DE10350066A1 - Signal smoothing device, especially for smoothing the signal from a motor vehicle air mass flow sensor, wherein an epsilon filter is combined with a control unit in which a wavelet transform is applied to the sensor signal - Google Patents

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Abstract

Signal smoothing device comprises an epsilon filter (34) and a control unit, whereby the control unit is configured to use a wavelet transform as a signal input (Gth(n)); to determine a change in the input signal on the basis of the wavelet transformed input signal (Gthwv(m)); to adapt the epsilon filter according to the determined alteration; and to apply the epsilon filter to the input signal. An Independent claim is made for a method for smoothing an input signal involving use of an wavelet transformation to adapt an epsilon filter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Glätten eines gegebenen Signals, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Glätten eines Signals, das von einem an einem Fahrzeug angebrachten Sensor erfasst wird.The invention relates to a device for smoothing of a given signal, and particularly relates to a device for smoothing a signal from a sensor attached to a vehicle is recorded.

Um die Ansaugluftmenge zu messen, die in einen Motor fließt, ist herkömmlich ein Luftströmungsmesser (AFM) stromauf eines Drosselventils vorgesehen. Bekannterweise tritt in der Ausgabe des Luftströmungsmessers ein Pulsieren auf, das mit dem Ansaughub synchronisiert ist. Die Zykluslänge dieses Pulsierens ist äquivalent zur Zykluslänge des OT-Signals.To measure the amount of intake air, that flows into an engine is conventional an air flow meter (AFM) provided upstream of a throttle valve. As is well known in the output of the air flow meter a pulsation that is synchronized with the intake stroke. The cycle length this pulsation is equivalent to the cycle length of the OT signal.

Um dieses Pulsieren zu unterdrücken, ist vorgeschlagen worden, dass ein gleitender Mittelwertfilter, der eine Dämpfungscharakteristik auf die Pulsierfrequenz ausübt, verwendet wird, um die Ausgabe des Luftströmungsmessers zu glätten. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird auf der Basis der Ausgabe des Luftströmungsmessers bestimmt, die durch den gleitenden Mittelwertfilter gefiltert ist.To suppress this pulsation is that a moving average filter that a damping characteristic exercises on the pulsation frequency, is used to smooth the output of the air flow meter. The amount of fuel to be injected is based on the output of the Air flow meter determined, which is filtered by the moving average filter.

Die Ausgabe des Luftströmungsmessers ändert sich über einen weiten Bereich, der sich von einem Übergangszustand zu einem Dauerzustand (steady state) erstreckt. Im Dauerzustand ist die Ansaugluftmenge normalerweise konstant. Jedoch kann, auf Grund einer feinen Phasenverschiebung und einer Amplitudenschwankung in dem Pulsieren, in der gleitend gemittelten Ansaugluftmenge eine "Fluktuation" auftreten. Eine solche Fluktuation kann Schwankungen in der eingespritzten Kraftstoffmenge hervorrufen, wodurch ungewünschte Schwankungen im Luft-Kraftstoff-Verhältnis verursacht werden.The output of the air flow meter changes via one wide range, ranging from a transition state to a permanent state (steady state) extends. In the steady state, the amount of intake air is usually constant. However, due to a fine phase shift and an amplitude fluctuation in the pulsation in the sliding averaged intake air quantity a "fluctuation" occur. Such a fluctuation can cause fluctuations in the amount of fuel injected, causing unwanted Causes fluctuations in the air-fuel ratio become.

Um diese Fluktuation zu unterdrücken, könnte ein Filter, wie etwa ein Chevyshev-Filter, angewendet werden, um Frequenzkomponenten abzublocken, die höher sind als die Fluktuationsfrequenz. Jedoch könnte dieses Verfahren im Übergangszustand eine Phasenverzögerung des gefilterten Werts relativ zu der Luftströmungsmesserausgabe erhöhen.To suppress this fluctuation, a Filters, such as a Chevyshev filter, are applied to frequency components to block off the higher are than the fluctuation frequency. However, this procedure could be in the transition state a phase lag increase the filtered value relative to the air flow meter output.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Filter anzugeben, der Fluktuation im Dauerzustand reduzieren kann, während eine Phasenverzögerung im Übergangszustand der Ausgabe eines Luftströmungsmessers unterdrückt wird.The object of the invention is therefore specify a filter to reduce fluctuation in the permanent state can while a phase lag in the transition state the output of an air flow meter is suppressed.

Andererseits ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, um aus einem Bild Rauschsignale mittels eines Epsilon (ε)-Filters zu entfernen. Z.B. offenbart das japanische Patent Nr. 3011828 ein Verfahren zum Beseitigen von Moskito-Rauschen aus einem Bild mittels eines Epsilon-Filters. Wenn Bilddaten eines zu bearbeitenden Datenblocks einen Rand enthalten, wird auf die Bilddaten ein Epsilon-Filter angewendet. Wenn Bilddaten eines zu bearbeitenden Datenblocks keinen Rand enthalten, werden die Bilddaten ohne Filterung ausgegeben. Das japanische Patent Nr. 3193285 offenbart ein Verfahren zum Anwenden eines Epsilon-Filters auf Bilddaten, um Rauschsignale zu reduzieren, wenn die Bilddaten decodiert werden.On the other hand, a method is proposed been used to extract noise signals from an image using an epsilon (ε) filter to remove. For example, discloses Japanese Patent No. 3011828 Method for eliminating mosquito noise from an image using of an epsilon filter. If image data of a data block to be processed contain an edge, an epsilon filter is applied to the image data applied. If there is no image data of a data block to be processed Border included, the image data are output without filtering. Japanese Patent No. 3193285 discloses a method of use an epsilon filter on image data to reduce noise signals, when the image data is decoded.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen derartigen Epsilon-Filter zu verwenden, um einen noch besser geeigneten Filter zu konfigurieren, der auf die Ausgabe eines Luftströmungsmessers angewendet wird.Another object of the invention it is therefore to use such an epsilon filter to make one even better Configure appropriate filter based on the output of an air flow meter is applied.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Signalglättungsvorrichtung einen Epsilon-Filter und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um auf ein Eingangssignal eine Wavelet-Transformation anzuwenden. Eine Änderung im Eingangssignal wird auf der Basis des Wavelet-transformierten Eingangssignals bestimmt. Die Steuereinheit adaptiert den Epsilon-Filter gemäß der bestimmten Änderung. Der Epsilon-Filter wird auf das Eingangssignal angwendet. In einer Ausführung ist der Epsilon-Filter dazu ausgelegt, einen Schwellenwert des Epsilon-Filters entsprechend der bestimmten Änderung einzustellen.According to one aspect of the invention includes a signal smoothing device an epsilon filter and a control unit. The control unit is configured to apply a wavelet transform to an input signal. A change in the input signal is transformed on the basis of the wavelet Input signal determined. The control unit adapts the epsilon filter according to the determined change. The epsilon filter is applied to the input signal. In a execution the epsilon filter is designed to be a threshold of the epsilon filter according to the particular change adjust.

Erfindungsgemäß wird die Filtercharakteristik, wie etwa ein Schwellenwert des Epsilon-Filters, entsprechend einer Änderung im Eingangssignal modifiziert. Der Epsilon-Filter kann eine Fluktuation in dem Eingangssignal beseitigen, wenn sich das Eingangssignal in einem Dauerzustand befindet. Der Epsilon-Filter beseitigt eine Phasenverzögerung in dem Eingangssignal, wenn sich das Eingangssignal in einem Übergangszustand befindet. Da die Fluktuation beseitigt wird, wird jegliche Steuerung unter Verwendung eines durch diesen Epsilon-Filter gefilterten Signals im hohen Maße stabilisiert. Da eine Phasenverzögerung beseitigt wird, kann jegliche Regelung, die ein durch einen solchen Epsilon-Filter gefiltertes Signal verwendet, eine schnelle Reaktion erreichen.According to the filter characteristic, such as a threshold of the epsilon filter, according to a change modified in the input signal. The epsilon filter can fluctuate in the input signal when the input signal is in is in a permanent state. The epsilon filter eliminates a phase lag in the input signal when the input signal is in a transition state located. Since the fluctuation is eliminated, any control using a signal filtered by this epsilon filter to a high degree stabilized. Because a phase lag is eliminated, any regulation by such Epsilon filter uses filtered signal, quick response to reach.

Gemäß einer Ausführung wird eine Signalglättungsvorrichtung für eine Verbrennungsmotor angegeben. Die Vorrichtung umfasst einen Epsilon-Filter und eine Steuereinheit. Der Epsilon-Filter filtert adaptiv ein Sensorausgangssignal. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird auf der Basis des durch den Epsilon-Filter gefilterten Sensorausgangssignals bestimmt. Unter Verwendung des Epsilon-Filters kann das Sensorausgangssignal geglättet werden, während eine Phasenverzögerung unterdrückt wird. Insbesondere wird die Regelgenauigkeit des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verbessert, wenn das Sensorausgangssignal sich in einem Übergangszustand befindet.According to one execution a signal smoothing device for one Internal combustion engine specified. The device comprises an epsilon filter and a control unit. The Epsilon filter adaptively filters a sensor output signal. The amount of fuel to be injected is based on the the Epsilon filter filtered sensor output signal. Under Using the epsilon filter, the sensor output signal can be smoothed, while a phase lag repressed becomes. In particular, the control accuracy of the air / fuel ratio improves when the sensor output signal is in a transition state located.

Gemäß einer Ausführung wird der Epsilon-Filter entsprechend einer Änderung im Sensorausgangssignal angepasst. Bevorzugt wird eine Wavelet-Transformation benutzt, um die Änderung in der Sensorausgabe zu bestimmen. Gemäß einer Ausführung wird eine Fluktuation im Sensorausgangssignal beseitigt, wenn sich das Sensorausgangssignal in einem Dauerzustand befindet. Eine Phasenverzögerung in dem Sensorausgangssignal wird beseitigt, wenn sich das Sensorausgangssignal in einem Übergangszustand befindet. Da die einzuspritzende Kraftstoffmenge auf der Basis des Sensorausgangssignals bestimmt wird, das durch den Epsilon-Filter passend gemacht worden ist, kann die Regelgenauigkeit des Luft/Kraftstoffverhältnisses verbessert werden.According to one embodiment, the epsilon filter is adapted in accordance with a change in the sensor output signal. A wavelet transformation is preferably used to determine the change in the sensor output. According to one embodiment, fluctuation in the sensor output signal is eliminated if the sensor output signal is in a permanent state. A phase delay in the sensor output signal is eliminated when the sensor output signal is in a transition state. Since the amount of fuel to be injected is determined based on the sensor output signal made suitable by the epsilon filter, the control accuracy of the air / fuel ratio can be improved.

