DE102018114081A1 - Method and device for determining a crankshaft torque in an internal combustion engine - Google Patents
Method and device for determining a crankshaft torque in an internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018114081A1 DE102018114081A1 DE102018114081.9A DE102018114081A DE102018114081A1 DE 102018114081 A1 DE102018114081 A1 DE 102018114081A1 DE 102018114081 A DE102018114081 A DE 102018114081A DE 102018114081 A1 DE102018114081 A1 DE 102018114081A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- torque
- internal combustion
- model
- combustion engine
- crankshaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
- G06F18/20—Analysing
- G06F18/21—Design or setup of recognition systems or techniques; Extraction of features in feature space; Blind source separation
- G06F18/214—Generating training patterns; Bootstrap methods, e.g. bagging or boosting
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
- G06F18/20—Analysing
- G06F18/24—Classification techniques
- G06F18/241—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/28—Interface circuits
- F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/1002—Output torque
- F02D2200/1004—Estimation of the output torque
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Kurbelwellenmoments für den Betrieb eines Verbrennungsmotors (10) vorgesehen, wobei das Kurbelwellenmoment mithilfe eines statistischen datenbasierten Funktionsmodells abhängig von einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (10) bestimmt wird.The invention relates to a method for determining a crankshaft torque for the operation of an internal combustion engine (10), the crankshaft torque being determined using a statistical data-based function model as a function of an operating point of the internal combustion engine (10).
Description
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, und insbesondere Steuergeräte für Verbrennungsmotoren. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Ermitteln eines Kurbelwellenmoments eines Verbrennungsmotors, insbesondere zum Betreiben des Verbrennungsmotors.The invention relates to internal combustion engines, and in particular control devices for internal combustion engines. The invention further relates to methods for determining a crankshaft torque of an internal combustion engine, in particular for operating the internal combustion engine.
Technischer HintergrundTechnical background
Für den Betrieb von Verbrennungsmotoren ist die Kenntnis über das jeweils aktuelle Kurbelwellenmoment zur Ausführung verschiedener Funktionen wesentlich. Insbesondere dient es zur Überwachung und Steuerung des Vortriebmoments.Knowledge of the current crankshaft torque for the execution of various functions is essential for the operation of internal combustion engines. In particular, it is used to monitor and control the driving torque.
In herkömmlichen Motorsystemen wird jedoch das Kurbelwellenmoment nicht direkt gemessen, sondern basierend auf anderen gemessenen oder modellierten Zustandsgrößen des Motorsystems insbesondere mithilfe von Kennfeldern modelliert. Diese Modellierung erfolgt basierend auf einer Momentenbilanz, die die einzelnen, auf die Kurbelwelle wirkenden antreibenden Momente und Lastmomente berücksichtigt.In conventional engine systems, however, the crankshaft torque is not measured directly, but is modeled based on other measured or modeled state variables of the engine system, in particular using characteristic maps. This modeling is based on a torque balance that takes into account the individual driving moments and load moments acting on the crankshaft.
