DE102017216749A1

DE102017216749A1 - Verfahren zur Bereitstellung eines Steuersignals

Info

Publication number: DE102017216749A1
Application number: DE102017216749.1A
Authority: DE
Inventors: Holger Lang; Christina Artmann; Bernhard Klingseis
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines Steuersignals (1a, 1b) für eine oder mehrere, das Steuersignal (1a, 1b) konsumierende, Signalverarbeitungs-Komponenten (III) eines Steuersystems unter Berücksichtigung einer Signalgenauigkeit. Eine Signalerzeugungs-Komponente (I) erzeugt sowohl das Steuersignal (1a, 1b) als auch ein Genauigkeitssignal (2a, 2b), wobei das Genauigkeitssignal (2a, 2b) eine Signalgenauigkeit des Steuersignals (1a, 1b) repräsentiert. Das Genauigkeitssignal (2a, 2b) und das erzeugte Steuersignal (1a, 1b) werden an die eine oder mehreren, das Steuersignal (1a, 1b) konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten (III) zur Verarbeitung des erzeugten Steuersignals (1a, 1b) unter Berücksichtigung des Genauigkeitssignals (2a, 2b) übergegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines Steuersignals für eine oder mehrere, das Steuersignal konsumierende, Signalverarbeitungs-Komponenten eines Steuersystems, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Steuersystems. Ferner wird ein Steuerprogramm beschrieben, das bei dessen Ausführung ein solches Verfahren durchführt. Außerdem wird ein Steuersystem, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Steuersystem, mit einem solchen Steuerprogramm beschrieben.
Im Rahmen der Funktionalitäten, die auf Steuergeräten eines Steuersystems, insbesondere Motor- und Antriebssteuergeräten eines Kraftfahrzeug-Steuersystems, gerechnet werden und durchgeführt werden, werden zahlreiche Signale verarbeitet. Diese Signale können zum Beispiel zwischen einzelnen Steuergeräten oder Software-Komponenten kommuniziert werden. Für die diese Signale konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten ist dabei eine Aussage über die Qualität beziehungsweise Signalgenauigkeit, mit der ein Signal, insbesondere ein Steuersignal, verfügbar ist, von entscheidender Bedeutung.
Beispielsweise kann bei der Erfassung eines Sensorsignals dieses unter verschiedenen Betriebsbedingungen mit unterschiedlicher Signalgenauigkeit von einem Sensor zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise hängt bei einer Lambda-Sonde die Genauigkeit des ermittelten Wertes von der Betriebstemperatur des Sensors ab. Auch bei der Übertragung von Signalen zwischen zwei Steuergeräten hängt die Qualität beziehungsweise Signalgenauigkeit des übertragenen Signals vom Zustand der Kommunikation zwischen den Steuergeräten ab. Bei eingeschränkter Betriebsbereitschaft des Übertragungsweges, wie eines Netzwerkes und/oder eines Signal-Busses, stehen Signale beispielsweise nicht immer zur Verfügung und es wird oft nur der letzte verfügbare Wert übertragen.
In herkömmlichen Lösungen für Steuersysteme, insbesondere Kraftfahrzeug-Steuersysteme, wird oftmals gar keine Information bezüglich der Signalgenauigkeit bereitgestellt. Die verarbeitenden Funktionen oder Komponenten bilden die Signale oft aus den zur Verfügung stehenden Eingangssignalen und entscheiden intern, welches der Eingangssignale bei welchem Zustand herangezogen wird. So wird beispielsweise bei der Bestimmung einer Motoröltemperatur im Falle eines Sensorfehlers nicht der ermittelte Sensorwert, sondern ein modellierter Ersatzwert für die Ermittlung der Motoröltemperatur verwendet oder im Fehlerfall eine Übertragung eines Steuersignals auf den letzten korrekten Signalwert eingefroren, bis der Fehlerfall behoben ist. Die konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten beziehungsweise Funktionen für die Motoröltemperatur erhalten jedoch keine Informationen über die Signalgenauigkeit eines entsprechenden, zur Verfügung stehenden Signals.
In anderen herkömmlichen Lösungen werden bei der Erfassung von Sensorwerten oder bei der Übertragung von Signalen zwischen verschiedenen Komponenten zusätzliche Informationen generiert, die den Zustand des Sensors oder der Signalübertragung kennzeichnen, um daraus auf die Qualität beziehungsweise Signalgenauigkeit oder die Gültigkeit einer übertragenen Größe zu schließen. Beispielsweise wird bei einer Übertragung von Steuersignalen zwischen zwei Steuergeräten ein Kennzeichner für den Zustand der Übertragung der Steuersignale zur Verfügung gestellt. Dieser Kennzeichner definiert den Zustand der Signalübertragung (zum Beispiel den Zustand eines Steuer-Busses oder Netzwerks), enthält jedoch keinerlei Informationen über eine Genauigkeit der übertragenen Steuersignale selbst. Abhängig vom Zustand der Signalübertragung, den der Kennzeichner angibt, wird dann entweder der Wert eines übertragenen Steuersignals verwendet oder ein entsprechender Ersatzwert herangezogen. Da für die konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten selten die herkömmlich übertragenen Zustandsinformationen, sondern vielmehr die Qualität beziehungsweise Signalgenauigkeit des Signals selbst wichtig ist, generieren die das entsprechende Signal konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten aus dem zur Verfügung stehenden Zustand meist intern eine geschätzte Signalgenauigkeit des Signals.
