KR101753930B1 - 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물리적 변수가 변하는 미래 시간 간격(16, 28, 30, 32)의 길이에 대한 값의 예측 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에서는 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이에 대한 하나 이상의 측정값 및 현재 시간 간격(12)의 길이에 대한 현재 측정값이 고려되며, 이때 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이들에 대한 m개의 값들이 가산되고, 제1 값은 현재 측정값으로부터 k-1만큼 뒤에 있으며 m번째 값은 현재 측정값으로부터 k-m만큼 뒤에 있고, 가산된 m개의 값들은 현재 측정값으로부터 k만큼 뒤에 있는 어느 한 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이의 값으로 나누어지고, 상기 값들의 비율이 구해지며, 예측하려는 값을 결정하기 위해 먼저 평균 오차가 현재 측정값에 가산되어 그 합이 산출됨 다음, 상기 합에 앞서 산출된 비율이 적용된다.

Description

모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법{METHOD FOR CONTROLLING ONE OF AN ENGINE OR A MOTOR}

본 발명은 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법 및 예측하려는 값의 발생을 위한 회로 장치에 관한 것이다.

엔진, 전형적으로는 내연기관의 제어를 위해, 엔진의 가동 부품, 예를 들어 크랭크축의 위치를 지시하는 센서들이 존재한다. 상기 엔진에서는 일반적으로, 센서 휠에 있는 마킹이 시작하거나 종료할 경우에는 항상, 크랭크축에 소정의 각도로 고정 설치된 센서 휠을 통해 센서로부터 신호를 발생시킨다.

공개공보 DE 100 63 755 A1호는 구형 신호에서 특이점 발생을 검출하고 검증하는 방법을 기술하고 있다. 이때 사전설정 가능한 신호 간격들 사이에서 특이점 바로 앞 및 바로 뒤 시간들의 합이 특이점이 발생하는 시간보다 더 작으면, 특이점이 검출된다. 상기 방법은 예를 들어 내연기관의 크랭크축 또는 캠축과 연결되고 기준 마크를 갖는 회전 운동하는 몸체의 회전을 평가하기 위해 이용된다. 상기 방법은 이때 내연기관의 제어 장치 내에서 실시된다.

현재 엔진 위치와 동기화할 수 있기 위해, 일반적으로 센서 휠에 하나 또는 복수의 마킹이 생략되며, 이는 공개공보 DE 100 63 755 A1호에도 기재되어 있다. 그러나 마킹 위치들은 현재 엔진 위치를 매우 개략적으로만 재현하기 때문에, 하나의 각도 기준을 만들고, 상기 각도 기준을 이용해 2개의 센서 신호들 사이에서 정확하게 규정된 수의 펄스를 통해 중간 위치가 결정될 수 있다. 이런 목적을 위해서는 특히 다음 센서 신호까지의 지속 시간을 예측하는 것이 필요하다.

제1 각도 이벤트과 제2 각도 이벤트 사이 내연기관의 각도 차이를 결정하는 방법은 공개공보 DE 10 2005 047 922 A1호에 공지되어 있다. 이때 제2 각도 이벤트에 대한 제1 각도 이벤트는 규정된 시간 간격을 갖는다. 상기 방법을 실시하는 경우, 제2 각도 이벤트의 크랭크축 각도로 시작하고, 선행하는 치형부들의 투씽 타임들이 검출되고 이어 제1 및 제2 각도 이벤트 사이 시간 간격에 가산되며, 각각의 경우 투씽 타임들에 속하는 치형부들의 투쓰 각도가 각도 차이에 가산되고 선행하는 하나의 작동 사이클의 투씽 타임들로 이루어지는 투씽 타임들이 곱해지고 보정 계수를 이용해 검출된다.

선행하는 시간 간격으로부터 현재의 시간 간격의 예측을 추론하는 것이 일반적이다. 더 나아가서, 각도의 단계적 예측을 위한 소위 IAP 방법 또는 증분 각도 예측 방법을 이용해, 크랭크축의 720°회전과 관련한 센서 신호의 비율들도 명시하는 개선이 구현된다. 또한, 분사 시점을 계산하기 위해 복수의 미래 시간 간격들이 고려되어야 할 수도 있다. 이를 위해 소위 MIAP(Multi Increment Angle Prediction)-알고리즘이 이용된다. 여기서도 미래 증분들은 적절히 측정된 과거 증분들에 근거하여 계산되며, 이는 예를 들어 공개공보 DE 10 2005 047 922 A1호에 기재되어 있다.

