DE102017103423A1

DE102017103423A1 - Verarbeitung eines Fahrzeugsensorausgangs

Info

Publication number: DE102017103423A1
Application number: DE102017103423.4A
Authority: DE
Inventors: Tae-Kyung Lee
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2017-08-24
Also published as: US20170241363A1; CN107097737A; CN107097737B; US10830171B2

Abstract

Ein Fahrzeugsteuersystem schließt einen Prozessor, der zum Steuern eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals, das von einem Ausgangssignal eines Sensors erzeugt wird, und gemäß eines Produktes einer Zeitkonstante des Sensors und gefilterter Veränderungen des Ausgangssignals in Bezug auf die Zeit programmiert ist, ein, sodass sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals einer Stärke und Phase eines Eingangssignals zum Sensor annähern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals, das von einem Ausgang eines Sensors erzeugt wird.
STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug kann mehrere Fahrzeugsubsysteme einschließen, die mit dem Fahrzeugbetrieb assoziiert sind, wie ein Klimaanlagensubsystem, ein Antriebssubsystem, ein Abgassubsystem, ein Bremsensubsystem, ein Lenkungssubsystem, ein Kraftstoffeinspritz-Subsystem und so weiter. Das Fahrzeugsubsystem kann eine oder mehrere Komponenten einschließlich Schaltkreise, Hardware und Softwarekomponenten, wie z. B. Ventile, Rohrleitungen, Schläuche, Klemmen, Einspritzdüsen, Pumpen, Steuerungen, Logik-Gates, passive und aktive Halbleitervorrichtungen und so weiter umfassen. Sensoren können zum Überwachen dieser Komponenten verwendet werden.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeugsteuersystem schließt einen Prozessor, der zum Steuern eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals, das von einem Ausgangssignal eines Sensors erzeugt wird, und gemäß eines Produktes einer Zeitkonstante des Sensors und gefilterter Veränderungen des Ausgangssignals in Bezug auf die Zeit programmiert ist, ein, sodass sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals einer Stärke und Phase eines Eingangssignals zum Sensor annähern.
Eine Fahrzeugsystemsteuerung schließt Eingangskanäle, die zum Empfangen eines Ausgangssignals eines Sensors konfiguriert sind, Ausgangskanäle, die zum Steuern eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals konfiguriert sind, und eine Steuerlogik, die zum Erzeugen des wiederhergestellten Signals aus dem Ausgangssignal konfiguriert ist, und ein Produkt einer Zeitkonstante des Sensors und gefilterter Veränderungen des Ausgangssignals in Bezug auf die Zeit ein, sodass sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals einer Stärke und Phase eines Eingangssignals zum Sensor annähern.
Ein Verfahren schließt das Steuern, durch einen Prozessor, eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals, das von einem Ausgangssignal eines Sensors erzeugt wird, und gemäß eines Produktes einer Zeitkonstante des Sensors und gefilterter Veränderungen des Ausgangssignals in Bezug auf die Zeit ein, sodass sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals einer Stärke und Phase eines Eingangssignals zum Sensor annähern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs, das ein Fahrzeugsteuersystem darstellt, das einen Prozessor zum Steuern eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines Ausgangssignals eines Sensors aufweist;
2A–2B sind Blockdiagramme, die ein Fahrzeugsteuersystem darstellen, das einen Sensor aufweist;
2C ist ein Schaubild, das einen Ausgang eines Sensors mit einer langsamen, dynamischen Reaktion darstellt;
3A–3B sind Blockdiagramme, die ein Fahrzeugsteuersystem darstellen, das eine Signal-Wiederherstellungssteuerung aufweist;
3C ist ein Schaubild, das ein wiederhergestelltes Signal darstellt, das durch die Signal-Wiederherstellungssteuerung basierend auf einem Ausgang eines Sensors mit einer langsamen, dynamischen Reaktion erzeugt wird; und
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus zum Erzeugen eines wiederhergestellten Signals gemäß eines Ausgangs eines Sensors mit einer langsamen dynamischen Reaktion darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten besonderer Bauteile zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise einzusetzen ist. Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass diverse Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Es könnten jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
Mit Bezug auf 1 ist ein Fahrzeug 10 mit einem Fahrzeugsubsystem 12 dargestellt. Das Fahrzeugsubsystem 12 kann ein Subsystem sein, das mit dem Fahrzeugbetrieb assoziiert ist, wie z. B. ein Klimaanlagensubsystem, ein Antriebssubsystem, ein Abgassubsystem, ein Bremsensubsystem, ein Lenkungssubsystem, ein Kraftstoffeinspritz-Subsystem und so weiter, aber nicht darauf beschränkt. Das Fahrzeugsubsystem 12 kann eine oder mehrere Subsystemkomponenten 14 einschließlich Schaltkreise, Hardware und Softwarekomponenten, wie z. B., aber nicht darauf beschränkt, Ventile, Rohrleitungen, Schläuche, Klemmen, Einspritzdüsen, Pumpen, Steuerungen, Logik-Gates, passive und aktive Halbleitervorrichtungen und so weiter, umfassen.
