r>[0057]計算單元24的結構上的執行方案在圖2中示出。該計算單元具有第一計算組件24.1，所述第一計算組件從慣性測量單元22的在計算單元24的輸入端E#PE u上提供的輸出變量(即慣性測量變量fb，?bib)中借助用于捷聯算法確定和提供慣性速度特征變量VD(；的估算值V’ DGO
[0058]該慣性計算能夠借助于計算單元24按照兩個運行模式來執行。
[0059]在第一運行模式中，在由計算單元24執行慣性計算時包含參考速度特征變量Vref0這用于:估算慣性計算中的偏差并且(通過將所估算的偏差反饋到慣性計算中)確定慣性速度特征變量VD(；的校正值。參考速度特征變量V 的提供在下文中詳細描述。
[0060]計算單元24具有第二計算組件24.2，所述第二計算組件形成狀態觀測器。為了估算偏差，在狀態觀測器中將由第一計算組件24.1確定的估算值V’ D(；與參考速度特征變量Vraf關聯。在此，借助于第二計算組件24.2的減法器25從提供到計算單元24的輸入端Eraf上的參考速度特征變量V 中減去估算值V’吣在此確定的差ζ被提供到第二計算組件24.2或狀態觀測器的計算模塊26。計算模塊26執行在專業術語中稱作為“誤差狀態Kalman濾波”的算法。這種濾波用于狀態矢量X，所述狀態矢量尤其包含在慣性計算中形成偏差的如下特征變量:涉及關于慣性測量變量《bib的誤差的特征變量bgyro，涉及關于慣性測量變量fb的誤差的特征變量b a。。和涉及從慣性測量變量f b, ω blb中確定的慣性速度特征變量VD(；的在慣性計算中形成的偏差的特征變量δ Vo
[0061 ] 以在時間點k估算的狀態矢量心為出發點，在計算模塊26中，在時間點k+Ι基于慣性計算的誤差動態的建模Φ進行狀態矢量χ的估算
[0062]xk+1:
[0063]χ k+1= Φ x +k
[0064]這對應于狀態觀測器的預測公式，所述預測公式用于沒有控制或調節變量的動態系統(在專業文獻中作為輸入端“u”示出)。
[0065]以在時間點k估算的誤差P+kS出發點，對于被估算的狀態向量χ k+1所附有的誤差，適用的是:
[0066]Pk+1= ?P\?T+Qk
[0067]其中協方差矩陣為Qk。
[0068]在時間點k+Ι對狀態矢量χ的估算χ k+1借助于測量矢量z k校正:
[0069]x+k+1= χ k+1+Kk (zk - Η χ k+1)
[0070]其中Η是觀察矩陣，并且對于加權矩陣Kk (也稱作“Kalman增益矩陣”或觀測器增益)而g，如下是適用的:
[0071]Kk= P k+1HT(H P k+1HT+Rk) 1
[0072]在此，Rk是如下矩陣，所述矩陣表示測量矢量z 附有的誤差。尤其參考速度特征變量V?f所附有的誤差促進所述誤差。
[0073]對于被估算的狀態矢量x+k+1所附有的誤差，適用的是:
[0074]P+k+1= (1 -Kk H)Pk+1
[0075]被估算的狀態矢量x+k+1的上述特征變量b gyro、ba。。和δν被提供到第一計算組件24.1的輸入端Eδ上。借此，將估算的偏差(b gyro, ba。。，δ v)反饋到慣性計算中。
[0076]這些特征變量通過第一計算組件24.1在執行慣性計算式時考慮，由此能夠確定慣性速度特征變量VD(；的偏差δν,在計算組件24.1中從估算值VV減去該偏差SVD(；之后，在計算單元24的輸出端^上提供由此被校正的慣性速度特征變量VD(；。作為計算單元24的另外的輸出變量，從誤差P+k中確定與慣性速度特征變量VD(；相關的方差ο D(；并且在計算單元24的輸出端A。處提供。
[0077]慣性計算能夠借助于第二運行模式執行。該第二運行模式的特征在于:在執行慣性計算時保持不考慮參考速度特征變量Vraf。
[0078]為了在上述運行模式之間進行切換，將切換單元28連接在計算單元24、尤其狀態觀測器26上游，所述狀態觀測器在第一運行模式中使用參考速度特征變量V?f。該切換單元具有第一切換狀態，在所述第一切換狀態中，切換單元28為計算單元24提供參考速度特征變量V?f以執行第一運行模式。在第二切換狀態中，計算單元24為了執行第二運行模式而與參考速度特征變量Vraf或傳輸該參考速度特征變量V 的線路退耦。
[0079]現在，描述兩個實施例，所述實施例彼此間的區別在于參考速度特征變量Vraf的構成和第二運行模式中的慣性計算的執行。
[0080]根據圖3闡述根據第一實施例的參考速度特征變量V?f的提供。
[0081]該附圖示出檢測測量變量η的傳感器單元18。從該傳感器單元中提供關于相應的底盤單元14的底盤速度測量變量Vdrah。在單元19中例如能夠從構成為轉速的測量變量η中通過考慮輪直徑特征變量r提供底盤速度測量變量Vdrah作為相應的輪組16的環周速度。
[0082]在所觀察的第一實施例中，底盤速度測量變量Vdrah為計算單元24在第一運行模式中使用的參考速度特征變量Vraf。
[0083]底盤速度測量變量Vdrah的提供，尤其所述底盤速度測量變量所基于的測量變量η的檢測被監控。為了這種監控使用另一個參考特征變量，所述另一個參考特征變量在識別單元30中與底盤速度測量變量Vdret^g比較。參考特征變量在此對應于由計算單元24確定的慣性速度特征變量VD(；。如果在識別單元30中形成的差Abs(Vdreh-Vj超過預設的閾值，那么底盤速度測量變量Vdrah的提供過程視作為是“異常的”。這種情況例如能夠在傳感器單元18故障時或者相應的底盤單元14滑行時出現。
