KR20030010624A - 신호 필터링 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변수 필터링 방법 및 장치에 관한 것이다. 제1 필터 수단은 입력 변수에 따라 출력 변수의 형성을 위해 사용되고, 제1 필터 수단은 적어도 하나의 지연 작용을 포함한다. 제1 필터 수단의 입력 변수는 제1 필터 수단의 입력 변수에 따라 필터링을 통해 제2 필터 수단에 의해 얻어지는 보정 변수에 의해 보정된다.

Description

신호 필터링 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR FILTERING A SIGNAL}

신호 필터링 방법 및 장치는 예를 들면 독일 특허 제195 37 787호에 공지되어 있다. 이 특허에서 운전자 요구량은 가이드 형성부에 의해 필터링된다. 필터링 장치는 예를 들면 빠른 운전자 요구량 변화(페달값)가 감쇠되어 연료 공급 장치에 영향을 미치고 따라서 차량 종방향 진동 자극이 방지되도록 형성된다. 이와 같은 시스템 자극의 감쇠를 위한 필터링 장치는 입력 변수가 램프(ramp)와 유사하게 변할 때 형상 에러(contouring error)를 발생시킨다는 단점을 갖는다. 즉, 입력 변수 다음에 출력 변수가 단지 지연되어(retarded) 발생된다. 이는 예를 들면 엔진에 적용될 때 감소된 구동 토크를 통해 나타난다.

본 발명은 청구범위 독립항의 상위 개념에 따른 신호 필터링 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 이하 도면에 도시된 실시예를 참조로 설명된다.

도1은 연료 공급 시스템의 기본 구조를 도시한다.

도2는 본 발명에 따른 방법의 블록도이다.

본 발명에 따른 방법은 특히 입력 변수가 계단형으로 변할 때 필터 작용의 제한이 감수되어야 할 필요 없이, 해당되는 형상 에러가 보상될 수 있다는 장점을 제공한다.

본 발명의 유리하고 바람직한 실시예 및 다른 구성예가 종속항에 나타난다.

본 발명은 이하 자가 점화 엔진의 연료량 신호의 예에서 설명된다. 본 발명은 이 적용예에 제한되지 않는다. 본 발명은 다른 신호, 특히 엔진의 제어 시 사용되는 신호에서 적용될 수도 있다. 특히, 본 방법은 주어진 모멘트에 영향을 주거나 또는 주어진 모멘트를 나타내는 신호에 적합하다. 이와 같은 신호들은 예를 들면 연료량 신호, 출력에 영향을 주는 조절 장치의 조절을 위한 신호, 요구량 신호, 가속 페달 센서의 출력 신호 또는 회전수 신호이다.

도1에는 엔진의 연료 공급 시스템의 기본 구조가 도시된다. 가속 페달 위치 센서가 10으로 도시되고 회전수 센서가 11로 도시된다. 설정값 제어 장치(12)가 가속 페달 위치 센서 및 회전수 센서(11)와 연결된다. 운전자 요구량에 해당되는 설정값 제어 장치의 출력 신호(MEW)는 가이드 형성부(13)로 제공된다. 회전수 센서(11)의 회전수 신호(N)는 방해 변수 조절 장치(14)로 제공된다. 가이드 형성부(13)의 출력 신호(MEF)와 방해 조절 장치(14)의 출력 신호(MES)는 결합 지점에서 중첩되어 조절 장치(15)로 공급되는 양 신호(MEA)를 형성한다. 이 신호(MEA)에 따라, 도시되지 않은 엔진으로 상응하는 연료량이 공급된다.

회전수 가속 페달 위치에 따라 설정값 제어 장치(12)는 운전자에 의해 요구되는 구동 출력을 제공하기 위해 필요한 운전자 요구량(MEW)을 계산한다. 전후전계비가 없는 시스템에서 이 신호는 직접 조절 장치(15)로 제공된다. 조절 장치(15)는 이 신호를 상응하는 조절 요소의 제어를 위한 조절 신호로 전환한다. 따라서, 예를 들면 직렬 펌프에서는, 제어 회로가 제어 로드 위치를 상응하는 값으로 조절하는 것이 제안된다. 타이밍 제어 시스템에서 조절 장치(15)는 양을 결정하는 솔레노이드 밸브 또는 피에조 액츄에이터용 조절 신호를 제공한다.

발생된 순방향 진동(forward swing)을 보상할 수 있도록, 운전자 요구 신호(MEW)가 가이드 형성부(13)에 의해 필터링되는 것이 제안된다. 가이드 형성부(13)는 적어도 하나의 지연 작용을 갖는다. 따라서, 예를 들면 PT1 거동을 갖는 필터가 장착될 수 있다. 또 다른 부품을 포함하는 필터가 가이드 형성부로서 장착된다면 특히 유리하다.

또한, 회전수 신호(N)는 방해 조절 장치(14)로 제공된다. 이 장치의 새로운 작용 방식은 독일 특허 제195 37 787호에 설명된다.

가이드 형성부를 형성하는 필터(13)가 적어도 지연 거동, 예를 들면 T1 부재를 갖는다면, 필터(13)의 입력 변수가 소정의 변화를 할 때 형상 에러가 발생되는데, 즉 입력 변수 다음에 출력 변수가 단지 지연되어 발생된다.

본 발명에 따르면, 이 형상 에러는 입력 변수에 따라 형성된 보정값이 필터의 입력부에 제공됨으로써 제거된다. 양호하게는, 이를 위해 입력 변수가 시간에 따라 유도되는데, 즉 미분되고 그 다음 특히 사전 설정 가능한 값에 의해 가중치를 두어 계산된다. 양호하게는 이 가중치 인자는 보정 필터의 전달 거동에 따라 사전설정된다. 여기서 입력 변수의 시간적 도함수는 형상 에러에 대한 조치가 있을지라도 빠르게 변하는 입력 변수에 필터링 작용을 유지하도록 제한된다.

도2에는 이와 같은 보정 과정을 갖는 가이드 형성부가 상세하게 도시된다. 이미 도1에 설명된 요소들은 동일한 도면 부호로 표시된다.

가이드 형성부의 고유의 필터는 제1 필터(100)로 표시된다. 가이드 형성부(13)의 입력 변수(MEW)는 한편으로는 양 부호로 결합 지점(125)에 제공되고 다른 한편으로는 제2 필터(110)로 제공된다. 결합 지점(125)의 출력 신호는 제1 필터(100)에 제공된다.

제2 필터(110)의 출력 신호는 제한기(112)를 통해 제2 결합 지점(115)으로 제공된다. 양호하게는 결합 지점(115)의 출력 신호는 양 부호로 결합 지점(125)으로 제공된다. 제2 결합 지점(115)의 제2 입력부에는 인자 설정부(120)의 출력 신호가 인가된다. 제1 필터(100)의 출력 신호는 출력 변수(MEF)를 형성한다.

일 실시예에서는 제한기(112)가 결합 지점(115) 이후에 배치되는 것이 제안될 수도 있다. 이는 제한기(112)가, 결합 지점(125)에서 제1 필터(100)의 입력 변수를 보정하는 보정 변수를 제한한다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 방법의 특히 유리한 실시예가 세미콜론으로 도시된다. 이 실시예에서 입력 변수는 추가적으로 증폭기(140)를 통해 결합 지점(130)으로 제공되고, 이 결합 지점(130)의 제2 입력부에는 제1 필터(100)의 출력 변수가 인가된다. 여기에서 이 두 개의 변수는 결합되어 출력 변수(MEF)를 형성한다.

양호하게는 제2 필터(110)는 미분기로 형성된다. 적어도 제2 필터(110)는미분 부품을 포함한다. 예를 들면 제2 필터는 PD 부재 또는 DT 부재로도 형성될 수 있다. 제2 필터(110)의 출력 변수는, 입력 변수(MEW)가 빠르게 특히 계단형으로 변할 때 필터 작용을 보장하도록, 제한기(112)를 통해 양적으로 최대 허용 값으로 제한된다.

제한기(112)는, 느리게 변하는 입력 변수에는 제한 작용이 비작동하고 필터(110)가 제1 필터(100)의 입력 변수의 보정을 위해 외부 영향을 받지 않고 작동하도록, 치수가 정해진다. 입력 변수가 느리게 변할 때 제2 필터(120)는 필터링된 변수에 대해 상대적으로 큰 영향을 가한다. 본 발명에 따르면, 이를 통해 형상 에러가 방지된다. 입력 변수가 계단형, 즉 빠르게 변할 때 제한 작용이 작동하여, 이를 통해 제1 필터의 입력 변수의 보정을 위한 제2 필터(110)의 상응하는 작동이 약해진다. 입력 변수가 빠르게 변할 때 제2 필터(120)는 필터링된 변수에 대해 상대적으로 작은 영향을 가한다. 이렇다면 제1 필터(100)는 필터링된 변수에 대해 큰 영향을 가한다.

결합 지점(115)에서는 제2 필터(110)의 출력 신호가 인자 설정부(120)의 사전 설정 가능한 가중치 인자에 의해 가중치를 두어 계산된다. 가중치 인자는 특히 제1 필터(100)의 전달 거동에 따라 사전 설정될 수 있다.

양호한 실시예에서 제1 필터(100)는 아래의 전달 함수를 갖는다.

K / (T*s+1)

여기서, 일반적으로 변수(T)는 지연 시간 상수로 표시되고 변수(K)는 비례 감도로 표시된다.

양호하게는 인자 설정부(120)의 인자는 시간 상수(T)와 동일하다. 이는 제한기(112)를 통해 제한되는 제2 필터(110)의 출력 신호가 인자 설정부(120)의 인자, 즉 제1 필터(100)의 지연 시간 상수(T)에 의해 가중치를 두어 계산된다는 것을 의미한다.

특히 유리한 제2 실시예에서 증폭기(140)는 증폭 인자(V)를 갖는다. 이 때 제1 필터의 비례 감도(K)는 값(K = 1 - V)을 갖는다.

본 발명에 따르면, 제1 필터(100)의 입력 변수(MEW)는 제1 필터(100)의 입력 변수(MEW)에 따라 보정된다. 이는 제1 필터의 입력 변수(MEW)에 따라 이 입력 변수의 보정을 위한 보정 변수가 결정된다는 것을 의미한다. 간단한 실시예에서 입력 변수는 시간적으로 유도되는데, 즉 미분되고 그 다음 인자에 의해 가중치를 두어 계산된다. 여기서, 일반적으로 인자는 제1 필터의 전달 거동을 통해 결정된다. 양호하게는 인자는 제1 필터의 지연 시간 상수(T)에 해당한다.

단지 신호의 일부만이 보정된다면 특히 유리하다. 이는 제1 필터의 비례 감도(K)가 1 보다 작게 선택되고 상응하게 증폭된 입력 신호가 제1 필터의 출력 신호에 제공됨으로써 구현된다.

Claims (7)

1. 입력 변수에 따라 출력 변수를 형성하고 적어도 하나의 지연 작용을 포함하는 제1 필터 수단을 구비하는 변수 필터링 장치에 있어서,

   제1 필터 수단의 입력 변수는, 제1 필터 수단의 입력 변수에 따라 필터링을 통해 제2 필터 수단에 의해 얻어지는 보정 변수에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 제2 필터 수단은 적어도 미분 작동을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 필터 수단의 출력 변수는 인자에 의해 가중치를 두어 계산될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 필터 수단의 출력 변수 또는 보정 변수는 제한되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제3항에 있어서, 인자는 제1 필터 수단의 전달 거동에 따르는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 부가적으로 제1 필터 수단의 출력 변수는 가중치를 두어 계산된 제1 필터 수단의 입력 변수에 의해 보정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 입력 변수에 따라 출력 변수를 형성하고 적어도 하나의 지연 작용을 포함하는 제1 필터 수단을 구비하는 변수 필터링 방법에 있어서,

   제1 필터 수단의 입력 변수는, 제1 필터 수단의 입력 변수에 따라 필터링을 통해 제2 필터 수단에 의해 얻어지는 보정 변수에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 방법.