이에 근거하여 독립항들의 특징들을 포함하는 방법 및 회로 장치를 소개한다. 본 발명의 또 다른 실시예들은 종속항들 및 상세한 설명에 제시된다.

본 발명의 범주에서 물리적 변수가 주기적으로 변하는 미래 시간 간격의 길이에 대한 값이 예측될 수 있다. 물리적 변수를 이용해 예를 들어 기술적 장치, 예를 들어 기계 또는 엔진의 한 부품의 운동이 설명될 수 있다. 부품이 주기적으로 운동하면, 미래 시간 간격을 이용해 부품의 운동 주기성이 결정될 수 있다.

제안된 본 발명에 따른 방법의 한 실시예에 따라 비율, 일반적으로 작동 변수는 적어도 엔진의 개별 부품에 대해 반복하는 변수로 생각되는데, 예를 들어 이는 1회 캠축 회전과 함께 또는 2회 크랭크축 회전과 함께 이루어진다. 또한, 이는, 엔진이 가속되거나 감속될 때에도, 적용된다. 이에 따라, 엔진의 관련 위치에서의 인접한 2개 시간 간격들 사이 비율은 매우 비슷하다. 그러나 가속 주기들 또는 감속 주기들에서 편차들의 증가가 발생한다. 작동 변수들은 상기 부품들의 위치들도 포함한다.

일반적으로 그 운동이 모니터링될 장치 또는 엔진의 부품은 부품과 동기적으로 운동하는 마킹들을 갖는다. 마킹들의 운동은 센서에 의해 검출된다. 본 발명의 범주 내에서 분석하려는 현재 시간 간격은 일반적으로 인접하는 2개의 마킹들의 운동을 통해 기준점으로서 정해진 한 위치에 대하여 상대적으로 규정될 수 있다. 그러므로 제1 마킹이 정해진 위치에 위치하고 그리고/또는 제1 위치에 도달하면, 현재 시간 간격이 시작할 수 있으며, 제2 마킹이 정해진 위치에 위치하고, 그리고/또는 정해진 위치에 도달하는 즉시 현재 시간 간격이 종료할 수 있다. 전형적으로 시간 간격 및 그의 지속 시간 또는 길이는 부품들의 운동과 관련된 연속하는 2개 이벤트의 발생을 통해 규정된다. 이벤트들은 마킹들의 위치로써 표시되므로, 마킹들의 관찰을 통해 검출될 수 있다.

종래 기술에 공지된 방법의 경우에는 평균 편차가 고려되지 않거나 간단하게 가산되는 반면, 본 발명의 실시예에서는 시간 간격들의 길이가 다른 경우 또는 그에 상응하는 증분들의 경우에도 그들의 몫을 통해 시간 경과에 대한 더 정확한 예측을 맞출 수 있는데, 이는 평균 오차가 몫과 곱해진 다음에 예측 값에 산입되기 때문이다.

본 발명에 따른 방법은, 예를 들어 전동기, 예를 들어 영구 자석형 동기 전동기(PMSM)의 제어를 위해서도 이용될 수 있다. 이때 기계적 회전 및/또는 위치는 마킹으로서 이용되는 복수의 극 쌍을 통해서도 결정될 수 있다. 이런 경우 서로 시스템적으로 편차가 있을 수 있는 적절한 전기 사이클들이 검사될 수 있다. 따라서, 기계적인 회전 동안 시스템적으로 발생하는 모든 추가 유닛의 작용도 고려된다. 이런 경우에도, 제1 마킹 및 후속 제2 마킹이 기준점으로서 제공된 위치에 언제 도달하고 그리고/또는 통과하는 지에 따라 시간 간격이 규정된다.

