DE102009059931A1 - Method for determining parameterizable polynomial model for target parameters of diesel engine of aircraft, involves determining individual terms in individual polynomial models, and determining polynomial models by individual terms - Google Patents

Method for determining parameterizable polynomial model for target parameters of diesel engine of aircraft, involves determining individual terms in individual polynomial models, and determining polynomial models by individual terms Download PDF

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Abstract

The method involves providing individual polynomial models (3) for target parameters designed for an internal combustion engine (5). Individual terms (7) found in the individual polynomial models are determined. The individual polynomial models are determined by the individual terms. A probability of occurrence (P) of the individual terms is determined. The individual terms are applied in the polynomial models depending on the probability of occurrence. Absolute probability of occurrence is determined with respect to the polynomial models. An independent claim is also included for a method for determining and parameterizing a special polynomial model.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines parametrierbaren Polynom-Modells für eine von einer Einflussgröße eines Verbrennungsmotors abhängige Zielgröße des Verbrennungsmotors sowie ein Verfahren zum Parametrieren des Polynom-Modells.The invention relates to a method for determining a parameterizable polynomial model for a target variable of the internal combustion engine that is dependent on an influencing variable of an internal combustion engine and to a method for parameterizing the polynomial model.

Es ist bekannt Polynom-Modelle zu ermitteln, mit denen sich ein Kompromiss zwischen verschiedenen Anforderungen beim Applizieren eines Verbrennungsmotors errechnen lässt. Um Abhängigkeiten von Zielgrößen und Einflussgrößen beziehungsweise Einstellparametern mathematisch zu beschreiben, können Polynom-Modelle eingesetzt werden. Sie können mit numerischen Verfahren aus Messpunkten erstellt werden und sind keine physikalischen Gleichungen, die sich aus einer entsprechenden Theorie herleiten lassen. Zu den Einflussgrößen beziehungsweise Einstellparametern bei einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, zählen insbesondere eine Drehzahl, ein Einspritzbeginn, eine Luftmasse, eine Einspritzmenge, ein Ladedruck, ein Raildruck einer Einspritzdüsen des Motors zugeordneten gemeinsamen Leitung und/oder Weitere. Als Zielgröße kann ein Kraftstoffverbrauch, ein Drehmoment, ein Verbrennungsgeräusch, eine Abgastemperatur, gesetzlich limitierte Emissionen, insbesondere eine Rußzahl, eine NOX-Emission und/oder Weitere hergenommen werden. Ferner können quantifizierbare Störgrößen, wie beispielsweise eine Umgebungstemperatur und/oder ein Luftdruck in dem Polynom-Modell berücksichtigt werden.It is known to determine polynomial models with which a compromise between different requirements when applying an internal combustion engine can be calculated. In order to mathematically describe dependencies of target variables and influencing variables or setting parameters, polynomial models can be used. They can be created from measurement points using numerical methods and are not physical equations that can be derived from a corresponding theory. The influencing variables or setting parameters in an internal combustion engine, in particular a diesel engine, include in particular a rotational speed, an injection start, an air mass, an injection quantity, a boost pressure, a rail pressure of a common line assigned to injection nozzles of the engine and / or others. As a target size, a fuel consumption, a torque, a combustion noise, an exhaust gas temperature, legally limited emissions, in particular a soot number, a NO x emission and / or more can be taken. Furthermore, quantifiable disturbances, such as ambient temperature and / or air pressure, may be taken into account in the polynomial model.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Polynom-Modell für eine von einer Einflussgröße eines Verbrennungsmotors abhängige Zielgröße des Verbrennungsmotors bereitzustellen, insbesondere ein verbessertes Parametrieren und/oder allgemeingültigere Polynom-Modelle zu ermöglichen.The object of the invention is to provide an improved polynomial model for a target variable of the internal combustion engine that is dependent on an influencing variable of an internal combustion engine, in particular to enable improved parameterization and / or more general polynomial models.

Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.The object is solved with the features of independent claim 1.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ermitteln eines parametrierbaren Polynom-Modells für eine von zumindest einer Einflussgröße eines Verbrennungsmotors abhängige Zielgröße des Verbrennungsmotors gelöst. Es sind ein Bereitstellen von einer Vielzahl von Einzel-Polynom-Modellen für die Zielgröße, die jeweils auf einen einzelnen Verbrennungsmotor ausgelegt sind, ein Ermitteln einer Vielzahl von Einzeltermen, die in mehreren der Einzel-Polynom-Modelle vorkommen, und ein Ermitteln des Polynom-Modells mittels der Vielzahl von Einzeltermen vorgesehen. Vorteilhaft kann das Polynom-Modell aus bereits vorhandenen Einzel-Polynom-Modellen beziehungsweise deren Einzeltermen zusammengesetzt werden, so dass vorteilhaft das so auffindbare Polynom-Modell nicht nur für einen einzelnen Verbrennungsmotor, sondern für eine Vielzahl beziehungsweise Gruppe von Verbrennungsmotoren verwendbar ist. Das Polynom-Modell kann daher auch als robustes Polynom-Modell bezeichnet werden, das auf verschiedene Motoren parametrierbar ist. Unter verschiedenen Verbrennungsmotoren können beispielsweise Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichen Leistungen, Hubräumen und/oder Anbauteilen, wie beispielsweise Turboladern, Ladeluftkühlungen, Abgasrückführungen, Abgasrückführungskühlungen, Kompressoren und/oder Ähnliches verstanden werden. Die nicht öffentlich zugängliche Bachelor-Thesis ”Robuste Modellbildung für die automatisierte Steuerung von Verbrennungsmotoren an Motorprüfständen”, Inga Tröstler, Studiendepartment Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau der Fakultät Technik und Informatik der Fakultät Technik und Informatik der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Hamburg, 04. Februar 2009 , befasst sich mit dem Ermitteln solcher robuster Polynom-Modelle und wird durch Referenz zum Inhalt der Offenbarung dieser Anmeldung gemacht. Insbesondere wird auf Kapitel 4, Das robuste Modell, sowie Kapitel 5, Modellerstellung, verwiesen, aus denen sich gegebenenfalls weitere Vorteile und Merkmals ergeben. Zu den Einflussgrößen beziehungsweise Einstellparametern bei einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, zählen insbesondere eine Drehzahl, ein Einspritzbeginn, eine Luftmasse, eine Einspritzmenge, ein Ladedruck sowie ein Raildruck einer Einspritzdüsen des Motors zugeordneten gemeinsamen Leitung.The object is achieved by a method for determining a parameterizable polynomial model for a target variable of the internal combustion engine that is dependent on at least one influencing variable of an internal combustion engine. It is a provision of a plurality of single polynomial models for the target size, each designed for a single internal combustion engine, determining a plurality of individual terms occurring in a plurality of the single polynomial models, and determining the polynomial Model provided by means of the plurality of individual terms. Advantageously, the polynomial model can be composed of existing individual polynomial models or their individual terms, so that advantageously the polynomial model that can be found in this way can be used not only for a single internal combustion engine but for a large number or group of internal combustion engines. The polynomial model can therefore also be described as a robust polynomial model that can be parameterized to different motors. Under different internal combustion engines, for example, internal combustion engines with different capacities, displacements and / or attachments, such as turbochargers, intercooler, exhaust gas recirculation, exhaust gas recirculation cooling, compressors and / or the like can be understood. The non-public Bachelor's Thesis "Robust Modeling for the Automated Control of Combustion Engines at Engine Testbeds", Inga Tröstler, Department of Vehicle Technology and Aircraft Design of the Faculty of Engineering and Computer Science of the Faculty of Engineering and Computer Science of the Hamburg University of Applied Sciences, Hamburg, February 04, 2009 , which is concerned with determining such robust polynomial models and is incorporated by reference in the content of the disclosure of this application. In particular, reference is made to Chapter 4, The Robust Model, as well as Chapter 5, Modeling, which may provide additional benefits and features. The influencing variables or setting parameters in an internal combustion engine, in particular a diesel engine, include in particular a rotational speed, an injection start, an air mass, an injection quantity, a boost pressure and a rail pressure of a common line assigned to injection nozzles of the engine.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens sind ein Ermitteln einer Auftrittswahrscheinlichkeit der Einzelterme sowie ein Übernehmen der Einzelterme in das Polynom-Modell, abhängig von der jeweiligen Auftrittswahrscheinlichkeit, vorgesehen. Vorteilhaft kann mittels der Auftrittswahrscheinlichkeit abgeschätzt werden, wie relevant die jeweiligen Einzelterme sind. Vorteilhaft kann das auffindbare Polynom-Modell dadurch besonders gut an die Gegebenheiten der Vielzahl der Verbrennungsmotoren angepasst werden.In one embodiment of the method, determination of a probability of occurrence of the individual terms as well as acceptance of the individual terms in the polynomial model, depending on the respective occurrence probability, are provided. Advantageously, it can be estimated by means of the probability of occurrence how relevant the respective individual terms are. Advantageously, the findable polynomial model can thereby be adapted particularly well to the conditions of the plurality of internal combustion engines.