In einem Beispiel kann das Fahrzeugsubsystem 12 ein Kraftstoffeinspritzsubsystem sein und die Subsystemkomponente 14 kann eine Kraftstoffeinspritzdüse sein. In einem anderen Beispiel kann das Fahrzeugsubsystem 12 ein Abgassubsystem sein und die Subsystemkomponente 14 kann ein Auslassventil sein. In einem noch anderen Beispiel kann das Fahrzeugsubsystem 12 ein Klimaanlagensubsystem sein und die Subsystemkomponente 14 kann ein Kühlmittelventil sein. In einem anderen Beispiel kann das Fahrzeugsubsystem 12 ein Hochspannungsbatterie-Kühlsubsystem sein und die Subsystemkomponente 14 kann ein Batteriekühlmittelventil sein.
Ein Sensor 16 kann zum Überwachen eines oder mehrerer Betriebsparameter konfiguriert sein, die mit (oder Variablen, die einen oder mehrere Stati davon anzeigen) dem Fahrzeugsubsystem 12 und/oder einer oder mehreren Subsystemkomponenten 14 assoziiert sind. In einem Beispiel kann der Sensor 16 ein Kontakt- oder ein kontaktloser Sensor sein, wie z. B. ein Thermoelement, aber nicht darauf beschränkt. In einem solchen Beispiel kann der Sensor 16 zum Messen z. B. der Temperatur von Kraftstoff in dem Kraftstoffeinspritzsubsystem, der Temperatur von Abgas in dem Abgassubsystem oder der Temperatur von Kühlmittel in dem Klimaanlagensubsystem oder der Temperatur von Kühlmittel in dem Hochspannungsbatterie-Kühlsubsystem konfiguriert sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In einem anderen Beispiel kann der Sensor 16 ein Sensor, wie z. B. ein Stickoxid(NOx)-Sensor, ein Sauerstoff(O₂)-Sensor und so weiter sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
Eine Steuerung 18 kann elektrisch mit dem Sensor 16 verbunden sein. Die Steuerung 18 kann zum Empfangen eines Ausgangssignals vom Sensor 16 konfiguriert sein, das einen gemessenen Betriebsparameter im Zusammenhang mit dem Fahrzeugsubsystem 12 und/oder einer oder mehreren der Subsystemkomponenten 14 anzeigt, z. B. Temperatur, Stickoxidpegel, Sauerstoffpegel und so weiter. Die Steuerung 18 kann als Reaktion auf das Empfangen einer Steuerungsanforderung zum Steuern des Fahrzeugsubsystems 12 und/oder einer oder mehrerer Subsystemkomponenten 14 basierend auf dem empfangenen Signal vom Sensor 16 konfiguriert sein, das einen gemessenen Betriebsparameter anzeigt. In einem Beispiel kann als Reaktion auf eine Steuerungsanforderung die Steuerung 18 eine Ventilstellung, einen Fluidpegel, Luftdurchflusspegel, eine Kraftstoffeinspritzmenge und so weiter des Fahrzeugsubsystems 12 und/oder der einen oder mehreren Subsystemkomponenten 14 basierend auf dem empfangenen Signal steuern, das einen gemessenen Betriebsparameter anzeigt.
