CN102713221A - 用于设定功能参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于设定机动车用的控制器的功能参数的方法，其中在至少一个加权特征场图（40）中预先给定至少一个目标参量，其中所述目标参量代表机动车的特性，并且其中在所述加权特征场图（40）中给出了最佳参数模型（32）的配属，从而将预先给定的至少一个目标参量分配给一组最佳参数，所述最佳参数设定为功能参数。

Description

用于设定功能参数的方法

本发明涉及一种用于设定控制器的功能参数的方法和这种控制器以及用于计算最佳参数模型的方法。

背景技术

控制器用于控制在机动车中的内燃机用的喷射系统。在控制器中规定：根据制造商和最终用户的要求、例如目标参量和/或评估判据通过功能参数来设计控制器函数。目标参量在此涉及机动车的所期望的特性、例如关于驾驶舒适度和动力。为此，例如时间常数、放大系数和触发阈值用作功能参数。对于在例如排放、功率和消耗方面的特性而言，喷射压力、共轨油压和排气再循环以及阀位置用作功能参数或由其导出。

函数的复杂性和进而功能参数的数目随着对喷射系统的要求增加而提高。但同时用户要求结构简化，因为复杂的软件结构仅能利用许多专业知识才能操作并且难以应用。

前面所述的用于控制器的函数提供了如下可能性：通过常数、特征曲线和具有固定设定的特征场图来确定至少一个参数组。然而，函数的复杂性以及进而特征场图的数目不断升高。在最为有利的情况下，函数专家知悉每一种参数的影响并且从而可以相应于用户的要求来设计函数。用户从多个最佳的可能的折衷方案中获得其所期望的折衷方案。与要求的可能偏差可以通过递推来补偿。

在发动机控制器的应用中根据用户的要求来确定用于控制器函数的参数。然而在许多领域中在应用这些函数时存在许多目标冲突，对于这些目标冲突而言必须确定一个折衷方案。在此，确定系统的调谐，该调谐是在竞争性目标参量之间的最佳折衷方案，因为不能同时最佳地实现这些目标。在此，必须找到最佳地满足方案目标的折衷方案。相应的功能参数通常固定地设定在控制器中。

发明内容

基于此背景，提出了一种根据权利要求1所述的用于设定功能参数的方法、一种根据权利要求5所述的控制器和一种具有权利要求7的特征的用于计算最佳参数模型的方法。本发明的其它设计方案由从属权利要求和说明书给出。

通过使用最佳参数模型可以将多个功能参数、功能特征曲线和功能特征场图减少到一个或少量几个与工作点相关的加权特征场图（Gewichtungskennfeld）。工作点或工作参量例如是所选择的档位、转速和负荷。这样，即使在控制器函数的复杂性升高时，仍可以为用户或应用者降低复杂性。该应用作为目标参量/判据的预先给定或其加权实现。因此，应用者不必是函数专家，以便能够转换对系统的所期望的要求。函数专家不必一次性地知悉功能参数。

在控制系统中使用具有至少一个加权特征场图的最佳参数模型也实现了如下可能性：通过不同设计的并且在控制器中存储的加权特征场图转换不同的设定或配置，而不必复制控制器函数的基本特征场图。

从而例如可能的是，一方面运动驾驶特性而另一方面舒适驾驶特性作为两种不同的加权特征场图的调谐而存储。此外，可以为或者消耗最佳的或者功率最佳的设计来存储加权特征场图。

也可以考虑直接调节到最佳参数模型的加权因数上。如果没有达到判据和/或目标参量的额定值，则这经由调节连续地通过改变加权来匹配。

本发明能够通过下述方式实现应用：将客观的目标参量和/或判据直接预先给定至在控制器中的函数，在此情况下考虑：由于不断增加软件结构的复杂性，专业要求和在应用之内以及用户方面的耗费提高。

通过在控制器中使用具有至少一个加权特征场图的最佳参数模型实现了下述可能性：直接通过目标参量或评估判据或通过其加权来改变和预先给定该系统特性。对于应用者而言，由此可以将多个功能参数、功能特征曲线和/或特征场图减小为一个或少量几个与工作点有关的加权特征场图。

典型地通过本发明给出，应用通过设定目标参量来实现。关注任务或要求而非功能参数。对于应用者而言，因此可以降低复杂性。此外，不需要函数专家来调谐功能参数。可以通过客观地评估设定而实现系统过程。此外，用于匹配要求的递推耗费较低。

此外，本发明能够实现通过将权重与目标参量连续地偏移来调节具有多个竞争性目标参量的系统。在此通过最佳参数模型得出：为系统提供在控制器中总是最佳的功能参数。在本发明的一种实施形式中，围绕模型和待调节的系统而闭合调节环路，该调节环路作为可能的调节参量关于多个竞争性的目标参量来调节系统特性。从而与工作方式相关地可以将复杂的、非线性的多参量系统调节为目标参量。

