DE102014200426A1 - Method for robust detection of high-frequency signal interference - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Detektion von Signalstörungen in einem Sensorsignal, insbesondere in einem Sensorsignal eines Fahrzeugsensors. Es wird ein Verfahren zur Erkennung einer Signalstörung eines Sensorsignals beschrieben. Das Sensorsignal umfasst eine Sequenz von Messwerten xk zu einer entsprechenden Sequenz von Zeitpunkten k. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines Referenzsignals durch Anwendung eines Kalman-Filters auf das Sensorsignal. Das Referenzsignal umfasst eine Sequenz von Referenzwerten x∨ k. Das Verfahren umfasst weiter das Detektieren einer Signalstörung des Sensorsignals auf Basis des Referenzsignals.The invention relates to a method and a corresponding device for detecting signal disturbances in a sensor signal, in particular in a sensor signal of a vehicle sensor. A method for detecting a signal disturbance of a sensor signal is described. The sensor signal comprises a sequence of measured values xk to a corresponding sequence of times k. The method comprises determining a reference signal by applying a Kalman filter to the sensor signal. The reference signal comprises a sequence of reference values x∨k. The method further comprises detecting a signal disturbance of the sensor signal based on the reference signal.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Detektion von Signalstörungen in einem Sensorsignal, insbesondere in einem Sensorsignal eines Fahrzeugsensors.The invention relates to a method and a corresponding device for detecting signal disturbances in a sensor signal, in particular in a sensor signal of a vehicle sensor.
In Fahrzeugen (z. B. in einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen oder einem Motorrad) wird eine Vielzahl von Sensoren eingesetzt, u. a. um Messdaten zur Fahrdynamik des Fahrzeugs zu erfassen. Beispielsweise umfassen Fahrzeuge ein oder mehrere Giersensoren, um eine Drehbewegung des Fahrzeugs um die Hochachse des Fahrzeugs zu erfassen. Die von den ein oder mehreren Sensoren erfassten Sensorsignale können dann zur Durchführung von Maßnahmen zur Verbesserung der Fahrdynamik des Fahrzeugs verwendet werden. Beispielsweise kann ein von einem Giersensor erfasstes Sensorsignal zur Bereitstellung eines elektronischen Stabilitätsprogramms im Fahrzeug verwendet werden.In vehicles (eg, in a passenger car, a truck, or a motorcycle), a variety of sensors are used, including: a. to record measurement data on the driving dynamics of the vehicle. For example, vehicles include one or more yaw sensors to detect rotational movement of the vehicle about the vertical axis of the vehicle. The sensor signals detected by the one or more sensors can then be used to carry out measures to improve the driving dynamics of the vehicle. For example, a sensor signal detected by a yaw sensor may be used to provide an electronic stability program in the vehicle.
Um das von einem Sensor erfasste Sensorsignal in verlässlicher Weise für die Bereitstellung von Fahrzeugfunktionen (wie z. B. zur Bereitstellung eines elektronischen Stabilitätsprograms) verwenden zu können, sollte gewährleistet sein, dass das Sensorsignal eines Sensors eine tatsächliche Situation widerspiegelt (z. B. dass das Sensorsignal eines Giersensors eine tatsächliche Gierbewegung des Fahrzeugs wiedergibt). Wenn berechtigte Zweifel an der Korrektheit eines Sensorsignals vorliegen, so sollte dieses Sensorsignal bei der Bereitstellung von Fahrzeugfunktionen ausgeschlossen werden. Beispielsweise sollten aus Sicherheitsgründen Fahrzeugfunktionen, die das Sensorsignal verwenden, abgeschaltet werden oder in ihrem Funktionsumfang reduziert werden.In order to be able to reliably use the sensor signal detected by a sensor to provide vehicle functions (such as providing an electronic stability program), it should be ensured that the sensor signal of a sensor reflects an actual situation (eg the sensor signal of a yaw sensor represents an actual yaw motion of the vehicle). If there are reasonable doubts about the correctness of a sensor signal, then this sensor signal should be excluded in the provision of vehicle functions. For safety reasons, for example, vehicle functions that use the sensor signal should be switched off or reduced in their functional scope.
