EP1764496A2 - Method and proccess for filtering a signal - Google Patents

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EP1764496A2
EP1764496A2 EP06120169A EP06120169A EP1764496A2 EP 1764496 A2 EP1764496 A2 EP 1764496A2 EP 06120169 A EP06120169 A EP 06120169A EP 06120169 A EP06120169 A EP 06120169A EP 1764496 A2 EP1764496 A2 EP 1764496A2
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EP
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output
filter
input
limiting
filtering
Prior art date
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Withdrawn
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EP06120169A
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Horst Wagner
Maik Schaufler
Wolfgang Knuehl
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
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    • F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
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    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/26—Control of the engine output torque by applying a torque limit

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for filtering a size according to the preambles of the respective independent claims.
  • a generic method is, for example, from the DE 100 24 269 A1 known.
  • a driver request quantity is filtered in a motor vehicle by means of a ceremoniessformers.
  • the filtering is designed in such a way that, for example, rapid travel quantity changes (input variable) produced by a pedal transmitter do not undamped the fuel metering (output variable) and thus the excitation of vehicle longitudinal vibrations (so-called "bucking vibrations") is avoided. Because the proceedingssformer or the filter contained therein has at least one retarding effect.
  • the said filtering has in principle the disadvantage that when a change in the input quantity, a so-called “following error” is generated, i. the output follows the input delayed.
  • the following error for example, has an effect on the application of said filter in an internal combustion engine by a reduced drive torque, i. a self-available torque can not be completely retrieved.
  • the following error is compensated by the fact that at the input of the delaying effect having a first filter, a correction value is switched, which is based on the input of the first filter, by filtering by means of a second filter formed.
  • the input quantity is derived (differentiated) by time and then weighted with a predeterminable value.
  • the weighting factor is specified depending on the transmission behavior of the filter to be corrected.
  • the time derivative of the input variable can be limited in order to maintain the filter effect with rapidly changing input variable despite the measures against tracking error.
  • the fuel metering devices preferably encompassed herein have a time-varying limitation of the maximum permissible fuel metering, which in the case of self-igniting internal combustion engines is defined in particular by the smoke or soot limit and which avoids soot formation in the exhaust gas in internal combustion engines of this type when the driver desires an excessively high (rotational) torque, for example during the starting or starting phase of the vehicle or during a full load acceleration of the underlying vehicle.
  • the temporal change of this so-called “internal engine limitation” represents in most cases a ramp-shaped profile. In a discrete-time system, this represents a time-dependent step function. Such a limitation may, for example, result in situations in which idle control the engine gets awarded the entire available moment, the driver can no longer demand a moment.
  • the mentioned derivation (differentiation) of the input quantity after the time has the disadvantage that in the case of the ramp-shaped limiting of the input variable, or in the case of a noisy input signal, due to the derivation, in principle resulting settling of the filtered variable prevents said tracking error from completely disappearing because the output signal in this case always lags the input signal. That it comes in these cases to an incomplete tracking error compensation.
  • the invention is based on the idea to include the respective change values of a specified limit in the filter directly. Changes, in particular increases, of the limitation are immediately "passed through” and are not subject to the aforementioned transient response of the filter. Preferably, it is corrected only when the driver's request quantity is limited.
  • the procedure according to the invention offers the advantage that said following errors can be compensated in the best possible way even in the case of a changing limitation.
  • the invention will be described below using the example of a fuel quantity signal in a self-igniting internal combustion engine.
  • the invention is not limited to this application and can also be used for other signals, in particular for signals used in the control of internal combustion engines.
  • the method and the device are suitable for signals that influence or characterize the emitted torque.
  • Such signals are, for example, fuel quantity signals, signals for controlling performance-influencing actuators, quantity desired signals, output signals of an accelerator pedal or speed signals.
  • Fig. 1 the basic structure of a in the DE 100 24 269 A1 disclosed fuel metering of an internal combustion engine shown.
  • 10 is an accelerator pedal position transmitter and denoted by 11 a speed sensor.
  • a reference control 12 is connected to the accelerator pedal position sensor 10 and the speed sensor 11.
  • the output signal MEW of the setpoint control 12, which corresponds to the desired driver quantity, passes through a limiter 16 to a functionally delimited by this line guide formers 13.
  • the speed signal N of the tachometer 11 reaches a disturbance controller 14.
  • the output signal MEF of theellessformers 13 and the output signal MES of the disturbance variable controller 14 are superimposed in an addition point and form a quantity signal MEA, which is fed to an actuating device 15. Depending on this signal MEA of the internal combustion engine, not shown here, a corresponding amount of fuel is metered.
  • the input signal generator 13 comprises a first filter 100.