在此，权重的移位通常通过调节参量实现，通过最佳参数模型来闭合调节环路。此外，利用最佳参数模型典型地仅设定功能参数，该功能参数为本目标折衷方案的最佳解决方案。

通过所描述的发明可以使现有技术中固定设定的功能参数根据如驾驶状态的外部影响来匹配。由此，系统特性可以通过改变控制参数和调节参数而匹配于相应的驾驶状态或驾驶状态曲线。

通过最佳参数模型可以由目标折衷方案最佳地控制和调节复杂系统。外部调节环路在此仅改变加权判据并且由此改变在不同的目标判据之间的折衷方案。这通过最佳参数模型来实现，控制器的不同的参数如此改变，使得该系统始终能够在目标判据方面最佳地运行。在此，在运行期间通过最佳参数模型连续地调节例如发动机控制函数的控制参数和调节参数。

在设计方案中，在机动车的发动机控制方面对负载曲线起反应并且改变发动机控制的调谐。

本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中给出。

不言而喻，前面所述的和以下还要阐述的特征不仅能分别以所给出的组合而且能以其它组合或单独地应用，而没有脱离本发明的范围。

附图说明

图1以示意图示出了用于设定功能参数的方法的一种可能的实施方案。

图2示出了利用最佳参数模型和调节环路进行的调节。

图3示出了利用最佳参数模型的调节以用于发动机控制。

本发明借助在附图中的实施例示意性示出并且以下参照附图详细地进行描述。

具体实施方式

图1说明了在所提出的用于设定功能参数的方法中的程序步骤。在此为目标参量Z₁至Z_n和/或判据K₁到K_n提供了在控制器中可用的、具有加权特征场图（Gewichtungskennfeld）的、最佳参数P₁至P_n的模型。

在第一步骤10中，首先借助系统或者说模型12通过所有必要的工作点BP_n，利用优化器14借助可用的功能参数（箭头18）对所有必要的目标参量和/或判据（箭头16）执行多目标优化。

然后，从优化中获得的结果对于每个工作点都包含用于目标参量和/或判据的所有折衷方案（Kompromiss）的被优化的功能参数（第二步骤20）。

然后在第三步骤30中，从通过优化而获得的结果中可以创建与工作点有关的最佳参数模型32。这能以特征场图、多维数据模型或最佳参数列表的形式来实现。模型的输入是工作点和目标参量和/或判据或其加权以及由此目标参量/判据GZ₁/GK₁至GZ_n/GK_n（箭头34）本身的加权，并且其输出是与之匹配的最佳参数P_1opt至P_nopt（箭头36）。

如果最佳参数模型32存储在控制器中，则通过与工作点相关的特征场图可以预先给定所期望的目标参量的加权，其作为最佳参数模型32的输入而输出在该工作点中的最佳参数本身并且随后可用在控制器函数中。加权特征场图例如对于每个工作点而言可以包含所有目标参量和/或判据的加权的场图或者说数列，于是必要时存在一到两个与工作点有关的加权特征场图40。此外每个目标参量使用一个加权特征场图。于是，存在n个与工作点有关的功能特征场图42。

多于两个的工作点可以导致函数的多于一个的加权特征场图。加权之和标准化地为1。

通过该模型将所有最佳参数组合存储在控制器中。为了改变应用策略，可以使目标参量的加权匹配。由此得到了最佳功能参数，而不需要识别出功能参数。加权例如也可以通过作为人机接口的一个或多个滑动调节器44连续地改变并且从而设定所期望的调谐。

此外可考虑，通过目标参量的多个加权特征场图产生不同的变量。在所述调谐或加权特征场图之间的切换可以通过在控制器软件中的状态自动器或通过驾驶员本身（旋钮、滑动调节器、显示器中的菜单）来执行。

借助该模型和加权特征场图能通过下述方式简化函数的设计，为应用者将多个功能参数、功能特征曲线或功能特征场图减小为一个或几个加权特征场图。

模型包含在所有必要的工作点处目标参量和/或判据的所有折衷方案的所有最佳参数。同样可能的是：允许取消功能特征曲线/功能特征场图。

替代地，具有加权特征场图的最佳参数模型可以在控制器软件之外计算并且通过带有与控制器的接口的工具（或Tool）将设定如此传输给试验载体。于是，调谐的结果可直接使用在控制器中，或在调谐之后必须通过所述工具传送到控制器中。这具有如下优点：控制器软件不必改变。

