DE102009024492A1 - Method for detection of signal of measurement variable by electronic control device in motor vehicle, involves selecting scanning frequency for detection of values such that synchronization with signal frequency of variable is controlled - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Signalerfassung einer mit einer variablen Signalfrequenz schwingenden Messgröße nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for signal detection of a with a variable signal frequency oscillating measured variable the preamble of claim 1.
Bei einer Signalerfassung ist üblicherweise darauf zu achten, dass das Shannon Theorem eingehalten wird. Dieses besagt, dass die Abtastfrequenz mindestens die doppelte Signalfrequenz sein muss. Wird dieses Theorem verletzt, so liegt eine Unterabtastung vor. Dies führt bei einer üblichen Signalfilterung zu Problemen. In der Regel wird versucht, dieses Problem dahin gehend auszugleichen, dass der Betrachtungszeitraum und damit die Anzahl der Messpunkte vergrößert werden. Bei einer Mittelwertbildung könnte es sonst dazu kommen, dass die Mehrheit der Messwerte oberhalb oder die Mehrheit der Messwerte unterhalb des Mittelwerts erfasst werden und so der errechnete Mittelwert verfälscht wird.at A signal acquisition is usually on it to make sure that the Shannon Theorem is followed. This says that the sampling frequency be at least twice the signal frequency got to. If this theorem is violated, there is an undersampling in front. this leads to at a usual Signal filtering to problems. Usually this is tried Problem to balance that the period of observation and thus increase the number of measuring points. When averaging could otherwise it will happen that the majority of readings above or the majority of readings are recorded below the mean and so the calculated mean is falsified.
Der längere Betrachtungszeitraum führt jedoch dazu, dass der errechnete Signalwert an Aktualität verliert und somit eine gegebenenfalls anschließende Regelung träger ausgelegt werden muss, um ein Schwingen des Gesamtsystems, der Signalerfassung und der Regelung zu vermeiden.Of the longer Observation period leads however, to the fact that the calculated signal value loses its topicality and thus an optionally subsequent control carrier designed must be to swing the overall system, the signal acquisition and to avoid the regulation.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren eingangs genannter Art derart weiterzubilden, dass die Messgenauigkeit bei reduziertem Aufwand erhöht wird und die Qualität einer möglicherweise anschließenden Regelung optimiert wird.It Object of the invention, the method of the type mentioned in such a way that the measurement accuracy at reduced Effort is increased and the quality one possibly subsequent Control is optimized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.These The object is achieved by the The subject matter of claim 1 solved. The dependent claims are advantageous developments of the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Signalerfassung einer mit einer variablen Signalfrequenz schwingenden Messgröße mittels eines elektronischen Steuergeräts tastet das Steuergerät das Signal der Messgröße für einen vorgegebenen Betrachtungszeitraum zur Erfassung von Messwerten ab und speichert die abgetasteten Messwerte für eine Mittelwertbildung. Dabei wird die Abtastfrequenz zur Erfassung der Messwerte derart gewählt, dass eine Synchronisierung mit der Signalfrequenz der Messgröße verhindert wird.at the method according to the invention for signal detection of a variable signal frequency oscillating Measured by means of an electronic control unit scans the controller the signal of the measurand for a predetermined observation period for the acquisition of measured values and stores the sampled measurements for averaging. there the sampling frequency for detecting the measured values is selected such that a Synchronization with the signal frequency of the measured variable prevented becomes.
Dabei kann eine Unterabtastung und damit eine Abweichung vom Shannon'schen Theorem bewusst zugelassen werden.there can be aware of a subsampling and thus a deviation from the Shannon theorem be allowed.
Der Betrachtungszeitraum ist mindestens der Kehrwert der Signalfrequenz, vorzugsweise aber so lange, dass eine vorgegebene Anzahl von Messwerten erfasst werden kann. Die vorgegebene Anzahl der Messwerte kann insbesondere im Falle einer Unterabtastung derart gewählt werden, dass nach statistischen Erkenntnissen nicht ausschließlich Messwerte oberhalb des tatsächlichen Mittelwerts oder nicht ausschließlich Messwerte unterhalb des tatsächlichen Mittelwerts liegen würden.Of the Observation period is at least the reciprocal of the signal frequency, but preferably so long that a predetermined number of measured values can be detected. The predetermined number of measured values can in particular in the case of subsampling be chosen such that according to statistical Findings not only readings above the actual Mean or not exclusively readings below the actual Mean value.
Die Abtastfrequenz oder der Betrachtungszeitraum oder die Anzahl der im Betrachtungszeitraum zu erfassenden Messwerte kann in Abhängigkeit von einer bekannten Störgröße vorgegeben werden, wenn sich durch diese Störgröße die Signalfrequenz ergibt. Die Abtastfrequenz oder der Betrachtungszeitraum oder die Anzahl der im Betrachtungszeitraum zu erfassenden Messwerte sind somit variabel.The Sampling frequency or the observation period or the number of The measured values to be recorded during the period of observation may vary depending on specified by a known disturbance become, if by this disturbance the signal frequency results. The sampling frequency or the observation period or the Number of readings to be acquired during the period under consideration thus variable.
Die Mittelwertbildung wird vorzugsweise nur aus dem im Betrachtungszeitraum erfassten maximalen und dem im Betrachtungszeitraum erfassten minimalen Messwert vorgenommen.The Averaging is preferably only from the period of observation maximum and the minimum recorded during the period under consideration Measured value.
Die Messgröße ist vorzugsweise eine Regelgröße im Rahmen einer elektronischen Regelung.The Measured variable is preferred a controlled variable in the frame an electronic regulation.