Um ein unnötiges Abschalten von Fahrzeugfunktionen zu vermeiden, sollte andererseits gewährleistet werden, dass kurzfristige Signalstörungen des Sensorsignals (z. B. aufgrund von einer kurzzeitigen Interferenz oder anderweitigen Störung) schnell und zuverlässig als solche erkannt werden, und somit nicht zu der Abschaltung einer Fahrzeugfunktion führen.In order to avoid unnecessary switching off of vehicle functions, on the other hand, it should be ensured that short-term signal disturbances of the sensor signal (for example due to short-term interference or other disturbances) are detected quickly and reliably as such, and thus do not lead to the deactivation of a vehicle function ,
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe derartige kurzfristige Signalstörungen eines Sensorsignals in verlässlicher und zeitnaher Weise zu identifizieren, und ggf. von Messfehlern des Sensorsignals abzugrenzen.The present document deals with the technical task to identify such short-term signal interference of a sensor signal in a reliable and timely manner, and if necessary to differentiate from measurement errors of the sensor signal.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are u. a. in the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Erkennung einer Signalstörung eines Sensorsignals beschrieben. Das Sensorsignal umfasst eine Sequenz von Messwerten xk zu einer entsprechenden Sequenz von Zeitpunkten k. Das Sensorsignal kann von einem Sensor eines Fahrzeugs (z. B. von einem Personenkraftwagen, von einem Lastkraftwagen oder von einem Motorrad) erfasst worden sein. Das Sensorsignal kann Messwerte xk eines Giersensors umfassen. Somit kann das Sensorsignal einen Drehwinkel und/oder einen Gierwinkel des Fahrzeugs um eine Hochachse des Fahrzeugs umfassen.In one aspect, a method of detecting a signal disturbance of a sensor signal is described. The sensor signal comprises a sequence of measured values x k relative to a corresponding sequence of times k. The sensor signal may have been detected by a sensor of a vehicle (eg, a passenger car, a truck, or a motorcycle). The sensor signal may comprise measured values x k of a yaw sensor. Thus, the sensor signal may include a rotation angle and / or a yaw angle of the vehicle about a vertical axis of the vehicle.
Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines Referenzsignals durch Anwendung eines Kalman-Filters auf das Sensorsignal. Mit anderen Worten, das Referenzsignal kann durch Kalman-Filterung des Sensorsignals ermittelt werden. Dabei kann das Referenzsignal eine Sequenz von Referenzwerten x ∨k umfassen. Insbesondere kann das Referenzsignal entsprechende Referenzwerte für die Messwerte des Sensorsignals umfassen. Mit anderen Worten, das Referenzsignal kann für die Messwerte des Sensorsignals jeweils entsprechende Referenzwerte umfassen.The method comprises determining a reference signal by applying a Kalman filter to the sensor signal. In other words, the reference signal can be determined by Kalman filtering of the sensor signal. In this case, the reference signal may comprise a sequence of reference values x ∨ k . In particular, the reference signal may include corresponding reference values for the measured values of the sensor signal. In other words, the reference signal may comprise respective reference values for the measured values of the sensor signal.