Gemäß einer Ausführung umfasst die Signalglättungsvorrichtung ferner einen gleitenden Mittelwertfilter zum gleitenden Aufmitteln des Sensorausgangssignals. Der Epsilon-Filter wird auf das gleitend gemittelte Signal angewendet. Da Rauschsignale bei der Pulsierfrequenz in dem Sensorausgangssignal durch den gleitenden Mittelwertfilter reduziert wird, hat der Epsilon-Filter die Wirkung, Rauschen bei anderen Frequenzen als der Pulsierfrequenz zu beseitigen. Da der Epsilon-Filter Rauschen nicht bei der Pulsierfrequenz zu reduzieren braucht, kann der Schwellenwert des Epsilon-Filters minimiert werden. Somit wird eine Phasenverzögerung der Ausgabe des Epsilon-Filters an das Sensorausgangssignal unterdrückt.According to one embodiment, comprises the signal smoothing device also a moving average filter for moving averaging of the sensor output signal. The epsilon filter is sliding on that averaged signal applied. Because noise signals at the pulsation frequency in the sensor output signal through the moving average filter is reduced, the epsilon filter has the effect of adding noise eliminate frequencies other than the pulsation frequency. Since the Epsilon filter does not need to reduce noise at the pulsation frequency the threshold of the epsilon filter can be minimized. Consequently becomes a phase delay of the Output of the epsilon filter to the sensor output signal suppressed.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Signalglättungsvorrichtung für eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Folgersteuerung angegeben. Die Vorrichtung umfasst einen Epsilon-Filter und eine Steuereinheit. Der Epsilon-Filter filtert adaptiv ein durch ein Radar gemessenes Abstandssignal. Der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug wird auf der Basis des durch den Epsilon-Filter gefilterten Abstandssignals bestimmt. Der Epsilon-Filter wird entsprechend einer Änderung des gemessenen Abstandsignals adaptiert. Bevorzugt wird eine Wavelet-Transformation benutzt, um die Änderung in dem gemessenen Abstandsignal zu bestimmen.According to another aspect of Invention becomes a signal smoothing device for one Pre-propelled vehicle follower control specified. The device comprises an epsilon filter and one Control unit. The Epsilon filter adaptively filters in through Radar measured distance signal. The distance to the vehicle in front Vehicle is filtered based on the epsilon filter Distance signal determined. The epsilon filter will change accordingly of the measured distance signal adapted. A wavelet transformation is preferred used the change to be determined in the measured distance signal.

Erfindungsgemäß wird eine Fluktuation in dem Abstandsignal beseitigt, wenn sich das Abstandsignal in einem Dauerzustand befindet. Eine Phasenverzögerung in dem Abstandsignal wird beseitigt, wenn sich das Abstandsignal in einem Übergangszustand befindet. Da ein Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des Abstandsignals bestimmt wird, das durch den Epsilon-Filter passend gemacht worden ist, kann die Genauigkeit der Abstandsbestimmung zu dem vorausfahrenden Fahrzeug verbessert werden. Ähnlich der Signalglättungsvorrichtung für eine Verbrennungsmotor kann die Vorrichtung für eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Folgersteuerung einen gleitenden Mittelwertfilter aufweisen, um das Abstandsignal gleitend aufzumitteln.According to the invention, a fluctuation in the distance signal when the distance signal is in a Permanent state. A phase delay in the distance signal is eliminated when the distance signal is in a transition state located. Because a distance to the vehicle in front on the Basis of the distance signal is determined by the epsilon filter has been made appropriate, the accuracy of the distance determination be improved to the vehicle in front. Similar to the signal smoothing device for one Internal combustion engine can be the device for a preceding vehicle follower control have a moving average filter around the distance signal averaging smoothly.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.The invention is now based on embodiments referring to the attached Described drawings.

1 zeigt eine gesamte Systemstruktur eines Verbrennungsmotors und deren elektronische Steuereinheit gemäß einer Ausführung. 1 shows an entire system structure of an internal combustion engine and its electronic control unit according to an embodiment.

2 zeigt schematisch ein Verfahren zum Berechnen eines gleitenden Mittelwerts gemäß einer Ausführung; 2 schematically shows a method for calculating a moving average according to an embodiment;

3 zeigt das Verhalten eines gleitend gemittelten Werts für eine Luftströmungsmesserausgabe in einem Dauerzustand, in dem Fluktuation enthalten ist, gemäß einem herkömmlichen Verfahren; 3 FIG. 14 shows the behavior of a moving average for an air flow meter output in a steady state that includes fluctuation according to a conventional method;

4 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zum Glätten einer Luftströmungsmesserausgabe mittels eines Epsilon-Filters gemäß einer Ausführung; 4 FIG. 4 shows a functional block diagram of an apparatus for smoothing an air flow meter output using an epsilon filter according to an embodiment; FIG.

5 zeigt einen Effekt einer Verwendung eines Epsilon-Filters gemäß einer Ausführung; 5 shows an effect of using an epsilon filter according to an embodiment;

6 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zum Glätten einer Luftströmungsmesserausgabe durch Verwendung eines Epsilon-Filters gemäß einer anderen Ausführung; 6 FIG. 12 shows a functional block diagram of an apparatus for smoothing an air flow meter output using an epsilon filter according to another embodiment; FIG.

7 zeigt eine Struktur eines Wavelet-Transformationsfilters gemäß einer Ausführung; 7 shows a structure of a wavelet transform filter according to an embodiment;

8 zeigt ein Beispiel von Charakteristiken eines Halbbandtiefpassfilters und eines Halbbandhochpassfilters gemäß einer Ausführung; 8th 10 shows an example of characteristics of a half-band low-pass filter and a half-band high-pass filter according to an embodiment;

9 zeigt schematisch den Betrieb eines Halbbandtiefpassfilters und eines Halbbandhochpassfilters gemäß einer Ausführung; 9 schematically shows the operation of a half-band low-pass filter and a half-band high-pass filter according to one embodiment;

10 zeigt einen Effekt der Anwendung eines Wavelet-Transformationsfilters gemäß einer Ausführung; 10 Figure 3 shows an effect of using a wavelet transform filter according to one embodiment;

11 zeigt ein Beispiel einer variablen Schwellenwerttabelle gemäß einer Ausführung; 11 12 shows an example of a variable threshold table according to an embodiment;

12 zeigt einen Schwellenwert ε, der gemäß dem zweiten gleitend gemittelten Wert für den Absolutwert eines Wavelet-transformierten Werts extrahiert ist, gemäß einer Ausführung; 12 shows a threshold value ε extracted according to the second moving average value for the absolute value of a wavelet transformed value, according to an embodiment;

13 zeigt einen Effekt der Anwendung eines Epsilon-Filters gemäß einer Ausführung; 13 shows an effect of using an epsilon filter according to one embodiment;

14 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Bestimmung eines Epsilon-gefilterten Werts gemäß einer Ausführung; 14 11 shows a flowchart of a process for determining an epsilon filtered value according to an embodiment;

15 zeigt die Anwendung eines Glättungsprozesses auf einen gemessenen Abstand gemäß einer anderen Ausführung; und 15 shows the application of a smoothing process to a measured distance according to another embodiment; and

16 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zum Glätten eines gemessenen Abstands gemäß einer anderen Ausführung. 16 shows a functional block diagram of a device for smoothing a measured distance according to another embodiment.

Struktur eines Verbrennungsmotors und SteuervorrichtungStructure of a Internal combustion engine and control device

1 ist ein Blockdiagramm, das einen Verbrennungsmotor (nachfolgend als Motor bezeichnet) und eine Steuervorrichtung für den Motor gemäß einer Ausführung zeigt. 1 FIG. 12 is a block diagram showing an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) and shows a control device for the engine according to an embodiment.

Eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) 1 umfasst eine Eingangsschnittstelle 1a zum Empfangen von Daten, die von jedem Teil des Fahrzeugs geschickt werden, eine CPU 1b zur Ausführung von Operationen zum Steuern/Regeln jeden Teils des Fahrzeugs, eine Speichervorrichtung 1c, die einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffspeicher (RAM) enthält, sowie eine Ausgangsschnittstelle 1d zum Senden von Steuersignalen zu jedem Teil des Fahrzeugs. Programme und verschiedene Daten zum Steuern/Regeln jedes Fahrzeugteils sind in dem ROM gespeichert. Das ROM kann ein überschreibbares ROM sein, wie etwa ein EEPROM. Das RAM bietet Arbeitsflächen für die Operationen durch die CPU 1b, worin Daten, die von jedem Teil des Fahrzeugs geschickt werden, sowie Steuersignale, die zu jedem Teil des Fahrzeugs zu senden sind, vorübergehend gespeichert werden.An electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 1 includes an input interface 1a a CPU for receiving data sent from each part of the vehicle 1b to perform operations to control each part of the vehicle, a storage device 1c , which contains a read-only memory (ROM) and a random access memory (RAM), and an output interface 1d for sending control signals to any part of the vehicle. Programs and various data for controlling each vehicle part are stored in the ROM. The ROM can be a rewritable ROM, such as an EEPROM. The RAM provides work surfaces for the operations by the CPU 1b wherein data sent from each part of the vehicle and control signals to be sent to each part of the vehicle are temporarily stored.

Der Motor 2 ist zum Beispiel ein Vierzylindermotor. Jeder Zylinder des Motors 2 besitzt ein Einlassventil 5 zum Verbinden einer Brennkammer 7 mit einem Ansaugkrümmer 3 sowie ein Auslassventil 6 zum Verbinden der Brennkammer 7 mit einem Auspuffkrümmer 4.The motor 2 is, for example, a four-cylinder engine. Every cylinder of the engine 2 has an inlet valve 5 for connecting a combustion chamber 7 with an intake manifold 3 as well as an exhaust valve 6 to connect the combustion chamber 7 with an exhaust manifold 4 ,

Ein Drosselventil 8 ist stromauf des Ansaugkrümmers 3 vorgesehen. Ein Drosselventilöffnungs-(θTH)-Sensor 9, der mit dem Drosselventil 8 verbunden ist, gibt ein elektrisches Signal entsprechend einem Öffnungswinkel des Drosselventils 8 aus und schickt es zu der ECU 1.A throttle valve 8th is upstream of the intake manifold 3 intended. A throttle valve opening (θTH) sensor 9 that with the throttle valve 8th is connected, gives an electrical signal corresponding to an opening angle of the throttle valve 8th and sends it to the ECU 1 ,

Ein Luftströmungsmesser (AFM) 10 ist stromauf des Drosselventils 8 vorgesehen. Der Luftströmungsmesser 10 umfasst die Luftmenge Gth, die durch das Drosselventil 8 hindurchtritt, und schickt es zu der ECU 1. Der Luftströmungsmesser 10 kann ein Luftströmungsmesser vom Flügeltyp sein, ein Luftströmungsmesser vom Karman-Wirbeltyp oder ein Luftströmungsmesser vom Heißdrahttyp oder dergleichen.An air flow meter (AFM) 10 is upstream of the throttle valve 8th intended. The air flow meter 10 includes the amount of air Gth passing through the throttle valve 8th passes through and sends it to the ECU 1 , The air flow meter 10 may be a wing type air flow meter, a Karman vortex type air flow meter, or a hot wire type air flow meter, or the like.

Ein Ansaugkrümmerdruck (Pb)-Sensor 11 ist stromab des Drosselventils 8 vorgesehen. Der erfasste Ansaugkrümmerdruck Pb wird zu der ECU 1 geschickt.An intake manifold pressure (Pb) sensor 11 is downstream of the throttle valve 8th intended. The detected intake manifold pressure Pb becomes the ECU 1 cleverly.

Ein Kraftstoffeinspritzventil 12 ist für jeden Zylinder zwischen dem Motor 2 und der Kammer 14 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 erhält Kraftstoff, der von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) zugeführt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 spritzt Kraftstoff entsprechend einem Steuersignal von der ECU 1 ein.A fuel injector 12 is for each cylinder between the engine 2 and the chamber 14 intended. The fuel injector 12 receives fuel that is supplied from a fuel tank (not shown). The fuel injector 12 injects fuel according to a control signal from the ECU 1 on.

Ein Drehzahl(Ne)-Sensor 13 ist am Umfang der Nockenwelle oder am Umfang der Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 2 angebracht und gibt ein CRK-Signal bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel (zum Beispiel einem Zyklus von 30°) aus. Die Zykluslänge des CRK-Signals ist kürzer als die Zykluslänge eines OT-Signals, das bei einem Kurbelwinkelzyklus, der einer OT-Stellung des Kolbens zugeordnet ist, gewonnen wird. Die Impulse des CRK-Signals werden von der ECU 1 gezählt, um die Drehzahl Ne des Motors 2 zu bestimmen.A speed (Ne) sensor 13 is on the circumference of the camshaft or on the circumference of the crankshaft (not shown) of the engine 2 attached and outputs a CRK signal at a predetermined crank angle (for example, a cycle of 30 °). The cycle length of the CRK signal is shorter than the cycle length of an TDC signal which is obtained in a crank angle cycle which is associated with an TDC position of the piston. The pulses of the CRK signal are from the ECU 1 counted to the engine speed Ne 2 to determine.

