DE102015200721A1

DE102015200721A1 - Verfahren zum Verarbeiten von zumindest einer Information in einem vernetzten System

Info

Publication number: DE102015200721A1
Application number: DE102015200721.9A
Authority: DE
Inventors: Marc Neufeld
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-07-21
Also published as: WO2016116283A1; US20170351562A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von zumindest einer Information (I1, I2, I3, ..., In) in einem vernetzten System (2) zu einem Ergebnis, wobei die zumindest eine Information (I1, I2, I3, .., In) umfassend einen Wert (x1, x2, x3, ..., xn) und eine Validität (v1, v2, v3, ..., vn) des Wertes von zumindest einer Quelle (41, 42, 43, ..., 4n) des Systems (2) zu einem Empfänger (6) des Systems (2) übertragen wird, wobei ein Zwischendatensatz (ZD) mit zumindest zwei Variablen verwendet wird, von denen eine erste Variable dem Wert (x1, x2, x3, ..., xn) der zumindest einen Information (I1, I2, I3, ..., In) und eine weitere Variable der Validität (v1, v2, v3, ..., vn) des Wertes (x1, x2, x3, ..., xn) zugeordnet ist, und wobei mit dem Wert (x1, x2, x3, ..., xn) und der Validität (v1, v2, v3, ..., vn) des Wertes zumindest ein Auswerteschritt in dem Empfänger (6) durchgeführt wird, um einen Ergebnisdatensatz (ED) mit einem Ergebniswert (xE) und einer Ergebnisvalidität (vE) als Ergebnis des Verarbeitens der zumindest einen Information (I1, I2, I3, ..., In) zu bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von zumindest einer Information in einem vernetzten System und ein vernetztes System sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Die Vernetzung unterschiedlicher Informationsquellen, z.B. für das sogenannte Internet der Dinge, führt dazu, dass Daten und/oder Informationen, die aus externen Quellen gewonnen werden, im Normalfall direkt nach ihrer Übertragung als valide betrachtet werden und erst im späteren Verlauf der Verarbeitung auf ihre Validität und Plausibilität hin überprüft werden.
Z.B. ist es ein Grundsatz bei der Informationsübertragung gemäß dem CAN-Protokoll zwischen zwei Steuergeräten eines Kraftfahrzeugs, dass das sendende Steuergerät für die Validität der gesendeten Daten und/oder Informationen bürgt.
Derartige Steuergeräte verarbeiten große Mengen an Signalen, die aus externen Quellen, wie z.B. Sensoren oder Schnittstellen stammen. Während Verarbeitungsschritten werden diese Signale verknüpft und dann das Ergebnis für Entscheidungen im Softwareablauf oder zur Ansteuerung von Stellgliedern verwendet. Es können teilweise parallel zu den dafür in der Software verwendeten Variablen digitale Signale (logisch Null = ungültig, logisch Eins = gültig) oder diskrete Statusvariablen (ungültig, initialisiert, ..., gültig) verwendet werden, die den Status der Validität kennzeichnen.
Während der Initialisierung der Steuergeräte und im Fehlerfall der externen Quellen (z.B. aufgrund eines Sensorausfalls, Verzögerungen in der Schnittstelle, usw.) werden in Echtzeitsystemen typischerweise Initial- und Ersatzwerte für die weitere Datenverarbeitung verwendet.
Ob ein Signal oder ein im Steuergerät ermittelter Wert zum aktuellen Zeitpunkt vertrauenswürdig ist oder nicht, kann oftmals nicht anhand der Eingangsgrößen dieses Steuergerätes bestimmt werden, da für diese Größen keine Informationen betreffend ihre Validität vorliegen.