Durch diese Erfindung wird die Mittelwertbildung genauer, da unabhängig von der Anzahl der Werte, die oberhalb und unterhalb des Mittelwerts keinen Einfluss mehr haben, die Zufälligkeit des Abtastzeitpunktes entfällt, da nur noch ein Min- und Max-Wert berücksichtig wird.By this invention makes the averaging more accurate because it is independent of the number of values that are above and below the mean none Have more influence, the randomness the sampling time is omitted, since only a minimum and maximum value is taken into account.
Der errechnete Mittelwert wird zusätzlich aktueller, da durch eine Ringspeicherung immer der neueste Wert Einfluss nehmen kann, aber nicht zwingend nehmen muss; d. h. fällt beispielsweise der Druck bei einer Druckregelung, sinkt augenblicklich der Mittelwert, dennoch werden normale Druckschwankungen durch die Art der Mittelwertbildung eliminiert.Of the calculated mean value is additional more current, because by a ring storage always the newest value Can influence but not necessarily have to d. H. falls for example the pressure at a pressure control, instantly decreases the mean, nevertheless normal pressure fluctuations are eliminated by the way of averaging.
Zusätzlich ergibt sich ein Kostenvorteil, da gezielt eine Unterabtastung ohne Qualitätseinbuße zugelassen werden kann, womit ein kleinerer Rechner und günstigere Pumpen (Aktuatoren) sowie Sensoren verwendet werden können.Additionally results a cost advantage, since a targeted subsampling without sacrificing quality allowed which allows a smaller computer and cheaper pumps (actuators) as well as sensors can be used.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt einen Fall, bei dem über die Pumpendrehzahl eine Druckregelung durchgeführt wird, wobei der Druck durch die Bauweise der Pumpe abhängig von der Pumpendrehzahl beeinflusst wird.In the drawing is an embodiment of Invention shown. It shows a case in which over the Pump speed, a pressure control is performed, the pressure through the construction of the pump depends is influenced by the pump speed.
In
der Zeichnung ist ein Solldruck p_soll beispielsweise für die Einspritzleitung
eines SCR-Systems (Selective Catalytic Reduction) in Kraftfahrzeugen
als Eingangssignal eines elektronischen Steuergerätes
Der
Solldruck p_soll ist die Führungsgröße eines
Reglers
Die
Ansteuerung der Pumpe über
die Drehzahl n erzeugt eine mit einer variablen Signalfrequenz fS schwingenden Regelgröße p_ist. Das Steuergerät
The control of the pump via the speed n generates a controlled variable p_act oscillating with a variable signal frequency f S. The control unit
Der Betrachtungszeitraum Δt ist hier größer als der Kehrwert 1/fS der Signalfrequenz fS. Er wird derart vorgegeben, dass eine vorgegebene Anzahl von Messwerten, hier vier Messwerte, erfasst und abgespeichert werden können. Für die Speicherung der Messwerte kann beispielsweise ein Ringspeicher eingesetzt werden.The observation period .DELTA.t is greater here than the reciprocal 1 / f S of the signal frequency f S. It is specified in such a way that a predetermined number of measured values, here four measured values, can be recorded and stored. For example, a ring buffer can be used to store the measured values.
Die
Abtastfrequenz fA oder der Betrachtungszeitraum Δt oder die
Anzahl der im Betrachtungszeitraum Δt zu erfassenden Messwerte werden
in Abhängigkeit
von der bekannten Störgröße n' vorgegeben. Diese
resultiert aus der Stellgröße n. Unter
dem Begriff Störgröße wird
auch eine ein Messsignal außerhalb
einer Regelung beeinflussende Größe verstanden.
Aus der Stellgröße n als
Drehzahl ergibt sich die Signalfrequenz fS.
In der Zeichnung sind im Auswerteblock
Für das Signal im Falle von n'2 wird eine Unterabtastung zugelassen, da anderenfalls auf Kosten der Rechenleistung und der Regelgeschwindigkeit zu viele Messwerte ermittelt werden müssten. Die Unterabtastung kann beispielsweise ab Überschreiten einer definierten Signalfrequenzschwelle zugelassen werden.Sub-sampling is allowed for the signal in the case of n ' 2 , otherwise too many measured values would have to be determined at the expense of the computing power and the control speed. The undersampling can be permitted, for example, when a defined signal frequency threshold is exceeded.
Der
Mittelwert mw_p_ist wird im Auswerteblock
Somit ergibt sich als Mittelwert mw_p_ist der Messgröße bzw. Regelgröße p_ist für n'1 der Wert (P4 + P3)/2 und für n'2 der Wert (P1 + P2)/2.Thus, the mean value mw_p_act of the measured variable or controlled variable p_act for n ' 1 is the value (P4 + P3) / 2 and for n' 2 the value (P1 + P2) / 2.
Claims (7)
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DE200910024492 DE102009024492A1 (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Method for detection of signal of measurement variable by electronic control device in motor vehicle, involves selecting scanning frequency for detection of values such that synchronization with signal frequency of variable is controlled |
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ID=43069745
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT2859U1 (en) * | 1998-06-10 | 1999-05-25 | Avl List Gmbh | METHOD FOR DETERMINING THE AVERAGE VALUE OF PERIODIC SIZES |
DE19913753A1 (en) * | 1998-04-01 | 1999-10-07 | Mannesmann Rexroth Ag | Process to determine arithmetic, geometric, or quadratic means of time series |
-
2009
- 2009-06-10 DE DE200910024492 patent/DE102009024492A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
HART,H.,et.al.: Meßgenauigkeit. Oldenbourg,1997. ISBN 3-486-22774 -2,S.65 $Gleichung (3,16)$ * |
HART,H.,et.al.: Meßgenauigkeit. Oldenbourg,1997. ISBN 3-486-22774 -2,S.65 Gleichung (3,16) |
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