Der Sensor 16 kann eine oder mehrere vorbestimmte Betriebscharakteristika aufweisen, wie z. B. Betriebsbereich, Empfindlichkeit, Auflösung, dynamische Reaktion, Linearität, Hysterese, Präzision und so weiter, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Betriebscharakteristika des Sensors 16 können von einem oder mehreren Faktoren beeinflusst werden, wie z. B. der Sensorausgestaltung, Material und Herstellungsverfahren, sind aber nicht darauf beschränkt. Die dynamischen Charakteristika des Sensors 16 können die vorübergehende Reaktion des Sensors 16 auf eine Eingangsveränderung einschließen. Die vorübergehende Reaktion des Sensors 16 auf die Eingangsveränderung kann z. B. vom Wärmeübertragungskoeffizienten, der Wärmeleitfähigkeit und anderen Attributen des Sensors 16 abhängig sein. In einem Beispiel, wie ausführlicher mit Bezug auf 2 beschrieben, können die dynamischen Charakteristika des Sensors 16 bewirken, dass ein Ausgangssignal des Sensors 16, d. h. ein erfasstes Signal y , eine reduzierte Stärke und/oder eine Phasenverschiebung in Bezug auf das Sensoreingangssignal y aufweist.
Mit Bezug auf 2A ist ein beispielhaftes Steuersystem 20 für das Fahrzeug 10 dargestellt. Das Steuersystem 20 kann ein Rückkopplungssteuersystem oder ein anderer Typ von Steuersystem sein, das einen gemessenen Wert einer Variablen zum Steuern der Variablen verwendet, sodass die Variable z. B. einen vorbestimmten Wert erreicht. Das Steuersystem 20 weist den Sensor 16 auf, der zum Überwachen eines beispielhaften Fahrzeugsubsystems 22 (im Folgenden Anlage 22) konfiguriert ist. Der Sensor 16 ist zum Erfassen einer Veränderung eines oder mehrerer Betriebsparameter konfiguriert, die mit der Anlage 22 assoziiert sind, und zum Übermitteln eines Signals, z. B. eines erfassten Signals y , das die erfasste Veränderung in einem Wert des einen oder der mehreren Betriebsparameter anzeigt. Die Steuerung 18 ist zum Steuern der Anlage 22 (und/oder einer oder mehrerer Komponenten der Anlage 22) basierend auf dem erfassten Signal y als Reaktion auf den Empfang eines Steuerungsanforderungssignals r konfiguriert.
Das Steuersystem 20 kann einen Beobachter 24 benutzen, der basierend auf verschiedenen Steuertheorien ausgestaltet ist, wenn eine oder mehrere Statusvariablen x ^ für die Rückkopplung nicht verfügbar sind. Der Beobachter 24 kann von dem Sensor 16 ein Signal empfangen, das die erfasste Veränderung in den Reaktionen der Anlage 22 anzeigt, z. B. eines erfassten Signals y . Der Beobachter 24 kann ferner von der Steuerung 18 ein Steuerbefehlssignal u empfangen, z. B. einen Steuereingang. Der Beobachter 24 kann zum Erzeugen einer Schätzung des Ausgangssignals y der Anlage 22 konfiguriert sein, z. B. eines geschätzten Statussignals x ^, das auf dem empfangenen erfassten Signal y und dem empfangenen Steuerbefehlssignal u basiert. Der Beobachter 24 kann ferner zum Übermitteln des geschätzten Statussignals x ^ zur Steuerung 18 konfiguriert sein. Die Steuerung 18 kann zum Erzeugen des Steuerungssignals zur Anlage 22 konfiguriert sein, z. B. durch Übermitteln eines Steuerbefehlssignals u, das auf dem empfangenen geschätzten Statussignal x ^ vom Beobachter 24 als Reaktion auf den Empfang eines Steueranforderungssignals r basiert. Obgleich das Steuersystem 20 den Beobachter 24 aufweist, kann in einem Beispiel die Steuerung 18 konfiguriert sein, die Anlage 22 basierend auf dem erfassten Signal y zu steuern.