  • the input variable MEW of the guide former 13 reaches, on the one hand, a positive sign to a first connection point 125 and, on the other hand, to a second filter 110.
  • the output signal of the first connection point 125 reaches the first filter 100.
  • the output signal of the second filter 110 passes via a limiter 112 to a second node 115 whose output signal with a positive sign reaches the first node 125.
  • the limiter 16 serves to limit the driver's request within predefinable limits.
  • the output signal of a factor input 120 is present.
  • the output signal of the first filter 100 forms the output variable MEF.
  • the second filter 110 is designed as a differentiator, for example as a PD or DT element.
  • the output value of the second filter 110 is limited by the limiter 112 to the maximum permissible values in order to ensure the filter effect by the first filter 100, even with rapid changes of the input variable MEW.
  • the limiter 112 is dimensioned so that the limitation is ineffective with slowly changing input and the filter 110 provides an uninfluenced contribution to the correction of the input of the first filter 100. With slow changes in the input quantity, the second filter 110 has a relatively large influence on the filtered variable, which avoids the following error.
  • the limitation is effective, whereby the corresponding contribution of the second filter 110 for correcting the input variable of the first filter 100 is only slight.
  • the second filter 110 has a relatively small effect on the filtered size.
  • the first filter 100 has a great influence on the filtered size.
  • the output signal of the second filter 110 is weighted with a predeterminable weighting factor of the factorizer 120.
  • the weighting factor can be predetermined depending on the transmission behavior of the first filter 100.
  • FIG. 2 illustrates both the signal flow and functional components of a corresponding device.
  • an internal engine limiter 200 setting limits the intervention of an idle controller 205 is first withdrawn at a first node 207, namely by means of a first minimum former 210, the minimum between the limiting value of the internal motor limiter 200 and the idle controller 205 provided signal was formed.
  • the "internal engine limitation” represents in the present embodiment, the smoke or soot limit of the internal combustion engine, which in most cases in an engine control unit the internal combustion engine is realized in the form of a MIN function. It goes without saying, however, that the internal engine limitation can also represent any other limitation of an input variable.
  • the signal present in the signal flow behind the first link 207 is available as a manipulated variable for the driver, which performs interventions (driver's request) by means of an accelerator pedal actuator 215.
  • the signal present behind the node 207 is, on the one hand, supplied to a second minimum former 220, together with the driver specification 215.
  • the signal present at the output of 220 is fed to a filter 225.
  • the signal present after the first node 207 is fed to a following error compensation element 230 and to a downstream weighting factor default generator 235.
  • the respective signals present at the output of 220 and 235 are supplied to a second node 237 and the sum of the two signals is formed in accordance with the signs shown there.
  • the lag error compensation element 230 calculates an offset for the input of the filter 225 so that changes in the limit values specified by the limiter 200 are reflected directly at the output of the filter 225. This can e.g. be realized by an inverse transfer function of the filter 225.
  • the weighting factor preselector 235 preferably weights the offset present at the output of the following error compensation element 230 by means of an applied factor between 0 and 1. In this way partial compensation or complete deactivation of the following error compensation can be achieved. As a weighting, a jump function, a ramp function or a higher-order function can be used.
  • a weighted activation of the following error compensation takes place for the limiting values supplied by the internal engine limitation, ie the following error compensation acts exclusively on the changes in the setting range limit delivered by the internal engine limitation 200.
  • the said connection occurs as a function of the relation of the driver default 215 to the setting range limit.
  • the filter 225 itself carries out the signal processing described with reference to FIG. 1 and will therefore not be described again here.
  • the signal present at the output of the filter 225 is fed with a positive sign to a third node 239 whose second input value represents the value of the signal present at the output of the first minimum former 210.
  • the signal present behind the third connection point 239 represents the filtered output error quantity compensated according to the invention, which in the present case is ultimately supplied to the internal combustion engine 240 for purposes of the actual metering of fuel.
  • the (rotational) moment M (in the unit Nm) of an internal combustion engine is plotted against the time t (in the unit s). Shown is the fictitious torque curve 300, which would result directly (ie without the internal engine limitation described) due to the driver input signal provided by the accelerator pedal actuator 215 and the stepped course of the actually supplied to the internal combustion engine 240 output signal 305 due to the described by the internal engine limitation 200 delivered limiting signal.
  • the driver command torque 300 in this case has a brief jump from 0 Nm to 700 Nm.
  • the internal engine limitation causes in this case that the delivered to the engine 240 output signal or the corresponding moment is initially limited to 300 Nm and then increased in the normal case stepwise until the torque of the corresponding torque of 700 Nm is reached. From the detail enlargement shown in FIG. 3, it can be seen that the actual increment of the moment is, for example, in steps of 10 Nm and in time intervals of 10 ms. However, it should be emphasized that the invention does not depend on the exact values of these variables, and therefore the invention is fundamentally also applicable to other temporal progressions of a limiter.