Es besteht daher Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie bei einer Verarbeitung von zumindest einer Information deren Validität berücksichtigt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Verarbeiten von zumindest einer Information in einem vernetzten System und ein vernetztes Systems sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Zum Verarbeiten von zumindest einer Information in einem vernetzten System zu einem Ergebnis wird die zumindest eine Information von zumindest einer Quelle des Systems zu einem Empfänger des Systems übertragen. Es wird ein Zwischendatensatz mit zumindest zwei Variablen verwendet, von denen einen erste Variable einem Wert der zumindest einen Information und eine weitere Variable der Validität des Wertes zugeordnet ist. Mit dem Wert und der Validität wird zumindest ein Auswerteschritt in dem Empfänger durchgeführt, um einen Ergebnisdatensatz mit einem Ergebniswert und einer Ergebnisvalidität als Ergebnis des Verarbeitens der zumindest einen Information zu bestimmen. Mit der Ergebnisvalidität steht somit ein Wert zur Verfügung, mit dem die Validität des Ergebniswertes beurteilt werden kann. Dies erlaubt es, das Ergebnis dahingehend zu beurteilen, ob es valide, d.h. korrekt bzw. vertrauenswürdig ist oder nicht. Dabei gibt die Validität z.B. an, ob wirklich das berechnet oder gemessen wurde, was berechnet bzw. gemessen werden sollte bzw. ob die erhobenen Informationen auch tatsächlich zutreffend sind oder nicht.
Vorzugsweise wird wobei in einem Vergleichsschritt die Validität mit einem Mindestwert verglichen, und der Zwischendatensatz und/oder der Ergebnisdatensatz werden in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis bestimmt. Dies erlaubt, bei der Verarbeitung auf Informationen mit zu geringer Validität zweckgerichtet zu reagieren.
Vorzugsweise wird ein Ersatzwert als Wert der zumindest einen Information für den Zwischendatensatz verwendet, wenn die Validität gleich oder kleiner als der Mindestwert ist. Dadurch kann z.B. verhindert werden, dass möglicherweise fehlerhafte Werte zu einem unerwünschten Ergebnis führen bzw. möglicherweise fehlerbehaftete Werte uneingeschränkt als valide Werte weiterverarbeitet oder weitergegeben werden. Es kann sich bei dem Ersatzwert vorteilhafterweise um einen sicheren Standardwert für die jeweilige Quelle handeln. Alternativ kann es dabei ebenso um den letzten validen Wert oder einen Mittelwert von mehreren letzten validen Werten handeln.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Ersatzwert um einen Wert von einer anderen Quelle mit einer höheren Validität. Es werden also, wenn die Validität zu gering ist, Informationen weiterer Quellen ausgewertet, um so einen Wert mit einer höheren Validität zu suchen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Ergebniswert nur dann bestimmt, wenn der Wert der Validität gleich oder größer als der Mindestwert ist. Somit wird sichergestellt, dass Werte, die aufgrund ihrer geringen Validität als sehr unsicher einzustufen sind, nicht weiterverarbeitet werden und so zu falschen Ergebnissen führen können.
Gemäß einer Ausführungsform wird der zumindest einen Quelle vom Empfänger ein Vertrauenswert betreffend die jeweilige Quelle zugeordnet. Somit wird ein Vertrauenswert verwendet, der nicht von der Quelle selbst stammt und somit quellenunabhängig ist. Fehlfunktionen der Quelle selber können somit nicht zu einem fehlerhaft hohen Vertrauenswert führen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Vertrauenswert verwendet, um die Ergebnisvalidität zu bestimmen. Somit geht der Vertrauenswert in die Ergebnisvalidität ein, sodass die Ergebnisvalidität neben der Validität des Wertes selbst auch von dem Vertrauenswert der Quelle abhängt. Somit wird eine besonders genaue Ergebnisvalidität bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Validität Werte zwischen Eins und Null aufweisen. Der Wert Null kann einer nicht gegebenen Validität und der Wert Eins einer an Sicherheit grenzenden Validität zugeordnet sein. Werte der Validität kleiner als Eins und größer als Null kennzeichnen eine geringere oder unbekannte Validität der Daten oder des Ergebnisses. Dies erlaubt eine besonders einfache Verarbeitung der Werte für die Validität.
Ferner können in analoger Weise der bzw. die Vertrauenswert(e) der Quelle Werte zwischen Eins und Null aufweisen. Der Wert Null kann einem nicht gegebenen Vertrauenswert und der Wert Eins einem an Sicherheit grenzenden Vertrauen zugeordnet sein. Dies erlaubt eine besonders einfache Verarbeitung der Vertrauenswerte.
