DE19818860A1 - Verfahren und Einrichtung zur Detektion und Lokalisation von Sensorfehlern in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Detektion und Lokalisation von Sensorfehlern in KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Detektion und Lokalisation von Sensorfehlern in Kraftfahrzeugen wird von einem Sensor ein Meßsignal zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens des Kraftfahrzeugs ermittelt, aus einem mathematischen Ersatzmodell ein dem Meßsignal zugeordneter Zustandswert berechnet, ein Schätzfehler des Zustandswerts ermittelt und ein Residuum aus der Differenz von Meßsignal und einer dem Meßsignal entsprechenden, aus dem Zustandswert gebildeten Bezugsgröße ermittelt. DOLLAR A Zur eindeutigen Detektion und Lokalisierung von Sensorfehlern wird eine charakteristische Kenngröße aus der Multiplikation des Residuum und des Schätzfehlers gebildet und ein Fehlersignal erzeugt, wenn die charakteristische Kenngröße einen Grenzwert übersteigt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur
Detektion und Lokalisation von Fehlern bei Sensoren in Kraft
fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 14.
Aus der DE 42 26 746 C1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines
fahrsituationsabhängigen Lenkwinkels bekannt, das dazu dient,
mit einem möglichst geringen Aufwand an Hardware einen Lenkwin
kel-Sollwert zu bestimmen. Dem Verfahren liegt ein Fahrzeug-
Systemmodell zugrunde, das aus den Beschreibungsgrößen Gierwin
kelgeschwindigkeit und Schwimmwinkel einen Radlenkwinkel be
stimmt, wobei die Abweichung der Sollwerte von den sensorisch
erfaßten Istwerten mit Hilfe eines Zustandsreglers ausgeregelt
wird.
Bei derartigen sogenannten X-by-Wire-Systemen greifen elektro
nische Fahrzeugkomponenten aktiv in das Fahrgeschehen und die
Fahrdynamik ein. Der Steuerung bzw. Regelung werden die senso
risch ermittelten Größen zugrunde gelegt. Ein Defekt eines Sen
sors hat einen falschen Istwert der betreffenden Größe zur Fol
ge, der dazu führt, daß die von der Steuerung bzw. Regelung er
zeugten, die Fahrdynamik beeinflussenden Stellsignale auf der
Grundlage falscher Informationen generiert werden, was eine un
erwünschte Reaktion des Fahrzeugs und eine Verschlechterung des
Fahrverhaltens bewirken kann.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, Fehler in Sensoren
zur Erfassung von Systemgrößen, welche zur Zustandsbeschreibung
des Kraftfahrzeugs dienen, eindeutig zu detektieren und zu lo
kalisieren.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruches 1 bzw. bei einer Einrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 14 gelöst.
Meßsignale, die von den Sensoren aufgenommen werden, fließen in
ein mathematisches Ersatzmodell ein, in dem Zustandsgrößen ge
schätzt werden, die das dynamische Verhalten des Fahrzeugs be
schreiben. Diese berechneten Zustandsgrößen sind mit einem
Schätzfehler behaftet, dessen Größe ermittelt wird und mit ei
nem Residuum multipliziert wird, das aus der Differenz des Meß
signals und einer dem Meßsignal entsprechenden, aus den Zu
standsgrößen des mathematischen Ersatzmodells berechneten Be
zugsgröße gebildet wird. Aus der Multiplikation des Schätzfeh
lers mit dem Residuum wird eine charakteristische Kenngröße er
zeugt, anhand derer Sensorfehler detektiert und lokalisiert
werden können. Das Residuum wird durch die Multiplikation mit
dem Schätzfehler verstärkt, wodurch Probleme mit einer zu ge
ringen Amplitude und mit überlagertem System- und Meßrauschen
vermieden bzw. kompensiert werden.
Die charakteristische Kenngröße wird zur weiteren Auswertung
herangezogen, indem ein Fehlersignal erzeugt wird, falls die
charakteristische Kenngröße einen Grenzwert übersteigt. In die
sem Fall ist die Abweichung des Meßsignals von der berechneten
Bezugsgröße unzulässig hoch, so daß die charakteristische Kenn
größe über dem zulässigen Grenzwert liegt und der Sensorfehler
eindeutig entdeckt werden kann.