Abstract

The method involves providing a filter (225) for forming of an output parameter dependent on an input parameter, where the filter has retarding effect on the parameter. An inner motor limiter (200) is provided for temporarily changing limit of the maximal value of the input parameter. A change of the temporarily changing limit is included directly in the output parameter. Contouring error compensation is implemented for the limit value supplied by the limiter. An independent claim is also included for a device for filtering a parameter.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Filterung einer Größe gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for filtering a size according to the preambles of the respective independent claims.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist bspw. aus der DE 100 24 269 A1 bekannt. Dort wird in einem Kraftfahrzeug eine Fahrerwunschmenge mittels eines Führungsformers gefiltert. Die Filterung ist derart ausgebildet, dass sich bspw. von einem Pedalgeber erzeugte schnelle Fahrmengenwunschänderungen (Eingangsgröße) nicht ungedämpft auf die Kraftstoffzumessung (Ausgangsgröße) auswirken und so die Anregung von Fahrzeuglängsschwingungen (sog. "Ruckelschwingungen") vermieden wird. Denn der Führungsformer bzw. das darin enthaltene Filter besitzt wenigstens eine verzögernde Wirkung.A generic method is, for example, from the DE 100 24 269 A1 known. There, a driver request quantity is filtered in a motor vehicle by means of a Führungsformers. The filtering is designed in such a way that, for example, rapid travel quantity changes (input variable) produced by a pedal transmitter do not undamped the fuel metering (output variable) and thus the excitation of vehicle longitudinal vibrations (so-called "bucking vibrations") is avoided. Because the Führungsformer or the filter contained therein has at least one retarding effect.

Die genannte Filterung besitzt prinzipiell den Nachteil, dass bei einer Änderung der Eingangsgröße ein sog. "Schleppfehler" erzeugt wird, d.h. die Ausgangsgröße folgt der Eingangsgröße verzögert. Der Schleppfehler wirkt sich bspw. bei der Anwendung des genannten Filters bei einer Brennkraftmaschine durch ein vermindertes Antriebsmoment aus, d.h. ein an sich verfügbares Drehmoment kann nicht vollständig abgerufen werden.The said filtering has in principle the disadvantage that when a change in the input quantity, a so-called "following error" is generated, i. the output follows the input delayed. The following error, for example, has an effect on the application of said filter in an internal combustion engine by a reduced drive torque, i. a self-available torque can not be completely retrieved.

Bei dem in der DE 100 24 269 A1 beschriebenen Verfahren wird der Schleppfehler dadurch kompensiert, dass am Eingang eines die verzögernde Wirkung aufweisenden ersten Filters ein Korrekturwert aufgeschaltet wird, der ausgehend von der Eingangsgröße des ersten Filters, und zwar durch Filterung mittels eines zweiten Filters, gebildet wird. Zu diesem Zweck wird die Eingangsgröße nach der Zeit abgeleitet (differenziert) und anschließend mit einem vorgebbaren Wert gewichtet. Der Wichtungsfaktor wird abhängig vom Übertragungsverhalten des zu korrigierenden Filters vorgegeben. Die zeitliche Ableitung der Eingangsgröße kann begrenzt werden, um die Filterwirkung bei sich schnell ändernder Eingangsgröße trotz der genannten Maßnahmen gegen Schleppfehler beizubehalten.In the in the DE 100 24 269 A1 described method, the following error is compensated by the fact that at the input of the delaying effect having a first filter, a correction value is switched, which is based on the input of the first filter, by filtering by means of a second filter formed. For this purpose, the input quantity is derived (differentiated) by time and then weighted with a predeterminable value. The weighting factor is specified depending on the transmission behavior of the filter to be corrected. The time derivative of the input variable can be limited in order to maintain the filter effect with rapidly changing input variable despite the measures against tracking error.

Nun weisen die hierin bevorzugt umfassten Kraftstoffzumesseinrichtungen eine sich zeitlich ändernde Begrenzung der zu einem Zeitpunkt maximal zulässigen Kraftstoffzumessung auf, welche im Falle von selbstzündenden Brennkraftmaschinen insbesondere durch die Rauch- bzw. Rußgrenze definiert ist und welche in Brennkraftmaschinen dieses Typs vermeidet, dass Rußbildung im Abgas entsteht, wenn der Fahrer ein zu hohes (Dreh-)moment wünscht, bspw. während der Start- bzw. Anfahrphase des Fahrzeugs oder bei einer Volllastbeschleunigung des zugrunde liegenden Fahrzeugs. Die zeitliche Änderung dieser sog. "innermotorischen Begrenzung" stellt in den meisten Fällen ein rampenförmiges Profil dar. In einem zeitdiskreten System stellt sich dies als eine zeitabhängige Stufenfunktion dar. Eine solche Begrenzung kann bspw. dazu führen, dass in Situationen, in denen eine Leerlaufregelung der Brennkraftmaschine das gesamte zur Verfügung stehende Moment zugesprochen bekommt, der Fahrer kein Moment mehr abfordern kann.Now, the fuel metering devices preferably encompassed herein have a time-varying limitation of the maximum permissible fuel metering, which in the case of self-igniting internal combustion engines is defined in particular by the smoke or soot limit and which avoids soot formation in the exhaust gas in internal combustion engines of this type when the driver desires an excessively high (rotational) torque, for example during the starting or starting phase of the vehicle or during a full load acceleration of the underlying vehicle. The temporal change of this so-called "internal engine limitation" represents in most cases a ramp-shaped profile. In a discrete-time system, this represents a time-dependent step function. Such a limitation may, for example, result in situations in which idle control the engine gets awarded the entire available moment, the driver can no longer demand a moment.