Für die Validität des Ergebnisses bedeutet das, dass kleine Validitätswerte nahe der Null bei Verwendung von Datenquellen mit unbekannter Herkunft der Ursprungsdaten oder unklarem Zustand der Datenquelle bzw. dadurch, dass die Datenquelle selbst die Validität der übertragenen Werte mit kleiner Eins bewertet hat, entstehen. Hohe Validitätswerte mit Eins oder nahe des Wertes Eins hingegen entstehen unter Verwendung bekannter Quellen mit gutem Kenntnisstand des Zustandes, also hohem Vertrauenswert der Datenquelle, und dadurch, dass die Datenquelle selbst die Validität der übertragenen Werte mit Eins oder sehr nahe Eins bewertet hat.
Ein vernetztes System, z.B. ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, weist ein Steuergerät als Recheneinheit auf, das, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Dabei kann zumindest eine Quelle als Sensor eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Mit einem derartigen System kann die Verarbeitungssicherheit von Informationen in einem Bordnetz deutlich gesteigert werden, so dass das Bordnetz z.B. unempfindlicher gegenüber elektromagnetischen Störsignalen und/oder einem Ausfall oder Fehlfunktionen von Komponenten des Bordnetzes, wie z.B. Sensoren, ist. Daher werden gerade im sicherheitsrelevanten Bereich von Kraftfahrzeugbordnetzen Verbesserungen erzielt.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in schematischer Darstellung ein vernetztes System, indem Informationen zu Ergebnissen verarbeitet werden.
2 zeigt einen Werte- bzw. Signalverlauf eines ersten Werts einer ersten Quelle und einen Werteverlauf der ersten Validität des ersten Wertes.
3 zeigt einen Werte- bzw. Signalverlauf eines zweiten Werts einer zweiten Quelle und einen Werteverlauf der zweiten Validität des zweiten Wertes.
4 zeigt einen Verlauf eines Ergebniswertes und einen Verlauf einer Ergebnisvalidität.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist ein vernetztes System 2 zur Verarbeitung von Informationen dargestellt, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Quellen 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n und einen Empfänger 6 aufweist.
Bei den Quellen 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n kann es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um intelligente bzw. smarte Sensoren oder Schnittstellen eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs handeln, während es sich bei dem Empfänger 6 um ein Steuergerät oder ein Teil eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs handeln kann.
Von den jeweiligen Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n werden jeweilige Informationen I₁, I₂, I₃, ..., I_n zu dem Steuergerät 6 übertragen, wobei die jeweiligen I₁, I₂, I₃, ..., I_n je einen Wert x₁, x₂, x₃, ..., x_n, aufweisen, wie z.B. einen Messwert eines Sensors.
Ferner werden von den jeweiligen Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n gemäß der gezeigten Ausführungsform die jeweilige Validitäten v₁, v₂, v₃, ..., v_n betreffend die Werte x₁, x₂, x₃, ..., x_n der Informationen I₁, I₂, I₃, ..., I_n zu dem Steuergerät 6 übertragen. Die Informationen I₁, I₂, I₃, ..., I_n können ein Vektorformat aufweisen.
Während die Werte x₁, x₂, x₃, ..., x_n entsprechend den Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n beliebige Werte, z.B. entsprechend dem Messbereich eines Sensors annehmen können, können die Validitäten v₁, v₂, v₃, ..., v_n beispielsweise Werte zwischen Null und Eins annehmen. Der Wert Null kann einer unbekannten oder geringen Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n und der Wert Eins einer an Sicherheit grenzenden Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n zugeordnet sein. Dabei gibt die Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n an, ob z.B. wirklich das gemessen wurde, was gemessen werden sollte bzw. ob die erhobenen Informationen I₁, I₂, I₃, ..., I_n auch tatsächlich zutreffend sind oder nicht bzw. aus einer vertrauenswürdigen Quelle stammen oder nicht.
Die Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n können z.B. als intelligente bzw. smarte Sensoren oder Schnittstellen ausgebildet sein und eine Selbstdiagnosefunktion bzw., Plausibilitätsprüfungsfunktion aufweisen. Somit können die Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n z.B. eigene Fehlfunktion erfassen oder unplausible Werte erkennen. Alternativ oder zusätzlich können die Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n zur Messdatenauswertung ausgebildet sein, die eine Reihe von Messwerten auf Plausibilität prüft, z.B. ob die Messwerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zu stark schwanken oder ob mehrere Werte zueinander plausibel sind.
