專(zhuān)利名稱(chēng)：濾波信號(hào)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如獨(dú)立權(quán)利要求前序部分所述的一種濾波信號(hào)的方法和裝置。
濾波信號(hào)的方法和裝置例如可從DE 195 37 787中已知。其中駕駛員期望量借助一個(gè)引導(dǎo)成形器(Führungsformer)過(guò)濾。這種過(guò)濾是這樣設(shè)計(jì)的，即駕駛員期望量(油門(mén)踏板值)的例如迅速變化對(duì)燃料配給的影響是受抑制的，從而避免汽車(chē)縱向速度過(guò)分受激勵(lì)。
這種抑制系統(tǒng)激勵(lì)的過(guò)濾有一個(gè)缺點(diǎn)，在輸入?yún)?shù)類(lèi)以斜坡方式變化時(shí)產(chǎn)生一個(gè)滯后誤差。就是說(shuō)，由該輸入?yún)?shù)產(chǎn)生的輸出參數(shù)只能延遲。這例如在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用場(chǎng)合下通過(guò)減小驅(qū)動(dòng)力矩而起作用。
發(fā)明優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思提供了如下優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)的滯后誤差可以得以補(bǔ)償，而且尤其在輸入?yún)?shù)突變的情況下不會(huì)限制濾波效果。
本發(fā)明的優(yōu)選的和有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案的特征在于從屬權(quán)利要求。


下面借助附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)闡述。圖1中示出了燃料配給系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)，圖2示出了本發(fā)明構(gòu)思的方塊圖。
下面以一個(gè)自燃內(nèi)燃機(jī)中的燃料量信號(hào)為例描述本發(fā)明。本發(fā)明不限于這種應(yīng)用。也可以用于其它信號(hào)，尤其是在控制內(nèi)然機(jī)時(shí)所用的信號(hào)。具體說(shuō)，這種方法適用于影響或表征輸出力矩的信號(hào)。這些信號(hào)例如是一個(gè)燃料量信號(hào)、用于驅(qū)動(dòng)影響功率的調(diào)節(jié)器的信號(hào)、一個(gè)期望量信號(hào)、油門(mén)踏板傳感器的輸出信號(hào)或者一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)。
圖1中示出了一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的燃料配給系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)。10表示一個(gè)油門(mén)踏板位置傳感器，11表示一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器。一個(gè)理論值控制12與油門(mén)踏板位置傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器11相連。對(duì)應(yīng)于駕駛員期望量的理論值控制的輸出信號(hào)到達(dá)一個(gè)引導(dǎo)成形器13。轉(zhuǎn)速傳感器11的轉(zhuǎn)速信號(hào)N到達(dá)一個(gè)擾動(dòng)量調(diào)節(jié)器14。引導(dǎo)成形器13的輸出信號(hào)MEF和擾動(dòng)調(diào)節(jié)器14的輸出信號(hào)MES在一個(gè)相加點(diǎn)疊加并形成量信號(hào)MEA，該量信號(hào)傳遞給一個(gè)執(zhí)行裝置15。根據(jù)該信號(hào)MEA為圖中未示出的內(nèi)燃機(jī)配給相應(yīng)的燃料量。
理論值控制12從油門(mén)踏板位置和轉(zhuǎn)速計(jì)算出駕駛員期望量，該期望量是提供駕駛員所希望的行駛功率所必需的。在沒(méi)有震動(dòng)阻尼(Ruckeldaempfung)的系統(tǒng)中，這個(gè)信號(hào)直接輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)15。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)15將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)對(duì)相應(yīng)的執(zhí)行元件加載。因此，例如在一排泵(Reihenpumpen)情況下，由一個(gè)執(zhí)行調(diào)節(jié)電路將調(diào)節(jié)器拉桿位置調(diào)節(jié)到一個(gè)相應(yīng)的值。在時(shí)間控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)15為一個(gè)確定量的磁閥或一個(gè)壓電致動(dòng)器給出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)。