Ein Nachteil der herkömmlichen Lösungen besteht darin, dass die Zustände beziehungsweise Informationen, die herkömmlich übertragen werden, sich in Abhängigkeit von der Art der Sensorerfassung, der Kommunikation oder des Herstellers, sehr stark unterscheiden. Dadurch ergibt sich ein sehr hoher Aufwand bei der Implementierung, Aktualisierung und Wiederverwendung von Funktionen, Funktionsblöcken, Signalverarbeitungs-Komponenten, Signalen und Datentypen innerhalb eines Steuersystems.
Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ergibt sich dadurch, dass eine von den konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten selbst berechnete Signalgenauigkeit mangels ausreichender Kenntnisse der konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten über die die Steuersignale erzeugenden Komponenten unter Umständen nur sehr ungenau ist und oftmals keine ausreichend gültige Aussage zur Weiterverwendung erlaubt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bereitstellung eines Steuersignals für eine oder mehrere, das Steuersignal konsumierende, Signalverarbeitungs-Komponenten eines Steuersystems unter Berücksichtigung einer Signalgenauigkeit zu beschreiben, das eine einfache Implementierung innerhalb des Steuersystems ermöglicht und dennoch eine zufriedenstellende Berücksichtigung einer Signalgenauigkeit der konsumierten Steuersignale gewährleistet.
Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch ein Verfahren zur Bereitstellung eines Steuersignals für eine oder mehrere, das Steuersignal konsumierende, Signalverarbeitungs-Komponenten eines Steuersystems gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterführende Implementierungen des Verfahrens sind in den zugehörigen Unteransprüchen offenbart.
Das Verfahren berücksichtigt eine Signalgenauigkeit, wobei von einer Signalerzeugungs-Komponente sowohl das Steuersignal als auch ein Genauigkeitssignal erzeugt werden. Das Genauigkeitssignal repräsentiert eine Signalgenauigkeit des Steuersignals. Diese Signalgenauigkeit kann ein Maß dafür sein, wie genau der gegenwärtige Wert des Steuersignals unter Berücksichtigung einer bestimmten Erfassung- oder Messungenauigkeit, Toleranz oder Ungenauigkeit bzw. Fehleranfälligkeit in einer Signalübertragung ist, d.h. wie stark der Wert des Steuersignals von einem tatsächlichen zu messenden, zu erfassenden oder zu übertragenden Wert abweicht. Beispielsweise beschreibt das Genauigkeitssignal eine Bandbreite oder Varianz des Steuersignals, z.B. eine mögliche Abweichung in % von einem erwarteten Wert des Steuersignals. Das Genauigkeitssignal kann für unterschiedliche Werte des Steuersignals unterschiedliche Werte annehmen. Beispielsweise kann das Genauigkeitssignal eine unterschiedliche Bandbreite des Steuersignals für unterschiedliche Werte des Steuersignals repräsentieren. Das Genauigkeitssignal und das erzeugte Steuersignal werden an die eine oder mehreren, das Steuersignal konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten zur Verarbeitung des generierten Steuersignals unter Berücksichtigung des Genauigkeitssignals übergegeben.
Ein derartiges Verfahren hat gegenüber herkömmlichen Lösungen den Vorteil, dass generell eine Signalgenauigkeit eines von einer Signalerzeugungs-Komponente erzeugten Steuersignals, repräsentiert durch ein erzeugtes Genauigkeitssignal, zur Verarbeitung des generierten Steuersignals berücksichtigt werden kann. Das Genauigkeitssignal wird dabei von derselben Komponente (Signalerzeugungs-Komponente) erzeugt, die auch das Steuersignal erzeugt. Das Steuersignal kann dann zusammen mit dem Genauigkeitssignal an eine oder mehrere, das Steuersignal konsumierende, Signalverarbeitungs-Komponenten des Steuersystems übergeben werden. Wie der Name sagt, verarbeiten die das Steuersignal konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten das Steuersignal unter Berücksichtigung des Genauigkeitssignals weiter. Beispielsweise können anhand des übergebenen Steuersignals unterschiedliche Entscheidungen im Steuersystem getroffen werden, je nachdem, wie sich das korrespondierende Genauigkeitssignal verhält. Weist das Genauigkeitssignal beispielsweise eine hohe Genauigkeit des Steuersignals aus, kann eine das Steuersignal konsumierende Signalverarbeitungs-Komponente das Steuersignal als Grundlage für eine Entscheidung heranziehen. Weist das Genauigkeitssignal dagegen eine niedrige Genauigkeit des Steuersignals aus, kann eine das Steuersignal konsumierende Signalverarbeitungs-Komponente das Steuersignal mit anderen Steuersignalen vergleichen/verifizieren oder das Steuersignal für eine Entscheidung verwerfen oder einen abgesicherten Modus heranziehen, etc.