Das für den Verbrennungsmotor unmittelbar relevante antreibende Moment entspricht einem Hochdruckmoment, das üblicherweise durch ein z.B. in Form eines Kennfelds appliziertes Hochdruckmomentenmodell modelliert wird. Weiterhin werden motorinterne Lastmomente aufgrund von Ladungswechselverlusten mithilfe eines häufig in Form eines Kennfelds applizierten Niederdruckmomentenmodells und Reibungsverluste mithilfe eines Reibungsmodells beschrieben, das entsprechend physikalischen Zusammenhängen modelliert oder mithilfe eines geeigneten Kennfeldmodells abgebildet sein kann. Bei der Verwendung von Kennfeldmodellen ist der Aufwand für die Applikation hoch, da diese über einen großen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors hinweg gültig sein müssen bzw. diese berücksichtigen müssen. Dies erfordert eine Vermessung des Motorsystems über einen größtmöglichen Betriebsbereich, wodurch das Verfahren sehr aufwendig wird.The driving torque that is directly relevant for the internal combustion engine corresponds to a high-pressure torque that is usually determined by a e.g. High-pressure torque model applied in the form of a map is modeled. Furthermore, internal engine load moments due to gas exchange losses using a low pressure torque model often applied in the form of a map and friction losses using a friction model are described, which can be modeled according to physical relationships or mapped using a suitable map model. When using map models, the effort for the application is high, since these must be valid over a large operating range of the internal combustion engine or must take them into account. This requires the engine system to be measured over the largest possible operating range, which makes the method very complex.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein Steuergeräte bekannt, die zur Berechnung von Zustandsgrößen in einem Motorsystem gemäß Rechenmodellen geeignet sind. Diese Steuergeräte umfassen in der Regel einen Mikroprozessor, der mithilfe einer geeigneten Software für die Modellberechnung ausgestattet wird. Implementiert ein solches Steuergerät ein Kennfeldmodell, so greift dieses auf einen entsprechenden Kennfeldspeicher zu, um die benötigten Werte auszulesen.Control devices are generally known from the prior art which are suitable for calculating state variables in a motor system according to computing models. These control units generally include a microprocessor, which is equipped with suitable software for the model calculation. If such a control device implements a map model, it accesses a corresponding map memory in order to read out the required values.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Steuergeräte mit integrierten Steuerbausteinen mit einer Hauptrecheneinheit und einer separaten Modellberechnungseinheit zur Berechnung von datenbasierten Funktionsmodellen bekannt. So zeigt beispielsweise die Druckschrift
Die Modellberechnungseinheit ist insgesamt zur Durchführung mathematischer Prozesse zur Berechnung des datenbasierten Funktionsmodells basierend auf Parametern und Stützstellen bzw. Trainingsdaten ausgelegt. Insbesondere sind die Funktionen der Modellberechnungseinheit zur effizienten Berechnung von Exponential- und Summenfunktionen rein in Hardware realisiert, so dass es ermöglicht wird, Gauß-Prozess-Modelle mit einer höheren Rechengeschwindigkeit zu berechnen als dies in der Software-gesteuerten Hauptrecheneinheit erfolgen kann.The model calculation unit is designed overall to carry out mathematical processes for calculating the data-based function model based on parameters and support points or training data. In particular, the functions of the model calculation unit for the efficient calculation of exponential and sum functions are implemented purely in hardware, so that it is possible to calculate Gaussian process models with a higher computing speed than can be done in the software-controlled main computing unit.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Bestimmen eines Kurbelwellenmoments eines Verbrennungsmotors für den Betrieb des Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung und das Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for determining a crankshaft torque of an internal combustion engine for operating the internal combustion engine according to claim 1 and the device and the engine system according to the independent claims are provided.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further refinements are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Kurbelwellenmoments für den Betrieb eines Verbrennungsmotors vorgesehen, wobei das Kurbelwellenmoment mithilfe eines statistischen datenbasierten Funktionsmodells abhängig von einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors bestimmt wird.According to a first aspect, a method for determining a crankshaft torque for the operation of an internal combustion engine is provided, the crankshaft torque being determined using a statistical data-based function model as a function of an operating point of the internal combustion engine.
Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, ein statistisches Funktionsmodell zu nutzen, das eine Vielzahl von Zustandsgrößen, die jeweils einen Zustand des Motorsystems darstellen, berücksichtigt, um einen aktuellen Kurbelwellenmoment zu bestimmen. Zum Implementieren von statistischen Funktionsmodellen und Steuergeräten, insbesondere Motorsteuergeräten für Verbrennungsmotoren, kann das Funktionsmodell verwendet werden.One idea of the above method is to use a statistical function model that takes into account a large number of state variables, each of which represents a state of the engine system, in order to determine a current crankshaft torque. The function model can be used to implement statistical function models and control devices, in particular engine control devices for internal combustion engines.