Das Verfahren umfasst weiter das Detektieren einer Signalstörung des Sensorsignals auf Basis des Referenzsignals. Insbesondere kann anhand des Referenzsignals in verlässlicher und zeitnaher Weise zwischen einer (kurzzeitigen) Signalstörung und einem (inhärenten) Messfehler des Sensorsignals unterschieden oder disambiguiert werden. Die Verwendung eines Kalman-Filters ermöglicht die Ermittlung eines Referenzsignals, welches einen geringen oder ggf. keinen Phasenverzug zu dem Sensorsignal aufweist. Dadurch wird eine verlässliche und zeitnahe Detektion von Signalstörungen durch Vergleich des Referenzsignals mit dem Sensorsignal ermöglicht.The method further comprises detecting a signal disturbance of the sensor signal based on the reference signal. In particular, it can be distinguished or disambiguated on the basis of the reference signal in a reliable and timely manner between a (short-term) signal disturbance and an (inherent) measurement error of the sensor signal. The use of a Kalman filter makes it possible to determine a reference signal which has little or possibly no phase delay to the sensor signal. This enables a reliable and timely detection of signal interference by comparing the reference signal with the sensor signal.
Das Verfahren kann insbesondere das Ermitteln einer Abweichung εk zwischen einem Messwert xk und einem entsprechenden Referenzwert x ∨k zum Zeitpunkt k umfassen. Es können Abweichungen für die Sequenz von Zeitpunkten ermittelt werden. Auf Basis der ermittelten Abweichung εk kann ein Indiz für eine Signalstörung oder für einen Messfehler des Sensorsignals ermittelt werden. Insbesondere kann ein Indiz dafür ermittelt werden, dass zu dem Zeitpunkt k entweder eine Signalstörung oder ein Messfehler des Sensorsignals vorliegt. Zur Ermittlung eines solchen Indiz kann bestimmt werden, dass ein Betrag der ermittelten Abweichung εk gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist.In particular, the method may include determining a deviation ε k between a measured value x k and a corresponding reference value x ∨ k at the time k. Deviations for the sequence of times can be determined. On the basis of the determined deviation ε k , an indication for a signal disturbance or for a measurement error of the sensor signal can be determined. In particular, an indication can be determined that there is either a signal disturbance or a measurement error of the sensor signal at the time k. In order to determine such an indication, it may be determined that an amount of the determined deviation ε k is equal to or greater than a threshold value.
Wie bereits oben dargelegt, ermöglicht die Verwendung eines Kalman-Filters die Reduzierung eines Phasenverzugs zwischen Sensorsignal und Referenzsignal. Dies ermöglicht wiederum die Ermittlung von Indizien auf Basis der ermittelten Abweichungen εk zwischen Messwerten xk und entsprechenden Referenzwerten x ∨k.As stated above, the use of a Kalman filter enables the reduction of phase delay between the sensor signal and the reference signal. This in turn allows the determination of indicia based on the determined Deviations ε k between measured values x k and corresponding reference values x ∨ k .
Der Schwellwert für die Ermittlung eines Indiz kann von einer Energie eines Rauschanteils des Sensorsignals abhängen. Der Rauschanteil des Sensorsignals kann z. B. durch eine Hochpassfilterung des Sensorsignals ermittelt werden. Mit steigender Energie des Rauschanteils des Sensorsignals kann der Schwellwert ansteigen. Durch die Berücksichtigung der Energie des Rauschanteils bei der Ermittlung eines Indiz für eine Signalstörung oder für einen Messfehler des Sensorsignals kann die Detektion von Signalstörungen robuster gemacht werden.The threshold for determining an indication may depend on an energy of a noise component of the sensor signal. The noise component of the sensor signal can, for. B. be determined by a high-pass filtering of the sensor signal. With increasing energy of the noise component of the sensor signal, the threshold value can rise. By taking into account the energy of the noise component in determining an indication of a signal disturbance or for a measurement error of the sensor signal, the detection of signal disturbances can be made more robust.
Das Verfahren kann weiter das Disambiguieren zwischen einer Signalstörung oder einem Messfehler des Sensorsignals zum Zeitpunkt k, auf Basis des Referenzsignals, umfassen. Insbesondere kann anhand der ermittelten Abweichungen εk zwischen Messwerten xk und entsprechenden Referenzwerten x ∨k bestimmt werden, ob das ermittelte Indiz zum Zeitpunkt k auf eine Signalstörung oder auf einen Messfehler zurückgeht.The method may further include disambiguating between a signal disturbance or a measurement error of the sensor signal at time k, based on the reference signal. In particular, it can be determined on the basis of the determined deviations ε k between measured values x k and corresponding reference values x ∨ k , whether the determined index at time k is due to a signal disturbance or to a measuring error.