Bei dem hier erläuterten Verfahren ist es nicht notwendig, dass die das Steuersignal konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten selbst eine Signalgenauigkeit des Steuersignals berechnen müssen. Vielmehr erhalten die das Steuersignal konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten neben dem Steuersignal von der, das Steuersignal erzeugenden, Signalerzeugungs-Komponente auch ein entsprechend erzeugtes Genauigkeitssignal, das die Signalgenauigkeit des Steuersignals repräsentiert.
Durch das verfahrensgemäße Übergeben eines von der Signalerzeugungs-Komponente selbst erzeugten Genauigkeitssignals, das anstelle des Zustandes der Signalerfassung oder der Kommunikation direkt die Qualität beziehungsweise die Signalgenauigkeit der physikalischen Größe, beispielsweise als physikalische Bandbreite, zur Verfügung stellt, kann eine einheitliche Qualitätsbeschreibung für Steuersignale als physikalische Größen definiert werden. Dies liefert eine deutlich höherwertige Information für die die Steuersignale konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten, die unabhängig von der Signalerfassung, Kommunikation oder einem Hersteller zum Beispiel einer Sensorkomponente abgebildet werden kann.
Das hier erläuterte Verfahren erlaubt somit eine Qualitätsaussage über das physikalische Steuersignal selbst, anstatt über den Zustand der Signalübertragung oder den Zustand einer das Steuersignal oder ein Messsignal erzeugenden Komponente. Somit hat das hier erläuterte Verfahren einen deutlichen Mehrwert gegenüber herkömmlichen Lösungen, da direkt die von den, die Steuersignale konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten benötigten Informationen (Signalgenauigkeit) übertragen werden. Die, die Steuersignale konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten müssen somit nicht selbst aus einer an diese übertragenen Information eine Signalgenauigkeit generieren. Dadurch werden zahlreiche Rechenoperationen gespart, da nicht jede konsumierende Funktion oder jede konsumierende Signalverarbeitungs-Komponente innerhalb des Steuersystems selbst intern die Signalgenauigkeit generieren muss. Diese Information kann vielmehr verfahrensgemäß direkt an die konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten des Steuersystems übergeben werden und von dieser zielgerichteter verarbeitet werden, ohne dass detaillierte Kenntnisse über die generierenden Funktionen oder Signalerzeugungs-Komponenten benötigt werden. Dies ermöglicht auch eine deutlich bessere und einfachere Kapselung beziehungsweise Trennung einzelner Funktionalitäten innerhalb des Steuersystems.
Das hier erläuterte Verfahren hat zudem den Vorteil, dass es unabhängig von Erfassungsarten, Kommunikationsarten, Herstellern, Kundenanforderungen, und so weiter ist, wodurch der Aufwand bei der Definierung, Aktualisierung oder Wiederverwendung von Funktionen, Funktionsblöcken, Signalverarbeitungs-Komponenten, Signalen und Datentypen innerhalb eines Steuersystems deutlich reduziert werden kann.
In diversen Implementierungen des Verfahrens wertet die Signalerzeugungs-Komponente ein von einer Messsignal-Erzeugungseinheit erzeugtes Messsignal aus und erzeugt in Abhängigkeit davon das Steuersignal. Die Signalerzeugungs-Komponente erzeugt dabei das Genauigkeitssignal in Abhängigkeit vom Messsignal beziehungsweise in Abhängigkeit von einem Zustand oder von einem Verhalten der Messsignal-Erzeugungseinheit. Bei diesen Implementierungen des Verfahrens arbeitet die Signalerzeugungs-Komponente als Auswerte-Einheit oder umfasst eine zu diesem Zwecke speziell eingerichtete Auswerte-Einheit. Zum Beispiel wird das von der Messsignal-Erzeugungseinheit erzeugte Messsignal in das Steuersignal umgewandelt. Die Messsignal-Erzeugungseinheit ist beispielsweise ein Sensor, der das Messsignal liefert, zum Beispiel in Form einer Spannung. Die Messsignal-Erzeugungseinheit kann alternativ ein Sensor-Modell oder ein System-Modell sein, das ein modellbasiertes Messsignal liefert. In dem Falle, dass die Messsignal-Erzeugungseinheit ein Sensor ist, kann diese zum Beispiel als Temperatursensor oder als Drehzahlsensor eingerichtet sein, wobei die Signalerzeugungs-Komponente aus dem Sensorsignal (zum Beispiel ein Spannungssignal als Messsignal) ein Temperatursignal oder ein Drehzahlsignal generiert.