Weiterhin kann das statistische datenbasierte Funktionsmodell einem Gaußprozessmodell entsprechen. Eine Variante datenbasierter Funktionsmodelle sind nicht parametrische Modelle, die ohne spezifische Vorgaben aus Trainingsdaten, d. h. einer Menge von Trainingsdatenpunkten erstellt werden können. Ein Beispiel für ein datenbasiertes Funktionsmodell stellt das sogenannte Gauß-Prozess-Modell dar, das auf einer Gauß-Prozess-Regression basiert. Bei der Gauß-Prozess-Regression handelt es sich um ein vielseitiges statistisches Verfahren zur datenbasierten Modellierung komplexer physikalischer Systeme basierend auf üblicherweise großen Mengen an Trainingsdaten. Furthermore, the statistical data-based function model can correspond to a Gaussian process model. A variant of data-based function models are non-parametric models that can be created from training data, ie a set of training data points, without specific specifications. An example of a data-based function model is the so-called Gauss process model, which is based on a Gauss process regression. Gaussian process regression is a versatile statistical method for data-based modeling of complex physical systems based on usually large amounts of training data.
Weiterhin kann das Kurbelwellenmoment als Summe eines antreibenden Moments und mehreren Lastmomenten ermittelt werden, wobei zumindest das antreibende Moment als Hochdruckmoment mithilfe des datenbasierten Funktionsmodells bestimmt wird.Furthermore, the crankshaft torque can be determined as the sum of a driving torque and a plurality of load torques, with at least the driving torque being determined as a high-pressure torque using the data-based function model.
Das obige Verfahren sieht vor, ein datenbasiertes Funktionsmodell zur Modellierung eines Kurbelwellenmoments zu verwenden. Das Kurbelwellenmoment wird in der Regel durch eine Bilanz eines antreibenden Moments und von Lastmomenten bestimmt. Das antreibende Moment entspricht einem durch ein Hochdruckmomentenmodell ermittelten Hochdruckmoment. Die Lastmomente umfassen ein mithilfe eines Niederdruckmomentenmodells ermitteltes Niederdruckmoment, das einem durch Ladungswechsel im Verbrennungsmotor entstehendem Lastmoment entspricht, ein durch ein Reibungsmodell ermittelten Reibungsmoment, das Reibungsverluste in dem Verbrennungsmotor darstellt, sowie weitere Aggregatlastmomente, die durch mit der Kurbelwelle gekoppelte Aggregate entstehen, wie beispielsweise Lastmomente durch den Antrieb einer Hochdruckpumpe, einer Ölpumpe, einer Kühlmittelpumpe, eines elektrischen Generators und/oder einer Klimaanlage. Insbesondere die Aggregatlastmomente sind von weiteren Faktoren abhängig und es sind geeignete physikalische Modelle zur Beschreibung des entsprechenden Aggregatlastmoments vorhanden.The above method provides for the use of a data-based function model for modeling crankshaft torque. The crankshaft torque is usually determined by a balance of a driving torque and load moments. The driving torque corresponds to a high-pressure torque determined by a high-pressure torque model. The load moments include a low-pressure moment determined using a low-pressure moment model, which corresponds to a load moment resulting from charge changes in the internal combustion engine, a frictional moment determined by a friction model, which represents friction losses in the internal combustion engine, and further unit load moments, which are generated by units coupled to the crankshaft, such as, for example, load moments by driving a high pressure pump, an oil pump, a coolant pump, an electric generator and / or an air conditioning system. In particular, the aggregate load moments are dependent on other factors and suitable physical models are available to describe the corresponding aggregate load moments.