In einem Beispiel kann der Sensor 16 ein Thermoelement sein. Das Thermoelement kann ein thermoelektrischer Sensor sein, der zwei Verbindungsstellen verschiedener Metalle und/oder Metalllegierungen aufweist, wie z. B. Eisen, Kupfer, Konstantan und so weiter. Die zwei Verbindungsstellen können aneinander geschweißt oder gecrimpt sein und können eine konstante Spannungspotentialdifferenz besitzen, z. B. einige wenige Millivolt (mV). Eine erste Verbindungsstelle kann ein Referenzverbindungsstück (Kaltstück) sein und kann bei einer konstanten Temperatur gehalten werden. Eine zweite Verbindungsstelle kann ein Messverbindungsstück (Heißstück) sein. Eine Spannung, die aufgrund eines thermoelektrischen Effekts auf den Verbindungsstellen ausgeübt wird, kann von Temperaturveränderungen abhängig sein und daher zum Messen der Temperatur verwendet werden.
In 2B ist ein Blockdiagramm des Sensors 16 dargestellt, der ein Ausgangssignal, z. B. ein erfasstes Signal y , als Reaktion auf den Empfang des Eingangssignals y erzeugt. Eine dynamische Reaktion des Sensors 16 kann eine Veränderung in dem erfassten Signal y als Reaktion auf eine Veränderung im Eingangssignal y sein. Die dynamische Antwort des Sensors 16 kann mithilfe mindestens eines Systems einer nullten, ersten und zweiten Ordnung dargestellt werden und kann in mathematischen Ausdrücken mithilfe von Differentialgleichungen einer nullten, ersten und zweiten Ordnung dargestellt werden. In einem Beispiel kann die dynamische Antwort des Sensors 16, z. B. eines Thermoelements, als ein Niederpassfilter erster Ordnung dargestellt werden und in der Laplace-Domäne wie folgt ausgedrückt werden:
wobei τ₁ eine Zeitkonstante des Sensors 16 ist und s eine Laplace-Domänenvariable ist, die als eine komplexe Variable s = a + jω ausgedrückt werden kann. Die Zeitkonstante τ₁ kennzeichnet die Antwort des Sensors 16 für einen Schritteingang erster Ordnung, einem linearen zeitinvarianten (LTI) System, und kann basierend auf Testdaten des Sensors 16 oder anderer verfügbarer Messungen identifiziert werden.
Der Sensor 16, z. B. ein Thermoelement, kann durch eine langsame dynamische Antwort gekennzeichnet sein, d. h. kann langsam auf eine schnelle Eingangsveränderung reagieren. In einem Beispiel erfasst der Sensor 16, der das erfasste Signal y erzeugt, eine oder mehrere Frequenzkomponenten des Sensoreingangssignals y außerhalb einer Bandbreite des Sensors 16 ggf. nicht. In einem solchen Beispiel kann eine Stärke und Phase des beispielhaft erfassten Signals y 28 anders als eine Stärke und Phase des beispielhaften Sensoreingangssignals y 26 sein. In 2C ist ein Zeitdomänen-Schaubild eines beispielhaften erfassten Signals y 28 dargestellt, wobei der Sensor 16, der eine langsame dynamische Reaktion aufweist, als Reaktion auf den Empfang ein beispielhaftes Sensoreingangssignal (Anlagenausgangssignal) y 26 erzeugen (ausgeben) kann. Das beispielhafte erfasste Signal y 28, das von dem Sensor 16 erzeugt wird, weist eine reduzierte Amplitude auf und/oder weist eine Phasenverschiebung in Bezug auf die des beispielhaften Sensoreingangssignals y 26 auf.
Mit Bezug auf 3A ist ein beispielhaftes Verarbeitungssystem 30 zum Verarbeiten eines langsamen, dynamischen Sensorausgangs des Sensors 16 dargestellt. Das beispielhafte Verarbeitungssystem 30 weist eine Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 auf, die zum Empfangen eines erfassten Signals y konfiguriert ist. Die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 kann zum Erzeugen eines wiederhergestellten Signals (z. B. Beobachtereingangssignal) y ^ vom empfangenen erfassten Signal y konfiguriert sein. Das wiederhergestellte Signal y ^, das von der Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 erzeugt wird, kann ein Signal sein, das ein Sensoreingangssignal y anzeigt. In einem Beispiel kann eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals y ^ eine Stärke und Phase des Sensoreingangssignals y erreichen.