Der Zustand oder das Verhalten der Messsignal-Erzeugungseinheit ist für die Signalerzeugungs-Komponente zum Erzeugen des Genauigkeitssignals entweder zugänglich oder ist der Signalerzeugungs-Komponente bekannt. Beispielsweise kann die Signalerzeugungs-Komponente aus einer ihr bekannten Kennlinie eines verwendeten Sensors ein bestimmtes Verhalten des Sensors oder einen bestimmten Zustand des Sensors an einem bestimmten Arbeitspunkt und damit einhergehend auch eine bestimmte Messgenauigkeit bzw. Messungenauigkeit des Sensors entnehmen. In dem Falle, dass die Messsignal-Erzeugungseinheit ein Sensor-Modell oder ein System-Modell ist, kann die Signalerzeugungs-Komponente z.B. aus ihr bekannten Modell-Größen oder Modell-Parametern ein bestimmtes Verhalten oder einen bestimmten Zustand des Sensor-Modells oder des System-Modells und damit einhergehend auch eine bestimmte Messgenauigkeit bzw. Messungenauigkeit, Störgrößenverhalten, usw. entnehmen. Dieser Zustand beziehungsweise dieses Verhalten der Messsignal-Erzeugungseinheit wird dann einerseits für die Erzeugung des Steuersignals aus dem von der Messsignal-Erzeugungseinheit gelieferten Messsignal herangezogen und andererseits für die Erzeugung des parallelen Genauigkeitssignals herangezogen, das eine Signalgenauigkeit des Steuersignals repräsentiert.
Insbesondere wird das Genauigkeitssignal entsprechend geändert oder angepasst abhängig davon, ob sich das Messsignal beziehungsweise der Zustand oder das Verhalten der Messsignal-Erzeugungseinheit über die Zeit ändert. Verändert sich beispielsweise die Betriebstemperatur an einem Sensor, der ein temperaturabhängiges Verhalten zeigt, so ändert sich auch der Zustand beziehungsweise das Verhalten des Sensors, was Auswirkungen auf das von dem Sensor gelieferte Messsignal hat.
Beispielsweise steigt ein vom Sensor geliefertes Spannungssignal proportional mit einer ansteigenden Temperatur am Sensor an. Ferner ist denkbar, dass der Sensor eine von der Temperatur abhängige Messgenauigkeit aufweist, die sich über die Temperatur verändert. Mit zunehmender Temperatur verändert sich somit auch die Signalgenauigkeit des vom Sensor gelieferten Messsignals und damit konsequenterweise die Signalgenauigkeit des aus dem Messsignal ermittelten Steuersignals. Diese Änderung der Signalgenauigkeit wird durch die Signalerzeugungs-Komponente bei der Erzeugung des Genauigkeitssignals erfasst und berücksichtigt. Auf diese Weise kann ein Genauigkeitssignal erzeugt werden, das sich mit einem zeitlich veränderlichen Verhalten des Sensors entsprechend ändert. Das Genauigkeitssignal spiegelt somit eine durch ein zeitlich veränderliches Sensorverhalten ausgelöste veränderte Signalgenauigkeit des Steuersignals wider. Verfahrensgemäß kann diese Information der einen oder der mehreren das Steuersignal konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten des Steuersystems übergeben werden.
In alternativen oder ergänzenden Implementierungen des Verfahrens überwacht die Signalerzeugungs-Komponente einen Zustand oder ein Verhalten einer Signalübertragung zwischen der Signalerzeugungs-Komponente und der einen oder den mehreren, das Steuersignal konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten. Dabei erzeugt die Signalerzeugungs-Komponente das Genauigkeitssignal in Abhängigkeit vom Zustand oder vom Verhalten der Signalübertragung.
In diesen Implementierungen des Verfahrens arbeitet die Signalerzeugungs-Komponente als Überwachungs-Einheit oder umfasst eine zu diesem Zwecke speziell eingerichtete Überwachungs-Einheit. Die Überwachung des Zustands oder des Verhaltens der Signalübertragung erfolgt zum Beispiel über einen Kennzeichner (zum Beispiel eine sogenannte „Flag“) des Zustands oder des Verhaltens der Signalübertragung, der von der Signalerzeugungs-Komponente überwacht beziehungsweise ausgewertet wird. Der Kennzeichner kann beispielsweise die Qualität oder ein Maß der Qualität der Signalübertragung innerhalb eines Übertragungsweges zwischen der Signalerzeugungs-Komponente und der einen oder den mehreren, das Steuersignal konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten sein. Der Kennzeichner kann auch einen Fehlerfall in der Signalübertragung angeben. Der Kennzeichner kann entweder durch die Signalerzeugungs-Komponente selbst oder durch eine andere Komponente innerhalb des Steuersystems erzeugt werden.
Die Signalübertragung kann beispielsweise vermittels eines Steuer-Busses, wie eines CAN-Busses oder sonstigen Feldbusses, oder vermittels eines oder mehrerer Netzwerke erfolgen. Beispielsweise ist die Signalerzeugungs-Komponente in einem ersten Steuergerät des Steuersystems eingerichtet, während die eine oder die mehreren Signalverarbeitungs-Komponenten in einem zweiten Steuergerät eingerichtet sind. Dazwischen erfolgt die Signalübertragung über einen oder mehrere der genannten Übertragungswege.
