專利名稱：濾波信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如獨立權(quán)利要求前序部分所述的一種濾波信號的方法和裝置。
濾波信號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引導(dǎo)成形器(Führungsformer)過濾。這種過濾是這樣設(shè)計的，即駕駛員期望量(油門踏板值)的例如迅速變化對燃料配給的影響是受抑制的，從而避免汽車縱向速度過分受激勵。
這種抑制系統(tǒng)激勵的過濾有一個缺點，在輸入?yún)?shù)類以斜坡方式變化時產(chǎn)生一個滯后誤差。就是說，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)燃機中的應(yīng)用場合下通過減小驅(qū)動力矩而起作用。
發(fā)明優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思提供了如下優(yōu)點相應(yīng)的滯后誤差可以得以補償，而且尤其在輸入?yún)?shù)突變的情況下不會限制濾波效果。
本發(fā)明的優(yōu)選的和有利的設(shè)計方案和改進方案的特征在于從屬權(quán)利要求。


下面借助附圖所示實施例對本發(fā)明詳細闡述。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。
下面以一個自燃內(nèi)燃機中的燃料量信號為例描述本發(fā)明。本發(fā)明不限于這種應(yīng)用。也可以用于其它信號，尤其是在控制內(nèi)然機時所用的信號。具體說，這種方法適用于影響或表征輸出力矩的信號。這些信號例如是一個燃料量信號、用于驅(qū)動影響功率的調(diào)節(jié)器的信號、一個期望量信號、油門踏板傳感器的輸出信號或者一個轉(zhuǎn)速信號。
圖1中示出了一個內(nèi)燃機的燃料配給系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)。10表示一個油門踏板位置傳感器，11表示一個轉(zhuǎn)速傳感器。一個理論值控制12與油門踏板位置傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器11相連。對應(yīng)于駕駛員期望量的理論值控制的輸出信號到達一個引導(dǎo)成形器13。轉(zhuǎn)速傳感器11的轉(zhuǎn)速信號N到達一個擾動量調(diào)節(jié)器14。引導(dǎo)成形器13的輸出信號MEF和擾動調(diào)節(jié)器14的輸出信號MES在一個相加點疊加并形成量信號MEA，該量信號傳遞給一個執(zhí)行裝置15。根據(jù)該信號MEA為圖中未示出的內(nèi)燃機配給相應(yīng)的燃料量。
理論值控制12從油門踏板位置和轉(zhuǎn)速計算出駕駛員期望量，該期望量是提供駕駛員所希望的行駛功率所必需的。在沒有震動阻尼(Ruckeldaempfung)的系統(tǒng)中，這個信號直接輸送到執(zhí)行機構(gòu)15。該執(zhí)行機構(gòu)15將該信號轉(zhuǎn)換為控制信號對相應(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)到一個相應(yīng)的值。在時間控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機構(gòu)15為一個確定量的磁閥或一個壓電致動器給出一個啟動信號。
為了能夠補償出現(xiàn)的Ruckel振動，駕駛員期望信號MEW借助一個引導(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N輸送到一個擾動調(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T1元件，則在濾波器13的輸入?yún)?shù)發(fā)生某些變化時會出現(xiàn)一個滯后誤差。就是說，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在濾波器的輸入端混合一個根據(jù)輸入?yún)?shù)形成的修正值來消除。為此，最好輸入?yún)?shù)對時間求導(dǎo)，就是說微分，然后用一個特別是可預(yù)先規(guī)定的值加權(quán)。這個加權(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，對輸入?yún)?shù)的時間求導(dǎo)受到限制，以便在即使采取措施對付滯后誤差而輸入?yún)?shù)仍迅速變化時能保持濾波作用。
圖2中詳細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一方面以加號到達一個邏輯點125，另一方面到達第二濾波器110。邏輯點125的輸出信號到達第一濾波器100。