Bisherige physikalische Modelle, insbesondere zur Modellierung des Hochdruckmoments und des Niederdruckmoments, sind jedoch teilweise ungenau und liegen in der Regel nicht für jeden in der Praxis möglichen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors vor. Die in diesen Betriebsbereichen durch Extrapolationen vorgenommenen Schätzungen anhand der entsprechenden Kennfeldmodelle sind in der Regel zu ungenau, um das Kurbelwellenmoment zuverlässig bestimmen zu können. Durch die Verwendung eines statistischen Funktionsmodells für die Modellierung des Hochdruckmoments und/oder des Niederdruckmoments wird der Aufwand zur Bedatung der bisher verwendeten Kennfeldmodelle deutlich reduziert. Durch die Eigenschaften von statistischen Funktionsmodellen, auch in zuvor nicht vermessenen Betriebsbereichen, zuverlässige Modellwerte bereitzustellen, kann der Aufwand zur Modellierung des Kurbelwellenmoments erheblich reduziert und zusätzlich eine verbesserte Genauigkeit bei der Berechnung des Kurbelwellenmoments erreicht werden. Insgesamt kann durch Verwendung eines statistischen Funktionsmodells das komplexe Verhalten des Verbrennungsmotors besser abgebildet werden, als dies mit einem einfachen Kennfeldmodell möglich ist.However, previous physical models, in particular for modeling the high-pressure torque and the low-pressure torque, are sometimes inaccurate and are generally not available for every operating range of the internal combustion engine that is possible in practice. The estimates made in these operating areas by extrapolations based on the corresponding map models are generally too imprecise to be able to reliably determine the crankshaft torque. By using a statistical function model for modeling the high-pressure moment and / or the low-pressure moment, the effort for supplying information to the map models previously used is significantly reduced. Providing reliable model values, even in previously unmeasured operating ranges, through the properties of statistical function models, can considerably reduce the effort required to model the crankshaft torque and additionally improve the accuracy in the calculation of the crankshaft torque. Overall, by using a statistical function model, the complex behavior of the internal combustion engine can be mapped better than is possible with a simple map model.
Insbesondere kann das statistische Funktionsmodell zur Berechnung des Hochdruckmoments basierend auf Eingangsgrößen berechnet werden, die den folgenden Eingangsgrößen entsprechen können bzw. aus diesen ausgewählt sind: Kurbelwellendrehzahl, Einspritzmenge einer Haupteinspritzung, Einspritzwinkel einer Haupteinspritzung, Raildruck, Luftmasse, AGR-Masse, Gastemperatur des Einlassmassenstroms, Voreinspritzmenge, Nacheinspritzmengen, Nacheinspritzkurbelwellenwinkel, Öltemperatur und Drallklappenstellung.In particular, the statistical function model for calculating the high-pressure torque can be calculated based on input variables which can correspond to or are selected from the following input variables: crankshaft speed, injection quantity of a main injection, injection angle of a main injection, rail pressure, air mass, EGR mass, gas temperature of the inlet mass flow, Pre-injection quantity, post-injection quantities, post-injection crankshaft angle, oil temperature and swirl flap position.
Gemäß einer Ausführungsform kann eines der Lastmomente einem Niederdruckmoment entsprechen, das die Gaswechselverluste des Verbrennungsmotors angibt, und mithilfe des datenbasierten Funktionsmodells bestimmt wird.According to one embodiment, one of the load torques can correspond to a low-pressure torque, which indicates the gas exchange losses of the internal combustion engine, and is determined using the data-based function model.
Insbesondere kann das statistische Funktionsmodell zur Berechnung des Niederdruckmoments basierend auf Eingangsgrößen berechnet werden, die den folgenden Eingangsgrößen entsprechen können bzw. aus diesen ausgewählt sind: Kurbelwellendrehzahl, Abgasgegendruck, Saugrohrdruck, Teilklappenstellung, AGR-Rate, Einlasstemperatur und Öltemperatur.In particular, the statistical function model for calculating the low-pressure torque can be calculated based on input variables that can correspond to or are selected from the following input variables: crankshaft speed, exhaust gas back pressure, intake manifold pressure, partial flap position, EGR rate, inlet temperature and oil temperature.