Die genannte Ableitung (Differenzierung) der Eingangsgröße nach der Zeit hat den Nachteil, dass das im Falle der rampenförmigen Begrenzung der Eingangsgröße, oder im Falle eines verrauschten Eingangssignals, sich aufgrund der Ableitung prinzipiell ergebende Einschwingen der gefilterten Größe verhindert, dass der genannte Schleppfehler völlig verschwindet, da das Ausgangssignal in diesem Fall immer dem Eingangssignal nacheilt. D.h. es kommt in diesen Fällen zu einer unvollständigen Schleppfehlerkompensation.The mentioned derivation (differentiation) of the input quantity after the time has the disadvantage that in the case of the ramp-shaped limiting of the input variable, or in the case of a noisy input signal, due to the derivation, in principle resulting settling of the filtered variable prevents said tracking error from completely disappearing because the output signal in this case always lags the input signal. That it comes in these cases to an incomplete tracking error compensation.

Es ist daher wünschenswert, ein eingangs genanntes Verfahren und eine Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass trotz der sich ändernden Begrenzung, welche im Falle der genannten Kraftstoffzumessung bei einer bevorzugt selbstzündenden Brennkraftmaschine die genannte und nachfolgend noch eingehender beschriebene innermotorische Begrenzung darstellt, eine möglichst zu jedem Zeitpunkt maximale Ausgangsgröße, d.h. im Falle einer vorbeschriebenen Kraftstoffzumesseinrichtung ein möglichst maximales Moment, bereitgestellt wird.It is therefore desirable to improve an initially mentioned method and a device in such a way that, despite the changing limitation, which in the case of said metering of fuel in a preferably self-igniting internal combustion engine, the above-mentioned internal and described in more detail below, as far as possible at any time Maximum output, ie in the case of a prescribed fuel metering a maximum possible moment is provided.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die jeweiligen Änderungswerte einer genannten Begrenzung beim Filter unmittelbar mit einzurechnen. Änderungen, insbesondere Erhöhungen, der Begrenzung werden unmittelbar "durchgereicht" und unterliegen nicht dem genannten Einschwingverhalten des Filters. Vorzugsweise wird nur dann korrigiert, wenn die Fahrerwunschmenge begrenzt wird.The invention is based on the idea to include the respective change values of a specified limit in the filter directly. Changes, in particular increases, of the limitation are immediately "passed through" and are not subject to the aforementioned transient response of the filter. Preferably, it is corrected only when the driver's request quantity is limited.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass genannte Schleppfehler auch im Falle einer sich ändernden Begrenzung bestmöglich kompensiert werden können.The procedure according to the invention offers the advantage that said following errors can be compensated in the best possible way even in the case of a changing limitation.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous and expedient refinements and developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachfolgend, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, anhand von Ausführungsbeispielen eingehender beschrieben, aus denen sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben.The invention will be described in more detail below, with reference to the attached drawings, by means of exemplary embodiments from which further features and advantages of the invention result.

In der Zeichnung zeigen im Einzelnen

Fig. 1
den prinzipiellen Aufbau einer Kraftstoffzumesseinrichtung mit einem hier betroffenen Filter gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2
ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorgehensweise; und
Fig. 3
eine typische Signalkurve zur Illustration der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.
In the drawing show in detail
Fig. 1
the basic structure of a fuel metering device with an affected filter according to the prior art;
Fig. 2
a block diagram of the procedure according to the invention; and
Fig. 3
a typical signal curve for illustrating the procedure of the invention.

Beschreibung von AusführungsbeispieleDescription of exemplary embodiments

Die Erfindung wird im Folgenden am Beispiel eines Kraftstoffmengensignals bei einer selbstzündenden Brennkraftmaschine beschrieben. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt und kann auch bei anderen Signalen, insbesondere bei Signalen, die bei der Steuerung von Brennkraftmaschinen verwendet werden, eingesetzt werden. Insbesondere sind das Verfahren und die Vorrichtung geeignet für Signale, die das abgegebene Moment beeinflussen oder charakterisieren. Solche Signale sind bspw. Kraftstoffmengensignale, Signale zur Ansteuerung von leistungsbeeinflussenden Stellern, Mengenwunschsignale, Ausgangssignale eines Fahrpedalgebers oder Drehzahlsignale.The invention will be described below using the example of a fuel quantity signal in a self-igniting internal combustion engine. However, the invention is not limited to this application and can also be used for other signals, in particular for signals used in the control of internal combustion engines. In particular, the method and the device are suitable for signals that influence or characterize the emitted torque. Such signals are, for example, fuel quantity signals, signals for controlling performance-influencing actuators, quantity desired signals, output signals of an accelerator pedal or speed signals.