Darüberhinaus ist auch der Fehlerort eindeutig lokalisierbar.
Bei einem Einsatz mehrerer Sensoren wird eine der Sensoranzahl
entsprechende Anzahl an Meßsignalen erzeugt, denen jeweils ge
nau eine aus dem mathematischen Ersatzmodell ermittelte, physi
kalisch entsprechende Bezugsgröße zugeordnet wird. Jedem Meßsi
gnal ist ein Residuum und jedem Residuum eine charakteristische
Kenngröße zugeordnet, so daß aus der Position eines unzulässig
hohen, skalaren Werts der Kenngröße innerhalb des Vektors aller
charakteristischer Kenngrößen auf das der Kenngröße zugeordnete
fehlerhafte Meßsignal und folglich auf den fehlerhaften Sensor
geschlossen werden kann.
Zweckmäßig beruht das mathematische Ersatzmodell auf einem Kal
man-Filteralgorithmus, insbesondere auf einem erweiterten Kal
man-Filter, das mathematisch einem Beobachter entspricht und in
der Lage ist, stochastische Störungen, die auf das System ein
wirken, zu verarbeiten. Dem Kalman-Filter werden die Sensorsi
gnale und gegebenenfalls weitere Systeminformationen zugeführt,
woraus Prädiktionswerte, Filterschätzwerte und Residuen ermit
telt werden, die für die Fehlererkennung weiterverarbeitet wer
den. Es können ohne physikalische Redundanz sowohl Einfach- als
auch Mehrfachfehler, insbesondere in der Raddrehzahl- und
Längsbeschleunigungssensorik, erkannt werden.
Der Zustandswert des Ersatzmodells entspricht dem Prädiktions
wert des Kalman-Filters, der über die Meß- bzw. Beobachtungsma
trix transformiert und vorteilhaft zur Erzeugung der Residuen
von den Meßsignalen subtrahiert wird. Aus den Prädiktionswerten
und den Residuen können in einem nächsten Schritt die optimalen
Filterschätzwerte ermittelt werden, wobei die Residuen über ei
ne Verstärkungsmatrix transformiert werden, die bevorzugt die
Form eines Kalman-Gain einnimmt.
Ein auftretender Sensorfehler spiegelt sich in einem fehlerhaf
ten Prädiktionswert wieder, der sich vom Filterschätzwert des
vorangegangenen Zeitschritts unterscheidet. Diese Differenz
zwischen dem optimalen Filterschätzwert und dem Prädiktionswert
wird als Schätzfehler ausgedrückt, der zur Identifizierung ei
nes fehlerhaften Sensors herangezogen wird.
Der Schätzfehler wird durch Multiplikation mit den Residuen
verstärkt, wobei im Falle mehrdimensionaler Zustands- und Meß
größen aus den Residuen eine Diagonalmatrix mit den Elementen
des Residuums auf der Hauptdiagonalen erzeugt wird. Die auf
diese Weise ermittelte charakteristische Kenngröße ist ein ty
pisches, einem bestimmten Sensor zuordenbares Identifikations
merkmal, das zum Vergleich mit dem zulässigen Grenzwert heran
gezogen werden kann.
Vorteilhaft berechnet sich der Grenzwert adaptiv aus dem ge
wichteten Mittelwert der einzelnen Residuen, indem die Residuen
durch die Anzahl der Meßsignale dividiert werden. Die einzelnen
Residuen können zudem noch gewichtet werden. Man erreicht da
durch, daß Modellunsicherheiten, die durch Linearisierungen im
mathematischen Ersatzmodell entstehen, nicht zu Fehlalarmen
führen.
Als Meßsignale werden bevorzugt die Raddrehzahlen aller Fahr
zeugräder und die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs ermittelt.