Die zu der ECU 1 gesendeten Signale werden zur Eingangsschnittstelle 1a geleitet. Die Eingangsschnittstelle 1a wandelt analoge Signalwerte in digitale Signalwerte um. Die CPU 1b verarbeitet die resultierenden digitalen Signale, führt Operationen entsprechend Programmen aus, die in dem Speicher 1c gespeichert sind, und erzeugt Steuersignale. Die Ausgangsschnittstelle 1d schickt diese Steuersignale zu Aktuatoren für das Kraftstoffeinspritzventil 12 und andere mechanische Komponenten.The to the ECU 1 sent signals become the input interface 1a directed. The input interface 1a converts analog signal values into digital signal values. The CPU 1b processes the resulting digital signals, performs operations according to programs that are in memory 1c are stored and generates control signals. The output interface 1d sends these control signals to actuators for the fuel injector 12 and other mechanical components.

Die Kammer 14 ist mit Luft gefüllt, die in den Ansaugkrümmer 3 durch das Drosselventil 8 eingeführt wird. Wenn das Einlassventil 5 geöffnet ist, wird die Luft in der Kammer 14 der Brennkammer 7 des Motors 2 zugeführt. Der Kraftstoff wird vom Kraftstoffeinspritzventil 12 der Brennkammer 7 entsprechend einem Steuersignal von der ECU 1 zugeführt. Das Luftkraftstoffgemisch wird durch eine Zündkerze (nicht gezeigt) in der Brennkammer 7 gezündet.The chamber 14 is filled with air in the intake manifold 3 through the throttle valve 8th is introduced. If the intake valve 5 is open, the air in the chamber 14 the combustion chamber 7 of the motor 2 fed. The fuel comes from the fuel injector 12 the combustion chamber 7 corresponding to a control signal from the ECU 1 fed. The air-fuel mixture is through a spark plug (not shown) in the combustion chamber 7 ignited.

Probleme eines herkömmlichen VerfahrensProblems one usual process

Zum leichteren Verständnis der Erfindung wird ein herkömmliches Schema beschrieben, um die in den Motor eingeführte Luftmenge auf der Basis eines Signals zu bestimmen, das von dem Luftströmungsmesser erfasst wird.For easier understanding of the Invention becomes a conventional one Scheme described based on the amount of air introduced into the engine determine a signal detected by the air flow meter.

2 zeigt ein Beispiel der in den Motor eingeführten Luftmenge Gth, die von dem Luftströmungsmesser 10 erfasst wird. Die in den Motor eingeführte Luftmenge wird nachfolgend als Ansaugluftmenge bezeichnet. Aus der Figur ist ersichtlich, dass die erfasste Ansaugluftmenge Gth durch Pulsieren beeinflusst wird, das durch den intermittierenden Ansaugbetrieb des Motors hervorgerufen wird. Der Pulsierzyklus "T" entspricht der Zykluslänge des OT-Signals. 2 shows an example of the amount of air Gth introduced into the engine by the air flow meter 10 is recorded. The amount of air introduced into the engine is hereinafter referred to as the intake air amount. It can be seen from the figure that the detected intake air quantity Gth is influenced by pulsation, which is caused by the intermittent intake operation of the engine. The pulsation cycle "T" corresponds to the cycle length of the OT signal.

Bei einem herkömmlichen Verfahren wird ein gleitender Mittelwertfilter verwendet, um die Ansaugluftmenge derart zu berechnen, dass der Einfluss des Pulsierens reduziert ist. Insbesondere wird die Ausgabe Gth des Luftströmungsmessers 10 entsprechend dem Kurbelwinkel (CRK)-Signal abgetastet. Man nehme zum Beispiel an, dass der Winkel, mit dem sich die Kurbelwelle während eines Ansaughubs dreht (einem Zyklus des OT-Signals), 180° beträgt und ein Kurbelwinkel (CRK)-Signal jedesmal dann ausgegeben wird, wenn sich die Kurbelwelle um 30° dreht. Da die Luftströmungsmesserausgabe Gth entsprechend dem CRK-Signal abgetastet wird, werden während eines Zyklus des OT-Signals sechs Abtastungen Gth (n-5) bis Gth(n) erhalten. Ein gleitender Mittelwertfilter wird auf die erhaltenen Abtastungen angewendet, um einen gleitenden Mittelwert Gth_ave gemäß Zeichnung 1 zu bestimmen. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird auf der Basis des gleitend gemittelten Werts Gth_ave bestimmt.In a conventional method, a moving average filter is used to calculate the amount of intake air so that the influence of the pulsation is reduced. In particular, the output Gth of the air flow meter 10 sampled according to the crank angle (CRK) signal. For example, assume that the angle at which the crankshaft rotates during an intake stroke (one cycle of the TDC signal) is 180 ° and a crank angle (CRK) signal is output every time the crankshaft rotates by 30 ° turns. Since the air flow meter output Gth is sampled according to the CRK signal, six samples Gth (n-5) to Gth (n) are obtained during one cycle of the OT signal. A moving average filter is applied to the samples obtained to determine a moving average Gth_ave as shown in Drawing 1. The amount of fuel to be injected is based on the same tend averaged value Gth_ave.

Figure 00100001
Figure 00100001

3 zeigt das Verhalten der Luft-Strömungsmesserausgabe Gth und des gleitend gemittelten Werts Gth_ave gemäß dem herkömmlichen Verfahren. Im Dauerzustand ist die Ansaugluftmenge gewöhnlich konstant. Jedoch tritt im Dauerzustand des gleitend gemittelten Werts, wie mit der Bezugszahl 21 gezeigt, eine "Fluktuation" auf. Diese Fluktuation wird durch eine feine Phasenverschiebung in den Pulsierzyklus und/oder einer Schwankung in der Pulsieramplitude hervorgerufen. Diese Fluktuation kann Schwankungen in der eingespritzen Kraftstoffmenge hervorrufen, was ungewünschte Schwankungen im Luft-Kraftstoff-Verhältnis bewirkt. 3 shows the behavior of the air flow meter output Gth and the moving average value Gth_ave according to the conventional method. In the steady state, the amount of intake air is usually constant. However, in the steady state of the moving average, as with the reference number 21 shown a "fluctuation". This fluctuation is caused by a fine phase shift in the pulsation cycle and / or a fluctuation in the pulsation amplitude. This fluctuation can cause fluctuations in the amount of fuel injected, which causes undesirable fluctuations in the air-fuel ratio.

Um diese Fluktuation zu beseitigen, kann ein Filter, wie etwa ein Chevyshev-Filter, verwendet werden, der die Eigenschaften hat, höhere Frequenzkomponenten als die Pulsierfrequenz abzublocken (genauer gesagt, solche Frequenzkomponenten abzublocken, die höher sind als eine Frequenz, die ein wenig niedriger als die Pulsierfrequenz ist). Wenn. ein abzublockender Frequenzbereich groß gemacht wird, kann die Fluktuation gedrückt werden. Jedoch könnte dieses Verfahren eine Phasenverzögerung des gefilterten Werts relativ zu Ansaugluftmenge Gth vergrößern, was die Genauigkeit einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung reduzieren könnte, wenn sich die Ansaugluftmenge in einem Übergangszustand befindet.To eliminate this fluctuation, For example, a filter, such as a Chevyshev filter, can be used that matches the properties has, higher To block frequency components than the pulsation frequency (more precisely said to block those frequency components that are higher than a frequency that is a little lower than the pulsation frequency is). If. a frequency range to be blocked made large fluctuation can be suppressed become. However, could this method a phase delay of the filtered value increase relative to intake air amount Gth what could reduce the accuracy of an air-fuel ratio control if the intake air quantity is in a transitional state.

Es gibt ein anderes Verfahren zur Verwendung eines Kalman-Filters, um die Ansaugluftmenge Gth zu filtern. Weil sich jedoch die Ansaugluftmenge Gth über einen weiten Bereich hinweg ändert, der sich von einem Übergangszustand zu einem Dauerzustand erstreckt, ist es schwierig, dieses Verhalten der Ansaugluftmenge mittels eines einzigen Modells zu beschreiben. Wenn mehrere Modelle verwendet werden, ist es schwierig, eine stufenlose Ausgabe des Kalman-Filters einzuhalten, wenn ein Modell zum anderen Modell umgeschaltet wird.There is another procedure for Use a Kalman filter to filter the intake air amount Gth. However, because the intake air amount Gth changes over a wide range, the yourself from a transitional state extends to a permanent state, it is difficult to conduct this describe the amount of intake air using a single model. If multiple models are used, it is difficult to find a stepless one Adhere to the Kalman filter output when changing one model to another Model is switched.

Vorrichtung zum Glätten der Ansaugluftmenge gemäß einer AusführungDevice for smoothing the Intake air quantity according to a execution

Es wird nun eine Ausführung der Erfindung beschrieben, worin ein Filter implementiert ist, der eine Phasenverschiebung in einem Übergangszustand unterdrückt, während die Fluktuation im Dauerzustand effizient reduziert wird.There will now be an execution of the Described invention, wherein a filter is implemented, the phase shift in a transition state suppressed while the fluctuation in the steady state is efficiently reduced.

4 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zum Glätten der Ansaugluftmenge gemäß einer Ausführung. Die Luftströmungsmesserausgabe Gth wird in einem Zyklus von "Tn" erfasst. Ein gleitender Mittelwertfilter 31 berechnet einen Mittelwert von sechs Luftströmungsmesserausgaben Gth, die während eines OT-Zyklus abgetastet worden sind, um einen gleitend gemittelten Wert Gth_ave zu erhalten. 4 shows a functional block diagram of a device for smoothing the intake air amount according to an embodiment. The air flow meter output Gth is detected in a cycle of "Tn". A moving average filter 31 computes an average of six air flow meter outputs Gth sampled during an OT cycle to obtain a moving average Gth_ave.

Ein Abwärtsabtaster 32 führt einen Abwärts-Abtastprozess an dem gleitend gemittelten Wert Gth_ave in einem Zyklus von "Tk" aus. Die Zykluslänge Tk ist das Sechsfache der Zykluslänge Tn, und daher entspricht die Zykluslänge Tk der Zykluslänge des OT-Signals. Durch den Abwärts-Abtastprozess wird der gleitend gemittelte Wert Gth_ave in einem Zyklus von "Tk" erhalten. Der gleitend gemittelte Wert Gth_ave wird an einen Epsilon (ε)-Filter 33 ausgegeben.A down scanner 32 performs a down-sampling process on the moving average Gth_ave in a cycle of "Tk". The cycle length Tk is six times the cycle length Tn, and therefore the cycle length Tk corresponds to the cycle length of the OT signal. Through the down-sampling process, the moving average Gth_ave is obtained in a cycle of "Tk". The moving average value Gth_ave is applied to an epsilon (ε) filter 33 output.

Der Epsilon-Filter 33 bestimmt einen Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε gemäß Gleichung (2). In Gleichung (2) bezeichnet "n+1" die Anzahl der Abgriffe. Der Epsilon-Filter 33 ist ein gleitender Mittelwertfilter mit "n+1"-Abgriff, was den Effekt einer nicht-linearen Funktion Fε hat.The Epsilon filter 33 determines an epsilon-filtered value Gth_ε according to equation (2). In equation (2), "n + 1" denotes the number of taps. The Epsilon filter 33 is a moving average filter with "n + 1" tap, which has the effect of a non-linear function Fε.