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Ermitteln einer absoluten Auftrittswahrscheinlichkeit der Einzelterme, bezogen auf eine Anzahl der Einzel-Polynom-Modelle, vorgesehen. Die Anzahl der Einzel-Polynom-Modelle kann als Grundmenge zum Ermitteln der Auftrittswahrscheinlichkeiten dienen.In a further embodiment of the method, determination of an absolute occurrence probability of the individual terms, based on a number of the individual polynomial models, is provided. The number of single-polynomial models can serve as a base set for determining the occurrence probabilities.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Ermitteln einer höchsten absoluten Auftrittswahrscheinlichkeit eines der Einzelterme, ein Setzen der höchsten Auftrittswahrscheinlichkeit auf 100% und ein Ermitteln relativer Auftrittswahrscheinlichkeiten der übrigen Einzelterme, bezogen auf die höchste Auftrittswahrscheinlichkeit, vorgesehen. Vorteilhaft kann eine Bewertung der übrigen Einzelterme an der höchsten absoluten Auftrittswahrscheinlichkeit ausgerichtet werden.In a further embodiment of the method, determining a highest absolute occurrence probability of one of the individual terms, setting the highest probability of occurrence to 100% and determining relative occurrence probabilities of the other individual terms are related on the highest probability of occurrence, provided. Advantageously, an evaluation of the remaining individual terms can be aligned to the highest absolute probability of occurrence.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Vorgeben einer Wahrscheinlichkeitsschwelle für die relative Auftrittswahrscheinlichkeit oder die Auftrittswahrscheinlichkeit und ein Übernehmen aller Einzelterme in das Polynom-Modell, deren Auftrittswahrscheinlichkeit oder deren relative Auftrittswahrscheinlichkeit die Wahrscheinlichkeitsschwelle übersteigt, vorgesehen. Vorteilhaft werden nur solche Einzelterme in das Polynom-Modell aufgenommen, die in den Einzel-Polynom-Modellen häufig auftreten und daher auch eine erhöhte Relevanz für die Vielzahl der Verbrennungsmotoren aufweisen.In a further embodiment of the method, predetermining a probability threshold for the relative occurrence probability or the occurrence probability and assuming all individual terms in the polynomial model whose occurrence probability or their relative probability of occurrence exceeds the probability threshold are provided. Advantageously, only those individual terms are included in the polynomial model, which often occur in the individual polynomial models and therefore also have an increased relevance for the large number of internal combustion engines.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Bewerten der Einzelterme hinsichtlich einer physikalischen Relevanz und/oder ein Übernehmen aller Einzelterme in das Polynom-Modell, die die physikalische Relevanz aufweisen, vorgesehen. Unter einer physikalischen Relevanz kann ein bekannter physikalischer und/oder empirischer Zusammenhang zwischen der Einflussgröße und der Zielgröße verstanden werden. Vorteilhaft können diese gesicherten Erkenntnisse in das Polynom-Modell übernommen werden. Unter Größe kann in dieser Anmeldung eine Einzelgröße oder eine vektorielle, beziehungsweise Mehrgrößengröße verstanden werden.In a further embodiment of the method, an evaluation of the individual terms with regard to a physical relevance and / or a transfer of all individual terms into the polynomial model that have the physical relevance is provided. A physical relevance may be understood as a known physical and / or empirical relationship between the influencing variable and the target variable. Advantageously, these reliable findings can be incorporated into the polynomial model. Under size can be understood in this application, a single size or a vector, or multi-size size.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Ermitteln von Paaren von Einzeltermen, die gegenseitig substituierbar sind und/oder ein Übernehmen eines Vertreters eines jeweiligen Paares in das Polynom-Modell und/oder ein Übernehmen eines Vertreters eines jeweiligen Paares in das Polynom-Modell, falls die Auftrittswahrscheinlichkeit oder die relative Auftrittswahrscheinlichkeit eine weitere Wahrscheinlichkeitsschwelle übersteigt, die niedriger ist als die Wahrscheinlichkeitsschwelle. Es wurde erkannt, dass in den Einzel-Polynom-Modellen Terme vorkommen, die ohne signifikante Verschlechterung einer Modellqualität substituierbar sind. Dementsprechend ist es möglich, dass in den Einzel-Polynom-Modellen entweder der eine Term oder der andere Term des Paares der Einzelterme vorkommt. Dies hat zur Folge, dass die entsprechenden substituierbaren Einzelterme bezogen auf die Gesamtmenge der Einzel-Polynom-Modelle eine geringere Auftrittswahrscheinlichkeit aufweisen. Da diese Terme dennoch eine Relevanz für das Polynom-Modell aufweisen, können diese vorteilhaft ermittelt werden und mit einer entsprechend geringeren Wahrscheinlichkeitsschwelle in das Polynom-Modell übernommen werden.In a further embodiment of the method, determining pairs of individual terms which are mutually substitutable and / or adopting a representative of a respective pair into the polynomial model and / or adopting a representative of a respective pair into the polynomial model if the probability of occurrence or the relative probability of occurrence exceeds a further probability threshold which is lower than the probability threshold. It has been recognized that in the single polynomial models, terms exist that are substitutable without significant degradation of model quality. Accordingly, it is possible that in the single polynomial models either the one term or the other term of the pair of individual terms occurs. This has the consequence that the corresponding substitutable individual terms with respect to the total amount of the individual polynomial models have a lower probability of occurrence. Since these terms nevertheless have a relevance for the polynomial model, these can be advantageously determined and taken over into the polynomial model with a correspondingly lower probability threshold.