Die Einrichtung zur Detektion und Lokalisation der Sensorfehler
umfaßt eine Berechnungseinheit, in der das mathematische Er
satzmodell niedergelegt ist, und eine nachgeschaltete Auswerte
einheit, der die Zustandswerte und Residuen aus der Berech
nungseinheit zugeführt werden und in der ein Fehlersignal er
zeugt wird, falls die aus den Zustandswerten und den Residuen
ermittelte charakteristische Kenngröße den Grenzwert über
steigt.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den
weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung
zu entnehmen, in der schematisch eine Einrichtung zur Detektion
und Lokalisation von Sensorfehlern in Kraftfahrzeugen darge
stellt ist.
Die Einrichtung 1 umfaßt eine Berechnungseinheit 2 und eine
Auswerteeinheit 3; sie kann darüberhinaus auch einen Fahrzeu
gregler zur Beeinflussung des dynamischen Fahrverhaltens eines
Kraftfahrzeugs enthalten. In der Berechnungseinheit 2 werden in
einem mathematischen Ersatzmodell das Fahrzeugsystem beschrei
bende Zustandsgrößen ermittelt, die der Auswerteeinheit 3 zuge
führt werden, in der auf der Grundlage der zugeführten Informa
tionen die Entscheidung gefällt wird, ob das der Einrichtung 1
zugeführte Signal eines Sensors fehlerhaft ist.
Über Sensoren werden der Berechnungseinheit 2 Meßsignale yk als
zeitdiskrete Eingangssignale zugeführt, die den Fahrzeugzustand
zu Zeitpunkten k-1, k, k+1 etc. repräsentieren. Weiterhin wer
den der Berechnungseinheit 2 Systeminformationen SI als Ein
gangssignale zugeführt, insbesondere Massen, Trägheitsmomente
und dergleichen. Die Systeminformationen SI können in einer
Speichereinheit abgelegt sein, die mit der Berechnungseinheit 2
kommuniziert oder in die Berechnungseinheit 2 integriert ist.
Das in der Berechnungseinheit 2 niedergelegte mathematische Er
satzmodell beruht auf einem Kalman-Filter, mit dem auf das
System einwirkende stochastische Störungen berücksichtigt werden
können, und wird beschrieben durch die vektoriellen Gleichungen
x⁻k = Ak-1.x⁺k-1 + Bk.uk,
x⁺k = x⁻k + Kk.rk,
rk = yk - C.x⁻k,
wobei x⁻k der den Zustandswert repräsentierende Prädiktionswert
des Kalman-Filters ist, der unmittelbar vor Eintreffen der Mes
sung zum Zeitpunkt k ermittelt wird, x⁺k-1 der optimale Filter
schätzwert des Kalman-Filters ist, der unmittelbar nach Verfüg
barkeit der Meßsignale zum Zeitpunkt k berechnet wird, und rk
die Residuen bezeichnet, die der Abweichung zwischen dem gemes
senen Meßsignal yk und dem rechnerisch ermittelten, transfor
mierten Prädiktionswert x⁻k entsprechen. Die Matrix A bezeich
net die Systemmatrix des mathematischen Ersatzmodells in zeit
diskreter Form, die auf der Basis von Bewegungsgleichungen in
Abhängigkeit von fahrzeugabhängigen Parametern angegeben werden
kann. Die Matrix B ist die zeitdiskrete Steuermatrix, über die
der Eingangsvektor u transformiert wird. C bezeichnet die Meß
matrix des Systems. Die Matrix Kk ist das Kalman-Gain
(Verstärkungsmatrix), über das der Vektor der Residuen rk
transformiert wird und das nach der Vorschrift
Kk = P⁻k.CT k.(Ck.P⁻k.CT k + Rk)-1
mit der Prädiktions-Kovarianzmatrix P⁻k
P⁻k = Ak-1.P⁺k-1.At k-1 + Gk-1.Qk-1.GT k-1
und der Filterschätzwert-Kovarianzmatrix P⁺k
P⁺k = P⁻k - Kk.Ck.P⁻k
berechnet wird. Hierin bezeichnet Q eine Kovarianzmatrix des
Störvektors, G eine Störmatrix zur Verteilung des Systemrau
schens auf die Zustandsgrößen und Rk eine Verteilungsdichtema
trix. Über die Matrizen Q, G und Rk werden stochastische Ein
flüsse berücksichtigt.