Die Signalwiederherstellungssteuerung 32 kann zum Erzeugen eines wiederhergestellten Signals (z. B. Beobachtereingangssignal) y ^ vom empfangenen erfassten Signal y konfiguriert sein. In 3B ist ein Blockdiagramm dargestellt, das die Signalwiederherstellungssteuerung 32 zum Erzeugen eines wiederhergestellten Signals y ^ darstellt, das ein Sensoreingangssignal y darstellt. Wie bei Block 36 dargestellt, kann die Signalwiederherstellungssteuerung 32 zum Empfangen eines erfassten Signals y und zum Erzeugen eines differenzierten Signals ȳ . des empfangenen erfassten Signals y in Bezug auf die Zeit konfiguriert sein. In einem Beispiel kann die Signalwiederherstellungssteuerung 32 das differenzierte Signal ȳ . durch Aufnahme eines Derivats des empfangenen erfassten Signals y erzeugen, d. h. durch Bestimmen einer Steigung einer Tangentenfunktion an einem oder mehreren vorbestimmten Punkten des empfangenen erfassten Signals y .
Die Signalwiederherstellungssteuerung 32 kann zum Filtern eines differenzierten Signals ȳ . konfiguriert sein, wie bei Block 38 dargestellt. In einem Beispiel kann die Signalwiederherstellungssteuerung 32 ein differenziertes Signal ȳ . durch Anwenden einer Transferfunktion n-ter Ordnung filtern, die in einer Laplace-Transformation definiert ist, oder durch Verwenden anderer Ausdrücke, die von der z-Transformation, diskreten Fourier-Transformation und so weiter definiert werden. In einem Beispiel kann die Transferfunktion ein Filter n-ter Ordnung sein, der unterschiedliche Charakteristika aufweist, so z. B. Niederpass-, Hochpass-, Bandpass-, Bandstoppcharakteristika und so weiter, aber nicht darauf beschränkt.
Die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 kann, wie bei Block 40 dargestellt, zum Vervielfältigen eines dynamischen Reaktionsprofils eines differenzierten Signals ȳ . durch eine Zeitkonstante τ₁ konfiguriert sein. Die Zeitkonstante τ₁ kann eine Zeitkonstante des Sensors 16 sein, es wird jedoch auch die Verwendung einer oder mehrerer anderer Konstanten zum Kompensieren einer Modelldiskrepanz beim Charakterisieren des Sensors 16 in Betracht gezogen.
Wie bei Block 42 dargestellt, kann die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 zum Erzeugen eines wiederhergestellten Signals y ^ aus einer Summe eines Produkts der Zeitkonstante τ₁ und eines gefilterten differenzierten Signals ȳ . plus dem erfassten Signal y erzeugt werden. Das wiederhergestellte Signal y ^, das von der Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 erzeugt wird, kann ein Signal sein, das ein Sensoreingangssignal y anzeigt. In einem Beispiel können sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals y ^, das durch die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 erzeugt wird, einer Stärke und Phase des Sensoreingangssignals y annähern.
Mit Bezug auf 3C ist ein Zeitdomänenschaubild eines beispielhaften wiederhergestellten Signals y ^ 44 dargestellt, das die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 als Reaktion auf den Empfang des beispielhaften erfassten Signals y 28 erzeugen kann. Wie in 3C dargestellt, ist das beispielhafte wiederhergestellte Signal y ^ 44 eine präzisere Darstellung des beispielhaften Sensoreingangssignals y 26 als das beispielhafte erfasste Signal y 28, d. h. eine Stärke und Phase des beispielhaften wiederhergestellten Signals y ^ 44, das durch die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 erzeugt wird, nähern sich einer Stärke und Phase des beispielhaften Sensoreingangssignals y 26 eher als eine Stärke und Phase des beispielhaften erfassten Signals y 28 an.