Das Disambiguieren kann umfassen, das Ermitteln einer weiteren Abweichung εk+l zwischen einem Messwert xk+l und einem entsprechenden Referenzwert x ∨k+l zu einem Zeitpunkt k + l, der nach dem Zeitpunkt k liegt, an dem das Indiz für eine Signalstörung oder für einen Messfehler des Sensorsignals ermittelt wurde. Mit anderen Worten, es können Abweichungen εk+l zu Zeitpunkten nach dem Zeitpunkt k ermittelt und analysiert werden. Insbesondere kann auf Basis der weiteren Abweichung εk+l ermittelt werden, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt k + l ein weiteres Indiz für eine Signalstörung oder für einen Messfehler des Sensorsignals vorliegt. Dazu kann der Betrag der Abweichung εk+l mit dem o. g. Schwellwert verglichen werden (der ggf. von der Energie des Rauschanteils des Sensorsignals abhängt).The disambiguation may include determining a further deviation ε k + 1 between a measured value x k + 1 and a corresponding reference value x ∨ k + 1 at a time k + 1, which is after the time k at which the indicia for a Signal error or was determined for a measurement error of the sensor signal. In other words, deviations ε k + 1 at times after time k can be determined and analyzed. In particular, on the basis of the further deviation ε k + 1, it can be determined that at a certain point in time k + 1 there is another indication of a signal disturbance or of a measurement error of the sensor signal. For this purpose, the amount of deviation ε k + 1 can be compared with the above-mentioned threshold value (which may depend on the energy of the noise component of the sensor signal).
Es kann dann zwischen einer Signalstörung oder einem Messfehler des Sensorsignals auf Basis der Abweichung εk und auf Basis der weiteren Abweichung εk+l disambiguiert oder unterschieden werden. Insbesondere kann ermittelt werden, ob die Abweichung εk ein unterschiedliches Vorzeichen aufweist als die weitere Abweichung εk+l. Ein unterschiedliches Vorzeichen deutet typischerweise auf das Vorliegen einer Signalstörung hin. Alternativ oder ergänzend kann ermittelt werden, ob ein Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt k, an dem das Indiz für eine Signalstörung oder für einen Messfehler des Sensorsignals ermittelt wurde, und dem Zeitpunkt k + l, an dem das weitere Indiz für eine Signalstörung oder für einen Messfehler des Sensorsignals ermittelt wurde, gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Zeitraum ist. Das Vorliegen zweier Indizien innerhalb des vordefinierten Zeitraums (von z. B. 50 ms oder weniger) ist ein Hinweis auf das Vorliegen einer Signalstörung (insbesondere wenn die Abweichungen ein unterschiedliches Vorzeichen aufweisen).It can then be disambiguated or distinguished between a signal disturbance or a measurement error of the sensor signal on the basis of the deviation ε k and on the basis of the further deviation ε k + l . In particular, it can be determined whether the deviation ε k has a different sign than the further deviation ε k + l . A different sign typically indicates the presence of a signal disturbance. Alternatively or additionally, it can be determined whether a time interval between the time k at which the indication for a signal disturbance or for a measurement error of the sensor signal was determined, and the time k + l, at which the further indication for a signal disturbance or for a measurement error of the sensor signal is equal to or less than a predefined time period. The presence of two indicia within the predefined time period (eg 50 ms or less) is an indication of the presence of a signal disturbance (especially if the deviations have a different sign).
