JPH0643060A - Digital filter - Google Patents

Digital filter

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Publication number
JPH0643060A
JPH0643060A JP19568392A JP19568392A JPH0643060A JP H0643060 A JPH0643060 A JP H0643060A JP 19568392 A JP19568392 A JP 19568392A JP 19568392 A JP19568392 A JP 19568392A JP H0643060 A JPH0643060 A JP H0643060A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
period
sampling period
digital filter
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19568392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Watanabe
渡邊  悟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
Priority to JP19568392A priority Critical patent/JPH0643060A/en
Publication of JPH0643060A publication Critical patent/JPH0643060A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To shorten the time of operation. CONSTITUTION:A digital filer 10 is constituted of two stages of filters 1 and 2. The degrees of the filters 1 and 2 are set so that the operation is completed in less than the sampling period of 2ms are set to that the 1 and the operation is completed in less than the sampling period of 10ms of the filter 2. The signal in the frequency band of 0-400Hz is inputted into the filter 1. The component in the narrow frequency band of 1-7Hz is extracted with the filter 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディジタル・フィルタに
関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to digital filters.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車においては、エンジンの回転変動
により、駆動系のねじれ振動等が発生し、その結果車両
が前後方向に振動するサージ現象が発生する場合があ
る。このサージ現象の中で、乗員に不快感を与えるサー
ジの周波数は例えば1〜7ヘルツ程度であり、このサー
ジの度合いを計測する方法の1つとして燃焼圧力の変動
を検出し、燃焼圧力の変動から、1〜7ヘルツ程度であ
る特定の周波数帯域をサージトルクとして検出する方法
がある。
2. Description of the Related Art In an automobile, the rotational fluctuation of the engine may cause torsional vibration of the drive system, which may result in a surge phenomenon in which the vehicle vibrates in the front-rear direction. In this surge phenomenon, the frequency of the surge that gives an occupant an uncomfortable feeling is, for example, about 1 to 7 hertz. As one of the methods for measuring the degree of this surge, the fluctuation of the combustion pressure is detected and the fluctuation of the combustion pressure is detected. Therefore, there is a method of detecting a specific frequency band of about 1 to 7 hertz as surge torque.

【0003】かかるサージトルクを検出するには、まず
エンジンの燃焼圧力を筒内圧センサによって検出する。
この検出信号に基づいてPiメータで平均有効圧力Pi
が演算され、演算結果をサージメータに入力する。サー
ジメータでは演算結果を最適な振幅に増幅し、フィルタ
で周波数成分に変換した後、サージの周波数である1〜
7ヘルツの周波数帯域の強度を平方自乗平均化し、基準
レベルとの比較によってサージの有無を判定する。
To detect such surge torque, first, the combustion pressure of the engine is detected by a cylinder pressure sensor.
Based on this detection signal, the Pi meter measures the average effective pressure Pi.
Is calculated and the calculation result is input to the surge meter. The surge meter amplifies the operation result to the optimum amplitude, converts it into frequency components with a filter, and
The strength of the frequency band of 7 hertz is square-mean-squared, and the presence or absence of surge is determined by comparison with the reference level.

【0004】またサージは点火サイクルに依存する為、
フィルタリングを行う場合、エンジンの点火サイクルに
見合った広い周波数帯域でサンプリングする必要があ
り、例えば4サイクルの8気筒のエンジンでは、使用回
転数(一般的には0〜6000rpm)等も考慮すると燃焼圧力
の検出周波数は、単位振動数=気筒数×回転数/2よ
り、0〜 400ヘルツ程度となり、その中から1〜7ヘル
ツの狭い周波数帯域の信号の強度を検出する必要があ
る。
Since the surge depends on the ignition cycle,
When filtering, it is necessary to sample in a wide frequency band corresponding to the ignition cycle of the engine. For example, in a 4-cycle 8-cylinder engine, the combustion pressure should be taken into consideration in consideration of the operating speed (generally 0 to 6000 rpm). The detection frequency is equal to 0 to 400 hertz from the unit frequency = number of cylinders × rotation speed / 2, and it is necessary to detect the signal strength in a narrow frequency band of 1 to 7 hertz.