본 발명은 엔진 제어를 위해, 또는 물리적 변수가 시간 간격마다 규칙적으로 변하는 장치의 제어를 위해서도, 이용될 수 있다. 이는 특히 수위의 조절을 위해 사용되거나, 재료, 예를 들어 컨테이너, 예컨대 화차 안에 부어지는 벌크 재료의 적재를 위해 사용되거나, 전력 네트워크로의 AC 전원의 접속 시점의 정확한 위상 결정을 위해 사용되거나, 최적 시점의 예측을 위해, 또는 선행하는 온도 마크들을 포함하는 시점의 관찰을 통한 사전 설정 온도의 도달 예측을 위해 사용될 수 있다. 이 경우 일반적으로 시간 간격 또는 시점의 예측이 중요하지만, 상기 시점을 도출해내는 물리적 변수는 엔진의 회전 운동 또는 선형 운동에 국한되지 않고 오히려 온도, 액체의 수위, 벌크 재료 또는 주기적 진동의 위상 위치, 예를 들어 전류 또는 전압의 위상 위치 또는 진자의 기계적 진동에도 관련될 수 있다.

종래 기술에 따른 시간 간격의 예측이 부정확한 이유는, 예를 들어 공개공보 DE 10 2005 047 922 A1호에 설명된 방법과 마찬가지로, 예측과 측정 사이의 편차 계산시 평균 오차가 고려되지 않거나, 단지 가산되기 때문이다.

더 정확한 예측이 본 발명의 범주 내에서 이루어지도록, 오차가 먼저 마지막 측정값에 가산된 다음 그 합이 과거 시간 간격들의 증분들 또는 길이들의 비율과 곱해진다. 이런 조치로 부품의 회전수 또는 속도가 균일하게 변하지 않는 경우에도 더 높은 정확성이 달성될 수 있다.

과거 또는 과거의 시간 간격들로부터 도출된 시간 간격들의 과거 값 또는 측정값의 저장을 위해, 본 발명에 따른 회로 장치의 한 실시예의 부품으로서 고유 저장 영역이 제공될 수 있다. 일반적으로 하나의 시간 간격은 역시 측정될 수 있는 2개의 시점에 의해 한정된다. 본 발명의 범주에서는, 상기 미래 시간 간격들을 한정하는 미래 시점들에 대한 예측을 통해 미래 시간 간격에 대한 예측이 구현될 수 있다.

본 발명은 미래 시간 간격의 길이 또는 지속 시간의 예측을 가능하게 하며, 엔진 제어에 이용될 수 있다. 하이브리드 자동차 내 전동기 구동부의 본 발명에 따른 회로 장치의 디지털 버전을 위한 하드웨어 솔루션으로서의 응용도 가능하다.

본 발명에 따른 회로 장치는 소개된 방법의 전체 단계를 실시하도록 형성된다. 이때 상기 방법의 개별 단계는 회로 장치의 개별 부품에 의해서도 실시될 수 있다. 또한, 회로 장치의 기능 또는 회로 장치의 개별 부품들의 기능이 상기 방법의 단계로서 실행될 수 있다. 그 외에도 상기 방법의 단계들은 회로 장치의 하나 이상의 부품 또는 전체 회로 장치의 기능으로서 실현될 수 있다.

본 발명의 그 외 장점들 및 실시예들은 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 결과한다.

앞서 언급하였고 또한 하기에 설명하려는 특징들은 본 발명의 범주에서 각각 제시된 조합으로도 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다른 조합으로도, 또는 단독으로도 사용될 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회로 장치의 실시예의 개략도이다.

본 발명은 실시예들을 이용해 도면에 개략적으로 도시되어 있으며 하기에서 도면들과 관련하여 상세히 설명된다.

도면들은 일관성 있게 그리고 포괄적으로 설명되며, 동일 도면 부호는 동일한 구성요소를 의미한다.