Somit kann in effizienter und zuverlässiger Weise anhand des Referenzsignals und des Sensorsignals bestimmt werden, ob das Sensorsignal eine Signalstörung oder einen Messfehler umfasst. Dadurch kann die Robustheit und die Sicherheit von Fahrzeugfunktionen, die auf dem Sensorsignal beruhen, erhöht werden.Thus, it can be determined in an efficient and reliable manner, based on the reference signal and the sensor signal, whether the sensor signal comprises a signal disturbance or a measurement error. This can increase the robustness and safety of vehicle functions based on the sensor signal.
Der Kalman-Filter kann einen Zustand des Fahrzeugs durch einen Zustandsvektor X beschreiben. Der Zustandsvektor X zum Zeitpunkt k kann das Sensorsignal zum Zeitpunkt k (d. h. den Messwert xk), sowie ein oder mehrere Ableitungen des Sensorsignals zum Zeitpunkt k umfassen. Ein Zustandsübergang des Fahrzeugs zwischen Zuständen zu unterschiedlichen Zeitpunkten kann durch ein Polynom dritter oder höherer Ordnung beschrieben werden. Die Verwendung eines solchen Zustandsmodells ermöglicht es, die Rückführungs- oder Kalman-Verstärkungen im Kalman-Filter im Vorfeld zu ermitteln. Dies ermöglicht wiederum eine Ressourcen-effiziente Berechnung des Referenzsignals während des Betriebs des Fahrzeugs.The Kalman filter may describe a state of the vehicle through a state vector X. The state vector X at the time k may comprise the sensor signal at the time k (ie the measured value x k ), as well as one or more derivatives of the sensor signal at the time k. A state transition of the vehicle between states at different times may be described by a third or higher order polynomial. The use of such a state model makes it possible to determine in advance the feedback or Kalman gains in the Kalman filter. This in turn allows resource-efficient calculation of the reference signal during operation of the vehicle.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug umfasst einen Sensor (z. B. einen Giersensor) zur Erfassung eines Sensorsignals. Das Sensorsignal umfasst eine Sequenz von Messwerten xk zu einer entsprechenden Sequenz von Zeitpunkten k. Die Steuereinheit ist eingerichtet, ein Referenzsignal durch Anwendung eines Kalman-Filters auf das Sensorsignal zu ermitteln. Das Referenzsignal umfasst dabei eine dem Sensorsignal entsprechende Sequenz von Referenzwerten x ∨k. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, eine Signalstörung des Sensorsignals auf Basis des Referenzsignals zu detektieren.In another aspect, a control unit for a vehicle is described. The vehicle includes a sensor (eg, a yaw sensor) for detecting a sensor signal. The sensor signal comprises a sequence of measured values x k relative to a corresponding sequence of times k. The control unit is set up to determine a reference signal by applying a Kalman filter to the sensor signal. The reference signal comprises a sequence of reference values x ∨ k corresponding to the sensor signal. The control unit is further configured to detect a signal disturbance of the sensor signal on the basis of the reference signal.
Die Steuereinheit kann weiter eingerichtet sein, anhand des Referenzsignals, eine Signalstörung des Sensorsignals von einem Messfehler des Sensorsignals zu disambiguieren (z. B. anhand des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens). Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu veranlassen, dass ein Funktionsumfang einer Fahrzeugfunktion, die das Sensorsignal verwendet, reduziert wird, wenn ein Messfehler des Sensorsignals erkannt wird. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu veranlassen, dass der Funktionsumfang der Fahrzeugfunktion, die das Sensorsignal verwendet, aufrecht erhalten bleibt, wenn eine Signalstörung des Sensorsignals erkannt wird.The control unit may be further configured to disambiguate a signal disturbance of the sensor signal from a measurement error of the sensor signal on the basis of the reference signal (eg using the method described in this document). Furthermore, the control unit may be configured to cause a functional range of a vehicle function using the sensor signal to be reduced if a measurement error of the sensor signal is detected. Alternatively or additionally, the control unit may be configured to cause the functional range of the vehicle function, which uses the sensor signal, to be maintained if a signal disturbance of the sensor signal is detected.