Die Aufgabe ist ferner bei einem Verfahren zum Ermitteln und Parametrieren eines speziellen Polynom-Modells einer von einer Einflussgröße abhängigen Zielgröße auf einen speziellen Verbrennungsmotor, mit Ermitteln eines sicheren Verstellraums der Einflussgröße, Ermitteln der Zielgröße für Messpunkte, die innerhalb des sicheren Verstellraums liegt, Parametrieren eines vorab beschriebenen Polynom-Modells mittels der Messpunkte und mittels einer Regressionsanalyse, Ermitteln eines erweiterten Verstellraums mittels des parametrierten Polynom-Modells und Wiederholen der vorhergehenden drei Schritte zum Optimieren des Polynom-Modells, wobei für jeden weiteren Messpunkt dessen Lage zunächst mittels des Polynom-Modells überprüft wird und dieser innerhalb des erweiterten Verstellraums liegt gelöst. Vorteilhaft kann zunächst der sichere Verstellraum der Einflussgröße ermittelt werden. Unter Verstellraum kann ein von der Einflussgröße aufgespannter Raum verstanden werden, also eine Menge aller möglichen Einstellungen der Einflussgröße. Unter einem Messpunkt kann ein beliebiger Punkt des Verstellraums verstanden werden, für den messtechnisch die Zielgröße ermittelt wird. Vorteilhaft kann mittels der messtechnisch ermittelten Zielgrößen das Polynom-Modell mittels der Regressionsanalyse zunächst grob parametriert werden. Mittels der bereits grob vorhandenen Parametrierung kann vorteilhaft der sichere Verstellraum erweitert werden. Der sichere Verstellraum sowie der erweiterte Verstellraum weist Grenzen auf, die den sicheren Verstellraum, beziehungsweise den erweiterten Verstellraum, gegen einen unendlichen Verstellraum der Einflussgröße abgrenzt. Die Messpunkte liegen innerhalb dieser Grenzen. Unter sicher kann verstanden werden, dass bei einer entsprechenden Einstellung keine der Zielgrößen einen kritischen Wert annimmt und/oder kein Stellelement an eine Stellgrenze stößt. Vorteilhaft kann iterativ für jeden weiteren Messpunkt mittels des bereits vorparametrierten Polynom-Modells dessen Lage ermittelt werden, insbesondere ob der weitere Messpunkt innerhalb der Grenzen, also innerhalb des erweiterten Verstellraums liegt. Vorteilhaft kann iterativ mit jeder weiteren durchgeführten Messung das Polynom-Modellfeiner durch eine weitere Regressionsanalyse parametriert werden. Vorteilhaft kann auf diese Art und Weise das Polynom-Modell automatisiert auf den speziellen Verbrennungsmotor parametrisiert werden.The object is further in a method for determining and parameterizing a specific polynomial model of a variable dependent on a target variable size to a specific internal combustion engine, with determining a safe adjustment of the influencing variable, determining the target size for measuring points, which is within the safe Verstellraums, parameterizing a previously described polynomial model by means of the measurement points and by means of a regression analysis, determining an extended Verstellraums using the parameterized polynomial model and repeating the previous three steps to optimize the polynomial model, wherein for each additional measuring point whose position is first checked by means of the polynomial model and this is solved within the extended Verstellraums. Advantageously, the safe adjustment of the influencing variable can first be determined. Adjustment space can be understood as meaning a space spanned by the influencing variable, ie a set of all possible settings of the influencing variable. A measuring point can be understood to mean any point of the adjustment space for which the target size is determined metrologically. Advantageously, the polynomial model can first be roughly parameterized by means of the regression analysis by means of the metrologically determined target variables. By means of the already roughly existing parameterization, the safe adjustment space can advantageously be extended. The safe adjustment and the extended adjustment space has limits that delimits the safe adjustment, or the extended adjustment, against an infinite adjustment of the influence. The measuring points lie within these limits. For sure, it can