【0005】図4はかかるPi演算結果のフィルタリン
グをディジタルで行う場合の従来のディジタル・フィル
タを示す図であり、32次の縦続構成のディジタル・フィ
ルタとなっている。またこのディジタル・フィルタでフ
ィルタリングするには、そのサンプリング周期を、変動
周期成分を含む信号の周期の最小値よりも短くなるよう
に設定する。即ち、燃焼圧力Piの最大検出周波数が 4
00ヘルツであり周期の最小値が 2.5ms(=1/400 )と
なるので、サンプリング周期を2ms程度に設定する。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional digital filter for digitally filtering the Pi operation result, which is a digital filter having a cascade structure of 32nd order. Further, in order to perform filtering with this digital filter, the sampling period is set to be shorter than the minimum value of the period of the signal including the fluctuation period component. That is, the maximum detection frequency of the combustion pressure Pi is 4
Since it is 00 Hertz and the minimum cycle value is 2.5 ms (= 1/400), set the sampling cycle to about 2 ms.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のディ
ジタル・フィルタでは、サンプリング周波数を0〜400
ヘルツ程度の広帯域にしなければならない為、フィルタ
次数も大きくしなければならない。しかし、フィルタ次
数を大きくすると繰り返し演算が多くなって演算時間を
要するようになり、演算処理がサンプリング周期2ms以
内に完了しなくなるおそれがある。
By the way, in the conventional digital filter, the sampling frequency is 0 to 400.
Since a wide band of about Hertz must be used, the filter order must also be increased. However, if the filter order is increased, the number of repetitive calculations increases and the calculation time is required, and the calculation process may not be completed within the sampling period of 2 ms.

【0007】本発明ではこのような従来の課題に鑑みて
なされたもので、演算時間を短縮することが可能なディ
ジタル・フィルタを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a digital filter capable of shortening the calculation time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このため本発明は、変動
周期成分を含む信号の該周期毎に検出された最新のデー
タを一定のサンプリング周期で入力しつつ、当該データ
から所定の周波数成分を抽出するディジタル・フィルタ
において、複数段のフィルタを直列に接続して構成さ
れ、初段のフィルタは前記変動周期成分を含む信号の周
期の最小値より短いサンプリング周期でデータを入力
し、後段側は前段側よりサンプリング周期を大きくする
と共に各フィルタが夫々のサンプリング周期未満で演算
処理を完了し、最終段のフィルタから所定の周波数成分
が抽出されるように各フィルタの次数とフィルタの段数
が設定されているようにした。
Therefore, according to the present invention, while inputting the latest data detected in each cycle of a signal including a fluctuation cycle component at a constant sampling cycle, a predetermined frequency component is extracted from the data. In the digital filter to be extracted, a plurality of stages of filters are connected in series, the first stage of the filter inputs data at a sampling period shorter than the minimum value of the period of the signal including the fluctuation period component, and the latter stage of the former stage receives the data. From the side, the sampling cycle is set larger than that of each filter, and each filter completes the arithmetic processing in less than the respective sampling cycle, and the order of each filter and the number of filter steps are set so that a predetermined frequency component is extracted from the filter at the final stage. I was supposed to.

【0009】[0009]

【作用】上記の構成によれば、各フィルタ毎にサンプリ
ング周期未満で演算処理が完了し、しかも最終段のフィ
ルタから所定の周波数成分が抽出される。
According to the above construction, the arithmetic processing is completed in less than the sampling period for each filter, and moreover, a predetermined frequency component is extracted from the final stage filter.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜3に基づい
て説明する。本実施例のディジタル・フィルタは例えば
エンジンのサージ検出装置に使用される。即ち、図示し
ない筒内圧センサによって、例えば4サイクルの8気筒
のエンジンの燃焼圧力が検出される。検出されたエンジ
ンの燃焼圧力はA/D変換されて図示しないCPUで平
均有効圧力Piが演算され、演算結果はRAMに一旦記
憶される。このRAMに記憶された演算結果が最適な振
幅に増幅された後、ディジタル・フィルタに入力され、
ディジタル・フィルタにより演算結果の周波数成分が抽
出される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The digital filter of this embodiment is used, for example, in an engine surge detection device. That is, an in-cylinder pressure sensor (not shown) detects the combustion pressure of, for example, an engine with four cycles and eight cylinders. The detected combustion pressure of the engine is A / D converted, the average effective pressure Pi is calculated by a CPU (not shown), and the calculation result is temporarily stored in the RAM. The calculation result stored in this RAM is amplified to the optimum amplitude and then input to the digital filter.
The frequency component of the calculation result is extracted by the digital filter.