도 1 및 도 2의 두 다이어그램은 각각 수평 배향된 시간 축(2)을 포함하며, 상기 시간 축을 따라 내연기관의 주기적으로 운동하는 부품의 마킹들이 센서에 의해 검출되는 시점들이 파선으로 표시되어 있다. 상기 시점들 사이에 시간 간격들이 표시되어 있다. 즉 시간 간격들은 길이 DT(-k)를 가지는 k번째 과거 시간 간격(4) 및 길이 DT(-k+1)를 가지는 -k+1번째 과거 시간 간격(6)이고, 이들 시간 간격들은 이미 과거에 검출되었다. 그 외에도 도 1 및 도 2의 두 다이어그램에는 마지막으로 또는 최근에 측정된 시점(8) 및 직전에 검출된 양 시간 간격으로서 길이 DT(-1)을 가지는 과거 시간 간격(10) 및 길이 DT(0)를 가지는 과거 시간 간격(12)이 도시되어 있다. 또한, 예측하려는 시점(14)이 도 1의 다이어그램에 도시되어 있다. 예측하려는 미래 시간 간격(16)의 길이 CDT(1)는 최근에 측정된 시점(8) 및 예측하려는 시점(14)에 의해 한정된다.

-k+1번째 과거 시간 간격(6)에 부가하여 후속하는 3개의 추가 과거 시간 간격(20, 22, 24)이 다이어그램에 도시되어 있으며, 이들은 도 2의 다이어그램에서 과거의 전체 간격(26)으로 묶여 있다. 도 2에는 4개의 미래 시간 간격들(16, 28, 30, 32)도 도시되어 있으며, 이들은 길이 DTA(m)를 가지는 공동의 예측 값(34)으로 묶여 있다.

본 발명에 따른 방법의 이미 언급한 양 실시예들을 실시할 때, 고려 대상 영역은 마지막 k개 과거 시간 간격(4, 6, 20, 22, 24)을 포함하며, 시스템 조건들이 k개의 주기로 반복된다고 가정되므로, 예를 들어 k는, 크랭크축 1회전에 대한 주기를 생각하면, 크랭크축에 고정 설치된 센서 휠의 마킹의 개수가 될 수 있다. 이때, 오차가 확인되고 부가 정보를 통해 오차 발생 마킹들의 수가 추론될 수 있으면, 시스템적으로 오차 발생 마킹들 역시 함께 고려될 수 있다. 마찬가지로 캠축 1회전에 대한 마킹들의 수가 k로 확정될 수 있는데, 이는 매 크랭크축 회전이 동일한 조건을 갖는 것은 아니기 때문이다.

센서 휠로서 형성된 센서 모듈에 있는 마킹의 존재를 시그널링하는 하나 이상의 센서를 이용해 캠축의 위치가 결정된다. 전형적으로 이는, 시작 위치를 알고 있는 경우, 또는 선택 위치가 오차 발생 마킹을 통해 진행 중에 검출될 수 있는 경우에 이루어진다. 그 외 캠축 신호들을 통해 이들 마킹 역시 고려된다.

오차 발생 마킹이 아직 인식되지 않는 한, 먼저 k=1이 세팅되고 마지막으로 측정된 두 과거 시간 간격들의 비율 XDT(0), 도 1의 실시예의 경우 1-k번째 과거 시간 간격(6)(-k+1)의 길이 DT(-k+1)과 k번째 과거 시간 간격(4)의 길이 DT(-k)의 비율은 마지막으로 측정된, 길이 DT(0)를 가지는 현재 시간 간격(12)에 대한 제1 미래 시간 간격(16)의 예측하려는 길이 CDT(1)의 비율로 전용될 수 있다.

이때, 가속도 성분 및 감속 성분 역시 함께 고려되고, 이들 성분은 장차 계속 비슷할 것으로 생각된다. 평균 오차를 고려하여 보정이 이루어질 수 있다. k=0이고 바로 연속하는 2개의 시간 간격들의 길이의 비율이 XDT(i)=1으로 세팅되면, 간단하게 새로운 시간 간격이 선행하는 시간 간격과 똑같은 길이를 가지는 것으로 생각할 수 있다.

또한, 값들이 내연기관의 실린더 당 마킹들의 수에 상응하도록, 상기 값들이 선택될 수도 있다. 그러므로 적어도 가끔, 예를 들어 1회 또는 2회 크랭크축 회전에 대한 정보가 아직 제공될 수 없는 경우, 거의 모든 실린더를 위해 연소 과정에서의 가속 및 압축시 감속과 관련하여 동일한 조건들이 주어지는 것으로 생각될 수 있다.