Das Genauigkeitssignal wird in diesen Implementierungen insbesondere abhängig von einer Änderung des Zustands oder Verhaltens der Signalübertragung geändert oder angepasst. Verschlechtert sich beispielsweise die Qualität einer Signalübertragung in einem Übertragungsweg zwischen der Signalerzeugungs-Komponente und der einen oder den mehreren Signalverarbeitungs-Komponenten, so erzeugt die Signalerzeugungs-Komponente beispielsweise ein Genauigkeitssignal verminderter Genauigkeit, um die Information über die verminderte Qualität der Signalübertragung vermittels des Genauigkeitssignals an die eine oder die mehreren, das Steuersignal konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten weiterzugeben. Auch in einem eingeschränkter Betriebsbereitschaft oder fehlerhafter Betriebsbereitschaft der Signalübertragung (beispielsweise bei Ausfall eines Netzwerks oder eines System-Busses) wird das Genauigkeitssignal derart angepasst, dass die Signalgenauigkeit herabgesetzt wird. Beispielsweise wird für den Fall, dass kein aktueller Wert des Steuersignals zur Verfügung steht und der letzte bekannte Wert des Steuersignals übertragen wird, die dazugehörige Genauigkeitsinformation des Genauigkeitssignals geändert. Die Signalerzeugungs-Komponente, die das Genauigkeitssignal erzeugt, kann dabei die Zeitdauer eines eingeschränkten Zustands oder Verhaltens der Signalübertragung berücksichtigen. Je länger der letzte bekannte Wert des Steuersignals verwendet wird, desto geringer wird die Genauigkeit des von diesem Signalwert korrespondierenden Genauigkeitssignals durch die Signalerzeugungs-Komponente gesetzt. Dies ermöglicht es, der einen oder den mehreren, das Steuersignal konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten auf die Situation zu reagieren.
In diversen Implementierungen des Verfahrens wird eine Prädiktion eines zukünftigen zeitlichen Verlaufs des Genauigkeitssignals auf Grundlage eines vergangenen zeitlichen Verlaufs des Genauigkeitssignals durchgeführt. Für eine derartige Prädiktion können herkömmliche mathematische Methoden angewendet werden. Beispielsweise kann aus einem im Betrieb erfassten zeitlichen Verlauf des Genauigkeitssignals (Trajektorie des Genauigkeitssignals) ein zukünftiger zeitlicher Verlauf des Genauigkeitssignals abgeschätzt werden. Dadurch ist es dem Steuersystem beziehungsweise einem Steuerprogramm, das auf dem Steuersystem abläuft und ein hier erläutertes Verfahren durchführt, möglich, zukünftige Betriebssituationen des Steuersystems abschätzen zu können. Beispielsweise können Signalverarbeitungs-Komponenten oder auch Signalerzeugungs-Komponenten des Steuersystems im Vorfeld auf bestimmte Veränderungen des Betriebsverhaltens des Steuersystems in der Zukunft reagieren, um dieses Betriebsverhalten entweder herbeizuführen oder zu verhindern. Eine Prädiktion des zeitlichen Verlaufs des Genauigkeitssignals kann beispielsweise parallel zu einer Prädiktion eines zeitlichen Verlaufs des Steuersignals basierend auf einer erfassten Trajektorie des Steuersignals erfolgen.
In diversen Implementierungen des Verfahrens werden mehrere Steuersignale und mehrere Genauigkeitssignale einer bestimmten Art von der Signalerzeugungs-Komponente oder von mehreren Signalerzeugungs-Komponenten erzeugt. Dabei korrespondiert jeweils ein Genauigkeitssignal zu einem Steuersignal. Die mehreren Genauigkeitssignale werden von einer Evaluierungs-Komponente hinsichtlich ihrer Signalgenauigkeit evaluiert und dasjenige Genauigkeitssignal mit der höchsten Signalgenauigkeit aus den mehreren Genauigkeitssignalen ermittelt. Dieses Genauigkeitssignal wird dann gemeinsam mit dem zu diesem Genauigkeitssignal korrespondierenden Steuersignal aus den mehreren Steuersignalen an die eine oder mehreren Signalverarbeitungs-Komponenten zur Verarbeitung des ausgewählten Steuersignals unter Berücksichtigung des ausgewählten Genauigkeitssignals übergegeben.
Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass vermittels der jeweils zur Verfügung gestellten Genauigkeitssignale jedes verfügbaren Steuersignals eine optimale Auswahl getroffen werden kann, welches Steuersignal für die weitere Verarbeitung innerhalb des Steuersystems herangezogen wird, falls mehrere Möglichkeiten zur Verfügung stehen, ein Steuersignal einer bestimmten Art zu erzeugen. Steuersignal einer bestimmten Art bedeutet hierbei, dass es mehrere Signalquellen gibt, die ein Steuersignal eines bestimmten Typs oder einer bestimmten physikalischen Größe erzeugen. Sind beispielsweise mehrere Temperatursensoren im Steuersystem eingerichtet, die jeweils ein bestimmtes Temperatursignal liefern sollen, so kann aus diesen mehreren Temperatursignalen dasjenige Steuersignal ausgewählt werden, dessen Genauigkeitssignal die höchste Signalgenauigkeit aufweist. Auf diese Weise wird verfahrensgemäß derjenige Temperatursensor herangezogen, der das Messsignal beziehungsweise Steuersignal mit der höchsten Signalgenauigkeit generiert. Somit kann auf einfache Weise über das Verfahren der hier erläuterten Art der Betrieb eines Steuersystems optimiert werden. Die Fehleranfälligkeit des Steuersystems wird dabei drastisch reduziert. Dadurch ergeben sich insbesondere bei sicherheitsrelevanten Steuersignalen und Anwendungen des Steuersystems erhebliche Vorteile.