Figure 00120001
Figure 00120001

Die nicht-lineare Funktion Fε ist gemäß Gleichung (3) definiert.The non-linear function Fε is according to the equation (3) defined.

Figure 00120002
Figure 00120002

In Gleichung (3) bezeichnet "u" Eingabedaten in die Funktion Fε, uund "v" bezeichnet Referenzdaten der Funktion Fε. Wenn die Gleichung (3) auf die Gleichung (2) angewendet wird, bezeichnet "u" der Gleichung (3) den ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave für den (k-i)-ten Zyklus, und "v" der Gleichung (3) bezeichnet den ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave für den k-ten Zyklus. Die nicht-lineare Funktion Fε hat die folgenden Eigenschaften.In equation (3), "u" denotes input data into the function Fε, u and "v" denotes reference data of the function Fε. When equation (3) is applied to equation (2), "u" of equation (3) denotes the first moving average value Gth_ave for the (ki) th cycle, and "v" of equation (3) the first moving average value Gth_ave for the kth cycle. The non-linear function Fε has the following properties.

Wenn sich der erste gleitend gemittelte Wert Gth_ave innerhalb eines Bereichs ändert, der sich von "Gth_ave(k)-ε" bis "Gth_ave(k)+ε" erstreckt, d.h. wenn sich der erste gleitend gemittelte Wert Gth_ave in einem Dauerzustand (steady state) befindet, ist der Wert der Funktion Fε gleich Gth_ave(k-i). Der Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε ist ein Wert, der durch gleitendes Aufmitteln von Gth_ave(k-i) bis Gth_ave(k-n) erhalten wird.When the first averaged over time Value Gth_ave changes within a range that extends from "Gth_ave (k) -ε" to "Gth_ave (k) + ε", i.e. when the first moving average value Gth_ave is in a steady state (steady state), the value of the function Fε is Gth_ave (k-i). The epsilon-filtered value is Gth_ε a value obtained by sliding averaging from Gth_ave (k-i) to Gth_ave (k-n) is obtained.

Wenn sich andererseits der erste gleitend gemittelte Wert Gth_ave über einen Bereich hinaus ändert, der sich von "Gth_ave(k)-ε" bis "Gth_ave(k)+ε" erstreckt, d.h. wenn sich der erste gleitend gemittelte Wert Gth_ave in einem Übergangszustand befindet, ist der Wert der Funktion Fε gleich dem ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave(k) für den gegenwärtigen Zyklus. Der Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε ist gleich dem ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave(k) in dem gegenwärtigen Zyklus.If, on the other hand, the first moving average value Gth_ave changes beyond a range that extends from "Gth_ave (k) -ε" to "Gth_ave (k) + ε", i.e. when the first moving average value Gth_ave is in a transition state is located, the value of the function Fε is equal to the first sliding averaged value Gth_ave (k) for the current one Cycle. The epsilon-filtered value Gth_ε is equal to the first sliding averaged Gth_ave (k) in the current cycle.

Zusammengefasst, wenn sich die Ausgabe des Luftströmungsmessers in einem Übergangszustand befindet, erhält der Epsilon-Filter 33 Gth_ave(k) von dem Abwärtsabtaster 32 und gibt es dann ohne jede Modifikation aus. Wenn sich die Ausgabe des Luftströmungsmessers in einem Dauerzustand befindet, mittelt der Epsilon-Filter 33 Gth_ave(k-i) bis Gth(k-n), das von dem Abwärtsabtaster 32 erhalten wird, gleitend auf. Somit hat die Ausgabe des Epsilon-Filters 33 keine Phasenverzögerung relativ zu seiner Eingabe.In summary, when the output of the air flow meter is in a transition state, the epsilon filter gets 33 Gth_ave (k) from the down scanner 32 and then output it without any modification. If the output of the air flow meter is in a steady state, the epsilon filter averages 33 Gth_ave (ki) to Gth (kn) from the down scanner 32 is obtained sliding on. So the output of the epsilon filter 33 no phase lag relative to its input.

5 zeigt einen Effekt der Verwendung des Epsilon-Filters. 5(a) zeigt das Verhalten der Luftströmungsmesserausgabe Gth, des ersten gleitend gemittelten Werts Gth_ave und der Epsilon-gefilterten Ausgabe Gth_ε(0,5). Der Schwellenwert "ε" ist auf einen Wert von 0,5 festgelegt. Zugunsten der Klarheit sind der gleitend gemittelte Wert Gth_ave und der Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε(0,5) aus 5(a) herausgenommen und in 5(b) gezeigt. 5 shows an effect of using the epsilon filter. 5 (a) shows the behavior of the air flow meter output Gth, the first moving average value Gth_ave and the epsilon-filtered output Gth_ε (0.5). The threshold value "ε" is set to a value of 0.5. For the sake of clarity, the moving average value Gth_ave and the epsilon-filtered value Gth_ε (0.5) are off 5 (a) taken out and in 5 (b) shown.

Ersichtlich ist, dass im Übergangszustand der Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε (0,5) keine Phasenverzögerung hat. Es ist ferner ersichtlich, dass im Dauerzustand eine Fluktuation des Epsilon-gefilterten Werts Gth_ε(0,5), im Vergleich zu dem ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave, signifikant reduziert ist. Somit beseitigt der Epsilon-Filter eine Phasenverzögerung in einem Übergangszustand, während eine Fluktuation im Dauerzustand reduziert wird.It is evident that in the transition state the epsilon-filtered value Gth_ε (0.5) no phase lag Has. It can also be seen that there is a fluctuation in the permanent state of the epsilon-filtered value Gth_ε (0.5) compared to the first moving average value Gth_ave, is significantly reduced. Consequently the epsilon filter eliminates a phase lag in a transition state, while a fluctuation in the steady state is reduced.

Wie jedoch im Bereich 23 gezeigt, tritt in dem Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε (0,5) eine starke Schwankung auf, wenn sich die Luftströmungsmesserausgabe vom Übergangszustand zum Dauerzustand verschiebt. Der Grund hierfür ist, dass nicht genug Daten vorliegen, um den gleitend gemittelten Wert der obigen Gleichung (2) zu berechnen, wenn sich die Luftströmungsmesserausgabe von dem Übergangszustand zum Dauerzustand verschiebt.However, as in the area 23 shown, a large fluctuation occurs in the epsilon-filtered value Gth_ε (0.5) when the air flow meter output shifts from the transition state to the steady state. This is because there is not enough data to compute the moving average of equation (2) above when the air flow meter output shifts from the transition state to the steady state.

Ferner tritt, wie im Bereich 25 gezeigt, eine vorübergehende Verzögerung relativ zu dem ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave auf, wenn sich die Luftströmungsmesserausgabe von dem Dauerzustand zu dem Übergangszustand verschiebt.Further occurs as in the area 25 shown a temporary delay relative to the first moving average value Gth_ave when the air flow meter output shifts from the steady state to the transient state.

Vorrichtung zum Glätten der Ansaugluftmenge gemäß einer anderen Ausführungcontraption for smoothing the intake air quantity according to a other execution

Wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, ungewünschte Schwankungen zu beseitigen, wenn der Dauerzustand beginnt. Auch bevorzugt ist es, eine Phasenverzögerung zu beseitigen, wenn der Übergangszustand beginnt. Das Entfernen solcher Schwankungen und Phasenverzögerungen wird durch eine in 6 gezeigte Glättungsvorrichtung erreicht. Da der erste gleitende Mittelwertfilter 31 und der Abwärtsabtaster 32 die gleichen sind wie jene in 4, wird eine detaillierte Beschreibung derselben weggelassen. Ein adaptiver Epsilon (ε)-Filter 34 unterscheidet sich von dem Epsilon-Filter 33 darin, dass ein Schwellenwert "ε" angewendet wird.As described above, it is preferred to eliminate unwanted fluctuations when the steady state begins. It is also preferred to eliminate a phase delay when the transition state begins. The removal of such fluctuations and phase delays is carried out by an in 6 shown smoothing device reached. Because the first moving average filter 31 and the down scanner 32 are the same as those in 4 , a detailed description thereof is omitted. An adaptive epsilon (ε) filter 34 differs from the epsilon filter 33 in that a threshold "ε" is applied.

Die Glättungsvorrichtung gemäß dieser Ausführung umfasst ferner einen Wavelet-Transformationsfilter 35, einen Absolutwertfunktionsteil 36, einen zweiten gleitenden Mittelwertfilter 37, einen Schwellenwertextrahierer 38 und eine variable Schwellenwerttabelle 39, sodass der Schwellenwert "ε" des adaptiven Epsilon-Filters 34 gemäß einer Änderung in der Luftströmungsmesserausgabe Gth gesetzt wird.The smoothing device according to this embodiment further comprises a wavelet transform filter 35 , an absolute value function part 36 , a second moving average filter 37 , a threshold extractor 38 and a variable threshold table 39 , so that the threshold "ε" of the adaptive epsilon filter 34 is set according to a change in the air flow meter output Gth.

Der Wavelet-Transformationsfilter 35 führt eine Wavelet-Transformation an dem ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave aus, um einen Wavelettransformierten Wert Gth_wv zu bestimmen. Die Wavelet-Transformation gestattet eine zuverlässige Fluktuationserfassung in dem gleitend gemittelten Wert Gth_ave. Der Betrieb des Wavelet-Transformationsfilters 35 wird im Detail später beschrieben.The wavelet transform filter 35 performs a wavelet transform on the first moving average value Gth_ave to determine a wavelet transformed value Gth_wv. The wavelet transformation enables reliable fluctuation detection in the moving average value Gth_ave. Operation of the wavelet transform filter 35 will be described in detail later.

Der Absolutwertfunktionsteil 36 erhält einen Absolutwert Gth_wv_abs des Wavelet-transformierten Werts Gth_wv, der von dem Wavelet-Transformationsfilter 35 erhalten wird (in anderen Worten, Gth_wv_abs = ∣⁣Gth_wv∣⁣). Der zweite gleitende Mittelwertfilter 37 berechnet einen gleitend gemittelten Wert Gth_wv_ave für den Absolutwert Gth_wv_abs des Wavelettransformierten Werts gemäß der folgenden Gleichung (4). Diese Mitelwertberechnung der Absolutwerte kann den Schwellenwert ε des adaptiven Epsilon-Filters 34 stabilisieren.The absolute value function part 36 receives an absolute value Gth_wv_abs of the wavelet-transformed value Gth_wv, that of the wavelet transform filter 35 is obtained (in other words, Gth_wv_abs = ∣⁣Gth_wv∣⁣). The second moving average filter 37 calculates a moving average value Gth_wv_ave for the absolute value Gth_wv_abs of the wavelet transformed value according to the following equation (4). This mean value calculation of the absolute values can be the threshold value ε of the adaptive epsilon filter 34 stabilize.

Figure 00150001
Figure 00150001

Die Beziehung zwischen dem zweiten gleitend gemittelten Wert Gth_wv_ave und dem Schwellenwert ε des adaptiven Epsilon-Filters 34 ist in der variablen Schwellenwerttabelle 39 vorgespeichert. Der Schwellenwert ε ist so eingestellt, dass er größer ist als die Fluktuationsamplitude, die möglicherweise in einem Dauerzustand des ersten gleitend gemittelten Werts Gth_ave auftritt.The relationship between the second moving average Gth_wv_ave and the threshold ε of the adaptive epsilon filter 34 is in the variable threshold table 39 pre-stored. The threshold value ε is set in such a way that it is greater than the fluctuation amplitude which may occur in a permanent state of the first slidingly averaged value Gth_ave.