마지막 k개 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이들 DT(i), 즉 길이들 DT(-k), DT(-k+1), ...DT(-1)이 저장 영역에 저장되고, 위에서 설명한 주기를 가지는, 방금 시작한 미래 시간 간격(16)의 현재 지속 시간 또는 길이 CDT(1)를 상기 저장 영역으로부터 예측할 수 있다.

이들 값으로부터, 주기(k)를 가지는, 바로 연속하는 2개의 과거 시간 간격들의 길이의 비율(XDT)은 하기처럼 하나의 시간 간격의 인덱스(k)에 상응하게 계산된다.

계산을 통해 얻어진 상기 비율 XDT(0) 또는 경우에 따라서는 역수 값 RDT(-k) = 1/DT(-k)만 저장될 수 있다.

역수 값 RDT(-k)를 이용하는 경우, 역수 값 RDT(-k)이 다른 비율의 계산을 위해서도 이용될 수 있기 때문에 나눗셈이 생략될 수 있다.

비율 XDT(-1)에 과거 시간 간격(10)의 길이 DT(-1)을 곱하여 현재 시작된 미래 시간 간격(16)의 길이 또는 지속 시간 CDT(1)의 값을 예측하기 위해, 이전의 과거 시간 간격(10)을 위해 이전에 결정되어 저장된 값 XDT(-1) 또는 RDT(-1)이 이용된다. 이때, 예를 들어 도 1의 다이어그램의 경우처럼, 상기 비율은 각각 k개의 값들에 따라 주기적으로 반복되는 것으로 전제된다. 현재 측정된 시점(8)에서 종료하는 마지막의 현재 시간 간격(12)의 길이 DT(0)의 실제 값이 측정된 후, 예측을 위한 오차 EDT(0)는 하기처럼 결정될 수 있다.

이고, 여기서

이므로,

이 된다.

k=1이면, 실시예에서는 과거 증분 또는 시간 간격만이 계산에 이용되므로, 오차에 대해 결과는 다음과 같다.

또는

오차 EDT에 평균 편차 MEDT를 반복 가산하고 2로 나누면, 새로운 평균 편차는

이다.

이제 검출된 상기 모든 값들로부터 미래 시간 간격(16)의 길이 CDT(1)에 대한 새로운 예측 값이 하기처럼 결정된다.

또는 역수 값 RDT를 이용하여,

도 1의 예에서 마지막 예측의 오차에 대한 결과는 하기와 같다.

예측의 가중 평균 오차는 다음과 같다.

상기 식으로부터 예측 값에 대한 결과는 다음과 같다.

그 다음 미래 시간 간격(16)의 지속 시간 또는 길이 CDT(1)에 대한 상기 예측 값은 가속도 또는 감속의 경우 마지막으로 측정된 현재 시간 간격(12)의 길이 DT(0)의 값에 따라 변하며, 더 정확한 예측을 위해 선행하는 측정치들의 편차들을 고려한다.

또한, 내연기관의 경우에 2회 크랭크축 회전에 대한 측정 데이터가 이용되도록 k가 선택되면, 모든 개별 실린더의 경우에 따라 상이한 연소 과정 및 압축 과정이 고려된다. 예를 들어 유압 펌프의 사용과 같은, 추가 유닛의 시스템적 영향들 역시 고려될 수 있다. 평균 오차를 예측에 포함함으로써, 일반적으로 가속 페달에 의해 제공되는 가속도 사전설정 또는 엔진-브레이크에 의해 발생하는 감속을 통한 평균 회전수의 변동은 예측을 위해 적어도 부분적으로 산입된다.

클러치, 변속기, 바퀴, 도로, 바람 등과 같은 외부 영향도 예측에 영향을 주지만, 과잉 반응 및 그로 인한 갑ㅎ들의 요동은 발생하지 않는다. 그 이유는, 일반적으로, 검출된 마지막 편차가 절반만 새로운 계산에 산입되고 선행 편차들의 영향력은 각각 더 작기 때문이다. 상기 방법의 구현은 메인 프로세서(CPU)를 이용해 소프트웨어에서 이루어질 수 있고, 그리고/또는 본 발명에 따른 회로 장치의 한 실시예의 가능한 요소로서 특수한 하드웨어를 이용해 이루어질 수 있다.