Die obige Aufgabe wird in einem weiteren Aspekt durch ein Steuerprogramm gemäß Patentanspruch 6 gelöst, das zur Ausführung auf einem oder mehreren Steuersystemen, insbesondere Kraftfahrzeug-Steuersystemen, eingerichtet ist, wobei das Steuerprogramm bei dessen Ausführung ein Verfahren der oben erläuterten Art durchführt. Ein derartiges Steuerprogramm implementiert somit das hier dargestellte Verfahren vorteilhaft auf einem entsprechenden Steuersystem, sodass die hier erläuterten Vorteile auf einfache Weise innerhalb des Steuersystems implementiert werden können.
Ein solches Steuerprogramm findet vorteilhaft Anwendung in einem entsprechenden Steuersystem, insbesondere in einem Kraftfahrzeug-Steuersystem.
Weitere vorteilhafte Implementierungen, Aspekte und Maßnahmen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt ein schematisiertes Blockschaltbild diverser Funktionsblöcke zur Durchführung eines oben erläuterten Verfahrens zur Bereitstellung eines Steuersignals für eine oder mehrere, das Steuersignal konsumierende, Signalverarbeitungs-Komponenten eines Steuersystems unter Berücksichtigung einer Signalgenauigkeit.
Die in der Figur dargestellten Funktionsblöcke sind beispielsweise Bestandteil einer Implementierung innerhalb des Steuersystems.
Zunächst werden mehrere Steuersignale 1a und 1b einer bestimmten Art sowie mehrere Genauigkeitssignale 2a und 2b erzeugt. Dies geschieht in der Sphäre einer Signalerzeugungs-Komponente I des Steuersystems. Die jeweiligen Genauigkeitssignale 2a und 2b repräsentieren jeweils eine Signalgenauigkeit der korrespondierenden Steuersignale 1a und 1b. Das bedeutet, dass das Genauigkeitssignal 2a eine Signalgenauigkeit des Steuersignal 1a repräsentiert, während das Genauigkeitssignal 2b eine Signalgenauigkeit des Steuersignals 1b repräsentiert.
Die Signalerzeugungs-Komponente I arbeitet beispielsweise als Auswerte-Einheit zur Auswertung von Messsignalen, die über mehrere Messsignal-Erzeugungseinheiten erzeugt werden, wobei die Signalerzeugungs-Komponente I aus den erfassten Messsignalen jeweils die Steuersignale 1a und 1b sowie deren Genauigkeitssignale 2a und 2b ableitet. Die Figur zeigt beispielhaft die Ermittlung einer Motoröltemperatur, wobei zum Beispiel ein Temperatursensor als erste Messsignal-Erzeugungseinheit und ein System-Modell als zweite Messsignal-Erzeugungseinheit Anwendung finden. Der Temperatursensor erzeugt ein erstes Messsignal und das System-Modell erzeugt ein zweites Messsignal. Somit stehen zwei Signalquellen zur Verfügung, die jeweils ein alternatives Messsignal einer bestimmten Art (hier zur Bestimmung der Motoröltemperatur) bereitstellen. Die Signalerzeugungs-Komponente I erzeugt aus dem ersten Messsignal des Temperatursensors das erste Steuersignal 1a und aus dem Messsignal des System-Modells das zweite Steuersignal 1b. Beispielsweise werden die jeweiligen Steuersignale 1a und 1b als Temperatursignale aus elektrischen Spannungssignalen des Temperatursensors beziehungsweise des System-Modells gewonnen.
Zusätzlich erzeugt die Signalerzeugungs-Komponente I in Abhängigkeit vom Messsignal des Temperatursensors beziehungsweise in Abhängigkeit von einem Zustand oder von einem Verhalten des Temperatursensors das erste Genauigkeitssignal 2a, während die Signalerzeugungs-Komponente I in Abhängigkeit vom Messsignal des System-Modells beziehungsweise in Abhängigkeit von einem Zustand oder von einem Verhalten des System-Modells das zweite Genauigkeitssignals 2b erzeugt. Eine jeweilige Erzeugung der Genauigkeitssignale 2a und 2b erfolgt zum Beispiel aufgrund einer Kenntnis eines Zustands oder eines Verhaltens des Temperatursensors beziehungsweise des System-Modells durch die Signalerzeugungs-Komponente I. Zum Beispiel kann ein Genauigkeitssignal 2a beziehungsweise 2b aus einem Kennlinienverhalten des Temperatursensors beziehungsweise des System-Modells gewonnen werden, das der Signalerzeugungs-Komponente I bekannt ist. Weist der Temperatursensor beispielsweise in einem ersten Arbeitspunkt eine Messgenauigkeit mit einer Bandbreite von +/-5 % auf und in einem anderen Arbeitspunkt eine Messgenauigkeit mit einer Bandbreite von +/- 10 %, so kann die Signalerzeugungs-Komponente I das Genauigkeitssignal ermitteln, je nachdem, ob der Sensor im ersten Arbeitspunkt oder im zweiten Arbeitspunkt befindlich ist. Entsprechendes gilt für das System-Modell. Anschließend erfolgt eine Evaluierung der beiden Genauigkeitssignale 2a und 2b hinsichtlich ihrer Signalgenauigkeiten. Dies geschieht in der Sphäre einer Evaluierungs-Komponente II des Steuersystems. Hierzu ist ein Evaluierungs-Block 5 innerhalb der Evaluierungs-Komponente II eingerichtet, dem die von der Signalerzeugungs-Komponente I erzeugten Genauigkeitssignale 2a und 2b übergeben werden. Der Evaluierungs-Block 5 wählt dasjenige Genauigkeitssignal aus, das die höchste Signalgenauigkeit aus den beiden Genauigkeitssignalen 2a und 2b aufweist. Mit anderen Worten wählt der Evaluierungs-Block 5 dasjenige Genauigkeitssignal, dessen Bandbreite oder Varianz kleiner ist als diejenige des anderen Genauigkeitssignals.