Es kann vorgesehen sein, dass als weiteres Lastmoment eines oder mehrere der folgenden Lastmomente berücksichtigt wird: Reibmoment und Aggregatlastmomente.Provision can be made for one or more of the following load torques to be taken into account as a further load torque: friction torque and unit load torques.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Steuerbaustein für ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen, wobei der Steuerbaustein ausgebildet ist, um das obige Verfahren durchzuführen.According to a further aspect, a control module for an engine system with an internal combustion engine is provided, the control module being designed to carry out the above method.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines integrierten Steuerbausteins mit einer hardwarebasierten Modellberechnungseinheit; -
2 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor, der mit einem integrierten Steuerbaustein betrieben wird;
-
1 a schematic representation of an integrated control module with a hardware-based model calculation unit; -
2 is a schematic representation of an engine system with an internal combustion engine which is operated with an integrated control module;
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Grundsätzlich ist die Modellberechnungseinheit
Die Modellberechnungseinheit
Die Modellberechnungseinheit
Der Steuerbaustein
Die Verwendung von nicht parametrischen, datenbasierten Funktionsmodellen basiert auf einem Bayes-Regressionsverfahren. Die Grundlagen der Bayes-Regression sind beispielsweise in C. E. Rasmussen et al., „Gaussian Processes for Machine Learning“, MIT Press 2006, beschrieben. Bei der Bayes-Regression handelt es sich um ein datenbasiertes Verfahren, das auf einem Modell basiert. Zur Erstellung des Modells sind Messpunkte von Trainingsdaten sowie zugehörige Ausgangsdaten einer zu modellierenden Ausgangsgröße erforderlich. Die Erstellung des Modells erfolgt anhand der Verwendung von Stützstellendaten, die den Trainingsdaten ganz oder teilweise entsprechen oder aus diesen generiert werden. Weiterhin werden abstrakte Hyperparameter bestimmt, die den Raum der Modellfunktionen parametrisieren und effektiv den Einfluss der einzelnen Messpunkte der Trainingsdaten auf die spätere Modellvorhersage gewichten.The use of non-parametric, data-based function models is based on a Bayesian regression method. The basics of Bayesian regression are described, for example, in C. E. Rasmussen et al., "Gaussian Processes for Machine Learning", MIT Press 2006. Bayesian regression is a data-based method that is based on a model. To create the model, measuring points from training data and associated output data of an output variable to be modeled are required. The model is created on the basis of the use of support point data which correspond to the training data in whole or in part or are generated from these. Furthermore, abstract hyper parameters are determined that parameterize the space of the model functions and effectively weight the influence of the individual measuring points of the training data on the later model prediction.
Die abstrakten Hyperparameter werden durch ein Optimierungsverfahren bestimmt. Eine Möglichkeit für ein solches Optimierungsverfahren besteht in einer Optimierung einer Marginal Likelihood. Die Marginal Likelihood beschreibt die Plausibilität der gemessenen Ausgangswerte der Trainingsdaten bei gegebenen Modellparameter und Messpunkten der Trainingsdaten. Im Modelltraining wird die Marginal Likelihood maximiert, indem geeignete Hyperparameter gesucht werden, die zu einem Verlauf der durch die Hyperparameter und die Trainingsdaten bestimmten Modellfunktion führen und die Trainingsdaten möglichst genau abbilden. Zur Vereinfachung der Berechnung wird zur Vereinfachung der Berechnung der Logarithmus der Marginal Likelihood maximiert, da der Logarithmus die Stetigkeit der Plausibilitätsfunktion nicht verändert.The abstract hyper parameters are determined by an optimization process. One possibility for such an optimization process is to optimize a marginal likelihood. The marginal likelihood describes the plausibility of the measured initial values of the training data for given model parameters and measuring points of the training data. In model training, the marginal likelihood is maximized by searching for suitable hyper parameters that lead to a course of the model function determined by the hyper parameters and the training data and map the training data as precisely as possible. To simplify the calculation, the logarithm of the marginal likelihood is maximized to simplify the calculation, since the logarithm does not change the continuity of the plausibility function.
Für die Erstellung des nicht-parametrischen, datenbasierten Funktionsmodells erhält man in Formelschreibweise die folgende Funktion:
Es kann darüberhinaus eine Eingangs- und Ausgangsnormierung durchgeführt werden, da die Berechnung des Gauß-Prozess-Modells typischerweise in einem normierten Raum stattfindet. In addition, input and output normalization can be carried out, since the calculation of the Gaussian process model typically takes place in a standardized space.