본 발명의 그 외 실시예에서, 과거로부터 획득한 선행하는 과거 시간 간격(4)의 길이 RDT(-k)에 대해 과거로부터 획득한 과거 시간 간격들(6, 20, 22, 24) 또는 증분들의 길이들의 합이 비율로 세팅되면, 함께 예측 값(34)을 형성하는 복수의 미래 증분들 또는 미래 시간 간격들(16, 28, 30, 32)이 예측될 수 있다.

m개의 미래 시간 간격(16, 28, 30, 32)에 대해 복수의 각도 증분들을 예측하는 데 이용될 수 있는 MIAP-알고리즘 구현을 위한, 도 2의 다이어그램에 도시된 비율 PDT(m)이 도출된다. 그런 경우 후속하는 m개의 미래 시간 간격들(16, 28, 30, 32) 또는 증분들에 대한 지속 시간이 m개의 미래 시간 간격(16, 28, 30, 32)에 대한 길이 DTA(m)의 예측 값에 상응하게 예측 계산될 수 있다.

그러므로 몫 대신에 예를 들어 본 발명의 실시예에서 제안된, 전술한 역수 값을 저장하면 필수적 나눗셈 수가 줄어드는데, 이는 역수 값이 여러 합산 값들과의 곱셈을 통해 항상 현재 비율 값을 표시하기 때문이다. 그러므로 나눗셈이 한번 더 실시된다. 또한, 각각의 경우 절감된 하드웨어 비용 또는 더 짧은 연산 시간으로 실시할 수 있는 곱셈만이 필요하게 된다.

상세하게 설명하면, 도 2를 참고하여 도시된 본 발명에 따른 방법의 실시예에서, 1 주기의 하나 이상의 선행하는 과거 시간 간격에 대하여 m개의 미래 시간 간격들(16, 28, 30, 32) 또는 증분들의 길이들의 비율 PDT(0)이 먼저 결정되고, 과거로부터 선행하는 과거 시간 간격들(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이들이 합산되어 과거로부터 최근 관찰된 과거 시간 간격의 길이 DT(-k)로 나누어진다.

도 1과 유사하게, 마지막 예측의 오차 EDT(0)에 대해 결과는 하기와 같다.

예측의 가중 평균 오차 MEDT(0)는 예를 들면,

이지만,

예를 들면 하기와 같이,

또는

또는

등으로 다르게 가중될 수도 있다.

종합해볼때, m개의 미래 시간 간격들의 길이 DTA(m)를 위한 예측 값에 대해,

이 적용된다.

본 발명의 한 변형예에서 크랭크축 또는 캠축에서 전술한 센서 휠의 마킹들 대신에, 센서에 의해 검출되어 전동기(PMSM)에 배치되는 센서 모듈의 신호들도 마킹들로서 처리될 수 있으며, 전형적으로는 하나의 전기적 사이클을 6개의 영역으로 분할하는 3개 센서가 제공된다. 마찬가지로 주기적으로 반복하는 선형의 좌우 운동에 대해 예를 들어 기어 랙과 같은 센서 로드의 운동의 예측을 생각할 수 있다.

또한, 주기적인 리필 및 배출을 위해 수위 센서 역시 장치, 예를 들어 엔진의 부품으로서 고려될 수 있다. 액체의 수위는, 과거로부터 수위 센서가 수위 도달을 예측하고자 하는 경우에 조절될 수 있다. 그러므로 예를 들어 밸브가 개폐되어야 하는 시점이 결정될 수 있다.

용기 내 부품의 질량을 연속 측정함으로써, 질량의 공급 및/또는 제거가 정지하는 질량 목표 값이 어느 시점에서 도달되는지가 결정될 수 있으며, 설정된 질량 이산 값들에서 각각 하나의 신호가 송출된다. 목표 온도에 도달하기 위해, 예를 들어 1℃마다 온도 센서에서 신호 송출을 통해 양 또는 음의 열 공급이 멈추어야 하는 시점이 결정될 수 있다. 진동의 제로 크로싱 및/또는 최대 또는 최소에서 신호의 출력을 통해, 예를 들어 AC 전원의 연결을 위해 또는 기계 부품의 결합을 위해 원하는 위상 위치에 대한 시점이 예측될 수 있다.

그 외 실시예에서 물리적 및 전자적 변수들, 예를 들어 아날로그 전압값, 전류값, 저항값 또는 용량치를 위한 선택 값들 역시 센서 모듈의 주기적으로 변하는 값으로서 생각될 수 있다. 이는 예를 들어 임의의 물리적 변수에 대한 정현 진동의 제로 크로싱, 최대 또는 최소에 관한 것이다. 어느 기술 모듈에 대해 운동들이 결정되는지와 상관없이, 모듈은 마킹들을 가지며, 마킹들의 운동이 센서에 의해 검출될 수 있다. 측정하려는 및/또는 예측하려는 미래 시간 간격(16, 28, 30, 32)은 2가지 이벤트의 발생을 통해 규정되고, 제1 마킹이 규정된 위치에 도달하면, 일반적으로 제1 이벤트가 진행되고, 제2 마킹이 규정된 위치에 도달하면, 제2 이벤트가 진행된다.

본 발명에 따른 회로 장치(50)의 실시예가 도 3에 개략적으로 도시되어 있으며, 회로 장치(50)는 데이터 처리 모듈(52) 및 저장 영역(54)을 포함하며 내연기관의 제어 장치(56) 안에 배치된다. 회로 장치(50)는 센서(58)와 연결되어 있다. 센서(58)는 센서 모듈로서 주기적으로 운동하는 센서 휠(62) 위에 배치되는 마킹들(60)을 검출하도록 형성된다. 센서 휠(62)은 도면에 도시되지 않은 내연기관의 캠축 또는 크랭크축과 연결되어 있다. 그에 따라 캠축 또는 크랭크축의 운동이 센서 휠(62)의 마킹(60)의 운동을 통해 재현된다. 측정 및 예측하려는 하나의 시간 간격의 지속 시간은 운동하는 센서 휠(62)이 2개의 인접 마킹(60) 사이를 통과하는 시간에 의존한다.

회로 장치(50)를 이용해 최대 k개 과거 측정값 및 하나의 부가적인 현재 측정값의 고려하에서, 하나의 미래 시간 간격의 지속 시간이 예측될 수 있다. 이런 경우 측정값들은 인접 측정값들이 상호간에 특정한 시스템 비율을 가지는 형태로 k개의 주기를 가지며, 시스템 비율은 여기서는 센서 휠(62)의 구조적 또는 작동적 성질에 근거한다. 2개의 마킹(60) 사이 미래 시간 간격의 예측을 위해, 현재 측정값으로부터 k만큼 뒤에 있는 측정값의 하나 이상의 후속 측정값에 대한 비율이 이용됨으로써, 현재 측정값으로부터 예측하려는 후속 측정값이 추론될 수 있으며, 이때 평균 오차가 마지막 측정값에 가산된 후, 상기 합에 과거 측정값들의 비율이 적용된다. 이때 마지막 과거 시간 간격의 이미 예측된 측정값과 마지막 과거 시간 간격의 실제 확인된 측정값의 감산을 통해 편차가 산출될 수 있으며, 상기 편차는 평균 오차에 산입된다. 또한, 마지막 예측의 편차들이 평균 오차에 산입되고, 이때 편차에 대한 시간상으로 더 멀리 떨어진 값들은 과거에서 뒤로 더 멀리 놓일수록 더 작은 가중치를 가지는 것으로 생각할 수 있다.

전술한 알고리즘을 이용해 검출되는, 본 발명의 범주에서 예측되는 값을 이용해, 엔진의 하나 이상의 부품 및 경우에 따라서는 엔진 전체의 기능에 대한 컨트롤 및 폐루프 및/또는 개루프 제어가 가능해진다.