In der Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer in der DE 100 24 269 A1 offenbarten Kraftstoffzumesseinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt. Mit 10 ist ein Fahrpedalstellungsgeber und mit 11 ein Drehzahlgeber bezeichnet. Eine Sollwertsteuerung 12 ist mit dem Fahrpedalstellungsgeber 10 und dem Drehzahlgeber 11 verbunden. Das Ausgangssignal MEW der Sollwertsteuerung 12, welches der Fahrerwunschmenge entspricht, gelangt über einen Begrenzer 16 zu einem vorliegend mittels der Strichelung funktionell abgegrenzten Führungsformer 13. Das Drehzahlsignal N des Drehzahlgebers 11 gelangt zu einem Störgrößenregler 14. Das Ausgangssignal MEF des Führungsformers 13 und das Ausgangssignal MES des Störgrößenreglers 14 werden in einem Additionspunkt überlagert und bilden ein Mengensignal MEA, das einer Stelleinrichtung 15 zugeleitet wird. Abhängig von diesem Signal MEA wird der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eine entsprechende Kraftstoffmenge zugemessen.In Fig. 1, the basic structure of a in the DE 100 24 269 A1 disclosed fuel metering of an internal combustion engine shown. With 10 is an accelerator pedal position transmitter and denoted by 11 a speed sensor. A reference control 12 is connected to the accelerator pedal position sensor 10 and the speed sensor 11. The output signal MEW of the setpoint control 12, which corresponds to the desired driver quantity, passes through a limiter 16 to a functionally delimited by this line guide formers 13. The speed signal N of the tachometer 11 reaches a disturbance controller 14. The output signal MEF of the Führungsformers 13 and the output signal MES of the disturbance variable controller 14 are superimposed in an addition point and form a quantity signal MEA, which is fed to an actuating device 15. Depending on this signal MEA of the internal combustion engine, not shown here, a corresponding amount of fuel is metered.

Der Führungsformer 13 umfasst ein erstes Filter 100. Die Eingangsgröße MEW des Führungsformers 13 gelangt zum Einen mit positivem Vorzeichen zu einem ersten Verknüpfungspunkt 125 und zum Anderen zu einem zweiten Filter 110. Das Ausgangssignal des ersten Verknüpfungspunktes 125 gelangt zu dem ersten Filter 100. Das Ausgangssignal des zweiten Filters 110 gelangt über einen Begrenzer 112 zu einem zweiten Verknüpfungspunkt 115, dessen Ausgangssignal mit positivem Vorzeichen zu dem ersten Verknüpfungspunkt 125 gelangt. Der Begrenzer 16 dient dazu, den Fahrerwunsch innerhalb vorgebbarer Grenzen zu limitieren. An dem zweiten Eingang des zweiten Verknüpfungspunktes 115 liegt das Ausgangssignal einer Faktorvorgabe 120 an. Das Ausgangssignal des ersten Filters 100 bildet die Ausgangsgröße MEF. Ferner sind Realisierungen möglich, bei denen der Führungsformer bzw. das Filter im Signalfluss vor der Berücksichtigung der innermotorischen Begrenzung angeordnet ist.The input signal generator 13 comprises a first filter 100. The input variable MEW of the guide former 13 reaches, on the one hand, a positive sign to a first connection point 125 and, on the other hand, to a second filter 110. The output signal of the first connection point 125 reaches the first filter 100. The output signal of the second filter 110 passes via a limiter 112 to a second node 115 whose output signal with a positive sign reaches the first node 125. The limiter 16 serves to limit the driver's request within predefinable limits. At the second input of the second node 115, the output signal of a factor input 120 is present. The output signal of the first filter 100 forms the output variable MEF. Furthermore, realizations are possible in which the guide former or the filter is arranged in the signal flow before the consideration of the internal engine limitation.

Das zweite Filter 110 ist als Differenzierer ausgebildet, bspw. als PD- oder DT-Glied. Die Ausgangsgröße des zweiten Filters 110 wird durch den Begrenzer 112 auf betragsmäßig höchstzulässige Werte begrenzt, um die Filterwirkung durch den ersten Filter 100 auch bei schnellen Änderungen der Eingangsgröße MEW zu gewährleisten. Der Begrenzer 112 ist so dimensioniert, dass die Begrenzung bei sich langsam ändernder Eingangsgröße unwirksam ist und das Filter 110 einen unbeeinflussten Beitrag zur Korrektur der Eingangsgröße des ersten Filters 100 liefert. Bei langsamen Änderungen der Eingangsgröße besitzt das zweite Filter 110 einen relativ großen Einfluss auf die gefilterte Größe, wodurch der Schleppfehler vermieden wird.The second filter 110 is designed as a differentiator, for example as a PD or DT element. The output value of the second filter 110 is limited by the limiter 112 to the maximum permissible values in order to ensure the filter effect by the first filter 100, even with rapid changes of the input variable MEW. The limiter 112 is dimensioned so that the limitation is ineffective with slowly changing input and the filter 110 provides an uninfluenced contribution to the correction of the input of the first filter 100. With slow changes in the input quantity, the second filter 110 has a relatively large influence on the filtered variable, which avoids the following error.