Der in der Berechnungseinheit 2 ermittelte Prädiktionswert x⁻k,
der optimale Filterschätzwert x⁺k-1 und die Residuen rk werden
als Eingangssignale der Auswerteeinheit 3 zugeführt, die als
robuste Auswertelogik (Residual Evaluation Logic) ausgeführt
ist. In der Auswerteeinheit 3 wird zunächst ein Schätzfehler
e⁻k aus der Differenz des optimalen Filterschätzwerts x⁺k-1 zum
vorangegangenen Zeitpunkt k-1 und des Prädiktionswerts x⁻k zum
nachfolgenden Zeitpunkt k gemäß der Beziehung
e⁻k = x⁺k-1-x⁻k
berechnet. In einem weiteren Schritt wird aus dem Schätzfehler
e⁻k eine charakteristische Kenngröße ε gemäß der Vorschrift
ε = RM k.e⁻k
ermittelt, die ein hinreichendes Identifikationsmerkmal eines
Sensorfehlers ist. Die charakteristische Kenngröße ε wird der
Entscheidung zugrunde gelegt, ob ein Meßsignal yk außerhalb ei
nes zulässigen Rahmens liegt und dementsprechend der zugehörige
Sensor fehlerhaft ist. Zur Berechnung der charakteristischen
Kenngröße ε wird der Schätzfehler e⁻k von links mit der Diago
nalmatrix RM k multipliziert, die auf der Hauptdiagonalen mit
den Komponenten des Vektors der Residuen rk belegt ist. Bei
dieser Berechnungsmethode liegt die charakteristische Kenngröße
εals Vektor vor.
Alternativ kann die charakteristische Kenngröße ε auch skalar
berechnet werden, indem jede Komponente des Vektors der Schätz
werte e⁻k mit der zugehörigen Komponente des Vektors der Resi
duen rk multipliziert wird. Diese Vorgehensweise hat den Vor
teil, daß auf die Erzeugung der Diagonalmatrix RM k aus dem Vek
tor der Residuen rk verzichtet werden kann.
Bedingt durch die Tiefpaßfilterung des Kalman-Filters sind die
Rauschanteile im Schätzfehler e⁻k sehr gering, so daß auch das
durch die Residuen verstärkte Signal - die charakteristische
Kenngröße ε - rauscharm ist und zur weiteren Auswertung heran
gezogen werden kann.
Die charakteristische Kenngröße E wird in der Auswerteeinheit 3
mit einem Grenzwert sk verglichen. Liegt der Wert der Kenngröße
ε über dem Grenzwert sk, wird ein vorteilhaft aus zwei Kompo
nenten bestehendes Fehlersignal EI, EL erzeugt, das angezeigt
oder Stellelementen im Fahrzeug zugeführt werden kann. Die er
ste Komponente EI des Fehlersignals zeigt an, daß ein Fehler
detektiert wurde. Die zweite Komponente EL lokalisiert den Ort
des Fehlersignals, indem die Position der fehlerhaften Kompo
nente innerhalb des Vektors der charakteristischen Kenngröße ε
angegeben wird. Hieraus kann unmittelbar auf den fehlerhaften
Sensor geschlossen werden.
Der Grenzwert sk ist ein adaptiver Schwellwert und wird aus dem
Residuum rk gemäß der Vorschrift
sk = 1/m.Mk.rk
berechnet. Hierin bezeichnet m die Dimension des Vektors der
Meßsignale yk und Mk eine Gewichtungsmatrix, die bevorzugt em
pirisch ermittelt wird und mit der einzelne Komponenten des
Vektors der Residuen rk stärker gewichtet werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung hat der Vektor der Meßsigna
le yk die Dimension m = 5 und weist die Form
yk = (ω1, ω2, ω3, ω4, ax)T
mit den Raddrehzahlen ω1, ω2, ω3, ω4 der Fahrzeugräder und der
Längsbeschleunigung ax. Diese Meßsignale werden über Sensoren
während des Fahrbetriebs aufgenommen.
Die Gewichtungsmatrix Mk hat die Dimension 5×5 und liegt in der
Form
vor; die Koeffizienten mij der Gewichtungsmatrix Mk werden empi
risch ermittelt.