Der Schwellenwertextrahierer 38 bezieht sich auf die variable Schwellenwerttabelle 39 auf der Basis des zweiten gleitend gemittelten Werts Gth_wv_ave, um den Schwellenwert ε entsprechend dem zweiten gleitend gemittelten Wert Gth_wv_ave zu bestimmen. Der adaptive Epsilon-Filter 34 verwendet den bestimmten Schwellenwert ε zur Berechnung des Epsilon-gefilterten Werts Gth_ε gemäß der obigen Gleichung (2).The threshold extractor 38 refers to the variable threshold table 39 based on the second moving average value Gth_wv_ave to determine the threshold value ε corresponding to the second moving average value Gth_wv_ave. The adaptive epsilon filter 34 uses the determined threshold ε to calculate the epsilon-filtered value Gth_ε according to equation (2) above.

Somit ist, durch Bestimmung des Schwellenwerts ε auf der Basis des Wavelet-transformierten Werts, der adaptive Epsilon-Filter 34 so konfiguriert, dass er einen Schwellenwert aufweist, der einer Änderung in der Luftströmungsmesserausgabe Gth entspricht.Thus, by determining the threshold ε based on the wavelet transformed value, the adaptive epsilon filter is 34 configured to have a threshold value that corresponds to a change in air flow meter output Gth.

7 zeigt Details des Wavelet-Transformationsfilters 35. Der Wavelet-Transformationsfilter 35 umfasst drei Halbbandtiefpassfilter 41 – 43, einen Halbbandhochpassfilter 44 sowie vier Abwärtsabtaster 45 – 48. Der Halbbandtiefpassfilter 43 und der Abwärtsabtaster 47 können weggelassen werden. 7 shows details of the wavelet transform filter 35 , The wavelet transform filter 35 includes three half-band low pass filters 41 - 43 , a half-band high-pass filter 44 and four down scanners 45 - 48 , The half band low pass filter 43 and the down scanner 47 can be omitted.

Wie in Gleichung (5) gezeigt, führt jeder der Halbbandtiefpassfilter einen Filterprozess an sowohl den Eingangsdaten u(η) in dem gegenwärtigen Zyklus als auch den Eingangsdaten u(η-1) in dem vorherigen Zyklus aus.As shown in equation (5), everyone leads the half band low pass filter does a filtering process on both the input data u (η) in the current Cycle as well as the input data u (η-1) in the previous cycle out.

Gl(η) = 0,7071 × u(η) + 0,7071 × u(η – 1) (5)Eq (η) = 0.7071 × u (η) + 0.7071 × u (η - 1) (5)

Wie in Gleichung (6) gezeigt, führt der Halbbandhochpassfilter 44 einen Filterprozess an sowohl den Eingangsdaten u(η) im gegenwärtigen Zyklus als auch den Eingangsdaten u(η – 1) im vorherigen Zyklus aus.As shown in equation (6), the half band high pass filter performs 44 a filter process on both the input data u (η) in the current cycle and the input data u (η - 1) in the previous cycle.

Gl(η) = 0,7071 × u(η) – 0,7071 × u(η – 1) (6) Jeder der Abwärtsabtaster 45 – 48 führt einen Abwärtsabtastprozess an den Eingangsdaten mit einer Abtastrate von "½ × (Rate der Eingangsdaten)" aus. Gl (η) = 0.7071 × u (η) - 0.7071 × u (η - 1) (6) Each of the down scanners 45 - 48 performs a down-sampling process on the input data at a sampling rate of "½ × (rate of input data)".

Insbesondere wendet der Halbbandtiefpassfilter 41 die Gleichung (5) auf den gegenwärtigen Wert Gth_ave(n) und den vorherigen Wert Gth_ave(n-1) des ersten gleitend gemittelten Werts aus, um Gl(n) auszugeben.In particular, the half-band low-pass filter applies 41 the equation (5) to the current value Gth_ave (n) and the previous value Gth_ave (n-1) of the first moving average to output Gl (n).

Gl(n) wird in einem Zyklus von "Tm1" durch den Abwärtsabtaster 45 abgetastet. Die Ausgabe des Abwärtsabtasters 45 wird als Gth_wv1L(m1) bezeichnet. Wie oben beschrieben, wird die Luftströmungsmesserausgabe in einem Zyklus von "Tn" erhalten. Die Zykluslänge "Tm1" ist das Doppelte der Zykluslänge von "Tn". In anderen Worten, die Abtastrate für Gth_wv1L(m1) beträgt die Hälfte der Abtastrate für den ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave(n). Der Halbbandtiefpassfilter 42 wendet die Gleichung (5) auf den gegenwärtigen Wert Gth_wv1L(m1) und den vorherigen Wert Gth_wv1L(m1-1) an, die von dem Abwärtsabtaster 45 ausgegeben werden, um Gl(m1) auszugeben.Gl (n) becomes in a cycle of "Tm 1 " by the down sampler 45 sampled. The output of the down scanner 45 is called Gth_wv 1L (m 1 ). As described above, the air flow meter output is obtained in a cycle of "Tn". The cycle length "Tm 1 " is twice the cycle length of "Tn". In other words, the sampling rate for Gth_wv 1L (m 1 ) is half the sampling rate for the first moving average Gth_ave (n). The half band low pass filter 42 applies equation (5) to the current value Gth_wv 1L (m 1 ) and the previous value Gth_wv 1L (m 1 -1) by the down sampler 45 are output to output Gl (m 1 ).

Gl(m1) wird mit einem Zyklus von "Tm2" durch den Abwärtsabtaster 46 abgetastet. Die Ausgabe des Abwärtsabtasters 46 wird als Gth_wv2L(m2) bezeichnet. Die Zykluslänge "Tm2" beträgt das Doppelte der Zykluslänge von "Tm1". In anderen Worten, die Abtastrate für Gth_wv2L(m2) beträgt diie Hälfte der Abtastrate für Gth_wv1L(m1). Der Halbbandtiefpassfilter 44 wendet die Gleichung (6) auf den gegenwärtigen Wert Gth_wv2L(m2) und den vorherigen Wert Gth_wv2L(m2-1) an, die von dem Abwärtsabtaster 46 ausgegeben werden, um Gl(m2) auszugeben.Gl (m 1 ) is scanned with a cycle of "Tm 2 " by the down scanner 46 sampled. The output of the down scanner 46 is called Gth_wv 2L (m 2 ). The cycle length "Tm 2 " is twice the cycle length of "Tm 1 ". In other words, the sampling rate for Gth_wv 2L (m 2 ) is half the sampling rate for Gth_wv 1L (m 1 ). The half band low pass filter 44 applies equation (6) to the current value Gth_wv 2L (m 2 ) and the previous value Gth_wv 2L (m 2 -1) by the down sampler 46 are output to output Gl (m2).

Gl(m2) wird mit einem Zyklus von "Tm3" durch den Abwärtsabtaster 48 abgetastet. Die Zykluslänge "Tm3" beträgt das Doppelte der Zykluslänge "Tm2". Die Ausgabe des Abwärtsabtasters 48 wird als Gth_wv3H(m3) bezeichnet, was die Ausgabe Gth_wv(m) des Wavelet-Transformationsfilters 35 ist. Die Zykluslänge "Tm3" beträgt das Sechsfache der Zykluslänge von "Tn". In anderen Worten, die Abtastrate für Gth_wv3H(m3) beträgt ein Sechstel der Abtastrate für Gth_ave(n).Gl (m2) is scanned with a cycle of "Tm 3 " by the down scanner 48 sampled. The cycle length "Tm 3 " is twice the cycle length "Tm 2 ". The output of the down scanner 48 is called Gth_wv 3H (m 3 ), which is the output Gth_wv (m) of the wavelet transform filter 35 is. The cycle length "Tm 3 " is six times the cycle length of "Tn". In other words, the sampling rate for Gth_wv 3H (m 3 ) is one sixth of the sampling rate for Gth_ave (n).

8(a) zeigt ein Beispiel der Eigenschaften des Halbbandtiefpassfilters. Der Halbbandtiefpassfilter hat die Wirkung, Frequenzkomponenten abzublocken, die höher sind als "(die Abtastfrequenz in dem Abwärtsabtastprozess)/2". Z.B. hat der Halbbandtiefpassfilter 43 die Wirkung, Frequenzkomponenten abzublocken, die höher sind als die Hälfte der Abtastfrequenz in dem Abwärtsabtastprozess des Abwärtsabtasters 46. 8 (a) shows an example of the properties of the half band low pass filter. The half band low pass filter has the effect of blocking frequency components higher than "(the sampling frequency in the down-sampling process) / 2". For example, the half band low pass filter 43 the effect of blocking frequency components higher than half the sampling frequency in the down-scan process of the down-scanner 46 ,

Da, wie in der Figur gezeigt, der Verstärkungsfaktor für die niederfrequenten Komponenten größer als eins ist, werden die niederfrequenten Komponenten eines Signals, auf das der Halbbandtiefpassfilter angewendet wird, verstärkt.Since, as shown in the figure, the gain factor for the low frequency components is greater than one, the low frequency components of a signal to which the half band low pass filter is applied are amplified.

8(b) zeigt ein Beispiel von Eigenschaften des Halbbandhochpassfilters. Der Halbbandhochpassfilter hat die Wirkung, Frequenzkomponenten abzublocken, die tiefer sind als "(die Abtastfrequenz in dem Abwärtsabtastprozess)/2". Da der Verstärkungsfaktor für die hochfrequenten Komponenten größer als eins ist, werden hochfrequente Komponenten eines Signals, auf das der Halbbandhochpassfilter angewendet wird, verstärkt. 8 (b) shows an example of properties of the half-band high-pass filter. The half-band high-pass filter has the effect of blocking frequency components lower than "(the sampling frequency in the down-sampling process) / 2". Since the gain factor for the high frequency components is greater than one, high frequency components of a signal to which the half band high pass filter is applied are amplified.

In Bezug auf 9 wird der Betrieb des Wavelet-Transformationsfilters 35 beschrieben. Aus Spektralanalyse ist bestimmt worden, dass Frequenzkomponenten der "Fluktuation" im Dauerzustand in einem schraffierten Bereich 51 enthalten sind.In relation to 9 becomes the operation of the wavelet transform filter 35 described. From spectral analysis it has been determined that frequency components of the "fluctuation" in the steady state in a shaded area 51 are included.

Man nehme an, dass "Tn" den Abtastzyklus für den gleitend gemittelten Wert Gth_ave von dem ersten gleitenden Mittelwertfilter 31 bezeichnet, und "f" die Abtastfrequenz bezeichnet (d.h. f = 1/Tn). Ein rechteckiger Bereich 52 zeigt das Leistungsspektrum des ersten gleitend gemittelten Werts Gth_ave.Assume that "Tn" is the sampling cycle for the moving average Gth_ave from the first moving average filter 31 denotes, and "f" denotes the sampling frequency (ie f = 1 / Tn). A rectangular area 52 shows the performance spectrum of the first moving average Gth_ave.

Das Signal Gth_wv1L, das durch Anwenden des Halbbandtiefpassfilters 41 und des Abwärtsabtasters 45 auf den ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave erhalten wird, hat das mit der Bezugszahl 53 bezeichnete Leistungsspektrum. Das Leistungsspektrum 53 hat eine erhöhte Verstärkung, weil der Niederfrequenzverstärkungsfaktor des Halbbandtiefpassfilters 41 größer als eins ist.The Gth_wv 1L signal obtained by applying the half band low pass filter 41 and the down scanner 45 to the first moving average value Gth_ave is obtained with the reference number 53 designated range of services. The range of services 53 has an increased gain because of the low frequency gain factor of the half band low pass filter 41 is greater than one.