Bei schnellen Änderungen der Eingangsgröße hingegen ist die Begrenzung wirksam, wodurch der entsprechende Beitrag des zweiten Filters 110 zur Korrektur der Eingangsgröße des ersten Filters 100 nur gering ist. Bei schnellen Änderungen der Eingangsgröße besitzt das zweite Filter 110 einen relativ kleinen Einfluss auf die gefilterte Größe. In diesem Fall besitzt das erste Filter 100 einen großen Einfluss auf die gefilterte Größe. Im Verknüpfungspunkt 115 wird das Ausgangssignal des zweiten Filters 110 mit einem vorgebbaren Wichtungsfaktor der Faktorvorgeber 120 gewichtet. Der Wichtungsfaktor ist abhängig vom Übertragungsverhalten des ersten Filters 100 vorgebbar.In the case of rapid changes in the input variable, on the other hand, the limitation is effective, whereby the corresponding contribution of the second filter 110 for correcting the input variable of the first filter 100 is only slight. With rapid changes in the input, the second filter 110 has a relatively small effect on the filtered size. In this case, the first filter 100 has a great influence on the filtered size. In the node 115, the output signal of the second filter 110 is weighted with a predeterminable weighting factor of the factorizer 120. The weighting factor can be predetermined depending on the transmission behavior of the first filter 100.

Anhand der Fig. 2 wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Filterung einer Eingangsgröße am Beispiel einer Anfahrunterstützung eines Kraftfahrzeugs mit einer selbstzündenden Brennkraftmaschine beschrieben. Das in der Fig. 2 gezeigte Blockdiagramm illustriert sowohl den Signalfluss als auch Funktionskomponenten einer entsprechenden Vorrichtung. Von den von einem innermotorischen Begrenzer 200 vorgegebenen Stellgrenzen wird an einem ersten Verknüpfungspunkt 207 zunächst der Eingriff eines Leerlaufreglers 205 abgezogen, und zwar nachdem mittels eines ersten Minimumbildners 210 das Minimum zwischen dem Begrenzungswert des innermotorischen Begrenzers 200 und dem vom Leerlaufregler 205 bereitgestellten Signal gebildet wurde. Die "innermotorische Begrenzung" stellt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Rauch- bzw. Rußgrenze der Brennkraftmaschine dar, welche in den meisten Fällen in einem Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine in Form einer MIN-Funktion realisiert ist. Es versteht sich allerdings, dass die innermotorische Begrenzung auch jede andere Begrenzung einer Eingangsgröße darstellen kann.Based on FIG. 2, the procedure according to the invention for filtering an input variable is described using the example of a starting assistance of a motor vehicle with a self-igniting internal combustion engine. The block diagram shown in FIG. 2 illustrates both the signal flow and functional components of a corresponding device. Of the predetermined by an internal engine limiter 200 setting limits, the intervention of an idle controller 205 is first withdrawn at a first node 207, namely by means of a first minimum former 210, the minimum between the limiting value of the internal motor limiter 200 and the idle controller 205 provided signal was formed. The "internal engine limitation" represents in the present embodiment, the smoke or soot limit of the internal combustion engine, which in most cases in an engine control unit the internal combustion engine is realized in the form of a MIN function. It goes without saying, however, that the internal engine limitation can also represent any other limitation of an input variable.

Das im Signalfluss hinter der ersten Verknüpfung 207 vorliegende Signal steht als Stellgröße für den Fahrer zur Verfügung, welcher Eingriffe (Fahrerwunsch) mittels eines Fahrpedalstellers 215 vornimmt. Das hinter dem Verknüpfungspunkt 207 vorliegende Signal wird zum Einen, gemeinsam mit der Fahrervorgabe 215, einem zweiten Minimumbildner 220 zugeführt. Das am Ausgang von 220 anliegende Signal wird einem Filter 225 zugeführt. Parallel dazu wird das hinter dem ersten Verknüpfungspunkt 207 anliegende Signal einem Schleppfehlerkompensationsglied 230 und einem nachgeordneten Wichtungsfaktorvorgeber 235 zugeführt. Die am Ausgang von 220 und 235 jeweils anliegenden Signale werden einem zweiten Verknüpfungspunkt 237 zugeführt und entsprechend den dort gezeigten Vorzeichen die Summe der beiden Signale gebildet.The signal present in the signal flow behind the first link 207 is available as a manipulated variable for the driver, which performs interventions (driver's request) by means of an accelerator pedal actuator 215. The signal present behind the node 207 is, on the one hand, supplied to a second minimum former 220, together with the driver specification 215. The signal present at the output of 220 is fed to a filter 225. In parallel, the signal present after the first node 207 is fed to a following error compensation element 230 and to a downstream weighting factor default generator 235. The respective signals present at the output of 220 and 235 are supplied to a second node 237 and the sum of the two signals is formed in accordance with the signs shown there.

Das Schleppfehlerkompensationsglied 230 berechnet einen Offset für den Eingang des Filters 225, so dass sich Änderungen der von dem Begrenzer 200 vorgegebenen Begrenzungswerte unmittelbar am Ausgang des Filters 225 abbilden. Dies kann z.B. durch eine inverse Übertragungsfunktion des Filters 225 realisiert werden. Der Wichtungsfaktorvorgeber 235 wichtet den am Ausgang des Schleppfehlerkompensationsglieds 230 anliegenden Offset vorzugsweise mittels eines applizierten Faktors zwischen 0 und 1. Damit kann eine Teilkompensation oder vollständige Abschaltung der Schleppfehlerkompensation erreicht werden. Als Wichtung kann eine Sprungfunktion, eine Rampenfunktion oder auch eine Funktion höherer Ordnung Anwendung finden.The lag error compensation element 230 calculates an offset for the input of the filter 225 so that changes in the limit values specified by the limiter 200 are reflected directly at the output of the filter 225. This can e.g. be realized by an inverse transfer function of the filter 225. The weighting factor preselector 235 preferably weights the offset present at the output of the following error compensation element 230 by means of an applied factor between 0 and 1. In this way partial compensation or complete deactivation of the following error compensation can be achieved. As a weighting, a jump function, a ramp function or a higher-order function can be used.