Der Vektor der Prädiktionswerte x⁻k hat die Dimension 10×1 und
nimmt die Form
x⁻k = (ω1, ω2, ω3, ω4, vx, θ, M1, M2, M3, M4)T
ein. Neben den echten, eine Eigendynamik beinhaltenden Zu
standsgrößen ω1, ω1, ω3, ω4 für die Raddrehzahlen und der Längs
geschwindigkeit vx ist der Vektor der Prädiktionswerte um fünf
Opferzustände erweitert, die zu einer Modellverbesserung bei
tragen, jedoch keine Eigendynamik aufweisen. Diese Opferzustän
de sind die Straßenneigung θ und die auf die Räder wirkenden
Radmomente M1 bis M4.
In einer anderen Ausführung können als Opferzustände neben dem
Straßenneigung θ auch die Schräglaufwinkel α1, α2, α3, α4 an den
Fahrzeugrädern berücksichtigt werden.
Der Vektor der Residuen rk hat die Dimension 5×1:
rk = (r1k, r2k, r3k, r4k, r5k)T;
aus den Residuen rk wird die 5×5-Diagonalmatrix RM k gebildet,
deren Hauptdiagonale die Komponenten des Residuums rk enthält
und im übrigen mit Null belegt ist:
Zur Bildung der charakteristischen Kenngröße wird eine Matrix-
Vektor-Multiplikation der Diagonalmatrix RM k mit dem Vektor der
Schätzfehler e⁻k vorgenommen, wobei im Vektor der Schätzfehler
e⁻k nur die Differenzen von eigendynamischen Zustandsgrößen -
die Raddrehzahlen und die Längsgeschwindigkeit - berücksichtigt
werden, nicht jedoch die den Opferzuständen zugeordneten Kompo
nenten.
Alternativ kann die Diagonalmatrix RM k auch der Dimension des
Vektors der Prädiktionswerte entsprechend als 10×10-Matrix for
muliert werden, die gegenüber der 5×5-Diagonalmatrix mit Nullen
aufgefüllt ist. In diesem Fall kann die Vektor-Matrix-
Multiplikation von Diagonalmatrix RM k und Vektor der Schätzfeh
ler e⁻k ohne Reduzierung der Dimension des Schätzfehler-Vektors
erfolgen.
Der Eingangsvektor uk hat die Dimension 6×1:
uk = (k1, k2, k3, k4, ax, dψ/dt)T
k1 bis k4 bezeichnenAntriebs- und Bremsmomente sowie durch Rad
lasten entstehende Momente, dψ/dt ist die Giergeschwindigkeit.
Dementsprechend hat die Systemmatrix A die Dimension 10×10, die
Steuermatrix B die Dimension 10×6, die Meßmatrix C die Dimensi
on 5×10, das Kalman-Gain die Dimension 10×5, der Schätzfehler
e⁻k und die charakteristische Kenngröße ε die Dimension 5×1 und
der Grenzwert sk die Dimension 5×1.
Claims (14)
1. Verfahren zur Detektion und Lokalisation von Sensorfehler
in Kraftfahrzeugen, wobei
- - von einem Sensor ein Meßsignal (yk) zur Beschreibung des namischen Verhaltens des Kraftfahrzeugs ermittelt wird,
- - aus einem mathematischen Ersatzmodell ein dem Meßsignal (yk) zugeordneter Zustandswert (x⁻k) berechnet wird,
- - ein Schätzfehler (e⁻k) des Zustandswerts (x⁻k) ermittelt wird,
- - ein Residuum (rk) aus der Differenz von Meßsignal (yk) und einer dem Meßsignal (yk) entsprechenden, aus dem Zustandswert (x⁻k) gebildeten Bezugsgröße (C.x⁻k) ermittelt wird,
- - eine charakteristische Kenngröße (ε) aus der Multiplikation des Residuums (rk) und des Schätzfehlers (e⁻k) gebildet wird
- - und ein Fehlersignal (EI, EL) erzeugt wird, wenn die charak teristische Kenngröße (ε) einen Grenzwert (sk) übersteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mathematische Ersatzmodell auf einem Kalman-
Filteralgorithmus beruht, wobei der Zustandswert gleich dem
Prädiktionswert (x⁻k) des Kalman-Filters ist, der der Beziehung
x⁻k = Ak-1.x⁺k-1 + Bk.uk
entspricht, worin
A die Systemmatrix
B die Steuermatrix
u der Eingangsvektor
der Index "-" den Zeitpunkt unmittelbar vor Eintreffen des Meßwerts
der Index "+" den Zeitpunkt unmittelbar nach Verfügbar keit des Meßwerts und
der Index "k" die zeitdiskrete Systemdarstellung
bezeichnet.