Somit kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Robustheit und die Sicherheit von Fahrzeugfunktionen (z. B. von einem elektronischen Stabilitätsprogramm) anhand einer zuverlässigen und zeitnahen Disambiguierung von Signalstörungen und Messfehlern zu erhöhen. Thus, the control unit may be configured to increase the robustness and safety of vehicle functions (eg, from an electronic stability program) based on a reliable and timely disambiguation of signal disturbances and measurement errors.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das eine in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.In another aspect, a vehicle (eg, a passenger car, a truck, or a motorcycle) is described that includes a control unit described in this document.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a software (SW) program is described. The SW program may be set up to be executed on a processor (eg, on a control device of a vehicle), thereby performing the method described in this document.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a storage medium is described. The storage medium may include a SW program that is set up to run on a processor and thereby perform the method described in this document.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, apparatus, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigtFurthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. It shows
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der technischen Aufgabe Signalstörungen in einem Sensorsignal in verlässlicher und zeitnaher Weise zu detektieren und ggf. von Messfehlern im Sensorsignal zu disambiguieren.
Die Steuereinheit
Die Steuereinheit
Wie oben dargelegt, ist die Steuereinheit
Ein Kalman-Filter unterscheidet explizit zwischen der Dynamik des Systemzustands (z. B. eines Zustands des Fahrzeugs
Im vorlegenden Dokument wird vorgeschlagen, den Zustand Xk des Fahrzeugs
Durch eine Übergangsmatrix Fk kann der Übergang von einem vergangenen Zustand zu einem aktuellen Zustand ermittelt werden, d. h. Xk = Fk–1Xk–1 + Wk–1. Die Übergangsmatrix Fk kann durch ein Systemmodell beschrieben bzw. modelliert werden. Wk–1 beschreibt einen Rauschanteil des Systems und kann als Systemrauschen bezeichnet werden. Im vorliegenden Dokument wird vorgeschlagen, eine gemessene Fahrzeuggröße durch ein Polynom zu beschreiben. Insbesondere wird vorgeschlagen, den Verlauf des Sensorsignals
Der Zustand Xk des Systems kann durch den Sensor
Die Kalman-Filterung umfasst typischerweise zwei Schritte. In einem ersten Schritt wird anhand der Übergangsmatrix Fk–1 ein a priori Schätzwert des aktuellen Zustands des Fahrzeugs ermittelt, mit X ^k = Fk–1X ∨k–1, dabei ist X ^k der a priori Schätzwert des aktuellen Zustands zum Zeitpunkt k und X ∨k–1 der a posteriori Schätzwert des vorhergehenden Zustands zum Zeitpunkt k – 1. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund des gewählten Polynom-Modells die Übergangsmatrix F zu einer konstanten Matrix konvergiert. Diese Übergangsmatrix kann im Vorfeld analytisch berechnet und/oder experimentell ermittelt werden.Kalman filtering typically involves two steps. In a first step, the transition matrix F k-1 is used to determine an a priori estimated value of the vehicle's current state, where X k = F k-1 X ∨ k-1 , where X k is the a priori estimate of the current state at time k and X ∨ k-1 is the a posteriori estimate of the previous state at time k-1. It has been shown that due to the chosen polynomial model, the transition matrix F converges to a constant matrix. This transition matrix can be found in Advance analytical calculated and / or determined experimentally.
Aus dem a priori Schätzwert X ^k des aktuellen Zustands kann ein Schätzfehler yk ermittelt werden, als eine Differenz zwischen dem tatsächlich gemessenen Wert xk der Messgröße und dem a priori Schätzwert x ^k der Messgröße, d. h. yk = xk – x ^k, wobei der a priori Schätzwert x ^k der Messgröße dem ersten Eintrag des a priori Schätzwerts X ^k des aktuellen Zustands entspricht.An estimate error y k can be determined from the a priori estimated value X k of the current state, as a difference between the actually measured value x k of the measured variable and the a priori estimated value x k of the measured variable, ie y k = x k -x ^ k , where the a priori estimated value x ^ k of the measured variable corresponds to the first entry of the a priori estimated value X ^ k of the current state.