[0084]借助通過識別單元30檢測異常的提供過程，由該識別單元產生信號Sa_，所述信號引起從第一運行模式到第二運行模式中的切換。在此尤其操作切換單元28，所述切換單元使計算單元24、尤其狀態觀測器26與參考速度特征變量Vraf退耦。此外，產生信號FP，所述信號被提供到計算單元24的輸入端EFP上(參見圖2)。在該輸入端E FP上存在激活信號FP的情況下，第二計算組件24.2以自由傳播模式運行。在此，將觀測器增益K設定為數值0。由此，借助于測量矢量z在沒有更新的情況下僅傳播系統狀態X和誤差P。
[0085]現在根據圖4闡述根據第二實施例的參考速度V?f的提供。
[0086]在該實施例中提供全局的速度特征變量Vs。這種在融合組件32中執行的提供基于至少一個速度特征變量進行，所述速度特征變量與軌道車輛10的另一個底盤單元14相關。如果使用多個速度特征變量VDMraid l，那么這些速度特征變量分別與不同的底盤單元14相關。如果對于底盤單元14.1至14.N-1中的每個都可提供速度特征變量，假設上述描述針對于底盤單元14.N的慣性速度特征變量VD(；的確定，其中N對應于軌道車輛10中的底盤單元14的數量，那么全局的速度特征變量Vs的確定能夠基于速度特征變量V DGfrendJ至VD(；fraid—N i進行，如在附圖中所示出的那樣。然而可以考慮如下實施方案，其中較少的速度特征變量VD(；frand:是可用的。
[0087]所使用的速度特征變量能夠借助于針對慣性速度特征變量VD(；在上文中所描述的方法確定進而分別構成為相關的底盤單元14.1的慣性速度特征變量Vm」。融合組件32連接到車輛數據總線34、尤其所謂的“MVB” (或多功能車輛總線)上，融合組件32能夠從所述車輛數據總線中讀取速度特征變量VD(；fd—工。
[0088]在所觀察的實施方案中，全局的速度特征變量Vs是各個所使用的速度特征變量的融合和可信度測試的結果，所述融合和可信度測試由融合組.件32實施。這在考慮方差σ —―滿情況下進行，所述方差分別與相應的速度特征變量V 相關聯并且同樣經由車輛總線34提供。方差σ 能夠分別如上面描述的那樣通過狀態觀測器來確定。各個速度特征變量V—」的融合和可信度測試尤其對應于速度特征變量V—一滿借助于方差σ——龍權的平均值。如果速度特征變量V—」不可用，那么在評估算法中能夠將相應的方差無限地設定數值。
[0089]在融合組件32的輸出端ΑΣ上提供全局的速度特征變量V ￡和其方差σ Σ作為各個的速度特征變量V..,」的融合和可信度測試的結果。
[0090]在第一運行模式中執行慣性計算時由計算單元24使用的參考速度特征變量Vref基于底盤速度測量變量vdrah和全局的速度特征變量V Σ提供。這借助于屬于運算設備R的融合組件36進行，所述融合組件為了提供參考速度特征變量V?f基于傳感器數據融合原理使全局的速度特征變量Vs與底盤速度特征變量V drah關聯。在所觀察的實施例中，融合組件36配設有Kalman濾波的執行裝置。全局的速度特征變量νΣ和相關的方差σ 2作為輸入變量被提供到融合組件36的輸入端EΣ上，以及底盤速度特征變量Vdrah和相關的方差σ drah被提供到融合組件36的輸入端EdraJ:。
[0091]同樣示出底盤速度測量變量Vdrah的提供和識別單元30，其中參考上述對圖3的描述。
[0092]Kalman濾波用于狀態矢量X，所述狀態矢量為融合的參考速度Vraf。以在時間點k處狀態矢量X的值，在時間點k+Ι處基于底盤單元14和軌道車輛10的動態的建模φ進行狀態矢量X的估算:
[0093]X k+1= Φχ \
[0094]特別地，矩陣Φ能夠描述動態模型，其中假設恒定的加速度。
[0095]對于估算誤差適用的是:
[0096]P k+1= ΦΡ \ΦΤ
[0097]借助于測量矢量zk如下校正所述估算，所述測量矢量聯合底盤速度特征變量V dreh和全局的速度特征變量νΣ:
[0098]x+k+1= x k+1+Kk (zk - H x k+1)
[0099]其中zk= (V Σ, Vdreh)，其中H是觀測矩陣并且對于加權矩陣Κκ(也稱作“Kalman增益矩陣”)如下是適用的:
[0100]Kk= P k+1HT(H P k+1HT+Rk) 1
[0101]在此，凡是包含測量誤差σ drah和σ 2的矩陣。
[0102]對于被估算的狀態矢量x+k+1所附有的誤差適用的是:
[0103]P+k= (1 -Kk H)Pk+1
[0104]在融合組件36的輸出端A?f上，提供參考速度特征變量V 的借助算法更新的值和其從誤差P中確定的方差σ raf。
[0105]在第一運行模式中，如在上文中已經闡述的那樣進行慣性計算，其方式是:切換單元28為計算單元24提供參考速度特征變量Vref。
[0106]如根據圖3闡述，監控底盤速度測量變量Vdrah所基于的測量變量η的檢測過程。如在上文中針對第一實施例描述的那樣，到第二運行模式中的切換通過識別底盤速度測量變量Vdrah的異常的提供過