention, the amplitude and / or duration of the interference signal is weighted and the tolerance information is determined from the weighted signal. This has the advantage that certain small-amplitude recurring perturbations can be rated differently than single high-amplitude perturbations.

Der (gewichtete oder ungewichtete) Störsignalpegel kann außerdem noch integriert werden. Die Toleranzinformation ist in diesem Fall der integrierte Störsignalpegel.The (weighted or unweighted) noise level can also be integrated. The tolerance information in this case is the integrated noise level.

Die Toleranzinformation wird vorzugsweise regelmäßig neu ermittelt. Nach jeder Bestimmung der Toleranzinformation wird die Integration vorzugsweise zurückgesetzt.The tolerance information is preferably determined again regularly. After each determination of the tolerance information, the integration is preferably reset.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verarbeiten eines Sensorsignals umfasst entsprechend einen Sensor, einen Störsignaldetektor und eine Einrichtung, die aus dem Störsignal eine Information über die Toleranz des Sensorsignals ermittelt. Das Sensorsignal und die Toleranzinformation werden über eine Kommunikationsschnittstelle an eine signalverarbeitende Applikation übertragen.A device according to the invention for processing a sensor signal accordingly comprises a sensor, an interference signal detector and a device which determines information about the tolerance of the sensor signal from the interference signal. The sensor signal and the tolerance information are transmitted via a communication interface to a signal processing application.

Das gegebenenfalls gefilterte Sensorsignal und die Toleranzinformation werden vorzugsweise über separate Kanäle an das zugehörige signalverarbeitende System, wie zum Beispiel ein Fahrzeugsystem, übertragen.The optionally filtered sensor signal and the tolerance information are preferably transmitted via separate channels to the associated signal processing system, such as a vehicle system.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Erzeugung der Toleranzinformation kann beispielsweise eine Gewichtungseinheit und/oder einen Integrator umfassen.The device according to the invention for generating the tolerance information may comprise, for example, a weighting unit and / or an integrator.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Überwachen eines Sensorsignals; 1 a schematic block diagram of an apparatus for monitoring a sensor signal;

2a den zeitlichen Verlauf eines ungefilterten Sensorsignals; 2a the time course of an unfiltered sensor signal;

2b ein gefiltertes, teilweise unterbrochenes Sensorsignal; 2 B a filtered, partially broken sensor signal;

2c den zeitlichen Verlauf eines Störsignalpegels; und 2c the time course of a noise level; and

2d ein gefiltertes Störsignal mit angepasstem Toleranzbereich. 2d a filtered interference signal with adjusted tolerance range.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Fahrzeugsystem, wie zum Beispiel einem Fahrdynamikregelungssystem, mit einer Vorrichtung 9 zum Überwachen eines Sensorsignals 3. Das ungefilterte Sensorsignal 3 ist auch in 2a dargestellt. 1 shows a section of a vehicle system, such as a vehicle dynamics control system, with a device 9 for monitoring a sensor signal 3 , The unfiltered sensor signal 3 is also in 2a shown.

Die Vorrichtung 14 umfasst einen Sensor 1, wie zum Beispiel einen Gierraten- oder Beschleunigungssensor, dessen Sensorsignal 3 auf zwei Kanäle ch1 und ch2 aufgeteilt wird. Im ersten Kanal ch1 befindet sich ein Tiefpassfilter 4, mit dem das Sensorsignal 3 gefiltert und somit geglättet wird. Das gefilterte Sensorsignal, das mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet ist, wird an eine signalverarbeitende Applikation, wie z. B. ein Steuergerät 2 eines Fahrdynamikreglers, übertragen.The device 14 includes a sensor 1 , such as a yaw rate or acceleration sensor, its sensor signal 3 is divided into two channels ch1 and ch2. In the first channel ch1 is a low-pass filter 4 with which the sensor signal 3 filtered and thus smoothed. The filtered sensor signal denoted by the reference numeral 5 is referred to, is sent to a signal processing application such. B. a controller 2 a driving dynamics controller, transmitted.

Der zweite Kanal ch2 dient dazu, aus dem Sensorsignal 3 eine Information über die Toleranz des Sensorsignals zu ermitteln. Die Toleranzinformation wird dann von der Applikation 2 genutzt, um ihre Funktion an die gegebene Signalqualität anzupassen. Bei Auftreten von starken Signalstörungen und daraus resultierender hoher Signaltoleranz kann die Applikation 2 z. B. einen stärkeren Stelleingriff durchführen als bei niedriger Signaltoleranz. Dadurch lässt sich die Funktion der Applikation verbessern.The second channel ch2 serves to remove the sensor signal 3 to determine information about the tolerance of the sensor signal. The tolerance information is then provided by the application 2 used to adapt their function to the given signal quality. If strong signal disturbances occur and resulting high signal tolerance, the application 2 z. B. perform a stronger control action than at low signal tolerance. This can improve the function of the application.