Eine Entscheidung des Evaluierungs-Blocks 5 Steuert jeweils einen Umschalter 6a und einen Umschalter 6b. In Abhängigkeit von einer Entscheidung des Evaluierungs-Blocks 5 wird durch den Umschalter 6a entweder das Steuersignal 1a, gewonnen aus dem Temperatursensor, ausgewählt oder das Steuersignal lb, gewonnen aus dem System-Modell, ausgewählt. In der Figur ist beispielhaft dem Umschalter 6a das Steuersignal 1a für eine weitere Verarbeitung ausgewählt. Dadurch wird das Steuersignal 1a als ausgewähltes Steuersignal 3 einer oder mehreren, das Steuersignal 3 konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten III übergeben.
In Abhängigkeit von einer Entscheidung des Evaluierungs-Blocks 5 wird im Umschalter 6b entweder das Genauigkeitssignal 2a, das die Signalgenauigkeit des Steuersignals 1a repräsentiert, ausgewählt oder das Genauigkeitssignal 2b, das eine Signalgenauigkeit des Steuersignals 1b repräsentiert, ausgewählt. In der Figur ist beispielhaft das Genauigkeitssignal 2a ausgewählt. Dieses wird nachfolgend als ausgewähltes Genauigkeitssignal 4 der Sphäre der einen oder mehreren, das Genauigkeitssignal konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten III übergeben.
Die Signalverarbeitungs-Komponenten III können im weiteren Betrieb des Steuersystems das Steuersignal 3 und das zugehörige Genauigkeitssignal 4 weiter verarbeiten. Genauer gesagt kann eine Verarbeitung des Steuersignals 3 unter Berücksichtigung des Genauigkeitssignals 4 erfolgen. Die das Steuersignal 3 konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten III sind beispielsweise diverse Funktionsblöcke oder Funktionen innerhalb des Steuersystems, die das Steuersignal 3 auswerten, weitere Steuersignale aus diesem Steuersignal 3 (gegebenenfalls unter Heranziehung anderer Steuersignale) berechnen, und so weiter. Darauf basierend können im Steuersystem bestimmte Steuerentscheidungen getroffen werden. Beispielweise kann durch das Steuersystem ein Kraftfahrzeug gesteuert werden, bei dem die in der Figur beispielhaft dargestellte Ermittlung der Motoröltemperatur eine Rolle spielt.
Der Vorteil des hier dargestellten Verfahrens gegenüber herkömmlichen Lösungen besteht darin, dass Genauigkeitssignale bereitgestellt werden können, die zu entsprechenden Steuersignalen korrespondieren, wobei die Genauigkeitssignale von den die Steuersignale erzeugenden Signalerzeugungs-Komponenten erzeugt werden. Ein Sammeln von sonstigen Zustandsinformationen und ein Berechnen von Genauigkeitssignalen aus diesen sonstigen Informationen durch die, die Steuersignale konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten ist hierbei nicht notwendig. Auf diese Weise können die Signalverarbeitungs-Komponenten sehr einfach implementiert werden, ohne dass detaillierte Kenntnisse über die generierenden Signalerzeugungs-Komponenten notwendig sind. Dies ermöglicht eine sehr einfache Implementierung und Kapselung der Signalverarbeitungs-Komponenten innerhalb des Steuersystems. Aufgrund der den Signalverarbeitungs-Komponenten III zur Verfügung gestellten Genauigkeitssignale können die Signalverarbeitungs-Komponenten zum Beispiel verifizieren, ob die von ihnen konsumierten Steuersignale 3 bestimmte Anforderungen an eine Signalgenauigkeit erfüllen. Dies kann in einen Entscheidungsprozess innerhalb des Steuersystems einfließen.
Der in der Figur dargestellte Funktionsaufbau ist lediglich beispielhaft gewählt.