Zur Übertragung der Informationen I₁, I₂, I₃ ... I_n und der Validitäten v₁, v₂, v₃, ..., v_n von den Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n zu dem Steuergerät 6 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein CAN-Bussystem verwendet.
Neben der Verarbeitung der Informationen können diese auch einem Benutzer bzw. Fahrer des Fahrzeugs, beispielsweise auf einem Anzeigegerät, angezeigt werden. Werden die Informationen auf einem Anzeigegerät zur Verfügung gestellt, kann zusätzlich zu der Nutzinformation I zusätzlich der zugeordnete Validitätswert der Information angezeigt werden. Ist die Information in einer verketteten Liste organisiert, kann die Darstellung gemäß einer absteigenden Validität organisiert werden, sodass Informationen mit den höchsten Validität zuerst, die mit geringster Validität zuletzt angezeigt werden.
Das Bordnetz 2, die Sensoren 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n und/oder das Steuergerät 6 weisen hierzu und zum Verarbeiten der Informationen I₁, I₂, I₃, ..., I_n Hard- und Softwarekomponenten auf.
Das Steuergerät 6 bildet und verwendet einen Zwischendatensatz ZD mit zumindest zwei Variablen. Von den beiden Variablen ist eine erste Variable dem Wert x₁, x₂, x₃, ..., x_n der jeweiligen Information I₁, I₂, I₃, ..., I_n zugeordnet, während eine weitere Variable der Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n des jeweiligen Wertes x₁, x₂, x₃, ..., x_n zugeordnet ist. Der Zwischendatensatz ZD kann ein Vektorformat aufweisen.
Das Steuergerät 6 ist dazu ausgebildet bzw. eingerichtet, einen Auswerteschritt auszuführen, um unter Verwendung der Werte x₁, x₂, x₃, ..., x_n und deren Validitäten v₁, v₂, v₃, ..., v_n als Ergebnis einen Ergebnisdatensatz ED mit einem Ergebniswert x_E und einer Ergebnisvalidität v_E zu bestimmen. Der Ergebnisdatensatz ED kann ein Vektorformat aufweisen.
Der Auswerteschritt kann z.B. umfassen, dass Rechenoperationen mit skalaren Größen durchgeführt werden, wie z.B. eine Addition betreffend die Werte x₁, x₂ sowie deren Validitäten v₁, v₂ der Sensoren 4 ₁, 4 ₂: I₁ ⊕ I₂ = (x₁, v₁) ⊕ (x₂, v₂) = (x₁ + x₂, v₁·v₂)
Somit werden bei der Addition die Werte x₁, x₂ addiert und deren Validitäten v₁, v₂, deren Wert zwischen Null und Eins liegt, multipliziert, sodass der Wert der Ergebnisvalidität v_E immer zwischen Null und Eins liegt.
Ferner können die Rechenoperationen z.B. eine Multiplikation betreffend die Werte x₁, x₂ sowie deren Validitäten v₁, v₂ der Quellen 4 ₁, 4 ₂ umfassen: I₁ ⊕ I₂ = (x₁, v₁) ⊕ (x₂, v₂) = (x₁·x₂, v₁·v₂)
Somit werden bei der Multiplikation die Werte x₁, x₂ multipliziert und deren Validitäten v₁, v₂, deren Wert auch hier zwischen Null und Eins liegt, multipliziert, sodass der Wert der Ergebnisvalidität v_E auch hier immer zwischen Null und Eins liegt.