Das Signal Gth_wv2L, das durch Anwenden des Halbbandtiefpassfilters 42 und des Abwärtsabtasters 46 auf das Signal Gth_wv1L erhalten wird, hat das mit der Bezugszahl 54 gezeigte Leistungsspektrum. Das Leistungsspektrum 54 hat eine erhöhte Verstärkung, weil der Niederfrequenzverstärkungsfaktor des Halbbandtiefpassfilters 42 größer als eins ist. Das Signal Gth_wv3H, das durch Anwenden des Halbbandhochpassfilters 44 und des Abwärtsabtasters 48 auf das Signal Gth_wv2L erhalten wird, hat das mit der Bezugszahl 55 gezeigte Leistungsspektrum. Das Leistungsspektrum 55 hat eine erhöhte Verstärkung, weil der Hochfrequenzverstärkungsfaktor des Halbbandhochpassfilters 44 größer als eins ist. Die Bezugszahl 56 bezeichnet das Leistungsspektrum des Signals Gth_wv3L, das durch Anwenden des Halbbandtiefpassfilters 43 und das Abwärtsabtasters 47 auf das Signal Gth_wv2L erhalten wird.The Gth_wv 2L signal obtained by applying the half band low pass filter 42 and the down scanner 46 on the signal Gth_wv 1L is obtained with the reference number 54 shown range of services. The range of services 54 has an increased gain because of the low frequency gain factor of the half band low pass filter 42 is greater than one. The signal Gth_wv 3H , which is obtained by applying the half-band high-pass filter 44 and the down scanner 48 on the signal Gth_wv 2L is obtained with the reference number 55 shown range of services. The range of services 55 has an increased gain because of the high frequency gain factor of the half band high pass filter 44 is greater than one. The reference number 56 denotes the power spectrum of the Gth_wv 3L signal by applying the half-band low-pass filter 43 and the down scanner 47 on the signal Gth_wv 2L is obtained.

Somit wird das Signal Gth_wv3H, das das Leistungsspektrum 55 aufweist, als Wavelet-transformierter Wert Gth_wv von dem Wavelet-Transformationsfilter 35 ausgegeben.Thus, the signal Gth_wv 3H , which is the power spectrum 55 has, as a wavelet-transformed value Gth_wv from the wavelet transformation filter 35 output.

Wie oben beschrieben, ist der Bereich 51 ein Frequenzbereich, der eine Fluktuation enthält. Der Wavelet-Transformationsfilter 35 erlaubt, dass in dem Bereich 51 enthaltene Frequenzkomponenten der Fluktuation aus dem ersten gleitend gemittelten Wert der Luftströmungsmesserausgabe extrahiert werden. Darüber hinaus ist das Signalrauschverhältnis verbessert, weil der Verstärkungsfaktor eines Eingangssignals jedesmal verstärkt wird, wenn die Filter 41 – 44 angewendet werden.As described above, the range is 51 a frequency range that contains a fluctuation. The wavelet transform filter 35 allowed that in the area 51 included frequency components of the fluctuation are extracted from the first moving average value of the air flow meter output. In addition, the signal to noise ratio is improved because the gain factor of an input signal is amplified every time the filters 41 - 44 be applied.

10 zeigt den Effekt unter Verwendung des Wavelet-Transformationsfilters 35. 10(a) zeigt das Verhalten des Signals Gth_wv3H, das von dem Abwärtsabtaster 48 hinter dem Halbbandhochpassfilter 44 ausgegeben wird (d.h. Gth_wv). Zu Vergleichszwecken zeigt 10(b) das Verhalten des Signals Gth_wv3L, das von dem Abwärtsabtaster 47 hinter dem Halbbandtiefpassfilter 43 ausgegeben wird. Zum Vergleich ist im Bereich 61 ersichtlich, dass eine "Fluktuation" in dem Wavelet-transformierten Wert Gth_wv3H auftritt. 10 shows the effect using the wavelet transform filter 35 , 10 (a) shows the behavior of the Gth_wv 3H signal from the down sampler 48 behind the half band high pass filter 44 is output (ie Gth_wv). For comparison purposes shows 10 (b) the behavior of the Gth_wv 3L signal from the down sampler 47 behind the half band low pass filter 43 is issued. For comparison is in the range 61 it can be seen that a "fluctuation" occurs in the wavelet-transformed value Gth_wv 3H .

Somit zeigt der Wavelet-transformierte Wert Gth_wv3H eine "Fluktuation". Wie oben beschrieben, bestimmt der Absolutwertfunktionsteil 36 den Absolutwert Gth_wv_abs des Wavelet-transformierten Werts Gth_wv3H als einen Parameter, der die Höhe dieser Fluktuation wiedergibt. Der zweite gleitende Mittelwertfilter 37 bestimmt einen zweiten gleitend gemittelten Wert Gth_wv_ave für den Absolutwert. Der Schwellenwert "ε" wird auf der Basis des zweiten gleitend gemittelten Werts Gth_wv_ave bestimmt.Thus the wavelet-transformed value Gth_wv 3H shows a "fluctuation". As described above, the absolute value function part determines 36 the absolute value Gth_wv_abs of the wavelet transformed value Gth_wv 3H as a parameter reflecting the level of this fluctuation. The second moving average filter 37 determines a second moving average value Gth_wv_ave for the absolute value. The threshold value "ε" is determined on the basis of the second moving average value Gth_wv_ave.

11 zeigt ein Beispiel der variablen Schwellenwerttabelle 39. Wie oben beschrieben, wird der Schwellenwert ε so eingestellt, dass er größer ist als die Fluktuationsamplitude. Da der zweite gleitend gemittelte Wert Gth_wv_ave die Fluktuationshöhe repräsentiert, ist die Schwellenwerttabelle 39 derart aufgestellt, dass der Schwellenwert ε größer wird, wenn der zweite gleitend gemittelte Wert Gth_wv_ave größer wird. 11 shows an example of the variable threshold table 39 , As described above, the threshold value ε is set so that it is larger than the fluctuation amplitude. Since the second moving average value Gth_wv_ave represents the fluctuation amount, the threshold value table is 39 set up such that the threshold value ε becomes larger when the second moving average value Gth_wv_ave becomes larger.

12(a) zeigt das Verhalten des Absolutwerts Gth_wv_abs des Wavelettransformierten Werts. 12(b) zeigt das Verhalten des zweiten gleitend gemittelten Werts Gth_wv_ave. 12(c) zeigt das Verhalten des Schwellenwerts ε. Wie in den Bereichen 63 und 64 gezeigt, tritt in dem Absolutwert Gth_wv_abs des Wavelet-transformierten Werts und des zweiten gleitend gemittelten Werts Gth_wv_ave eine starke Fluktuation auf. 12 (a) shows the behavior of the absolute value Gth_wv_abs of the wavelet-transformed value. 12 (b) shows the behavior of the second moving average value Gth_wv_ave. 12 (c) shows the behavior of the threshold ε. As in the areas 63 and 64 shown, a strong fluctuation occurs in the absolute value Gth_wv_abs of the wavelet-transformed value and the second moving average value Gth_wv_ave.

In diesem Zustand wird, wie im Bereich 65 gezeigt, ein großer Schwellenwert ε aus der Schwellenwerttabelle 39 extrahiert.In this state, as in the area 65 shown, a large threshold ε from the threshold table 39 extracted.

Im Gegensatz hierzu tritt, wie in den Bereichen 66 und 67 gezeigt, eine kleine Fluktuation in dem Absolutwert Gth_wv_abs des Wavelettransformierten Werts und des zweiten gleitend gemittelten Werts Gth_wv_ave auf. In diesem Zustand wird, wie im Bereich 68 gezeigt, ein kleiner Schwellenwert ε aus der Schwellenwerttabelle 39 extrahiert.In contrast to this occurs as in the areas 66 and 67 showed a small fluctuation in the absolute value Gth_wv_abs of the wavelet-transformed value and the second moving average value Gth_wv_ave. In this state, as in the area 68 shown, a small threshold value ε from the threshold value table 39 extracted.

13 zeigt einen Effekt der Verwendung eines Epsilon-Filters, worin ein Schwellenwert "ε" adaptiert wird. 13(a) zeigt das Verhalten der Luftströmungsmesserausgabe Gth, des ersten gleitend gemittelten Werts Gth_ave, des festen Epsilon-gefilterten Werts Gth_ε(0,5) gemäß der in 4 gezeigten Ausführung, und des adaptiven Epsilon-gefilterten Werts Gth_ε (adp) gemäß der in 6 gezeigten Ausführung. Der feste Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε(0,5) bezeichnet die Ausgabe des Epsilon-Filters 33, worin der Schwellenwert ε auf 0,5 festgelegt ist. Der adaptive Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε(adp) bezeichnet die Ausgabe des adaptiven Epsilon-Filters 34, worin der Schwellenwert ε gemäß der Fluktuationshöhe adaptiert wird. 13 shows an effect of using an epsilon filter in which a threshold "ε" is adapted. 13 (a) shows the behavior of the air flow meter output Gth, the first moving average Value Gth_ave, of the fixed epsilon-filtered value Gth_ε (0.5) according to the in 4 shown embodiment, and the adaptive epsilon-filtered value Gth_ε (adp) according to the in 6 shown execution. The fixed epsilon-filtered value Gth_ε (0.5) denotes the output of the epsilon filter 33 , where the threshold ε is set to 0.5. The adaptive epsilon-filtered value Gth_ε (adp) denotes the output of the adaptive epsilon filter 34 , in which the threshold value ε is adapted according to the fluctuation level.

Der Klarheit wegen sind der erste gleitend gemittelte Wert Gth_ave, der feste Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε(0,5) und der adaptive Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε(adp) aus 13(a) herausgenommen und in 13(b) gezeigt. Der erste gleitend gemittelte Wert Gth_ave und der adaptive Epsilon-gefilterte Wert Gth_ε(adp) werden ferner aus 13(b) herausgenommen und in 13(c) gezeigt.For the sake of clarity, the first moving average value Gth_ave, the fixed epsilon-filtered value Gth_ε (0.5) and the adaptive epsilon-filtered value Gth_ε (adp) are off 13 (a) taken out and in 13 (b) shown. The first moving average value Gth_ave and the adaptive epsilon-filtered value Gth_ε (adp) are furthermore out 13 (b) taken out and in 13 (c) shown.

Wie aus dem Vergleich zwischen den Bereichen 71 und 72 ersichtlich, tritt, wenn sich die Luftströmungsmesserausgabe von dem Übergangszustand zum Dauerzustand verschiebt, eine starke Schwankung in dem festen Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε(0,5) auf. Es tritt keine derart große Schwankung in dem adaptiven Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε(adp) auf.As from the comparison between the areas 71 and 72 As can be seen, when the air flow meter output shifts from the transition state to the steady state, a large fluctuation occurs in the fixed epsilon-filtered value Gth_ε (0.5). There is no such large fluctuation in the adaptive epsilon-filtered value Gth_ε (adp).

Wie aus dem Vergleich zwischen den Bereichen 73 und 74 ersichtlich, tritt, wenn sich die Luftströmungsmesserausgabe von einem Dauerzustand zum Übergangszustand verschiebt, eine Phasenverzögerung relativ zu dem ersten gleitend gemittelten Wert Gth_ave in dem festen Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε(0,5) auf. Es tritt keine derartige Verzögerung in dem adaptiven Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε(adp) auf.As from the comparison between the areas 73 and 74 As can be seen, when the air flow meter output shifts from a steady state to a transient state, a phase lag relative to the first moving average value Gth_ave occurs in the fixed epsilon-filtered value Gth_ε (0.5). There is no such delay in the adaptive epsilon-filtered value Gth_ε (adp).