Erfindungsgemäß erfolgt eine gewichtete Aufschaltung der Schleppfehlerkompensation für die von der innermotorischen Begrenzung gelieferten Begrenzungswerte, d.h. die Schleppfehlerkompensation wirkt ausschließlich auf die Änderungen der von der innermotorischen Begrenzung 200 gelieferten Stellbereichsgrenze. Die genannte Aufschaltung geschieht in Abhängigkeit von der Relation der Fahrervorgabe 215 zur Stellbereichsgrenze.According to the invention, a weighted activation of the following error compensation takes place for the limiting values supplied by the internal engine limitation, ie the following error compensation acts exclusively on the changes in the setting range limit delivered by the internal engine limitation 200. The said connection occurs as a function of the relation of the driver default 215 to the setting range limit.

Mittels der Elemente 230, 235 erfolgt eine "harte" Kompensation der sich ändernden Stellbereichgrenze, d.h. es wird ein solches Signal an den Führungsformer 200 - 225 bereitgestellt, welches am Ausgang des Führungsformers 200 - 225 ein der jeweiligen Änderung der Stellbereichgrenze unmittelbar entsprechender Änderungswert, bspw. +10 Nm (siehe hierzu Fig. 3), anliegt.By means of the elements 230, 235 there is a "hard" compensation of the changing control range limit, i. Such a signal is supplied to the guillotine formers 200-225, which at the output of the guillotine formers 200-225 abuts a change value directly corresponding to the respective change in the setting range limit, for example +10 Nm (see FIG. 3).

Der Filter 225 selbst führt die anhand der Fig. 1 beschriebene Signalverarbeitung durch und wird daher hier nicht erneut beschrieben. Das am Ausgang des Filters 225 vorliegende Signal wird mit positivem Vorzeichen einem dritten Verknüpfungspunkt 239 zugeführt, dessen zweite Eingangsgröße der Wert des am Ausgang des ersten Minimumbildners 210 anliegenden Signals darstellt. Das hinter dem dritten Verknüpfungspunkt 239 vorliegende Signal stellt die gefilterte und erfindungsgemäß schleppfehlerkompensierte Ausgangsgröße dar, welche vorliegend letztlich der Brennkraftmaschine 240 zu Zwecken der eigentlichen Kraftstoffzumessung zugeführt wird.The filter 225 itself carries out the signal processing described with reference to FIG. 1 and will therefore not be described again here. The signal present at the output of the filter 225 is fed with a positive sign to a third node 239 whose second input value represents the value of the signal present at the output of the first minimum former 210. The signal present behind the third connection point 239 represents the filtered output error quantity compensated according to the invention, which in the present case is ultimately supplied to the internal combustion engine 240 for purposes of the actual metering of fuel.

In dem in der Fig. 3 gezeigten Diagramm ist das (Dreh-)Moment M (in der Einheit Nm) einer Brennkraftmaschine gegenüber der Zeit t (in der Einheit s) aufgetragen. Dargestellt ist der fiktive Momentenverlauf 300, der sich aufgrund des von dem Fahrpedalsteller 215 bereitgestellten Fahrerwunschsignals unmittelbar (d.h. ohne die beschriebene innermotorische Begrenzung) ergeben würde sowie der stufenförmige Verlauf des tatsächlich an die Brennkraftmaschine 240 gelieferten Ausgangssignals 305 aufgrund des beschriebenen von der innermotorischen Begrenzung 200 gelieferten Begrenzungssignals. Das Fahrerwunschmoment 300 weist vorliegend einen kurzzeitigen Sprung von 0 Nm auf 700 Nm auf. Die innermotorische Begrenzung bewirkt in diesem Fall, dass das an die Brennkraftmaschine 240 gelieferte Ausgangssignal bzw. das entsprechende Moment zunächst auf 300 Nm begrenzt wird und sich danach im Normalfall so lange stufenförmig erhöht, bis das der Fahrerwunschmenge entsprechende Moment von 700 Nm erreicht wird. Aus der in der Fig. 3 gezeigten Ausschnittvergrößerung ist zu ersehen, dass die tatsächliche stufenförmige Erhöhung des Moments bspw. in Schritten von 10 Nm und in Zeitintervallen von 10 ms erfolgt. Es ist jedoch hervorzuheben, dass es bei der Erfindung auf die genauen Werte dieser Größen nicht ankommt und die Erfindung somit grundsätzlich auch bei anderen zeitlichen Verläufen eines Begrenzers anwendbar ist.In the diagram shown in FIG. 3, the (rotational) moment M (in the unit Nm) of an internal combustion engine is plotted against the time t (in the unit s). Shown is the fictitious torque curve 300, which would result directly (ie without the internal engine limitation described) due to the driver input signal provided by the accelerator pedal actuator 215 and the stepped course of the actually supplied to the internal combustion engine 240 output signal 305 due to the described by the internal engine limitation 200 delivered limiting signal. The driver command torque 300 in this case has a brief jump from 0 Nm to 700 Nm. The internal engine limitation causes in this case that the delivered to the engine 240 output signal or the corresponding moment is initially limited to 300 Nm and then increased in the normal case stepwise until the torque of the corresponding torque of 700 Nm is reached. From the detail enlargement shown in FIG. 3, it can be seen that the actual increment of the moment is, for example, in steps of 10 Nm and in time intervals of 10 ms. However, it should be emphasized that the invention does not depend on the exact values of these variables, and therefore the invention is fundamentally also applicable to other temporal progressions of a limiter.