Der zweite Kanal ch2 umfasst hier einen Störsignaldetektor 6, der aus dem Sensorsignal 3 einen Störsignalpegel 12 (siehe 2c) und die Dauer des Störsignals 10 ermittelt. Ferner ist eine nachfolgende Gewichtungseinheit 7 vorgesehen, die die Amplitude und/oder Dauer des Störsignals gewichtet. Dadurch ist es möglich, bestimmte Störsignale anders zu bewerten als andere Störsignale. So können beispielsweise wiederkehrende Störungen mit kleiner Amplitude anders bewertet werden als einmalige Störungen mit hoher Amplitude.The second channel ch2 here comprises an interfering signal detector 6 that from the sensor signal 3 a noise level 12 (please refer 2c ) and the duration of the interference signal 10 determined. Further, a subsequent weighting unit 7 provided that weights the amplitude and / or duration of the interfering signal. This makes it possible to evaluate certain interference signals differently than other interference signals. For example, small-amplitude recurring perturbations may be rated differently than single high-amplitude perturbations.

Das gewichtete Signal 15 wird schließlich mittels eines Integrators 8 integriert und ein Signalwert 9 erzeugt, der von der Stärke und Dauer des Störsignals 10 abhängt. In diesem Fall bildet der Signalwert 9 die Information über die Toleranz des Sensorsignals 3.The weighted signal 15 finally, by means of an integrator 8th integrated and a signal value 9 generated by the strength and duration of the interfering signal 10 depends. In this case, the signal value forms 9 the information about the tolerance of the sensor signal 3 ,

2d zeigt das Sensorsignal 5 mit einem erweiterten Toleranzbereich, der vom Störsignal 10 abhängig ist. In den zeitlichen Abschnitten, in denen kein Störsignal 10 auftritt, beträgt die Toleranz des Sensorsignals 5 je nach Sensor üblicherweise wenige Prozent, zum Beispiel +/–3%. In den zeitlichen Abschnitten, in denen ein hoher Störsignalpegel 12 auftritt (siehe 2c), wächst der Toleranzbereich 13 des Sensorsignals 5 entsprechend, wie in 2d dargestellt ist. Die Applikation 2, die das Sensorsignal 5 verarbeitet, kann nun ihre Funktion an die erhöhte Toleranz anpassen. Die Fahrsicherheit wird somit verbessert. 2d shows the sensor signal 5 with an extended tolerance range, that of the interfering signal 10 is dependent. In the temporal sections, in which no interference signal 10 occurs, the tolerance of the sensor signal is 5 depending on the sensor usually a few percent, for example +/- 3%. In the temporal sections where a high noise level 12 occurs (see 2c ), the tolerance range increases 13 the sensor signal 5 accordingly, as in 2d is shown. The application 2 that the sensor signal 5 processed, can now adapt its function to the increased tolerance. Driving safety is thus improved.

Claims

Method for processing a sensor signal ( 3 . 5 ), which is caused by an interfering signal ( 10 ) is superimposed, wherein the sensor signal ( 3 . 5 ) depending on the type of interfering signal ( 10 ) has a different tolerance, characterized in that one of the interference signal ( 10 ) dependent tolerance information ( 9 ) and the sensor signal ( 3 . 5 ) together with the tolerance information ( 9 ) to an application ( 2 ) transmitting the sensor signal ( 3 . 5 ) taking into account the tolerance information ( 9 ) processed further.

Method according to Claim 1, characterized in that the tolerance information ( 9 ) from at least one property of the interfering signal ( 10 ) is determined.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the amplitude and / or duration of the interference signal ( 10 ) and the tolerance information ( 9 ) is determined depending on the amplitude and / or duration of the interfering signal.

Method according to Claim 3, characterized in that the amplitude and / or duration of the interference signal ( 1 ) and the tolerance information ( 9 ) depending on the weighted signal ( 15 ) is determined.

Method according to Claim 4, characterized in that the weighted signal ( 15 ) and the integrated signal ( 9 ) of the application ( 2 ) as tolerance information ( 9 ) is processed further.

Method according to claim 5, characterized in that the application ( 2 ) the information ( 9 ) queries regularly and the integration is reset after each query.

Contraption ( 14 ) for processing a sensor signal ( 3 . 5 ) with an interfering signal detector ( 6 ), the one in the sensor signal ( 3 . 5 ) contained interference signal ( 10 ), characterized by a device ( 7 . 8th ), one of the interference signal ( 10 ) dependent tolerance information ( 9 ) about the tolerance of the sensor signal ( 3 . 5 ).

Apparatus according to claim 7, characterized in that a first channel (ch1) for transmitting the sensor signal ( 3 . 5 ) to an application ( 2 ) and a second channel (ch2) for transmitting the tolerance information ( 9 ) is provided.

Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the device ( 7 . 8th ) a weighting unit ( 7 ), which determines the amplitude and / or duration of the interference signal ( 10 weighted).

Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the device ( 7 . 8th ) an integrator ( 8th ), which detects the interference signal ( 12 . 15 ) integrated.