Die Informationen I₁, I₂, I₃ ... I_n können gemäß weiterer bevorzugter Ausgestaltungen zusätzlich einen oder mehrere weitere Elemente aufweisen und können z.B. folgendes Vektorformat aufweisen: I_n = (x_n, v_n, q_n, s_x, n_x, r_x)
Dabei kann q_q ein Vertrauenswert betreffend die jeweilige Quelle sein, z.B. betreffend eine bekannte Quelle, einen Sensorwert, eine Information aus einer dritten Quelle (z.B. Regierungsinformation, Firmeninformation) usw. sein, oder ein Wert zwischen Null für eine unbekannte Quelle und Eins für eine vertrauenswürdige Quelle. Somit wird vom Empfänger der jeweiligen Quelle 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n ein Vertrauenswert q₁, q₂, q₃, ..., q_n zugeordnet, der verwendet wird, um die Ergebnisvalidität v_E zu bestimmen.
Dabei kann der Auswerteschritt z.B. beliebige Rechenoperationen umfassen, z.B. beliebige mathematische Funktionen betreffend die Werte x₁, x₂, ..., x_n sowie deren Validitäten v₁, v₂, ..., v_n und Vertrauenswerte q₁, q₂, ..., q_n der Quellen 4 ₁, 4 ₂, ..., 4 _n. Das Ergebnis stellt einen Ergebniswert x_e als Funktion f_x der Eingangswerte x₁, x₂, ..., x_n sowie deren Validitäten v₁, v₂, ..., v_n, Vertrauenswerte q₁, q₂, ..., q_n und eine Ergebnisvalidität v_e als Funktion f_v der Eingangsvaliditäten v₁, v₂, ..., v_n und Vertrauenswerte q₁, q₂, ..., q_n dar: F(I₁, I₂, ..., I_n) = F((x₁, v₁, q₁), (x₂, v₂, q₂), ..., (x_n, v_n, q_n)) = = (f_x(x₁, v₁, q₁, x₂, v₂, q₂, ..., x_n, v_n, q_n), f_v(x₁, v₁, q₁, x₂, v₂, q₂, ..., x_n, v_n, q_n))
Ferner kann s_x z.B. Werte annehmen, die für erstmalig erhalten, mehrmals erhalten, bestätigt durch weitere Quellen, berechnet und/oder gültig der jeweiligen Information I₁, I₂, I₃, ..., I_n stehen.
Des Weiteren kann n_x für die Anzahl der verwendeten Quellen 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n stehen, die zur Bestimmung der Ergebnisvalidität v_E verwendet wurden.
Schließlich kann r_x für die Anzahl von Teilschritten mit Auswerte- und gegebenenfalls weiteren Verarbeitungsschritten stehen, die ausgehend von der Information I₁, I₂, I₃ ... I_n bis zum aktuellen Ergebnis durchgeführt wurden.
Ferner kann der Empfänger 6 dazu ausgebildet sein, z.B. vor dem Auswerteschritt einen Vergleichsschritt durchzuführen. Bei dem Vergleichsschritt wird ein Wert einer der Validitäten v₁, v₂, v₃, ..., v_n mit einem Mindestwert verglichen. Der Auswerteschritt, um den Ergebniswert x_E zu bestimmt, wird nur dann ausgeführt, wenn der Wert der Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n gleich oder größer als der Mindestwert ist. Durch den Vergleichsschritt wird sichergestellt, dass z.B. ein Wert x₁, der aufgrund seiner geringen Validität v₁ als sehr unsicher einzustufen ist, nicht weiterverarbeitet wird und so nicht zu falschen Ergebnissen führen kann.
In diesem Fall kann ein Fehlersignal erzeugt werden, oder es wird das Verfahren mit einem Ersatzwert (z.B. Standardwert, Mittelwert, gleitender Mittelwert aus früheren Werten mit ausreichender Validität usw.) fortgesetzt bzw. wiederholt, wie es weiter unten beschrieben ist. Z.B. kann der Empfänger 6 dazu ausgebildet sein, z.B. vor dem Auswerteschritt, aber nach dem Vergleichsschritt einen Ergänzungsschritt durchzuführen, wobei der Ergänzungsschritt z.B. dann ausgeführt wird, wenn der Wert einer der Validitäten v₁, v₂, v₃, ..., v_n kleiner oder gleich dem Mindestwert ist, also sehr unsicher einzustufen ist. Dabei werden bei dem Ergänzungsschritt weitere Informationen I₁, I₂, I₃, ..., I_n von weiteren Quellen 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n von dem Empfänger 6 eingelesen bzw. von den weiteren Quellen 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n zu dem Empfänger 6 übertragen und dann von dem Empfänger 6 ausgewertet, um eine weitere Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n für die eingelesenen bzw. übertragenen Werte x₁, x₂, x₃, ..., x_n zu bestimmen.