但是要注意，必要时不同的设定或调节不能转换为加权。必须为应用以及用户提供附加的工具。在此，之后不能测量：所述调谐是否以此方法实施。

在图2中示出了不同可能性，利用最佳参数模型和调节环路关于多个目标参量来调节系统。在所有情况下，最佳参数模型（MoP）和调节器位于控制器函数之前。

在第一种情况50下，借助测量参量Z_1ist至Z_nist（箭头52）与给定值Z_1soll至Z_nsoll（箭头56）的进行额定/实际比较（Soll/Ist Vergleich）（方块54），并且确定调节偏差e₁至e_n（箭头58）。在此，通过额定/实际比较52可以预先给定所期望的系统特性并且通过调节器60来调节。在此，得到权重G₁至G_n（箭头62），其被输入到最佳参数模型64中，最佳参数模型又输出一组最佳参数P₁至P_n（箭头66）。这些参数被输入到控制器函数68中，从而产生信号S₁到S_n（箭头70），这些信号被输入到系统72中。该系统输出参量Z_1ist至Z_nist，所述参量又为测量参量（箭头52）。

在第二种情况中，并不直接与测量参量进行额定/实际比较54，而是由目标参量或判据来计算（方块102）。目标参量必须明确地描述系统的特性。在第二种情况100中，目标函数能够不仅与测量参量瞬时值有关而且也可以考虑过去的系统特性和工作方式。通过所述期望额定给定值可以通过调节器60和最佳参数模型64将系统特性调节为目标函数的额定值。

在第三情况120中，并不测量系统72的输出参量，而是通过模型122来计算输出参量，以便确定这些参量。在所示的情况下，使用模型122，其利用控制器参数和系统输入参量来描绘系统特性并且因此提供虚拟的测量值。

用于使用最佳参数模型和调节的实例是对有害物质排放或二氧化碳排放的调节。借助在此所设定的、由理想的控制参数和判据加权的调节组成的组合，可以根据行驶曲线来调节控制器函数的数据输入，以用于较少的有害物质排放或较少的消耗。如果车辆例如以有利于低排放的负荷曲线来运行，则控制器参数又可以沿低消耗的方向来调节并且反之亦然。该调节取决于：竞争性的目标、即消耗或有害物质排放或者可以直接被测量或可以通过在控制器中的模型以足够的精度来计算。

借助对目标加权的调节和通过最佳参数模型例如可以调节成用于排放的极限值，并且不仅在认证周期中而且针对每个行驶曲线都遵循每公里的有害物质排放的界限，并且在此同时达到最小可能的消耗。目前为止，仅在认证周期中检查排气极限值的遵循并且以此来优化发动机控制。这可能也会导致在工作点中更高的消耗，在这些工作点中排放非常少的有害物质并且因此会无问题地遵循极限值。因此，通过这里所描述的调节不仅可以保证对排气极限值的遵循，而且也可以降低车辆消耗。

该方案可以转用到发动机控制器中的许多其它函数上。此外该方案类似地可以转用到在其它领域中的控制和调节。该方法取决于进入到控制器中的加权的所属调节和最佳参数模型的一体化。该方法可以作为发动机控制器软件的扩展方案用于任意函数并且除了控制内燃机之外也可转用到其它系统上。

在图3中以示意图示出了控制器200，在这种情况下为发动机控制器，借助发动机控制器来控制发动机202。在控制器200中设置有加权特征场图204、最佳参数模型206和函数208。此外，设置有用于未处理的排放的模型210、用于催化器的模型212和调节器214。

在加权特征场图204中预先给定加权。由此根据最佳参数模型206来确定最佳参数。利用所述参数，函数208预先给定用于控制发动机202的信号。

原则上存在如下可能性：由于直接在发动机202上所测量的输出参量来进行调节。如果输出参量并不能容易地确定，则存在如下可能性：将所确定的最佳参数例如输入到用于未处理的排放的模型210和用于催化器的模型212中并且以计算的方式测定所期望的输出参量。以这种方式测得的参量则是调节器214的输入参量，该调节器尤其是在超过各个参量的一定阈值时对加权特征场图204产生影响。

Claims (10)

1.用于设定机动车用的控制器（200）的功能参数的方法，其中在至少一个加权特征场图（40，204）中预先给定至少一个目标参量，其中所述至少一个目标参量代表机动车的特性，并且其中在所述至少一个加权特征场图（40，204）中给出了与最佳参数模型（32，64，206）的配属，从而将预先给定的至少一个目标参量分配给一组最佳参数，所述最佳参数设定为功能参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个加权特征场图中（40，204）预先给定至少两个目标参量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过使所述至少一个目标参量的权重连续地偏移来进行调节。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过调节参量进行调节。

5.用于机动车的控制器，所述控制器具有存储器单元，在其中存储了所述最佳参数模型（32，64，206）。

6.根据权利要求5所述的控制器，其中设置有人机接口，通过所述人机接口借助所述加权特征场图（40，204）从所述最佳参数模型中（32，64，204）预先给定最佳参数。

7.用于计算最佳参数模型（32，64，206）的方法，其中，使目标参量配属于参数组，所述目标参量要利用所述参数组来实现。

8.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述最佳参数模型（32，64，206）在控制器软件内计算。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述最佳参数模型（32，64，206）在控制器软件之外来计算。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述计算利用优化器（14）来实现。

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