Mit Bezug auf 4 ist ein Signal-Wiederherstellungsprozess 46 dargestellt. Der Signal-Wiederherstellungsprozess 46 kann bei Block 48 starten, wo die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 das erfasste Signal y , d. h. das Sensorausgangssignal, empfängt. In einem Beispiel kann das erfasste Signal y ein Signal sein, das vom Sensor 16 mit langsamer Dynamik als Reaktion auf den Empfang eines Sensoreingangssignals y (Anlagenausgangssignal) erzeugt wird.
Bei Block 50 differenziert die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 das empfangene erfasste Signal y zum Erzeugen eines differenzierten Signals ȳ .. In einem Beispiel kann die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 das differenzierte Signal ȳ . durch Nehmen eines Derivats des empfangenen erfassten Signals y in Bezug auf die Zeit erzeugen, d. h. durch Bestimmen einer Steigung einer Tangentenfunktion des empfangenen erfassten Signals y bei einem oder mehreren vorbestimmten Zeitschritten.
Die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 filtert das differenzierte Signal ȳ . bei Block 52. In einem Beispiel kann die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 eine Transferfunktion auf das differenzierte Signal ȳ . anwenden, z. B. eine Transferfunktion erster Ordnung. Die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 kann eine Transferfunktion verwenden, die mithilfe einer Laplace-Transformation definiert wird, oder kann andere Ausdrücke verwenden, die mithilfe von Transformationen definiert werden, wie z. B. z-Transformation, diskrete Fourier-Transformation und so weiter, ist aber nicht darauf beschränkt. In einem Beispiel kann die Transferfunktion ein Analog oder ein digitales System n-ter Ordnung darstellen, z. B. ein Niederpass-, Hochpass-, Bandpass-, Bandstoppsystem n-ter Ordnung und so weiter, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 kann bei Block 54 das gefilterte differenzierte Signal ȳ . mit einer Zeitkonstante τ₁ multiplizieren. Die Zeitkonstante τ₁ kann eine Zeitkonstante des Sensors 16 sein, es wird jedoch auch die Verwendung einer oder mehrerer anderer Konstanten zum Kompensieren einer Modelldiskrepanz beim Charakterisieren des Sensors 16 in Betracht gezogen. Bei Block 56 summiert die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 das erfasste Signal y und das Produkt des gefilterten differenzierten Signals ȳ . und eine Zeitkonstante τ₁ und erzeugt ein wiederhergestelltes Signal y ^. Das wiederhergestellte Signal y ^, das durch die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 erzeugt wird, kann ein Sensoreingangssignal y anzeigen, sodass eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals y ^ eine Stärke und Phase des Sensoreingangssignals y erreichen können.
Bei Block 58 übermittelt die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 das erzeugte wiederhergestellte Signal y ^ zum Beobachter 24. Der Beobachter 24 kann ein geschätztes Statussignal x ^ als Reaktion auf den Empfang des erzeugten wiederhergestellten Signals y ^ und des Steuerbefehlssignals u erzeugen. In einem Beispiel übermittelt die Signal-Wiederherstellungssteuerung 32 das wiederhergestellte Signal y ^ an eine Subsystemsteuerung, die einen Steuerbefehl ausgibt, der ein Fahrzeugsubsystem und/oder eine oder mehrere Komponenten des Fahrzeugsubsystems steuert. An diesem Punkt kann der Signal-Wiederherstellungsprozess 46 enden. In einem Beispiel kann der Signal-Wiederherstellungsprozess 46 als Reaktion auf den Empfang eines erfassten Signals y oder als Reaktion auf ein anderes Signal oder Anforderung wiederholt werden.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zu einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, wozu eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit gehören kann, lieferbar sein oder durch diese implementiert werden. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, einschließlich unter anderem als Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, permanent gespeichert sind, und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Floppydisks, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, veränderbar gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert sein. Alternativ dazu können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen im Ganzen oder in Teilen unter Verwendung von geeigneten Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder -vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, implementiert sein.
Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke dienen eher der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass diverse Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale diverser Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht sind. Obgleich diverse Ausführungsformen hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik Vorteile bietend oder bevorzugt beschrieben wurden, ist für den Durchschnittsfachmann jedoch ersichtlich, dass zwischen einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden können, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, die von der besonderen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeugsteuersystem, umfassend: einen Prozessor, der zum Steuern eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals, das von einem Ausgangssignal eines Sensors erzeugt wird, und gemäß eines Produktes einer Zeitkonstante des Sensors und gefilterter Veränderungen des Ausgangssignals in Bezug auf die Zeit programmiert ist, sodass sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals einer Stärke und Phase eines Eingangssignals zum Sensor annähern.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ist.
System nach Anspruch 2, wobei der Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ein Temperatursensor ist und wobei das Steuern des Fahrzeugsubsystems das Steuern eines Hochspannungsbatterie-Kühlsubsystems einschließt.
System nach Anspruch 2, wobei der Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ein Sauerstoffsensor ist und wobei das Steuern des Fahrzeugsubsystems das Steuern eines Kraftstoffeinspritz-Subsystems einschließt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die gefilterten Veränderungen aus der Anwendung eines Niederpass-Filters in Veränderungen des Ausgangssignals resultieren.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine erste Differenz zwischen der Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals und der Stärke und Phase des Eingangssignal zum Sensor kleiner als eine zweite Differenz zwischen der Stärke und Phase des Eingangssignals und einer Stärke und Phase des Ausgangssignals ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals und die Stärke und Phase des Eingangssignals zum Sensor gleich sind.
Fahrzeugsystemsteuerung, umfassend: Eingangskanäle, die zum Empfangen eines Ausgangssignals eines Sensors konfiguriert sind; Ausgangskanäle, die zum Steuern eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals konfiguriert sind; und eine Steuerlogik, die zum Erzeugen des wiederhergestellten Signals aus dem Ausgangssignal und des Produktes einer Zeitkonstante des Sensors und gefilterter Veränderungen des Ausgangssignals in Bezug auf die Zeit konfiguriert ist, sodass sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals einer Stärke und Phase eines Eingangssignals zum Sensor annähern.
Steuerung nach Anspruch 8, wobei der Sensor ein Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ist.
Steuerung nach Anspruch 9, wobei der Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ein Temperatursensor ist und wobei das Steuern des Fahrzeugsubsystems das Steuern eines Hochspannungsbatterie-Kühlsubsystems einschließt.
Steuerung nach Anspruch 9, wobei der Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ein Sauerstoffsensor ist und wobei das Steuern des Fahrzeugsubsystems das Steuern eines Kraftstoffeinspritz-Subsystems einschließt.
Steuerung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die gefilterten Veränderungen aus der Anwendung eines Niederpass-Filters aus Veränderungen des Ausgangssignals resultieren.
Steuerung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei eine erste Differenz zwischen der Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals und der Stärke und Phase des Eingangssignals zum Sensor kleiner als eine zweite Differenz zwischen der Stärke und Phase des Eingangssignals und einer Stärke und Phase des Ausgangssignals ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals und die Stärke und Phase des Eingangssignals zum Sensor gleich sind.
Verfahren, umfassend: Steuern, durch einen Prozessor, eines Fahrzeugsubsystems gemäß eines wiederhergestellten Signals, das von einem Ausgangssignal eines Sensors erzeugt wird, und gemäß eines Produktes einer Zeitkonstante des Sensors und gefilterter Veränderungen des Ausgangssignals in Bezug auf die Zeit, sodass sich eine Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals einer Stärke und Phase eines Eingangssignals zum Sensor annähern.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Sensor ein Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ein Temperatursensor ist und wobei das Steuern des Fahrzeugsubsystems das Steuern eines Hochspannungsbatterie-Kühlsubsystems einschließt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Sensor mit langsamer, dynamischer Reaktion ein Sauerstoffsensor ist und wobei das Steuern des Fahrzeugsubsystems das Steuern eines Kraftstoffeinspritz-Subsystems einschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die gefilterten Veränderungen aus der Anwendung eines Niederpass-Filters aus Veränderungen des Ausgangssignals resultieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei eine erste Differenz zwischen der Stärke und Phase des wiederhergestellten Signals und der Stärke und Phase des Eingangssignals zum Sensor kleiner als eine zweite Differenz zwischen der Stärke und Phase des Eingangssignals und einer Stärke und Phase des Ausgangssignals ist.