x⁻k = Ak-1.x⁺k-1 + Bk.uk
entspricht, worin
A die Systemmatrix
B die Steuermatrix
u der Eingangsvektor
der Index "-" den Zeitpunkt unmittelbar vor Eintreffen des Meßwerts
der Index "+" den Zeitpunkt unmittelbar nach Verfügbar keit des Meßwerts und
der Index "k" die zeitdiskrete Systemdarstellung
bezeichnet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Residuum (rk) sich aus dem Meßsignal (yk) und dem Zu
standswert (x⁻k) gemäß der Beziehung
rk = yk-C.x⁻k
berechnet, worin
C die Meßmatrix
bezeichnet.
rk = yk-C.x⁻k
berechnet, worin
C die Meßmatrix
bezeichnet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein optimaler Filterschätzwert (x⁺k) aus der Vorschrift
x⁺k = x⁻k + Kk.rk
ermittelt wird, wobei Kk eine Verstärkungsmatrix ist.
x⁺k = x⁻k + Kk.rk
ermittelt wird, wobei Kk eine Verstärkungsmatrix ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkungsmatrix (Kk) ein Kalman-Gain ist, das nach
der Beziehung
Kk = P⁻k.CT k.(Ck.P⁻k.CT k + Rk)-1
mit der Prädiktions-Kovarianzmatrix P⁻k
P⁻k = Ak-1.P⁺k-1.At k-1 + Gk-1.Qk-1.GT k-1
und der Filterschätzwert-Kovarianzmatrix P⁺k
P⁺k = P⁻k - Kk.Ck.P⁻k
berechnet wird, wobei
Q eine Kovarianzmatrix des Störvektors,
G eine Störmatrix zur Verteilung des Systemrauschens auf die Zustandsgrößen und
Rk eine Verteilungsdichtematrix
bezeichnen.
Kk = P⁻k.CT k.(Ck.P⁻k.CT k + Rk)-1
mit der Prädiktions-Kovarianzmatrix P⁻k
P⁻k = Ak-1.P⁺k-1.At k-1 + Gk-1.Qk-1.GT k-1
und der Filterschätzwert-Kovarianzmatrix P⁺k
P⁺k = P⁻k - Kk.Ck.P⁻k
berechnet wird, wobei
Q eine Kovarianzmatrix des Störvektors,
G eine Störmatrix zur Verteilung des Systemrauschens auf die Zustandsgrößen und
Rk eine Verteilungsdichtematrix
bezeichnen.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schätzfehler (e⁻k) aus der Differenz des optimalen Fil
terschätzwerts (x⁺k-1) und des Prädiktionswerts (x⁻k) gemäß der
Beziehung
e⁻k = x⁺k-1-x⁻k
ermittelt wird.
e⁻k = x⁺k-1-x⁻k
ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die charakteristische Kenngröße (ε) aus der Beziehung
ε= RM k.e⁻k
ermittelt wird, worin
RM k eine Diagonalmatrix mit den Komponenten des Residu ums auf der Hauptdiagonalen
bezeichnet.
ε= RM k.e⁻k
ermittelt wird, worin
RM k eine Diagonalmatrix mit den Komponenten des Residu ums auf der Hauptdiagonalen
bezeichnet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grenzwert (Sk) sich adaptiv aus dem Residuum (rk) gemäß
der Vorschrift
sk = 1/m.Mk.rk
berechnet, worin
m die Dimension des Vektors der Meßsignale (yk) und
Mk eine Gewichtungsmatrix
bezeichnen.
sk = 1/m.Mk.rk
berechnet, worin
m die Dimension des Vektors der Meßsignale (yk) und
Mk eine Gewichtungsmatrix
bezeichnen.
9. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vektor der Meßsignale (yk) die Form
yk = (ω1, ω2, ω3, ω4, ax)T
mit der Dimension
m = 5
einnimmt, worin
ω1 bis ω4 die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder,
ax die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs
bezeichnen.
yk = (ω1, ω2, ω3, ω4, ax)T
mit der Dimension
m = 5
einnimmt, worin
ω1 bis ω4 die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder,
ax die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs
bezeichnen.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gewichtungsmatrix (Mk) die Form
einnimmt, wobei die Koeffizienten (mij) der Gewichtungsmatrix (Mk) empirisch ermittelt werden.
einnimmt, wobei die Koeffizienten (mij) der Gewichtungsmatrix (Mk) empirisch ermittelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vektor der Zustandswerte (x⁻k) die Form
x⁻k = (ω1, ω2, ω3, ω4, vx, θ, M1, M2, M3, M4)T
einnimmt, worin
ω1 bis ω1 die Raddrehzahlen,
vx die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs,
θ die Straßenneigung,
M1 bis M4 auf die Räder wirkende Radmomente
bezeichnen und als Opferzustände ohne Eigendynamik im Zustands vektor enthalten sind.
x⁻k = (ω1, ω2, ω3, ω4, vx, θ, M1, M2, M3, M4)T
einnimmt, worin
ω1 bis ω1 die Raddrehzahlen,
vx die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs,
θ die Straßenneigung,
M1 bis M4 auf die Räder wirkende Radmomente
bezeichnen und als Opferzustände ohne Eigendynamik im Zustands vektor enthalten sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf der Hauptdiagonalen die Komponenten des Residuums
(rk) enthaltende Diagonalmatrix (RM k) die Form
einnimmt, wobei im Schätzfehler (e⁻k) nur die Differenzen von eigendynamischen Zustandsgrößen berücksichtigt werden.
einnimmt, wobei im Schätzfehler (e⁻k) nur die Differenzen von eigendynamischen Zustandsgrößen berücksichtigt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Eingangsvektor (uk) die Form
uk = (k1, k2, k3, k4, ax, dψ/dt)T
einnimmt, worin
k1 bis k4 Antriebs- und Bremsmomente sowie durch Radlasten entstehende Momente,
dψ/dt die Giergeschwindigkeit
bezeichnen.
uk = (k1, k2, k3, k4, ax, dψ/dt)T
einnimmt, worin
k1 bis k4 Antriebs- und Bremsmomente sowie durch Radlasten entstehende Momente,
dψ/dt die Giergeschwindigkeit
bezeichnen.
14. Einrichtung zur Detektion und Lokalisation von Sensorfeh
lern in Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Durchführung des Ver
fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Berech
nungseinheit (2) zur Ermittlung von den Zustand des Kraftfahr
zeugs beschreibenden Zustandswerten (x⁻k) und Residuen (rk), wo
bei die Meßsignale (yk) der Sensoren der Berechnungseinheit (2)
als Eingangssignale zuführbar sind, und mit einer der Berech
nungseinheit (2) nachgeschalteten Auswerteeinheit (3), der die
Zustandswerte (x⁻k) und Residuen (rk) als Eingangssignale zu
führbar sind und in der aus den Eingangssignalen charakteristi
sche Kenngrößen (ε) erzeugbar und mit Grenzwerten (sk) ver
gleichbar sind, wobei in der Auswerteeinheit (3) ein Fehlersi
gnal (EI, EL) erzeugbar ist, falls die charakteristischen Kenn
größen (ε) die Grenzwerte (sk) übersteigen.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DE19818860A1 true DE19818860A1 (de) | 1999-11-11 |
DE19818860C2 DE19818860C2 (de) | 2001-04-19 |
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ID=7865982
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP (1) | EP0953889B1 (de) |
JP (1) | JP3341158B2 (de) |
DE (1) | DE19818860C2 (de) |
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