Der a posteriori Schätzwert x ∨k der Messgröße zum Zeitpunkt k kann über die folgende Formel ermittelt werden: x ∨k = x ^k + Kyk. Dabei ist K die sogenannte Kalman-Verstärkung, die aus der Übergangsmatrix, der Beobachtungsmatrix und der Kovarianz des Zustandsrauschens und des Messrauschens ermittelt werden kann. Wie die Übergangsmatrix, kann auch die Kalman-Verstärkung im Vorfeld ermittelt werden. Dies ermöglicht eine effiziente Berechnung des Referenzsignals
Anhand des Kalman-Filters kann somit aus einer Sequenz von Werten xk der Messgröße (d. h. aus dem Sensorsignal
In Bezug auf
Eine Abweichung zwischen Sensorsignal
Das Verfahren
Somit kann innerhalb des vordefinierten Zeitintervalls nach Detektion einer signifikanten Abweichung εk ermittelt werden, ob eine kurzfristige Signalstörung
Im vorliegenden Dokument wurden ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit beschrieben, die es ermöglichen, kurzzeitige Signalstörungen in robuster, zeitnaher und verlässlicher Weise zu detektieren. Dadurch wird eine verbesserte Lösung des Zielkonflikts zwischen Robustheit und Sicherheit bereitgestellt. Kurzzeitige Signalstörungen können mit erhöhter Zuverlässigkeit erkannt und von dem Vorliegen von Messfehlern disambiguiert werden. Dadurch können nicht erforderliche Abschaltungen von Fahrzeugfunktionen vermieden werden. Dadurch werden die Verfügbarkeit der entsprechenden Fahrzeugfunktionen und damit die Fahrzeugsicherheit und/oder der Fahrzeugkomfort erhöht.The present document describes a method and a corresponding control unit which make it possible to detect short-term signal disturbances in a robust, timely and reliable manner. This provides an improved solution to the trade-off between robustness and security. Short term signal disturbances can be detected with increased reliability and disambiguated from the presence of measurement errors. As a result, unnecessary shutdowns of vehicle functions can be avoided. This increases the availability of the corresponding vehicle functions and thus vehicle safety and / or vehicle comfort.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716391A1 (en) * | 1996-05-01 | 1997-11-13 | Honda Motor Co Ltd | Monitor for fault diagnosis in sensor measuring yaw in motor vehicle |
DE19818860A1 (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-11 | Daimler Chrysler Ag | Sensor error detection and location method for automobile control-by-wire system |
US20040181329A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-09-16 | Tseng Hongtei Eric | System and method for detecting roll rate sensor fault |
DE102007028228A1 (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-02 | Continental Automotive Gmbh | Method for checking sensor signal of sensor, involves detecting sensor signal and determining parasitic signal portion of sensor signal, where parasitic signal frequency range is different from useful signal frequency range |
US20110257927A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-20 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for determining inertial navigation system faults |
-
2014
- 2014-01-13 DE DE102014200426.8A patent/DE102014200426A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716391A1 (en) * | 1996-05-01 | 1997-11-13 | Honda Motor Co Ltd | Monitor for fault diagnosis in sensor measuring yaw in motor vehicle |
DE19818860A1 (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-11 | Daimler Chrysler Ag | Sensor error detection and location method for automobile control-by-wire system |
US20040181329A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-09-16 | Tseng Hongtei Eric | System and method for detecting roll rate sensor fault |
DE102007028228A1 (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-02 | Continental Automotive Gmbh | Method for checking sensor signal of sensor, involves detecting sensor signal and determining parasitic signal portion of sensor signal, where parasitic signal frequency range is different from useful signal frequency range |
US20110257927A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-20 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for determining inertial navigation system faults |
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