Claims (11)

Verfahren zur Filterung einer Größe, mit wenigstens einem Filtermittel (225) zur Bildung einer Ausgangsgröße abhängig von einer Eingangsgröße, wobei das wenigstens eine Filtermittel wenigstens eine verzögernde Wirkung auf die Größe aufweist, sowie mit wenigstens einem Begrenzermittel (200) zur sich zeitlich ändernden Begrenzung einer Stellbereichsgrenze der Größe, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der sich zeitlich ändernden Begrenzung unmittelbar in die Ausgangsgröße eingerechnet wird.Method for filtering a variable, comprising at least one filter means (225) for forming an output variable dependent on an input variable, wherein the at least one filter means has at least a delaying effect on the magnitude, and at least one limiting means (200) for time-varying limiting of one Stellbereichsgrenze the size, characterized in that a change in the time-varying limit is calculated directly into the output. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufschaltung einer Schleppfehlerkompensation (230) für die von dem Begrenzermittel gelieferten Begrenzungswerte durchgeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that a connection of a following error compensation (230) for the limit values supplied by the limiting means is performed. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Aufschaltung gewichtet erfolgt, vorzugsweise mittels eines Faktors zwischen 0 und 1.A method according to claim 2, characterized in that said connection takes place weighted, preferably by means of a factor between 0 and 1. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Aufschaltung in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen einer Vorgabe der Eingangsgröße zu der Stellbereichsgrenze durchgeführt wird.A method according to claim 3, characterized in that said switching is carried out in dependence on the ratio between a specification of the input quantity to the setting range limit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang eines das wenigstens eine Filtermittel aufweisenden Führungsformers (200 - 225) ein Signal bereitgestellt wird, so dass am Ausgang des Führungsformers ein der jeweiligen Änderung der Stellbereichgrenze entsprechender Änderungswert der Ausgangsgröße anliegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a signal is provided at the input of a guide former (200-225) having the at least one filter means so that a change value of the output variable corresponding to the respective change of the control range boundary is present at the output of the guide former. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Anwendung in einer Kraftstoffzumessung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Filterung nur dann durchgeführt wird, wenn eine Fahrerwunschmenge begrenzt wird.Method according to one of the preceding claims for use in a fuel metering of an internal combustion engine, characterized in that said filtering is performed only when a driver's request quantity is limited. Vorrichtung zur Filterung einer Größe, mit wenigstens einem Filtermittel (225) zur Bildung einer Ausgangsgröße abhängig von einer Eingangsgröße, wobei das wenigstens eine Filtermittel wenigstens eine verzögernde Wirkung auf die Größe aufweist, sowie mit wenigstens einem Begrenzermittel (200) zur Begrenzung des Maximalwertes der Größe, gekennzeichnet durch Mittel (230) zur Schleppfehlerkompensation, mittels derer sich Änderungen der von dem Begrenzermittel vorgegebenen Begrenzungswerte unmittelbar am Ausgang des Filtermittels abbilden, und Mittel zur Wichtung eines am Ausgang des Mittels zur Schleppfehlerkompensation anliegenden Offsets.A device for filtering a quantity, comprising at least one filter means (225) for forming an output quantity dependent on an input quantity, the at least one filter means having at least one delaying effect on the magnitude, and at least one limiting means (200) for limiting the maximum value of the magnitude characterized by means (230) for following error compensation, by means of which changes of the limiting values predetermined by the limiting means are imaged directly at the output of the filtering means, and means for weighting an offset applied to the output of the means for following error compensation. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Schleppfehlerkompensation einen Offset für den Eingang des Filtermittels berechnen.Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for lag error compensation calculate an offset for the input of the filter means. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Offsets für den Eingang des Filtermittels mittels einer inversen Übertragungsfunktion erfolgt.Apparatus according to claim 8, characterized in that the calculation of the offset for the input of the filter means by means of an inverse transfer function. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der am Ausgang des Mittels zur Schleppfehlerkompensation anliegende Offset mit einem Faktors zwischen 0 und 1 gewichtet ist.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the voltage applied to the output of the means for lag error compensation offset is weighted with a factor between 0 and 1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Wichtung durch eine Sprungfunktion oder eine Rampenfunktion oder eine Funktion höherer Ordnung realisiert sind.Apparatus according to claim 10, characterized in that the means for weighting by a jump function or a ramp function or a higher-order function are realized.
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