Somit werden durch die Verwendung des Epsilon-Filters, in dem der Schwellenwert ε adaptiert wird, eine Fluktuation und Phasenverzögerung unterdrückt.Thus, through use of the epsilon filter, in which the threshold value ε is adapted, a fluctuation and phase lag suppressed.

14 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Bestimmung des Epsilon-gefilterten Werts Gth_ε gemäß der in 6 gezeigten Ausführung. Diese Routine wird mit einem Zyklus des OT-Signals ausgeführt. 14 shows a flow diagram of a process for determining the epsilon-filtered value Gth_ε according to the in 6 shown execution. This routine is carried out with one cycle of the OT signal.

In Schritt S101 wird besitmmt, ob der Luftströmungsmesser (AFM) aktiv ist. Wenn der Luftströmungsmesser nicht aktiv ist, wird ein Anfangswert in dem Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε gesetzt (S102).In step S101, it is determined whether the air flow meter (AFM) is active. If the air flow meter is not active, an initial value is set in the epsilon-filtered value Gth_ε (S102).

Da Luftströmungsmesserausgaben, die in vorherigen Zyklen erhalten wurden, für die Berechnung des ersten gleitend gemittelten Werts Gth_ave und des Wavelet-transformierten Werts Gth_wv verwendet werden, wird in Schritt S103 bestimmt, ob diese vorherigen Luftströmungsmesserausgaben Gth in einem Ringpuffer gespeichert worden sind. Wenn die vorherigen Luftströmungsmesserausgaben Gth noch nicht gespeichert worden sind, wird die gegenwärtige Luftströmungsmesserausgabe Gth in den Epsilongefilterten Wert Gth_ε gesetzt (S104).Because air flow meter issues that in previous cycles were obtained for calculating the first moving averaged value Gth_ave and the wavelet transformed Value Gth_wv are used, it is determined in step S103 whether these previous air flow meter issues Gth have been stored in a ring buffer. If the previous Air flow meter outputs Gth have not yet been saved, the current air flow meter output Gth is set to the epsilon-filtered value Gth_ε (S104).

In Schritt S105 wird der erste gleitend gemittelte Wert Gth_ave gemäß der obigen Gleichung (1) berechnet. Da diese Routine im Zyklus des OT-Signals ausgeführt wird, wird in diesem Schritt der gleitend gemittelte Wert Gth_ave (k) berechnet (siehe 6).In step S105, the first moving average value Gth_ave is calculated according to the above equation (1). Since this routine is executed in the cycle of the OT signal, the moving average value Gth_ave (k) is calculated in this step (see 6 ).

In Schritt S106 wird der Wavelet-transformierte Wert Gth_wv so berechnet, wie in Bezug auf 7 beschrieben wurde. In Schritt S107 werden der Absolutwert Gth_wv_abs des Wavelet-transformierten Werts und der zweite gleitend gemittelte Wert Gth_wv_ave berechnet.In step S106, the wavelet transformed value Gth_wv is calculated as in relation to FIG 7 has been described. In step S107, the absolute value Gth_wv_abs of the wavelet-transformed value and the second moving average value Gth_wv_ave are calculated.

In Schritt S108 wird auf die variable Schwellenwerttabelle 39 zugegriffen, um den Schwellenwert "ε" entsprechend dem zweiten gemittelten Wert Gth_wv_ave zu extrahieren. In Schritt S109 wird der in Schritt S108 extrahierte Schwellenwert ε angewendet, um den Epsilon-gefilterten Wert Gth_ε gemäß der obigen Gleichung (2) zu berechnen.In step S108, the variable threshold table 39 accessed to extract the threshold "ε" corresponding to the second averaged Gth_wv_ave. In step S109, the threshold value ε extracted in step S108 is used to calculate the epsilon-filtered value Gth_ε according to equation (2) above.

Vorrichtung zum Glätten eines gemessenen Abstands gemäß einer anderen Ausführungcontraption for smoothing a measured distance according to a other execution

15 zeigt eine andere Ausführung unter Verwendung eines adaptiven Epsilon-Filters. Eine Vorrichtung, wie etwa ein Millimeterwellenradar, ist an einem Fahrzeug angebracht, um einen Abstand relativ zum vorausfahrenden Fahrzeug zu messen. Ein adaptiver Epsilon-Filter, wie er oben beschrieben ist, kann auf einen Abstand Lv angewendet werden, der durch das Radar gemessen wird. 15 shows another embodiment using an adaptive epsilon filter. A device, such as a millimeter wave radar, is attached to a vehicle to measure a distance relative to the preceding vehicle. An adaptive epsilon filter as described above can be applied to a distance Lv measured by the radar.

16 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zum Glätten des gemessenen Abstands Lv in der in 15 gezeigten Ausführung. Der Abstand Lv, der durch den Radar oder dgl. gemessen wird, wird mit einem Zyklus von "Tn" abgetastet. Der Abstand Lv wird durch einen ersten gleitenden Mittelwertfilter 131 gefiltert, um einen ersten gleitend gemittelten Wert Lv ave zu bestimmen. Der erste gleitend gemittelte Wert Lv_ave wird durch einen Abwärtsabtaster 132 in einem Zyklus von "Tk" abgetastet. Die Zykluslänge "Tk" beträgt das Sechsfache der Zykluslänge "Tn". Der erste gleitend gemittelte Wert Lv_ave(k) wird an einen adaptiven Epsilon-Filter 134 ausgegeben. 16 FIG. 11 shows a functional block diagram of a device for smoothing the measured distance Lv in FIG 15 shown execution. The distance Lv measured by the radar or the like is scanned with a cycle of "Tn". The distance Lv is determined by a first moving average filter 131 filtered to determine a first moving average Lv ave. The first moving average Lv_ave is by a down sampler 132 sampled in a cycle of "Tk". The cycle length "Tk" is six times the cycle length "Tn". The first moving average Lv_ave (k) is applied to an adaptive epsilon filter 134 output.

Andererseits berechnet ein Wavelet-Transformationsfilter 135 einen Wavelettransformierten Wert Lv_wv aus dem ersten gleitend gemittelten Wert Lv_ave unter Verwendung der Halbbandtiefpassfilter, des Halbbandhochpassfilters und der Abwärtsabtaster, wie in Bezug auf 7 beschrieben. Ein Absolutwert Lv_wv_abs des Wavelet-transformierten Werts Lv_wv wird durch einen Absolutwertfunktionsteil 136 bestimmt. Ein zweiter gleitender Mittelwertfilter 137 bestimmt einen zweiten gleitend gemittelten Wert Lv_wv_ave für den Wavelet-transformierten Absolutwert Lv_wv_abs.On the other hand, a wavelet transform filter calculates 135 a wavelet transformed value Lv_wv from the first moving average value Lv_ave using the half band low pass filter, the half band high pass filter and the down samplers as in FIG 7 described. An absolute value Lv_wv_abs of the wavelet-transformed value Lv_wv becomes part of an absolute value function 136 certainly. A second moving average filter 137 determines a second moving average Lv_wv_ave for the wavelet-transformed absolute value Lv_wv_abs.

Ein Schwellenwertextrahierer 138 bezieht sich auf eine variable Schwellenwerttabelle 139, um einen Schwellenwert ε entsprechend dem zweiten gleitend gemittelten Wert Lv_wv ave zu extrahieren. Der adaptive Epsilon-Filter 134 verwendet den so bestimmten Schwellenwert ε, um den ersten gleitend gemittelten Wert Lv_ave(k) zu filtern. Somit wird ein Epsilongefilterter Wert Lv_ε(k) bestimmt.A threshold extractor 138 refers to a variable threshold table 139 to one Extract threshold ε corresponding to the second moving average Lv_wv ave. The adaptive epsilon filter 134 uses the threshold ε determined in this way to filter the first moving average Lv_ave (k). An epsilon-filtered value Lv_ε (k) is thus determined.

Der adaptive Epsilon-Filter gemäß dieser Ausführung kann auf ein gegebenes Signal angewendet werden. Jeder Block, der in den 4 und 6 gezeigt ist, kann mit Software, Firmware, Hardware oder irgend einer Kombination davon kombiniert werden.The adaptive epsilon filter according to this embodiment can be applied to a given signal. Every block in the 4 and 6 may be combined with software, firmware, hardware, or any combination thereof.

Die Erfindung kann auch bei einem Motor angewendet werden, der in einer Schiffsantriebsmaschine benutzt wird, wie etwa einem Außenbordmotor, dessen Kurbelwelle in der senkrechten Richtung angeordnet ist.The invention can also with one Engine used in a marine propulsion machine like an outboard motor, whose crankshaft is arranged in the vertical direction.

Wavelet heißt wörtlich "kleine Welle".Wavelet literally means "little wave".

Eine erfindungsgemäße Signalglättungsvorrichtung enthält einen Epsilon-Filter 34 und eine Steuereinheit 1. Der Epsilon-Filter 34 wird gemäß einer Änderung in einem Eingangssignal Gth(n) adaptiert. Die Steuereinheit 1 wendet den Epsilon-Filter 34 auf das Eingangssignal Gth(n) an. Somit kann ein Epsilon, das gemäß der Änderung des Eingangssignals adaptiert ist, eine Fluktuation beseitigen, die auftreten könnte, wenn sich das Eingangssignal in einem Dauerzustand befindet. Der Epsilon-Filter 34 kann auch eine Phasenverzögerung beseitigen, die auftreten könnte, wenn sich das Eingangssignal in einem Übergangszustand befindet. Die Steuereinheit 1 kann konfiguriert sein, um eine Wavelet-Transformation auf das Eingangssignal anzuwenden. Die Änderung im Eingangssignal kann auf der Basis des Wavelet-transformierten Signals Gth_wv(m) bestimmt werden. Der Epsilon-Filter 34 wird gemäß der so bestimmten Änderung adaptiert. Der Epsilon-Filter 34 kann auf ein Sensorausgangssignal Gth angewendet werden, das einem Verbrennungsmotor zugeordnet ist. Die durch das Epsilon-gefilterte Sensorausgabe Gth kann genutzt werden, um die einzuspritzende Kraftstoffmenge zu bestimmen. Der Epsilon-Filter kann auch auf ein durch ein Radar gemessenes Abstandsignal Lv angewendet werden. Der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug wird auf der Basis des durch den Epsilon-Filter gefilterten Abstandsignals Lv bestimmt.A signal smoothing device according to the invention contains an epsilon filter 34 and a control unit 1 , The Epsilon filter 34 is adapted according to a change in an input signal Gth (n). The control unit 1 applies the epsilon filter 34 to the input signal Gth (n). Thus, an epsilon that is adapted according to the change in the input signal can eliminate a fluctuation that could occur when the input signal is in a steady state. The Epsilon filter 34 can also eliminate a phase delay that could occur when the input signal is in a transition state. The control unit 1 can be configured to apply a wavelet transform to the input signal. The change in the input signal can be determined on the basis of the wavelet-transformed signal Gth_wv (m). The Epsilon filter 34 is adapted according to the change so determined. The Epsilon filter 34 can be applied to a sensor output signal Gth associated with an internal combustion engine. The sensor output Gth filtered by the epsilon can be used to determine the amount of fuel to be injected. The epsilon filter can also be applied to a distance signal Lv measured by a radar. The distance to the vehicle in front is determined on the basis of the distance signal Lv filtered by the epsilon filter.