【0011】本実施例を示す図1において、ディジタル
・フィルタ10は初段フィルタであるフィルタ1と、最終
段フィルタとしてのフィルタ2と、の2段構成となって
おり、RAM内で構成されている。フィルタ1には、R
AMに記憶された演算結果が入力される。前述のよう
に、4サイクルの8気筒のエンジンのサージを検出する
には、サージが点火サイクルに依存する為、検出周波数
帯域は、使用回転数を0〜6000rpm とすると単位振動数
=気筒数×回転数/2より、0〜 400ヘルツ程度とな
る。したがってサンプリング周期を周期の最小値(2.5m
s)よりも短い2msに設定する。このサンプリング周期2
ms未満で演算処理が完了するように、フィルタ1の構成
を、遅延器x1 〜x15、乗算器f1 〜f16、及び加算器
1 〜a16の16次の縦続型構成とする。
In FIG. 1 showing the present embodiment, a digital filter 10 has a two-stage structure including a filter 1 which is a first stage filter and a filter 2 which is a final stage filter, and is constructed in a RAM. . R for filter 1
The calculation result stored in the AM is input. As described above, in order to detect a surge of an engine with four cycles and eight cylinders, the surge depends on the ignition cycle. Therefore, the detection frequency band is set to a rotation frequency of 0 to 6000 rpm. From rotation speed / 2, it will be about 0 to 400 hertz. Therefore, the sampling period is set to the minimum value of the period (2.5m
Set to 2 ms, which is shorter than s). This sampling cycle 2
The configuration of the filter 1 is a 16th-order cascade type configuration of the delay units x 1 to x 15 , the multipliers f 1 to f 16 , and the adders a 1 to a 16 so that the arithmetic processing is completed in less than ms. .

【0012】フィルタ2のサンプリング周期はフィルタ
1よりも大きくした10msとする。これは、抽出する周波
数帯域が1〜7ヘルツであり、フィルタ1で加算したも
のを加算すればよいからである。このサンプリング周期
10ms未満で演算処理が完了し、しかも所望の周波数帯域
である1〜7ヘルツの成分が抽出可能なように、フィル
タ2の構成を、遅延器y1 〜y63、乗算器g1 〜g64
及び加算器b1 〜b64からなる64次の縦続型構成とす
る。
The sampling period of the filter 2 is 10 ms, which is larger than that of the filter 1. This is because the frequency band to be extracted is 1 to 7 hertz, and what is added by the filter 1 may be added. This sampling period
The configuration of the filter 2 includes delay devices y 1 to y 63 and multipliers g 1 to g 64 so that the arithmetic processing is completed in less than 10 ms and the desired frequency band of 1 to 7 hertz can be extracted. ,
And an adder b 1 to b 64 in a 64th-order cascade configuration.

【0013】このフィルタ2から出力された周波数帯域
の成分の強度は平方自乗平均化され、この値に基づいて
サージの有無が判定される。次にサージを検出する動作
を説明する。筒内圧センサで検出されたエンジンの燃焼
圧力は図2のフローチャートに基づいて処理される。即
ち、ステップ(図中では「S」と記してあり、以下同様
とする)1では、平均有効圧力Piの演算処理が行われ
る。
The intensity of the frequency band component output from the filter 2 is square-mean-squared, and the presence or absence of surge is determined based on this value. Next, the operation of detecting a surge will be described. The combustion pressure of the engine detected by the in-cylinder pressure sensor is processed based on the flowchart of FIG. That is, in step (denoted as "S" in the drawing, the same applies hereinafter) 1, the arithmetic processing of the average effective pressure Pi is performed.

【0014】ステップ2では、Pi演算結果は、Pine
w としてRAMに記憶される。またこのRAMに記憶さ
れたPinew は図3のフローチャートに基づいて処理さ
れる。尚、この処理は2ms毎に行われる。ステップ11で
は、Pinew データが乗算器f1 に入力され、遅延器x
1 にストアされる。
In step 2, the Pi calculation result is Pine.
It is stored in RAM as w. The Pinew stored in this RAM is processed based on the flowchart of FIG. Note that this processing is performed every 2 ms. In step 11, the Pinew data is input to the multiplier f 1 and the delay unit x
Stored at 1 .

【0015】ステップ12では、このPinew データはデ
ィジタル・フィルタ10によって処理が行われる。即ち、
遅延器x1 にストアされたデータは乗算器f2 で乗算さ
れ、加算器a2 で加算される。Pinew データが入力さ
れる毎に、RAMから入力されたPinew データはn→
(n−1)→(n−2)…、というように順次更新さ
れ、Pinew データが処理される。
In step 12, the Pinew data is processed by the digital filter 10. That is,
The data stored in the delay unit x 1 is multiplied by the multiplier f 2 and added by the adder a 2 . Every time the Pinew data is input, the Pinew data input from the RAM is n →
(N-1)-> (n-2) ... are sequentially updated, and the Pinew data is processed.