Durch den Ergänzungsschritt kann möglicherweise erreicht werden, dass der Wert der weiteren Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n größer als der Schwellwert ist, sodass dann auch der Ergebniswert x_E bestimmt wird.
Der Auswerteschritt sowie die optionalen Vergleichsschritte und Ergänzungsschritte können Teilschritte eines mehrere Schritte aufweisenden Verfahrens zum Verarbeiten von Informationen I₁, I₂, I₃, ..., I_n in einem vernetzten System 2 zu einem Ergebnis sein. Dabei können während jedes Teilschritts Zwischenergebnisdatensätze mit Zwischenergebniswerten und Zwischenergebnisvaliditäten gebildet werden, die im darauf folgenden Teilschritt wieder aktualisiert werden.
Schließlich kann der Empfänger 6 dazu ausgebildet sein, eine verkettete Informationsliste zu bilden. Die verkettete Informationsliste IL weist eine Mehrzahl von Datensätzen auf, wobei jeder Datensatz einen Wert x_n und seine Validität v_n aufweist: IL = {(x₁, v₁), (x₂, v₂), (x₃, v₃), ..., (x_n, v_n)}
In der verketteten Informationsliste IL können die Datensätze z.B. gemäß Größe der Werte der jeweiligen Validität v₁, v₂, v₃, ..., v_n angeordnet sein. So steht der Wert x₁ mit höchster Validität v₁ an erster Stelle, gefolgt von dem Wert x₂ mit der zweitgrößten Validität v₂, usw.
Eine derartige verkettete Informationsliste IL kann insbesondere dann gebildet werden, wenn für einen der Werte x_n deren Validität v_n gleich oder größer als der Mindestwert ist und daher dieser Wert x_n mit seiner Validität v_n bei einer weiteren Verarbeitung nicht berücksichtigt werden würde.
Z.B. kann die verkettete Informationsliste IL mit ihren einzelnen Datensätzen, d.h. Wert x_n und Validität v_n, entsprechend ihrer Validität einem Nutzer angezeigt werden, z.B. in einer Reihenfolge, die mit dem Wert x_n mit der höchsten Validität v_n beginnt, gefolgt von dem Wert x₂ mit der zweitgrößten Validität v₂, usw.
Es wird nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf die 2 bis 4 ein Verfahrensablauf erläutert.
Die 2 zeigt einen Verlauf m₁ von Messwerten, wie er von dem Sensor 4 ₁ erfasst wird. Beispielsweise handelt es sich um einen Sensor mit eigener Messwertaufbereitung (Smartsensor), der eine Filterung des Messwertsverlaufs, beispielsweise eine Glättung, vornimmt, und im gezeigten Beispiel den geglätteten Verlauf von ersten Werten x₁ ausgibt. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor um einen Drehwinkelmesser handeln, der ein normiertes Messsignal [–1, ..., 1] beispielsweise gemäß einem Sinuszusammenhang ausgibt.
Ferner zeigt 2 einen Verlauf v₁ der Validität der Werte x₁. Dabei wird vom Sensor 4 ₁ jedem auszugebenden Wert x eine Validität v zugeordnet, die die Sicherheit bzw. Genauigkeit des Werts beschreibt. Die Validität liegt zwischen Null (unsicher) und Eins (sicher) und kann vom Sensor z.B. anhand innerer Prüfroutinen ermittelt werden.
Es ist dargestellt, dass der Sensor 4 ₁ zu Beginn eine erste Mindestzeitdauer M1 für die Bereitstellung der ersten Information I₁ benötigt, beispielsweise bis zu einem ersten Nulldurchgang o.ä. Dementsprechend gibt der Sensor 4 ₁ zu Beginn während der Zeitspanne M₁ den Wert x₁ = 0 und die Validität v₁ = 0 aus. Weiterhin ist dargestellt, dass während einer späteren Zeitspanne T₁ eine Unsicherheit in der Messwertaufbereitung vorliegt und der Sensor 4 ₁ dementsprechend die Validität auf v₁ = 0,3 reduziert.