be understood that with a corresponding setting, none of the target variables assumes a critical value and / or no actuating element encounters an actuating limit. Advantageously, iteratively for each further measuring point by means of the already pre-parameterized polynomial model, its position can be determined, in particular whether the further measuring point is within the limits, ie within the extended adjusting space. Advantageously, the polynomial model finer can be iteratively parameterized by means of a further regression analysis with each further measurement carried out. Advantageously, the polynomial model can be automatically parameterized to the specific internal combustion engine in this way.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens sind ein Wählen der Lage aller Messpunkte so, dass sich insgesamt ein D-optimaler Versuchsplan ergibt und/oder ein Durchführen des Verfahrens, bis ein Abbruchkriterium (23) erfüllt ist und/oder ein Wiederholen des Verfahrens, bis der D-optimale Versuchsplan realisiert ist, vorgesehen. D-optimale Versuchspläne sind bekannt. Sie dienen im Allgemeinen dazu, mit einem minimalen Aufwand Versuchspläne zu erstellen, die gewünschte Effekte und Wechselwirkungen eindeutig abbilden.In one embodiment of the method, a selection of the position of all measuring points is such that overall a D-optimal experimental design results and / or a performance of the method until a termination criterion ( 23 ) and / or repeating the process until the D-optimal design is realized. D-optimal experimental designs are known. They generally serve to provide experimental designs with minimal effort create the desired effects and interactions clearly.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:Further advantages, features and details emerge from the following description in which an exemplary embodiment is described with reference to the drawing. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Show it:

1 einen schematischen Ablauf zum Ermitteln eines parametrisierbaren Polynom-Modells; und 1 a schematic sequence for determining a parametrisierbaren polynomial model; and

2 einen schematisierten Ablauf zum Parametrisieren des gemäß 1 ermittelbaren Polynom-Modells auf einen speziellen Verbrennungsmotor. 2 a schematic flow for parameterizing the according to 1 determinable polynomial model on a special internal combustion engine.

1 zeigt einen schematischen Ablauf zum Ermitteln eines parametrisierbaren Polynom-Modells 1. Zunächst wird eine Vielzahl von Einzel-Polynom-Modellen 3 bereitgestellt. Jedes der Einzel-Polynom-Modelle ist für einen speziellen Verbrennungsmotor 5 ausgelegt, was in 1 mittels Doppelpfeilen angedeutet ist. Die Verbrennungsmotoren 5 können unterschiedlich ausgelegt sein, beispielsweise unterschiedliche Hubräume, Leistungen und/oder Anbaukomponenten aufweisen. Aus den Einzel-Polynom-Modellen 3 wird eine Vielzahl von Einzeltermen 7 ermittelt, die in mehreren der Einzel-Polynom-Modelle 3 gleichermaßen vorkommen. Für die Einzelterme 7 wird jeweils eine Auftrittswahrscheinlichkeit ermittelt, was in 1 jeweils mittels P angedeutet ist. Es ist möglich, die Auftrittswahrscheinlichkeiten P der Einzelterme auf eine Gesamtanzahl der Einzel-Polynom-Modelle 3 zu beziehen. Es ist jedoch auch denkbar, die Auftrittswahrscheinlichkeit als relative Wahrscheinlichkeit auf eine höchste Auftrittswahrscheinlichkeit eines der Einzelterme 7 zu beziehen. Die Auftrittswahrscheinlichkeiten P werden mit einer Wahrscheinlichkeitsschwelle 9 mittels eines Vergleichs 11 verglichen. Mittels des Vergleichs 11 kann sichergestellt werden, dass nur solche Einzelterme 7 in das Polynom-Modell 1 aufgenommen werden, deren Auftrittswahrscheinlichkeit P größer ist als die Wahrscheinlichkeitsschwelle 9. Vorteilhaft weist das Polynom-Modell 1 eine Auswahl der Einzelterme 7 auf, deren Auftrittswahrscheinlichkeit oberhalb der Wahrscheinlichkeitsschwelle 9 liegt. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, Paare von Einzeltermen 7 zu ermitteln, die gegenseitig substituierbar sind, was in 1 beispielhaft mittels zwei gestrichelten Quadraten symbolisiert ist. Ein Vertreter des jeweiligen Paares kann in das Polynom-Modell 1 übernommen werden, insbesondere falls die Auftrittswahrscheinlichkeit P oder die relative Auftrittswahrscheinlichkeit P eine in 1 nicht näher dargestellte weitere Wahrscheinlichkeitsschwelle übersteigt, die niedriger ist als die Wahrscheinlichkeitsschwelle 9. 1 shows a schematic sequence for determining a parametrisierbaren polynomial model 1 , First, a variety of single polynomial models 3 provided. Each of the single polynomial models is for a specific internal combustion engine 5 designed what is in 1 indicated by double arrows. The internal combustion engines 5 can be designed differently, for example, have different displacement, power and / or add-on components. From the single polynomial models 3 becomes a variety of individual terms 7 determined in several of the single polynomial models 3 occur equally. For the individual terms 7 in each case a probability of occurrence is determined, which in 1 each indicated by P. It is possible, the occurrence probabilities P of the individual terms to a total number of single-polynomial models 3 to acquire. However, it is also conceivable that the probability of occurrence as a relative probability to a highest occurrence probability of the individual terms 7 to acquire. The occurrence probabilities P become with a probability threshold 9 by means of a comparison 11 compared. By comparison 11 can be ensured that only such individual terms 7 into the polynomial model 1 are recorded whose probability of occurrence P is greater than the probability threshold 9 , Advantageously, the polynomial model 1 a selection of individual terms 7 whose probability of occurrence is above the probability threshold 9 lies. Alternatively and / or additionally, it is possible to use pairs of individual terms 7 to determine which are mutually substitutable, what in 1 is exemplified by two dashed squares. A representative of each pair can be in the polynomial model 1 be taken over, in particular if the probability of occurrence P or the relative probability of occurrence P in a 1 not shown exceeds further probability threshold, which is lower than the probability threshold 9 ,

2 zeigt einen schematischen Ablauf zum Parametrisieren des in 1 gezeigten Polynom-Modells 1. Zunächst wird ein sicherer Verstellraum 13 ermittelt. Unter einem sicheren Verstellraum 13 kann ein von zumindest einer mittels des Modells verarbeitbaren Einflussgröße aufgespannter Raum verstanden werden, der mittels eines in 2 nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors vorhandenen Stellgliedern sicher einstellbar ist und/oder kritische Werte von Zielgrößen vermeidet. Innerhalb des sicheren Verstellraums 13 wird ein oder werde mehrere Messpunkte 15 eingestellt und die sich dadurch ergebende zumindest eine Einflussgröße messtechnisch ermittelt. Dazu kann der spezielle Verbrennungsmotor auf einem Prüfstand betrieben werden. Mittels der so ermittelten Werte der Einflussgröße für die Messpunkte 15 können Parameter 17 des speziellen Polynom-Modells gefunden werden. Die Parameter 17 können beispielsweise mittels einer Regressionsanalyse ermittelt werden. 2 shows a schematic sequence for parameterizing the in 1 shown polynomial model 1 , First, a safe adjustment room 13 determined. Under a safe adjustment room 13 a space spanned by at least one influencing variable that can be processed by means of the model can be understood, which can be determined by means of an in 2 not shown internal combustion engine existing actuators is safely adjustable and / or avoids critical values of target variables. Within the safe adjustment room 13 will be one or more measuring points 15 set and determined by the resulting at least one influence metrologically. For this purpose, the special combustion engine can be operated on a test bench. By means of the thus determined values of the influencing variable for the measuring points 15 can parameters 17 of the special polynomial model. The parameters 17 can be determined for example by means of a regression analysis.