Zum Start einer Berechnung kann insbesondere die Recheneinheit
Die Berechnung in der Modellberechnungseinheit
Die zur Berechnung eines datenbasierten Funktionsmodells benötigten Modelldaten umfassen also Parametervektoren und Stützstellendaten, die in einem dem betreffenden datenbasierten Funktionsmodell zugeordneten Speicherbereich in der Speichereinheit gespeichert werden. Entsprechend obigem Pseudocode umfassen die Parametervektoren von datenbasierten Funktionsmodellen den Parameter-Vektor Qy und den Lengthscale-Vektor I , d.h. Id für jeden Dimensionsindex d der Eingangsgrößen des Eingangsgrößenvektors. Weiterhin wird die Anzahl N der Stützstellendatenpunkte, einen Startwert Nstart einer äußeren Schleife bei einer Wiederaufnahme der Berechnung der inneren Schleife (normalerweise = 0) vorgegeben.The model data required for calculating a data-based function model thus include parameter vectors and reference point data which are stored in a memory area in the memory unit which is assigned to the relevant data-based function model. In accordance with the above pseudocode, the parameter vectors of data-based function models include the parameter vector Q y and the length scale vector I, ie I d for each dimension index d of the input variables of the input variable vector. Furthermore, the number N of support point data points, a start value Nstart of an outer loop when the calculation of the inner loop is resumed (normally = 0) is specified.
In
Zur Steuerung des Verbrennungsmotors
Das antreibende Moment entspricht dem von dem Verbrennungsmotor
Weiterhin entstehen durch Gaswechselvorgänge in dem Verbrennungsmotor
Zudem entstehen bei der Bewegung von beweglichen Teilen in dem Verbrennungsmotor
Zudem können mit der Kurbelwelle
Das Hochdruckmomentenmodell kann nun mithilfe eines statistischen Funktionsmodells berechnet werden, und zwar basierend auf Eingangsgrößen, die den folgenden Eingangsgrößen entsprechen können bzw. aus diesen ausgewählt sind: Kurbelwellendrehzahl, Einspritzmenge der Haupteinspritzung, Einspritzwinkel der Haupteinspritzung, Raildruck, Luftmasse, AGR-Masse, Gastemperatur des Einlassmassenstroms, Voreinspritzmengen Nacheinspritzmengen, Nacheinspritzkurbelwellenwinkel, Öltemperatur und Drallklappenstellung.The high-pressure torque model can now be calculated using a statistical function model, based on input variables that can correspond to or are selected from the following input variables: crankshaft speed, injection quantity of the main injection, injection angle of the main injection, rail pressure, air mass, EGR mass, gas temperature of the Inlet mass flow, pre-injection quantities, post-injection quantities, post-injection crankshaft angle, oil temperature and swirl flap position.
Weiterhin kann das Niederdruckmomentenmodell zur Bestimmung von Ladungswechselverlusten nun mithilfe eines statistischen Funktionsmodells berechnet werden und folgende Eingangsgrößen berücksichtigen bzw. Eingangsgrößen aus folgenden Eingangsgrößen auswählen: Kurbelwellendrehzahl, Abgasgegendruck, Saugrohrdruck, Teilklappenstellung, AGR-Rate, Einlasstemperatur und Öltemperatur.Furthermore, the low-pressure torque model for determining gas exchange losses can now be calculated using a statistical function model and take into account the following input variables or select input variables from the following input variables: crankshaft speed, exhaust gas back pressure, intake manifold pressure, partial flap position, EGR rate, intake temperature and oil temperature.