為了能夠補(bǔ)償出現(xiàn)的Ruckel振動(dòng)，駕駛員期望信號(hào)MEW借助一個(gè)引導(dǎo)成形器13濾波。引導(dǎo)成形器13具有至少一種延遲作用。這樣例如可以使用具有PT1性能的濾波器。特別有利的是，使用還包括其它元部件的濾波器作為引導(dǎo)成形器。
此外，轉(zhuǎn)速信號(hào)N輸送到一個(gè)擾動(dòng)調(diào)節(jié)器14。這種裝置的具有新穎性的工作方式在DE 195 37 787中有具體描述。
如果構(gòu)成引導(dǎo)成形器的濾波器13具有至少延遲的性能例如是一個(gè)T1元件，則在濾波器13的輸入?yún)?shù)發(fā)生某些變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)滯后誤差。就是說(shuō)，由輸入?yún)?shù)產(chǎn)生的輸出參數(shù)只能延遲。
根據(jù)本發(fā)明，這種滯后誤差可通過(guò)在濾波器的輸入端混合一個(gè)根據(jù)輸入?yún)?shù)形成的修正值來(lái)消除。為此，最好輸入?yún)?shù)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，就是說(shuō)微分，然后用一個(gè)特別是可預(yù)先規(guī)定的值加權(quán)。這個(gè)加權(quán)系數(shù)最好是根據(jù)待修正的濾波器的傳遞特性給出。這里，對(duì)輸入?yún)?shù)的時(shí)間求導(dǎo)受到限制，以便在即使采取措施對(duì)付滯后誤差而輸入?yún)?shù)仍迅速變化時(shí)能保持濾波作用。
圖2中詳細(xì)示出了帶有這樣一種修正的引導(dǎo)成形器。在圖1中已有所描述的元件仍以相同的附圖標(biāo)記示出。引導(dǎo)成形器的真正濾波器表示為第一濾波器100。引導(dǎo)成形器13的輸入?yún)?shù)MEW一方面以加號(hào)到達(dá)一個(gè)邏輯點(diǎn)125，另一方面到達(dá)第二濾波器110。邏輯點(diǎn)125的輸出信號(hào)到達(dá)第一濾波器100。
第二濾波器110的輸出信號(hào)經(jīng)一個(gè)限制器112到達(dá)第二邏輯點(diǎn)115。邏輯點(diǎn)115的輸出信號(hào)最好以加號(hào)到達(dá)邏輯點(diǎn)125。在第二邏輯點(diǎn)115的第二輸入端來(lái)自一個(gè)系數(shù)預(yù)設(shè)定120的輸出信號(hào)。第一濾波器100的輸出信號(hào)構(gòu)成輸出參數(shù)MEF。
在一種設(shè)計(jì)方案中，還可以將限制器112設(shè)置在邏輯點(diǎn)115之后。這意味著限制器112限制修正參數(shù)，該修正參數(shù)在邏輯點(diǎn)125處修正第一濾波器100的輸入?yún)?shù)。
本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)特別有利的設(shè)計(jì)方案用虛線(xiàn)示出。其中，輸入?yún)?shù)另外經(jīng)過(guò)一個(gè)放大器140到達(dá)一個(gè)邏輯點(diǎn)130，該邏輯點(diǎn)的第二個(gè)輸入端是第一濾波器100的輸出參數(shù)。然后這兩個(gè)參數(shù)邏輯計(jì)算得出輸出參數(shù)MEF。
第二濾波器110最好設(shè)計(jì)為微分器。第二濾波器110至少包括一個(gè)微分元件。例如，該第二濾波器或者是PD元件，或者是DT元件。第二濾波器110的輸出參數(shù)通過(guò)限制器112限制在數(shù)量上允許的最高值，以便保證在輸入?yún)?shù)MEW迅速變化尤其是突變時(shí)的濾波效果。
限制器112的尺寸這樣確定，即在輸入?yún)?shù)緩慢變化時(shí)限制不起作用，濾波器110對(duì)第一濾波器100輸入?yún)?shù)的修正沒(méi)有影響。輸入?yún)?shù)緩慢變化時(shí)，第二濾波器120對(duì)被過(guò)濾參數(shù)有較大影響。因此，本發(fā)明可以避免滯后誤差。在輸入?yún)?shù)突變時(shí)，也就是在輸入?yún)?shù)迅速變化時(shí)，限制起作用，由此第二濾波器110對(duì)修正第一濾波器輸入?yún)?shù)的相應(yīng)貢獻(xiàn)很小。在輸入?yún)?shù)迅速變化時(shí)，第二濾波器120對(duì)被濾波的參數(shù)影響較小。在這種情況下，第一濾波器100對(duì)被濾波的參數(shù)有較大影響。