第二濾波器110的輸出信號經(jīng)一個限制器112到達第二邏輯點115。邏輯點115的輸出信號最好以加號到達邏輯點125。在第二邏輯點115的第二輸入端來自一個系數(shù)預(yù)設(shè)定120的輸出信號。第一濾波器100的輸出信號構(gòu)成輸出參數(shù)MEF。
在一種設(shè)計方案中，還可以將限制器112設(shè)置在邏輯點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)思的一個特別有利的設(shè)計方案用虛線示出。其中，輸入?yún)?shù)另外經(jīng)過一個放大器140到達一個邏輯點130，該邏輯點的第二個輸入端是第一濾波器100的輸出參數(shù)。然后這兩個參數(shù)邏輯計算得出輸出參數(shù)MEF。
第二濾波器110最好設(shè)計為微分器。第二濾波器110至少包括一個微分元件。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)緩慢變化時限制不起作用，濾波器110對第一濾波器100輸入?yún)?shù)的修正沒有影響。輸入?yún)?shù)緩慢變化時，第二濾波器120對被過濾參數(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，也就是在輸入?yún)?shù)迅速變化時，限制起作用，由此第二濾波器110對修正第一濾波器輸入?yún)?shù)的相應(yīng)貢獻很小。在輸入?yún)?shù)迅速變化時，第二濾波器120對被濾波的參數(shù)影響較小。在這種情況下，第一濾波器100對被濾波的參數(shù)有較大影響。
在邏輯點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上一個延遲時間常量，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的輸出信號用系數(shù)預(yù)設(shè)定120的系數(shù)加權(quán)，就是說，用第一濾波器100的延遲時間常量T加權(quán)。
在第二種特別有利的設(shè)計方案中，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，由第一濾波器的輸入?yún)?shù)MEW確定一個用于修正該輸入?yún)?shù)的修正值。在一種簡單的實施形式中，輸入?yún)?shù)對時間求導(dǎo)或者說微分，然后用一個系數(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)最好相當于第一濾波器的延遲時間常量T。
特別有利的是，只修正信號的一部分。這可以通過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來自一個相應(yīng)放大的輸入信號來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于濾波一個參數(shù)的裝置，帶有一個第一濾波機構(gòu)用于根據(jù)一個輸入?yún)?shù)形成一個輸出參數(shù)，其中第一濾波機構(gòu)有至少一種延遲作用，其特征在于，第一濾波機構(gòu)的輸入?yún)?shù)借助一個修正值修正，該修正值是由第一濾波機構(gòu)的輸入?yún)?shù)通過一個第二濾波機構(gòu)的濾波來獲得。
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，第二濾波機構(gòu)的一個輸出參數(shù)可用一個系數(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)取決于第一濾波機構(gòu)的傳遞特性。
6.一種裝置，其特征在于，第一濾波機構(gòu)的輸出參數(shù)還可由第一濾波機構(gòu)的加權(quán)后的輸入?yún)?shù)修正。
7.一種濾波一個參數(shù)的方法，帶有一個第一濾波機構(gòu)用于根據(jù)一個輸入?yún)?shù)形成一個輸出參數(shù)，其中第一濾波機構(gòu)有至少一種延遲作用，其特征在于，第一濾波機構(gòu)的輸入?yún)?shù)借助一個修正值修正，該修正值是由第一濾波機構(gòu)的輸入?yún)?shù)通過一個第二濾波機構(gòu)的濾波來獲得。
全文摘要
一種濾波一個參數(shù)的裝置和方法。一個第一濾波機構(gòu)用于根據(jù)一個輸入?yún)?shù)形成一個輸出參數(shù)，其中第一濾波機構(gòu)有至少一種延遲作用。第一濾波機構(gòu)的輸入?yún)?shù)借助一個修正值修正，該修正值是由第一濾波機構(gòu)的輸入?yún)?shù)通過一個第二濾波機構(gòu)的濾波來獲得。
文檔編號F02D45/00GK1429314SQ01809652
公開日2003年7月9日 申請日期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·費爾曼 申請人:羅伯特-博希股份公司