Die Verwendung der Gauß-Prozess-Modelle zur Berechnung des Hochdruckmoments und des Niederdruckmoments ermöglicht ein einfaches Erstellen des Modells durch Vermessen des Verbrennungsmotors
Das Erstellen des datenbasierten Funktionsmodells betreffend die Ermittlung des Hochdruckmoments und/oder des Niederdruckmoments kann basierend auf auf einem Prüfstand erfassten Trainingsdaten erfolgen. Dazu wird der Verbrennungsmotor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010028266 A1 [0006]DE 102010028266 A1 [0006]
Claims (11)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018114081.9A DE102018114081A1 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Method and device for determining a crankshaft torque in an internal combustion engine |
KR1020190069271A KR20190141092A (en) | 2018-06-13 | 2019-06-12 | Method and device for determining a crankshaft torque in a combustion engine |
CN201910512046.4A CN110598233A (en) | 2018-06-13 | 2019-06-13 | Method and device for determining crankshaft torque in a combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018114081.9A DE102018114081A1 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Method and device for determining a crankshaft torque in an internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018114081A1 true DE102018114081A1 (en) | 2019-12-19 |
Family
ID=68724350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018114081.9A Withdrawn DE102018114081A1 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Method and device for determining a crankshaft torque in an internal combustion engine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20190141092A (en) |
CN (1) | CN110598233A (en) |
DE (1) | DE102018114081A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010028266A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Control device and method for calculating an output for a controller |
-
2018
- 2018-06-13 DE DE102018114081.9A patent/DE102018114081A1/en not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-06-12 KR KR1020190069271A patent/KR20190141092A/en unknown
- 2019-06-13 CN CN201910512046.4A patent/CN110598233A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010028266A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Control device and method for calculating an output for a controller |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190141092A (en) | 2019-12-23 |
CN110598233A (en) | 2019-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19740917B4 (en) | Method and device for determining the gas temperature in an internal combustion engine | |
DE102018001727B4 (en) | Method for model-based control and regulation of an internal combustion engine | |
EP3374748B1 (en) | Method to generate a test sequence | |
DE102010028266A1 (en) | Control device and method for calculating an output for a controller | |
DE102017218476A1 (en) | Method and device for determining emissions | |
AT520827B1 (en) | A method of determining a vehicle parameter of a vehicle record of a vehicle and using the vehicle parameter on a test bench | |
DE102009024544A1 (en) | Method for automated data input for controller of vehicle for improving moment prediction of vehicle drive, involves using data input to build characteristic for parameters concerning ignition angle | |
DE102015225250A1 (en) | Method and device for determining a gas mass flow in an internal combustion engine | |
DE102019127482A1 (en) | CONTROL DEVICE | |
DE102014225039A1 (en) | Method and apparatus for providing sparse Gaussian process models for calculation in an engine control unit | |
DE102013227183A1 (en) | Method and apparatus for providing a sparse Gaussian process model for calculation in an engine control unit | |
DE102016200782A1 (en) | Method and apparatus for determining a gas guide system size in an engine system having an internal combustion engine | |
EP2088486A1 (en) | Method for measuring a non-linear dynamic real system using design of experiment | |
DE102013206292A1 (en) | Method and device for creating a data-based function model | |
DE102021206638B4 (en) | Computer-implemented method and control apparatus for controlling a powertrain of a vehicle using a convolutional neural network. | |
DE102017222593A1 (en) | Method and control device for determining a target intake manifold pressure of an internal combustion engine | |
DE102010046491A1 (en) | Method for determining emission of pollutants in combustion chamber of diesel engine of motor vehicle, involves determining oxygen concentration, pressure, temperature, air and fuel mass of chamber using statistical model of engine | |
DE102018114081A1 (en) | Method and device for determining a crankshaft torque in an internal combustion engine | |
DE102015208513A1 (en) | Method and apparatus for calculating a data-based multi-output functional model | |
WO2017134003A1 (en) | Method for calculating a residual gas mass in a cylinder of an internal combustion engine and controller | |
DE102014208379A1 (en) | Method and device for determining a function value of a data-based function model inverted relative to an input variable | |
DE102020127609A1 (en) | SYSTEM FOR PREDICTING EMISSIONS OF AN ENGINE | |
DE102017212247A1 (en) | Method and device for operating an internal combustion engine with intake manifold injection | |
DE102016216473B4 (en) | Method for operating an exhaust gas recirculation device | |
DE102008040861A1 (en) | Method for determining internal efficiency of internal-combustion engine, involves determining internal efficiency in dependence of model-based determined combustion pressure of internal-combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ROBERT BOSCH GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HA, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; ROBERT BOSCH GMBH, 70469 STUTTGART, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: BANSE & STEGLICH PATENTANWAELTE PARTMBB, DE |
|
R082 | Change of representative | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |