[发明专利]用于对具有基本频率和谐振的振荡分量的周期性的含噪声的测量信号进行滤波的方法

说明书

本发明示出一种滤波器，所述滤波器能够对具有可变的基本频率和基本频率的谐振的振荡分量的周期性的有噪声的测量信号进行滤波，其方式为：将测量信号(MS)在滤波器(F)的截止频率高于基本频率(ω)的低通滤波器(LPF)中进行低通滤波；在滤波器(F)的至少一个自适应谐振滤波器(LPVHn)中，将测量信号(MS)的谐振的振荡分量(Hn)确定为基本频率(ω)的n倍，并且将至少一个谐振的振荡分量(Hn)添加给经低通滤波的测量信号(MS_F)，并且将所得到的总和从测量信号(MS)中减去，并且将所得到的差用作到低通滤波器(LPF)中的输入；并且由滤波器(F)将在低通滤波器(LPF)中经低通滤波的第一测量信号(MS_F)作为经滤波的测量信号(MS_F)输出。

技术领域

本发明涉及一种用于借助滤波器对具有基本频率和谐振的振荡分量的周期性的含噪声的测量信号进行滤波的方法。本发明还涉及这样的滤波器在测试台上的应用。

背景技术

对于内燃机而言，有效扭矩、即用于内燃机和可能与其连接的组件(传动系、车辆)的质量惯性的加速度的扭矩是一个重要的变量。不幸的是，在没有大的测量技术方面的耗费的情况下，无法直接测量这种内部有效扭矩。

尤其是在测试台上或者在街道上的车辆原型中，常常借助指示测量技术来测量指示的燃烧力矩。这基于对内燃机的气缸中的气缸压力的测量。一方面，这在测量技术上是耗费且昂贵的，并且因此仅在测试台上或在街道上的车辆原型中应用。但是，即使测量了指示的燃烧力矩，借此仍然不具有内燃机的有效扭矩，所述有效扭矩是在从指示的燃烧力矩中减去内燃机的摩擦力矩和其它损耗力矩时产生的。所述摩擦力矩或损耗力矩通常是未知的，并且此外当然也高度取决于运行状态(转速、扭矩、温度等)，但是也取决于内燃机的老化状态和负载程度。

在其它扭矩发生器、例如电动马达中也可能产生类似的问题，在该处可能无法直接测量内部有效扭矩。在电动马达的情况下，内部有效扭矩将是例如气隙扭矩，所述气隙扭矩不能在不必采用变流器的信号的情况下直接测量。

用于确定指示的燃烧力矩的高的设备方面的耗费的问题已经通过如下方式解决：利用观察器根据其它可测量的变量估计所述燃烧力矩。在US5771482A中，曲轴的测量变量例如用于估计所述燃烧力矩。但是当然，这通常又需要在曲轴上使用相应的测量技术，但是所述测量技术通常从开始就不存在。在US6866024B2中，在曲轴上也使用测量变量来估计指示的燃烧力矩。其中应用统计学信号处理方法(随机分析方法和频率分析技术)。但是这两种方式都不会引起有效扭矩。

还已知其它的基于卡尔曼滤波器的观察器，所述观察器估计所引发的燃烧力矩。对此的一个实例是S.Jakubek等著，“des inneren Drehmoments vonVerbrennungsmotoren durch parametrische Kalmanfilterung使用参数卡尔曼滤波估算内燃机的内部扭矩”，自动化技术57(2009)8，第395-402页。卡尔曼滤波器通常在计算上是耗费的，并且因此仅能受限地用于实践使用。