在邏輯點(diǎn)115，第二濾波器110的輸出參數(shù)用系數(shù)預(yù)設(shè)定120的一個(gè)可以預(yù)先規(guī)定的加權(quán)系數(shù)加權(quán)。加權(quán)系數(shù)特別是可根據(jù)第一濾波器100的傳遞特性預(yù)先規(guī)定。
在一種優(yōu)選實(shí)施形式中，第一濾波器100具有傳遞函數(shù)K/(T*s+1)這里，通常參數(shù)T上一個(gè)延遲時(shí)間常量，參數(shù)K上比例放大系數(shù)。
系數(shù)預(yù)設(shè)定120的系數(shù)最好與時(shí)間常量T一致。這意味著由限制器112限制的第二濾波器110的輸出信號(hào)用系數(shù)預(yù)設(shè)定120的系數(shù)加權(quán)，就是說(shuō)，用第一濾波器100的延遲時(shí)間常量T加權(quán)。
在第二種特別有利的設(shè)計(jì)方案中，放大器140具有放大系數(shù)V。而第一濾波器的比例放大系數(shù)K設(shè)為K＝1-V。
根據(jù)本發(fā)明，第一濾波器100的輸入?yún)?shù)MEW根據(jù)第一濾波器的輸入?yún)?shù)MEW修正。這就是說(shuō)，由第一濾波器的輸入?yún)?shù)MEW確定一個(gè)用于修正該輸入?yún)?shù)的修正值。在一種簡(jiǎn)單的實(shí)施形式中，輸入?yún)?shù)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)或者說(shuō)微分，然后用一個(gè)系數(shù)加權(quán)。這里該系數(shù)基本上是由第一濾波器的傳遞特性決定的。該系數(shù)最好相當(dāng)于第一濾波器的延遲時(shí)間常量T。
特別有利的是，只修正信號(hào)的一部分。這可以通過(guò)選擇第一濾波器的比例放大系數(shù)K小于1并且第一濾波器的輸出信號(hào)來(lái)自一個(gè)相應(yīng)放大的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于濾波一個(gè)參數(shù)的裝置，帶有一個(gè)第一濾波機(jī)構(gòu)用于根據(jù)一個(gè)輸入?yún)?shù)形成一個(gè)輸出參數(shù)，其中第一濾波機(jī)構(gòu)有至少一種延遲作用，其特征在于，第一濾波機(jī)構(gòu)的輸入?yún)?shù)借助一個(gè)修正值修正，該修正值是由第一濾波機(jī)構(gòu)的輸入?yún)?shù)通過(guò)一個(gè)第二濾波機(jī)構(gòu)的濾波來(lái)獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第二濾波機(jī)構(gòu)有至少微分性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，第二濾波機(jī)構(gòu)的一個(gè)輸出參數(shù)可用一個(gè)系數(shù)加權(quán)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，第二濾波機(jī)構(gòu)的輸出參數(shù)借助或者修正參數(shù)受限制。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該系數(shù)取決于第一濾波機(jī)構(gòu)的傳遞特性。
6.一種裝置，其特征在于，第一濾波機(jī)構(gòu)的輸出參數(shù)還可由第一濾波機(jī)構(gòu)的加權(quán)后的輸入?yún)?shù)修正。
7.一種濾波一個(gè)參數(shù)的方法，帶有一個(gè)第一濾波機(jī)構(gòu)用于根據(jù)一個(gè)輸入?yún)?shù)形成一個(gè)輸出參數(shù)，其中第一濾波機(jī)構(gòu)有至少一種延遲作用，其特征在于，第一濾波機(jī)構(gòu)的輸入?yún)?shù)借助一個(gè)修正值修正，該修正值是由第一濾波機(jī)構(gòu)的輸入?yún)?shù)通過(guò)一個(gè)第二濾波機(jī)構(gòu)的濾波來(lái)獲得。
全文摘要
一種濾波一個(gè)參數(shù)的裝置和方法。一個(gè)第一濾波機(jī)構(gòu)用于根據(jù)一個(gè)輸入?yún)?shù)形成一個(gè)輸出參數(shù)，其中第一濾波機(jī)構(gòu)有至少一種延遲作用。第一濾波機(jī)構(gòu)的輸入?yún)?shù)借助一個(gè)修正值修正，該修正值是由第一濾波機(jī)構(gòu)的輸入?yún)?shù)通過(guò)一個(gè)第二濾波機(jī)構(gòu)的濾波來(lái)獲得。
文檔編號(hào)F02D45/00GK1429314SQ01809652
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者H·瓦納, D·薩米爾森, R·費(fèi)爾曼 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司