Die Werte x₁ und Validitäten v₁ werden vom Sensor 4 ₁ an das Steuergerät 6 übertragen. Im Steuergerät wird daraus für die weitere Verarbeitung ein Zwischendatensatz ZD gebildet. Ferner ist das Steuergerät 6 dazu ausgebildet, vor dem Auswerteschritt einen Vergleichsschritt durchzuführen. Bei dem Vergleichsschritt wird die Validität v₁ mit einem Mindestwert verglichen, der im vorliegenden Beispiel mehr als 0,3 beträgt. Übersteigt die Validität den Mindestwert nicht, wird gemäß der hier dargestellten Ausführungsform im Steuergerät mit einem Ersatzwert x_E1 = 0 gerechnet. Es kann sich dabei um z.B. einen sicheren Standardwert für den jeweiligen Sensor handeln. Dadurch kann verhindert werden, dass möglicherweise fehlerhafte Werte zu einem unerwünschten Ergebnis führen.
In 3 ist ein ähnlicher Fall für einen Sensor 4 ₂ mit einem Verlauf m₂ von Messwerten, einem Verlauf x₂ von zweiten Werten und einem Verlauf v₂ von zweiten Validitäten des ersten Wertes x₁ dargestellt.
Es ist dargestellt, dass der Sensor 4 ₂ zu Beginn eine zweite Mindestzeitdauer M₂ für die Bereitstellung der zweiten Information I₂ benötigt. Dementsprechend gibt der Sensor 4 ₂ zu Beginn während der Zeitspanne M₂ den Wert x₂ = 1 und die Validität v₂ = 0 aus. Weiterhin ist dargestellt, dass während einer späteren Zeitspanne T₂ eine Unsicherheit in der Messwertaufbereitung vorliegt und der Sensor 4 ₂ dementsprechend die Validität auf v₂ = 0,9 reduziert.
Die Werte x₂ und Validitäten v₂ werden vom Sensor 4 ₂ an das Steuergerät 6 übertragen. Im Steuergerät wird daraus für die weitere Verarbeitung ein Zwischendatensatz ZD gebildet. Ferner ist das Steuergerät 6 dazu ausgebildet, vor dem Auswerteschritt einen Vergleichsschritt durchzuführen. Bei dem Vergleichsschritt wird die Validität v₂ mit einem Mindestwert verglichen, der im vorliegenden Beispiel mehr als 0,9 beträgt. Übersteigt die Validität den Mindestwert nicht, wird gemäß der hier dargestellten Ausführungsform im Steuergerät mit einem Ersatzwert x_E2 = 1 gerechnet. Es kann sich dabei um z.B. einen sicheren Standardwert für den jeweiligen Sensor handeln. Es kann sich dabei ebenso um den letzten validen Wert oder einen Mittelwert von mehreren letzten validen Werten handeln.
Das Steuergerät 6 ist dazu ausgebildet bzw. eingerichtet, einen Auswerteschritt auszuführen, um unter Verwendung der Werte x₁ und x₂ bzw. der jeweiligen Ersatzwerte x_E1 und x_E2 (die Alternative wird dargestellt durch x_(E)i) und deren Validitäten v₁ und v₂ als Ergebnis der Multiplikation der beiden Informationen I₁ und I₂ einen Ergebnisdatensatz ED mit einem Ergebniswert x_E und einer Ergebnisvalidität v_E zu bestimmen. Ein solcher Auswerteschritt ist in 4 illustriert, bei dem eine Multiplikation der Werte x₁ und x₂ durchgeführt wird.
Herkömmlicherweise würde dazu das Produkt x₁·x₂ gebildet. Gemäß der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch die Validität berücksichtigt gemäß: I₁ ⊕ I₂ = (x_(E)1, v₁) ⊕ (x_(E)2, v₂) = (x_(E)1·x_(E)2, v₁·v₂)
Zu erkennen ist, dass die Ergebnisvalidität v_E als Produkt der Validitäten v₁, v₂ während der ersten Mindestzeitdauer M1, der zweiten Mindestzeitdauer M2, dem ersten Zeitintervall T1 und dem zweiten Zeitintervall T2 reduziert ist, d.h. kleiner als Eins ist, während die Ergebnisvalidität v_E zwischen der zweiten Mindestzeitdauer M2 und dem ersten Zeitintervall T1, zwischen dem ersten Zeitintervall T1 und dem zweiten Zeitintervall T2 sowie nach dem zweiten Zeitintervall T2 Eins ist.