Claims (22)

Signalglättungsvorrichtung, umfassend einen Epsilon-Filter (34; 134) und eine Steuereinheit (1), wobei die Steuereinheit (1) konfiguriert ist zum: Anwenden einer Wavelet-Transformation auf ein Eingangssignal (Gth(n); LV(n)); Bestimmen einer Änderung in dem Eingangssignal (Gth(n); Lv(n)) auf der Basis des Wavelet-transformierten Eingangssignals (Gth_wv(m); Lv_wv(m)); Adaptieren des Epsilon-Filters (34; 134) gemäß der bestimmten Änderung; und Anwenden des Epsilon-Filters (34; 134) auf das Eingangssignal (Gth(n); Lv(n)).Signal smoothing device comprising an epsilon filter ( 34 ; 134 ) and a control unit ( 1 ), the control unit ( 1 ) is configured to: Apply a wavelet transform to an input signal (Gth (n); LV (n)); Determining a change in the input signal (Gth (n); Lv (n)) based on the wavelet transformed input signal (Gth_wv (m); Lv_wv (m)); Adapt the Epsilon filter ( 34 ; 134 ) according to the specific change; and applying the epsilon filter ( 34 ; 134 ) to the input signal (Gth (n); Lv (n)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) ferner konfiguriert ist, um den Epsilon-Filter (34; 134) zu adaptieren, indem ein Schwellenwert (ε) des Epsilon-Filters (34; 134) gemäß der bestimmten Änderung gesetzt wird.Signal smoothing device according to claim 1, characterized in that the control unit ( 1 ) is also configured to use the epsilon filter ( 34 ; 134 ) by adapting a threshold value (ε) of the epsilon filter ( 34 ; 134 ) is set according to the specific change. Signalglättungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Epsilon-Filter (33, 34) zum Filtern eines Sensorausgangssignals (Gth(n)); und eine Steuereinheit (1 ), die konfiguriert ist, um eine einzuspritzende Kraftstoffmenge auf der Basis des durch den Epsilon-Filter (33, 34) gefilterten Sensorausgangssignals (Gth_ε(k)) zu bestimmen.Signal smoothing device for an internal combustion engine, the device comprising: an epsilon filter ( 33 . 34 ) for filtering a sensor output signal (Gth (n)); and a control unit ( 1 ), which is configured to an amount of fuel to be injected on the basis of the through the Epsilon filter ( 33 . 34 ) to determine the filtered sensor output signal (Gth_ε (k)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Epsilon-Filter (34) ein solcher Filter ist, der gemäß einer Änderung des Sensorausgangssignals (Gth(n)) adaptiert wird.Signal smoothing device according to claim 3, characterized in that the epsilon filter ( 34 ) is such a filter, which is adapted according to a change in the sensor output signal (Gth (n)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) konfiguriert ist zum: Anwenden einer Wavelet-Transformation auf das Sensorausgangssignal (Gth(n)); und Bestimmen der Änderung in dem Sensorausgangssignal (Gth(n)) auf der Basis des Wavelet-transformierten Signals (Gth_wv(m)).Signal smoothing device according to claim 4, characterized in that the control unit ( 1 ) is configured to: apply a wavelet transform to the sensor output signal (Gth (n)); and determining the change in the sensor output signal (Gth (n)) based on the wavelet transformed signal (Gth_wv (m)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) ferner konfiguriert ist, um den Epsilon-Filter (34) zu adaptieren, indem ein interner Parameter (ε) des Epsilon-Filters (34) gemäß der Änderung in dem Sensorausgangssignal (Gth(n)) gesetzt wird.Signal smoothing device according to claim 4 or 5, characterized in that the control unit ( 1 ) is also configured to use the epsilon filter ( 34 ) by using an internal parameter (ε) of the epsilon filter ( 34 ) is set according to the change in the sensor output signal (Gth (n)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Parameter des Epsilon-Filters (34) ein Schwellenwert (ε) des Epsilon-Filters (34) ist.Signal smoothing device according to claim 6, characterized in that the internal parameter of the epsilon filter ( 34 ) a threshold value (ε) of the epsilon filter ( 34 ) is. Signalglättungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch einen gleitenden Mittelwertfilter (31) zum gleitenden Aufmitteln des Sensorausgangssignals (Gth(n)); wobei die Steuereinheit (1) konfiguriert ist, um den Epsilon-Filter (33) auf das durch den gleitenden Mittelwertfilter (31) gefilterte Sensorausgangssignal (Gth_ave(n)) anzuwenden.Signal smoothing device according to one of Claims 3 to 7, characterized by a moving average filter ( 31 ) for sliding averaging of the sensor output signal (Gth (n)); the control unit ( 1 ) is configured to use the epsilon filter ( 33 ) by the moving average filter ( 31 ) filtered sensor output signal (Gth_ave (n)). Signalglättungsvorrichtung für eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Folgersteuerung, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Epsilon-Filter (134) zum Filtern eines durch ein Radar gemessenen Abstandssignals (Lv(n)); und eine Steuereinheit (1), die konfiguriert ist, um einen Abstand (Lv) zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des durch den Epsilon-Filter (134) gefilterten Abstandsignals (Lv_ε(k)) zu bestimmen.A signal smoothing device for a preceding vehicle follower control, the device comprising: an epsilon filter ( 134 ) for filtering a distance signal (Lv (n)) measured by a radar; and a control unit ( 1 ), which is configured to calculate a distance (Lv) to the vehicle in front on the basis of the through the Epsilon filter ( 134 ) to determine the filtered distance signal (Lv_ε (k)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Epsilon-Filter (134) ein solcher Filter ist, der gemäß einer Änderung in dem gemessenen Abstandsignal (Lv(n)) adaptiert wird.Signal smoothing device according to claim 9, characterized in that the epsilon filter ( 134 ) is such a filter, which is adapted according to a change in the measured distance signal (Lv (n)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) ferner konfiguriert ist zum: Anwenden einer Wavelet-Transformation auf das gemessene Abstandsignal (Lv(n)); und Bestimmen der Änderung in dem gemessenen Abstandsignal (Lv(n)) auf der Basis des Wavelet-transformierten Signals (Lv_wv(m)).Signal smoothing device according to claim 10, characterized in that the control unit ( 1 ) is further configured to: apply a wavelet transform to the measured distance signal (Lv (n)); and determining the change in the measured distance signal (Lv (n)) based on the wavelet transformed signal (Lv_wv (m)). Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) ferner dazu konfiguriert ist, um den Epsilon-Filter (134) zu adaptieren, indem ein interner Parameter (ε) des Epsilon-Filters (134) gemäß der bestimmten Änderung gesetzt wird.Signal smoothing device according to claim 10 or 11, characterized in that the control unit ( 1 ) is also configured to use the epsilon filter ( 134 ) by using an internal parameter (ε) of the epsilon filter ( 134 ) is set according to the specific change. Signalglättungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Parameter des Epsilon-Filters (33) ein Schwellenwert (ε) des Epsilon-Filters (33) ist.Signal smoothing device according to claim 12, characterized in that the internal parameter of the epsilon filter ( 33 ) a threshold value (ε) of the epsilon filter ( 33 ) is. Signalglättungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch einen gleitenden Mittelwertfilter (131) zum gleitenden Aufmitteln des gemessenen Abstandsignals (Lv(n)); wobei die Steuereinheit (1) ferner konfiguriert ist, um den Epsilon-Filter (134) auf das durch den gleitenden Mittelwertfilter (131) gefilterte Abstandsignal (Lv_ave(n)) anzuwenden.Signal smoothing device according to one of Claims 9 to 13, characterized by a moving average filter ( 131 ) for sliding averaging of the measured distance signal (Lv (n)); the control unit ( 1 ) is also configured to use the epsilon filter ( 134 ) by the moving average filter ( 131 ) filtered distance signal (Lv_ave (n)) apply. Verfahren zum Glätten eines Eingangssignals, welches die Schritte umfasst: (a) Anwenden einer Wavelet-Transformation auf ein Eingangssignal (Gth(n); Lv(n)); (b) Bestimmen einer Änderung in dem Eingangssignal (Gth(n); Lv(n)) auf der Basis des Wavelet-transformierten Signals (Gth_wv(m); Lv_wv(m); (c) Adaptieren eines Epsilon-Filters (34; 134) gemäß der bestimmten Änderung; und (d) Anwenden des Epsilon-Filters (34; 134) auf das Eingangssignal (Gth(n); Lv(n)).A method of smoothing an input signal, comprising the steps of: (a) applying a wavelet transform to an input signal (Gth (n); Lv (n)); (b) determining a change in the input signal (Gth (n); Lv (n)) based on the wavelet transformed signal (Gth_wv (m); Lv_wv (m); (c) adapting an epsilon filter ( 34 ; 134 ) according to the specific change; and (d) applying the epsilon filter ( 34 ; 134 ) to the input signal (Gth (n); Lv (n)). Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) ferner den Schritt umfasst: Setzen eines Schwellenwerts (ε) des Epsilon-Filters (34; 134) gemäß der bestimmten Änderung.A method according to claim 15, characterized in that step (c) further comprises the step: setting a threshold value (ε) of the epsilon filter ( 34 ; 134 ) according to the specific change. Verfahren zum Glätten eines einem Verbrennungsmotor zugeordneten Sensorausgangssignals (Gth(n)), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Anwenden eines Epsilon-Filters (33, 34) auf das Sensorausgangssignal (Gth(n)); und (b) Bestimmen einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf der Basis des durch den Epsilon-Filter (33, 34) gefilterten Sensorausgangssignals (Gth-ε(k)).A method for smoothing a sensor output signal (Gth (n)) associated with an internal combustion engine, the method comprising the steps of: (a) applying an epsilon filter ( 33 . 34 ) on the sensor output signal (Gth (n)); and (b) determining an amount of fuel to be injected based on the amount by the epsilon filter ( 33 . 34 ) filtered sensor output signal (Gth-ε (k)). Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch den Schritt: (c) Adaptieren des Epsilon-Filters (34) gemäß einer Änderung in dem Sensorausgangssignal (Gth(n)).A method according to claim 17, characterized by the step: (c) adapting the epsilon filter ( 34 ) according to a change in the sensor output signal (Gth (n)). Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die Schritte: Anwenden einer Wavelet-Transformation auf das Sensorausgangssignal (Gth(n)); Bestimmen der Änderung in dem Sensorausgangssignal (Gth(n)) auf der Basis des Wavelet-transformierten Signals (Gth_wv(m)).A method according to claim 18, characterized by the steps: Apply a wavelet transform to the Sensor output signal (Gth (n)); Determine the change in the sensor output signal (Gth (n)) based on the wavelet transformed signal (Gth_wv (m)). Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) ferner den Schritt umfasst, einen internen Parameter (ε) des Epsilon-Filters (33, 34) gemäß der bestimmten Änderung zu setzen.A method according to claim 18 or 19, characterized in that step (c) further comprises the step of an internal parameter (ε) of the epsilon filter ( 33 . 34 ) according to the specific change. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Parameter des Epsilon-Filters (33, 34) ein Schwellenwert (ε) des Epsilon-Filters (33, 34) ist.A method according to claim 20, characterized in that the internal parameter of the epsilon filter ( 33 . 34 ) a threshold value (ε) of the epsilon filter ( 33 . 34 ) is. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, gekennzeichnet durch den Schritt, auf das Sensorausgangssignal (Gth(n)) einen gleitenden Mittelwertfilter (31) anzuwenden; worin Schritt (a) ferner den Schritt umfasst, den Epsilon-Filter (33, 34) auf das durch den gleitenden Mittelwertfilter (31) gefilterte Sensorausgangssignal (Gth_ave(n)) anzuwenden.Method according to one of Claims 17 to 21, characterized by the step, on the sensor output signal (Gth (n)), of a moving average filter ( 31 ) apply; wherein step (a) further comprises the step of filtering the epsilon filter ( 33 . 34 ) by the moving average filter ( 31 ) filtered sensor output signal (Gth_ave (n)).
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