【0016】このようにしてフィルタ1で演算されたP
inew データは10ms毎にフィルタ2の遅延器y1 に入力
され、フィルタ2で同様に処理されてサージとしての1
〜7ヘルツの周波数帯域の成分の強度が演算される。か
かる構成によれば、ディジタル・フィルタ10がフィルタ
1、2の2段構成であり、フィルタ1の演算処理がサン
プリング周期2ms未満で完了し、フィルタ2の演算処理
がサンプリング周期10ms未満で完了するようにフィルタ
1、2の次数が設定されているので、ディジタル・フィ
ルタ10の演算速度が向上し、変動周期成分を含む燃焼圧
力の最大検出周波数400 ヘルツ(周期の最小値 2.5ms)
までフィルタリングすることが出来、且つサージ周波数
である1〜7ヘルツの周波数帯域の成分を抽出すること
が出来る。またフィルタ1の次数が低減され、かつフィ
ルタ2のサンプリング周期も大きくなっているので、デ
ータを保存すべき遅延器数が減少し、よってフィルタ構
成用RAMのメモリ容量を削減することが出来る。
P calculated by the filter 1 in this way
The inew data is input to the delay device y 1 of the filter 2 every 10 ms, is processed in the same manner by the filter 2, and becomes 1 as a surge.
The intensities of the components in the ~ 7 hertz frequency band are calculated. According to such a configuration, the digital filter 10 has a two-stage configuration of filters 1 and 2, and the arithmetic processing of the filter 1 is completed within a sampling period of 2 ms and the arithmetic processing of the filter 2 is completed within a sampling period of less than 10 ms. Since the orders of filters 1 and 2 are set in, the calculation speed of the digital filter 10 is improved, and the maximum detection frequency of combustion pressure including the fluctuation period component is 400 hertz (minimum period value 2.5 ms).
It is possible to filter up to and to extract components in the frequency band of 1 to 7 hertz which is the surge frequency. Further, since the order of the filter 1 is reduced and the sampling period of the filter 2 is also increased, the number of delay units for storing data is reduced, and thus the memory capacity of the filter configuration RAM can be reduced.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
ィジタル・フィルタを複数段構成とし、変動周期成分を
含む信号を入力する初段から、各フィルタの所定サンプ
リング周期未満で演算処理が完了するように次数と段数
を構成することにより、ディジタル・フィルタの演算速
度が向上し、しかも所定の周波数成分を抽出することが
出来る。
As described above, according to the present invention, the digital filter is composed of a plurality of stages and the arithmetic processing is completed within the predetermined sampling period of each filter from the first stage of inputting the signal including the fluctuation period component. By configuring the order and the number of stages in this way, the operation speed of the digital filter can be improved and a predetermined frequency component can be extracted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のディジタル・フィルタの一実施例を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a digital filter of the present invention.

【図2】Pi演算処理のフローチャート。FIG. 2 is a flowchart of Pi calculation processing.

【図3】ディジタル・フィルタの処理動作のフローチャ
ート。
FIG. 3 is a flowchart of a processing operation of a digital filter.

【図4】従来のディジタル・フィルタを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a conventional digital filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 フィルタ 10 ディジタル・フィルタ 1, 2 filter 10 digital filter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】変動周期成分を含む信号の該周期毎に検出
された最新のデータを一定のサンプリング周期で入力し
つつ、当該データから所定の周波数成分を抽出するディ
ジタル・フィルタにおいて、 複数段のフィルタを直列に接続して構成され、 初段のフィルタは前記変動周期成分を含む信号の周期の
最小値より短いサンプリング周期でデータを入力し、後
段側は前段側よりサンプリング周期を大きくすると共に
各フィルタが夫々のサンプリング周期未満で演算処理を
完了し、最終段のフィルタから所定の周波数成分が抽出
されるように各フィルタの次数とフィルタの段数が設定
されていることを特徴とするディジタル・フィルタ。
1. A digital filter for extracting a predetermined frequency component from the data while inputting the latest data detected in each period of a signal including a fluctuation period component at a constant sampling period, The first-stage filter is configured by connecting filters in series, and the first-stage filter inputs data at a sampling period shorter than the minimum value of the period of the signal containing the fluctuation period component, and the latter-stage side has a larger sampling period than the front-stage side and each filter The digital filter is characterized in that the order of each filter and the number of stages of the filters are set so that the arithmetic processing is completed in less than each sampling period and a predetermined frequency component is extracted from the filter of the final stage.
JP19568392A 1992-07-22 1992-07-22 Digital filter Pending JPH0643060A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009057753A1 (en) 2007-11-02 2009-05-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Mechanism for regulating kneadability, extruder, continuous kneading machine, method for regulating kneadability and kneading method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009057753A1 (en) 2007-11-02 2009-05-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Mechanism for regulating kneadability, extruder, continuous kneading machine, method for regulating kneadability and kneading method

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