In weitergehenden Implementierungen kann auch ein Zustand einer Signalübertragung, zum Beispiel zwischen mehreren Steuergeräten, bei der Erzeugung von Genauigkeitssignalen berücksichtigt werden. Beispielsweise werden die Genauigkeitssignale 2a und 2b entsprechend abgeändert, wenn ein Übertragungsweg zur Übertragung der Steuersignale 1a und 1b zwischen zwei Steuergeräten gestört ist oder fehlerbehaftet ist. Zum Beispiel wird für den Fall, dass kein aktueller Wert der jeweiligen Steuersignale 1a und 1b zur Verfügung steht, und der letzte bekannte Wert der Steuersignale 1a und 1b übertragen wird, die dazugehörige Genauigkeitsinformation innerhalb der Genauigkeitssignale 2a und 2b verändert. Dabei wird die Dauer des fehlerbehafteten Zustands der Signalübertragung berücksichtigt. Je länger beispielsweise die Kommunikation einer Signalübertragung zwischen den Steuergeräten unterbrochen ist und je länger somit der letzte bekannte Wert der Steuersignale 1a und 1b verwendet wird, desto geringer wird die Genauigkeit der Steuersignale 1a und lb, ausgedrückt durch die entsprechenden Genauigkeitssignale 2a und 2b. Dies ermöglicht es den konsumierenden Signalverarbeitungs-Komponenten III, auf die Situation zu reagieren und den Fehlerfall der Signalübertragung im Betriebsverhalten des Steuersystems zu berücksichtigen.
Bezugszeichenliste

1a, 1b: Steuersignal
2a, 2b: Genauigkeitssignal
3: ausgewähltes Steuersignal
4: ausgewähltes Genauigkeitssignal
5: Evaluierungs-Block
6a, 6b: Umschalter
I: Sphäre der Signalerzeugungs-Komponente
II: Sphäre der Evaluierungs-Komponente
III: Sphäre der Signalverarbeitungs-Komponente

Claims

Verfahren zur Bereitstellung eines Steuersignals (1a, 1b) für eine oder mehrere, das Steuersignal (1a, 1b) konsumierende, Signalverarbeitungs-Komponenten (III) eines Steuersystems unter Berücksichtigung einer Signalgenauigkeit, wobei von einer Signalerzeugungs-Komponente (I) sowohl das Steuersignal (1a, 1b) als auch ein Genauigkeitssignal (2a, 2b) erzeugt werden, wobei das Genauigkeitssignal (2a, 2b) eine Signalgenauigkeit des Steuersignals (1a, 1b) repräsentiert, und wobei das Genauigkeitssignal (2a, 2b) und das erzeugte Steuersignal (1a, 1b) an die eine oder mehreren, das Steuersignal (1a, 1b) konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten (III) zur Verarbeitung des erzeugten Steuersignals (1a, 1b) unter Berücksichtigung des Genauigkeitssignals (2a, 2b) übergegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Signalerzeugungs-Komponente (I) ein von einer Messsignal-Erzeugungseinheit erzeugtes Messsignal auswertet und in Abhängigkeit davon das Steuersignal (1a, 1b) erzeugt und wobei die Signalerzeugungs-Komponente (I) das Genauigkeitssignal (2a, 2b) in Abhängigkeit vom Messsignal bzw. in Abhängigkeit von einem Zustand oder von einem Verhalten der Messsignal-Erzeugungseinheit erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signalerzeugungs-Komponente (I) einen Zustand oder ein Verhalten einer Signalübertragung zwischen der Signalerzeugungs-Komponente (I) und der einen oder den mehreren, das Steuersignal (1a, 1b) konsumierenden, Signalverarbeitungs-Komponenten (III) überwacht und wobei die Signalerzeugungs-Komponente (I) das Genauigkeitssignal (2a, 2b) in Abhängigkeit vom Zustand oder vom Verhalten der Signalübertragung erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Prädiktion eines zukünftigen zeitlichen Verlaufs des Genauigkeitssignals (2a, 2b) auf Grundlage eines vergangenen zeitlichen Verlaufs des Genauigkeitssignals (2a, 2b) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mehrere Steuersignale (1a, 1b) und mehrere Genauigkeitssignale (2a, 2b) einer bestimmten Art von der Signalerzeugungs-Komponente (I) oder von mehreren Signalerzeugungs-Komponenten (I) erzeugt werden, wobei jeweils ein Genauigkeitssignal (2a, 2b) zu einem Steuersignal (1a, 1b) korrespondiert, und wobei die mehreren Genauigkeitssignale (2a, 2b) von einer Evaluierungs-Komponente (5, II) hinsichtlich ihrer Signalgenauigkeit evaluiert werden und dasjenige Genauigkeitssignal (4) mit der höchsten Signalgenauigkeit aus den mehreren Genauigkeitssignalen (2a, 2b) sowie das zu diesem Genauigkeitssignal (4) korrespondierende Steuersignal (3) aus den mehreren Steuersignalen (1a, 1b) an die eine oder mehreren Signalverarbeitungs-Komponenten (III) zur Verarbeitung des ausgewählten Steuersignals (3) unter Berücksichtigung des ausgewählten Genauigkeitssignals (4) übergegeben werden.
Steuerprogramm zur Ausführung auf einem oder mehreren Steuersystemen, wobei das Steuerprogramm bei dessen Ausführung ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 durchführt.
Steuersystem mit einem Steuerprogramm nach Anspruch 6.