Somit ist der Ergebniswert x_E zwischen der zweiten Mindestzeitdauer M2 und dem ersten Zeitintervall T1 sowie nach dem ersten Zeitintervall T1 zuverlässig und vertrauenswürdig, in den anderen Zeitintervallen nicht vertrauenswürdig v_e = 0 oder teilweise vertrauenswürdig 0 < v_e < 1.
Mit der Ergebnisvalidität v_E steht somit ein Wert zur Verfügung, mit dem die Validität des Ergebniswertes x_E beurteilt werden kann. Dabei gibt die Ergebnisvalidität v_E an, wie vertrauenswürdig das Verarbeitungsergebnis im Steuergerät ist.

Claims

Verfahren zum Verarbeiten von zumindest einer Information (I₁, I₂, I₃, ..., I_n) in einem vernetzten System (2) zu einem Ergebnis, wobei die zumindest eine Information (I₁, I₂, I₃, ..., I_n) umfassend einen Wert (x₁, x₂, x₃, ..., x_n) und eine Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) des Wertes von zumindest einer Quelle (4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n) des Systems (2) zu einem Empfänger (6) des Systems (2) übertragen wird, wobei ein Zwischendatensatz (ZD) mit zumindest zwei Variablen verwendet wird, von denen eine erste Variable dem Wert (x₁, x₂, x₃, ..., x_n) der zumindest einen Information (I₁, I₂, I₃, ..., I_n) und eine weitere Variable der Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) des Wertes (x₁, x₂, x₃, ..., x_n) zugeordnet ist, und wobei mit dem Wert (x₁, x₂, x₃, ..., x_n) und der Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) des Wertes zumindest ein Auswerteschritt in dem Empfänger (6) durchgeführt wird, um einen Ergebnisdatensatz (ED) mit einem Ergebniswert (x_E) und einer Ergebnisvalidität (v_E) als Ergebnis des Verarbeitens der zumindest einen Information (I₁, I₂, I₃, ..., I_n) zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Vergleichsschritt die Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) mit einem Mindestwert verglichen wird, und der Zwischendatensatz (ZD) und/oder der Ergebnisdatensatz (ED) in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Ersatzwert (x_E1, x_E2) als Wert (x₁, x₂, x₃, ..., x_n) der zumindest einen Information (I₁, I₂, I₃, ..., I_n) für den Zwischendatensatz (ZD) verwendet wird, wenn die Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) gleich oder kleiner als der Mindestwert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei als Ersatzwert ein Wert von einer anderen Quelle mit einer höheren Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Ergebniswert (x_E) nur dann bestimmt wird, wenn die Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) gleich oder größer als der Mindestwert ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zumindest einen Quelle (4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n) vom Empfänger (6) ein Vertrauenswert (q₁, q₂, q₃, ..., q_n) betreffend die jeweilige Quelle (4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Vertrauenswert (q₁, q₂, q₃, ..., q_n) verwendet wird, um die Ergebnisvalidität (v_E) zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Validität (v₁, v₂, v₃, ..., v_n) Werte zwischen Eins und Null aufweisen kann.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Informationen (I₁, I₂, I₃, ..., I_n) von einer Mehrzahl von Quellen (4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, ..., 4 _n) an den Empfänger (6) des Systems (2) übertragen wird, eine Mehrzahl von Zwischendatensätzen (ZD) verwendet wird, und der Ergebnisdatensatz (ED) mit einem Ergebniswert (x_E) und einer Ergebnisvalidität (v_E) als Ergebnis des Verarbeitens der Mehrzahl von Informationen (I₁, I₂, I₃, ..., I_n) bestimmt wird.
Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Vernetztes System mit einer Recheneinheit nach Anspruch 10.
Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.