Claims (10)

1. 속도가 변하는 회전 부품을 갖는 모터 또는 엔진 중 하나가 소정의 원호 길이의 회전을 하게 되는 미래 시간 간격(16, 28, 30, 32)의 길이에 대한 값을 예측함으로써, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법이며,
   - 데이터 프로세서에 의해, 어느 한 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이에 대한 하나 이상의 측정값 및 현재 시간 간격(12)의 길이에 대한 측정값이 고려되며,
   - 데이터 프로세서에 의해 과거 시간 간격들(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이에 대한 m개의 값들을 가산하고, 제1 값은 현재 측정값으로부터 k-1만큼 뒤에 있으며 m번째 값은 현재 측정값으로부터 k-m만큼 뒤에 있고, 가산된 m개의 값들은 현재 측정값으로부터 k만큼 뒤에 있는 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이의 값으로 나누어지고, 상기 값들의 비율이 구해지며,
   - 예측하려는 값을 결정하기 위해 먼저 데이터 프로세서에 의해 평균 오차가 현재 측정값에 가산되어 그 합이 구해진 다음 앞서 산출된 비율과 곱해지고,
   상기 예측되는 값은 상기 엔진 또는 모터 중 하나의 작동을 제어하기 위해 사용되는, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법.
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3. 제1항에 있어서, m에 대한 값은 1보다 크거나 같고 k보다 작거나 같도록 선택되는, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 시간 간격(4, 6, 10, 12, 16, 20, 22, 24, 28, 30, 32)의 길이에 대한 값들이 k개의 주기를 가지며, 인접 시간 간격(4, 6, 10, 12, 16, 20, 22, 24, 28, 30, 32)의 길이에 대한 값들이 상호간의 시스템 비율을 가지는, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 하나 이상의 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)을 위해, 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이에 대한 예측 값과 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이의 실제 확인된 값의 감산을 통해 편차가 검출되고, 상기 하나 이상의 검출된 편차는 평균 오차 안에 산입되는, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 검출된 복수의 편차들은 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)에 대해 산출된 편차가 뒤로 얼마나 멀리 놓이는지에 의존하여 가중되고, 뒤로 더 멀리 놓이는 편차들이 덜 심하게 가중되는, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 부품이 복수의 마킹(60)을 가지며, 마킹들은 부품의 운동시 규정된 위치(64)에 대하여 상대적으로 운동하고, 시간 간격(4, 6, 10, 12, 16, 20, 22, 24, 28, 30, 32)의 시작은 제1 마킹(60)이 규정된 위치(64)를 지나가는 시점(8)에 의해 결정되고, 시간 간격(4, 6, 10, 12, 16, 20, 22, 24, 28, 30, 32)의 끝은 제2 마킹(60)이 규정된 위치(64)를 지나가는 시점(8)에 의해 결정되는, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 주기적 운동을 실행하는, 센서 모듈로서 형성된 엔진 부품에 대한 값이 획득되는, 모터 또는 엔진 중 하나를 제어하는 방법.
9. 예측하려는 값의 발생을 위한 회로 장치이며, 상기 회로 장치는 하나 이상의 데이터 처리 모듈(52)을 포함하며, 상기 데이터 처리 모듈은, 물리적 변수가 변하는 미래 시간 간격(16, 28, 30, 32)의 길이에 대한 값을 결정하고, 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이에 대한 하나 이상의 측정값 및 현재 시간 간격(12)의 길이에 대한 현재 측정값을 고려하고, 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이에 대한 m개의 값들을 가산하며, 제1 값은 현재 측정값으로부터 k-1만큼 뒤에 있으며 m번째 값은 현재 측정값으로부터 k-m만큼 뒤에 있으며, 가산된 m개의 값들을 어느 한 과거 시간 간격(4, 6, 10, 20, 22, 24)의 길이의 값으로 나누고, 이때 상기 값들의 비율을 산출하도록, 형성되며, 또한 상기 데이터 처리 모듈(52)은, 예측하려는 값의 결정을 위해 먼저 평균 오차를 현재 측정값에 가산하여 그 합을 구한 다음 앞서 산출된 비율을 상기 합에 적용하도록 형성되는, 예측하려는 값의 발생을 위한 회로 장치.
10. 제9항에 있어서, 내연기관용 제어 장치(56)의 모듈로서 형성되는, 예측하려는 값의 발생을 위한 회로 장치.

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