Mittels des zunächst grob parametrisierten speziellen Polynom-Modells kann der sichere Verstellraum 13 vergrößert werden, also in einen erweiterten Verstellraum 19 überführt werden. Nach der Erweiterung beziehungsweise dem Einstellen des erweiterten Verstellraums 19 wird ein weiterer Messpunkt 21 oder eine Vielzahl weiterer Messpunkte 21 ermittelt, wobei mittels des bereits grob parametrisierten speziellen Polynom-Modells deren Lage innerhalb des erweiterten Verstellraums 19 geprüft wird. Vorteilhaft kann so sichergestellt werden, dass die weiteren Messpunkte 21 sinnvoll innerhalb des erweiterten Verstellraums 19 liegen. Danach wird mit dem weiteren Messpunkt 21 das Verfahren erneut durchgeführt, bis ein Abbruchkriterium 23 erfüllt ist. Bei dem Abbruchkriterium 23 kann es sich beispielsweise um eine Abfrage handeln, ob die weiteren Messpunkte 21 zusammen mit den Messpunkten 15 einen D-optimalen Versuchsplan ergeben. Vorteilhaft kann, sobald der D-optimale Versuchsplan vorliegt, das spezielle Polynom-Modell vollständig parametriert, also auf den speziellen Verbrennungsmotor angepasst werden.By means of the initially roughly parameterized special polynomial model, the safe adjustment space 13 be enlarged, ie in an extended adjustment room 19 be transferred. After extension or setting of the extended adjustment room 19 becomes another measuring point 21 or a variety of other measuring points 21 determined by means of the already roughly parameterized special polynomial model whose position within the extended Verstellraums 19 is checked. Advantageously, it can be ensured that the other measuring points 21 useful within the extended adjustment room 19 lie. Thereafter, with the further measuring point 21 the procedure is repeated until a termination criterion 23 is satisfied. At the termination criterion 23 For example, it can be a query whether the other measurement points 21 together with the measuring points 15 give a D-optimal design. Advantageously, as soon as the D-optimal design plan is available, the special polynomial model is completely parameterized, that is adapted to the specific internal combustion engine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Polynom-ModellPolynomial model
33
Einzel-Polynom-ModelleSingle polynomial models
55
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
77
EinzeltermeSingle Terme
99
Wahrscheinlichkeitsschwelleprobability threshold
1111
Vergleichcomparison
1313
sicherer Verstellraumsafe adjustment room
1515
Messpunktemeasuring points
17 17
Parameterparameter
1919
erweiterter Verstellraumextended adjustment room
2121
weiterer Messpunktanother measuring point
2323
Abbruchkriteriumtermination criterion

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • ”Robuste Modellbildung für die automatisierte Steuerung von Verbrennungsmotoren an Motorprüfständen”, Inga Tröstler, Studiendepartment Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau der Fakultät Technik und Informatik der Fakultät Technik und Informatik der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Hamburg, 04. Februar 2009 [0005] "Robust Modeling for the Automated Control of Combustion Engines at Engine Test Facilities", Inga Tröstler, Department of Vehicle Technology and Aircraft Design of the Faculty of Engineering and Computer Science of the Faculty of Engineering and Computer Science of the Hamburg University of Applied Sciences, Hamburg, February 04, 2009 [0005]

Claims (9)

Verfahren zum Ermitteln eines parametrierbaren Polynom-Modells (1) für eine von zumindest einer Einflussgröße eines Verbrennungsmotors (5) abhängige Zielgröße des Verbrennungsmotors (5), mit: – Bereitstellen einer Vielzahl von Einzel-Polynom-Modellen (3) für die Zielgröße, die jeweils auf einen einzelnen Verbrennungsmotor (5) ausgelegt sind, – Ermitteln einer Vielzahl von Einzeltermen (7), die in mehreren der Einzel-Polynom-Modelle (3) vorkommen, – Ermitteln des Polynom-Modells (1) mittels der Vielzahl von Einzeltermen (7).Method for determining a parameterizable polynomial model ( 1 ) for one of at least one influencing variable of an internal combustion engine ( 5 ) dependent target size of the internal combustion engine ( 5 ), comprising: providing a plurality of single polynomial models ( 3 ) for the target size, each on a single internal combustion engine ( 5 ), - determining a plurality of individual terms ( 7 ) in several of the single polynomial models ( 3 ), - determining the polynomial model ( 1 ) by means of the plurality of individual terms ( 7 ). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit: – Ermitteln einer Auftrittswahrscheinlichkeit P der Einzelterme (7), – Übernehmen der Einzelterme (7) in das Polynom-Modell (1) abhängig von der jeweiligen Auftrittswahrscheinlichkeit P.Method according to the preceding claim, comprising: determining a probability of occurrence P of the individual terms ( 7 ), - take over the individual terms ( 7 ) into the polynomial model ( 1 ) depending on the respective probability of occurrence P. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Ermitteln einer absoluten Auftrittswahrscheinlichkeit P der Einzelterme (7) bezogen auf eine Anzahl der Einzel-Polynom-Modelle (3).Method according to one of the preceding claims, comprising: determining an absolute occurrence probability P of the individual terms ( 7 ) relative to a number of the individual polynomial models ( 3 ). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit: – Ermitteln einer höchsten absoluten Auftrittswahrscheinlichkeit P eines der Einzelterme (7), – Setzen der höchsten Auftrittswahrscheinlichkeit P auf 100%, – Ermitteln einer relativen Auftrittswahrscheinlichkeit P der übrigen Einzelterme (7) bezogen auf die höchste Auftrittswahrscheinlichkeit P.Method according to the preceding claim, comprising: determining a highest absolute occurrence probability P of one of the individual terms ( 7 ), - setting the highest occurrence probability P to 100%, - determining a relative occurrence probability P of the remaining individual terms ( 7 ) related to the highest probability of occurrence P. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Vorgeben einer Wahrscheinlichkeitsschwelle (9) für die relative Auftrittswahrscheinlichkeit P oder die Auftrittswahrscheinlichkeit P, – Übernehmen aller Einzelterme (7) in das Polynom-Modell (1), deren Auftrittswahrscheinlichkeit P oder deren relative Auftrittswahrscheinlichkeit P die Wahrscheinlichkeitsschwelle (9) übersteigt.Method according to one of the preceding claims, comprising: - specifying a probability threshold ( 9 ) for the relative probability of occurrence P or the occurrence probability P, - taking over all individual terms ( 7 ) into the polynomial model ( 1 ) whose probability of occurrence P or their relative probability of occurrence P is the probability threshold ( 9 ) exceeds. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem des Folgenden: – Bewerten der Einzelterme (7) hinsichtlich einer physikalischen Relevanz, – Übernehmen aller Einzelterme (7) in das Polynom-Modell, die die physikalische Relevanz aufweisen.Method according to one of the preceding claims, with at least one of the following: evaluating the individual terms ( 7 ) regarding a physical relevance, - taking over all individual terms ( 7 ) into the polynomial model that have the physical relevance. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem des Folgenden: – Ermitteln von Paaren von Einzeltermen (7), die gegenseitig substituierbar sind, – Übernehmen eines Vertreters des jeweiligen Paares in das Polynom-Modell (1), – Übernehmen des Vertreters des jeweiligen Paares in das Polynom-Modell (1), falls die Auftrittswahrscheinlichkeit P oder die relative Auftrittswahrscheinlichkeit P eine weitere Wahrscheinlichkeitsschwelle übersteigt, die niedriger ist als die Wahrscheinlichkeitsschwelle (9).Method according to one of the preceding claims, with at least one of the following: determining pairs of individual terms ( 7 ), which are mutually substitutable, - take over a representative of the respective pair in the polynomial model ( 1 ), - taking the representative of the respective pair into the polynomial model ( 1 ) if the probability of occurrence P or the relative probability of occurrence P exceeds a further probability threshold which is lower than the probability threshold (FIG. 9 ). Verfahren zum Ermitteln und Parametrieren eines speziellen Polynom-Modells (1) einer von einer Einflussgröße abhängigen Zielgröße auf einen speziellen Verbrennungsmotor (5), mit: – Ermitteln eines sicheren Verstellraums (13) der Einflussgröße, – Ermitteln der Zielgröße für einen oder mehrere Messpunkte (15), die innerhalb des sicheren Verstellraums liegen, – Parametrieren eines Polynom-Modells (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mittels der Messpunkte (15) und mittels einer Regressionsanalyse, – Ermitteln eines erweiterten Verstellraums (19) mittels des parametrierten Polynom-Modells (1), – Wiederholen der vorhergehenden drei Schritte zum Optimieren des Polynom-Modells (1), wobei für jeden weiteren Messpunkt (21) dessen Lage zunächst mittels des Polynom-Modells (1) überprüft wird und dieser innerhalb des erweiterten Verstellraums (19) liegt.Method for determining and parameterizing a special polynomial model ( 1 ) of an influencing quantity dependent target variable on a special internal combustion engine ( 5 ), with: - Determining a safe adjustment room ( 13 ) of the influencing variable, - determining the target size for one or more measuring points ( 15 ), which lie within the safe adjustment space, - parameterization of a polynomial model ( 1 ) according to one of the preceding claims by means of the measuring points ( 15 ) and by means of a regression analysis, - determining an extended adjustment space ( 19 ) by means of the parameterized polynomial model ( 1 ), Repeating the previous three steps to optimize the polynomial model ( 1 ), whereby for each additional measuring point ( 21 ) its position first by means of the polynomial model ( 1 ) and this within the extended Verstellraums ( 19 ) lies. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit zumindest einem des Folgenden: – Wählen der Lage aller Messpunkte (15, 21) so, dass sich insgesamt ein D-optimaler Versuchsplan ergibt, – Durchführen des Verfahrens, bis ein Abbruchkriterium (23) erfüllt ist, – Wiederholen des Verfahrens, bis der D-optimale Versuchsplan realisiert ist.Method according to the preceding claim, comprising at least one of the following: - selecting the position of all measuring points ( 15 . 21 ) in such a way that a D-optimal test plan results overall, - carrying out the method until a termination criterion ( 23 ), - repeating the process until the D-optimal design is realized.
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