DE19741973C1 - Method of determining the soot conc. of self-igniting internal combustion engines - Google Patents

Method of determining the soot conc. of self-igniting internal combustion engines

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Abstract

the method involves deriving the soot conc. using a neural network (202) which is trained using input data (201) characteristic of the soot conc. (203) with associated signals representing the soot conc. Finally, the soot conc. is derived from acquired input data using the trained neural network

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Rußkonzentration von selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The present invention relates to a method for determining the soot concentration of self-igniting internal combustion engines.

Es sind verschiedene Verfahrensweisen bekannt, die Rußkonzentration rechnerisch durch eine Modellbildung des Verbrennungsvorganges und der Strömungsvorgänge zu bestimmen. Dabei wird der Verbrennungsvorgang thermodynamisch analysiert. Unter Berücksichtigung der Strömungsverhältnisse wird aus diesem Modell die Rußkonzentration rechnerisch ermittelt.Various procedures are known, the soot concentration arithmetically by a To determine the modeling of the combustion process and the flow processes. Here the combustion process is analyzed thermodynamically. Under consideration of The soot concentration is calculated from this model.

Weiterhin sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen beispielsweise eine Messung der Rußkonzentration bei einem Verbrennungsvorgang erfolgt. Eine solche Messung ist insbesondere für die Bestimmung der Rußkonzentration einer Brennkraftmaschine vergleichsweise aufwendig infolge der sich in vergleichsweise kurzer zeitlicher Folge wiederholenden Zündvorgänge.Furthermore, various methods are known in which, for example, a measurement of the Soot concentration occurs during a combustion process. Such a measurement is in particular for determining the soot concentration of an internal combustion engine comparatively complex due to the fact that in a comparatively short time sequence repetitive ignition processes.

Aus der DE 38 39 348 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Rußkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen bestimmt wird anhand der Absorption eines durch den Abgasstrom gesendeten Lichtstrahles.DE 38 39 348 A1 discloses a method in which the soot concentration in the exhaust gas of internal combustion engines is determined based on the absorption of an exhaust gas stream transmitted light beam.

Aus der EP 0 724 073 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Luft-Treibstoff- Gemischverhältniswert einer Brennkraftmaschine abgeleitet werden soll. Dies erfolgt unter Verwendung eines neuronalen Netzwerkes, bei dem zunächst ein Training des neuronalen Netzwerkes unter Verwendung von charakterisierenden Eingangsdaten erfolgt. Anschließend wird der Luft-Treibstoff-Gemischverhältniswert aus ermittelten Eingangsdaten unter Verwendung des trainierten neuronalen Netzwerkes abgeleitet.From EP 0 724 073 A2 a method is known in which the air-fuel Mixture ratio value of an internal combustion engine is to be derived. This is done at Use of a neural network, in which first a training of the neural Network using characterizing input data. Subsequently the air / fuel mixture ratio value is determined from the input data determined Use of the trained neural network derived.

Aus der US-PS 5,093,792 ist es bekannt, eine Klopfneigung oder Fehlzündungen einer Brennkraftmaschine unter Verwendung eines neuronalen Netzwerkes zu erkennen. Das neuronale Netz wird trainiert unter Verwendung von Eingangsdaten, die den Zylinderdruck und den Drehwinkel der Kurbelwelle darstellen. Anschließend können Klopfneigung bzw. Fehlzündungen erkannt werden, indem dem trainierten neuronalen Netz gemessene Eingangsdaten zugeführt werden.From US-PS 5,093,792 it is known to have a tendency to knock or misfire Detect internal combustion engine using a neural network. The neural network is trained using input data representing the cylinder pressure and represent the angle of rotation of the crankshaft. Then knock tendency or Misfires can be detected by measuring the trained neural network Input data are supplied.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für eine einfach zu realisierende Erfassung der Rußkonzentration vorzuschlagen. Dieses Verfahren soll zudem möglichst flexibel verschiedenen Betriebsbedingungen gerecht werden.In contrast, it is the object of the invention to provide a method for a simple to propose a realizing recording of the soot concentration. This procedure is also intended to meet different operating conditions as flexibly as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, wonach die Rußkonzentration der Brennkraftmaschine abgeleitet wird unter Verwendung eines neuronalen Netzwerkes, wobei das neuronale Netzwerk trainiert wird unter Verwendung von die Rußkonzentration charakterisierenden Eingangsdaten mit zugehörigen Signalen, die die Rußkonzentration repräsentieren, wobei anschließend die Rußkonzentration aus ermittelten Eingangsdaten unter Verwendung des trainierten neuronalen Netzes abgeleitet wird.This object is achieved with a method according to claim 1, according to which the soot concentration of the internal combustion engine is derived using a neural network, the neural network being trained using the soot concentration characterizing input data with associated signals that the Represent soot concentration, with the soot concentration subsequently determined from Input data is derived using the trained neural network.

Für die Generierung der Trainingsdaten kann die Rußkonzentration beispielsweise nach dem Bosch-Verfahren gemessen werden. Bei diesem Meßverfahren wird ein gemittelter Wert über die Meßzeit generiert. Es ist also möglich, pro Arbeitsspiel einen gemittelten Wert der Rußkonzentration zu ermitteln. Vorteilhaft wird dadurch die Datenmenge begrenzt, was den Verarbeitungsaufwand beim Training des neuronalen Netzes in Grenzen hält. To generate the training data, the soot concentration can be determined, for example, after Bosch process can be measured. With this measuring method an averaged value is over the measuring time is generated. So it is possible to get an averaged value per work cycle Determine soot concentration. This advantageously limits the amount of data, which the Limits processing effort when training the neural network.  

Bei dem Bosch-Verfahren erfolgt die Messung der Rußkonzentration beispielsweise mit einem AVL-Spot-Smokemeter. Dabei wird die Belegung eines Papierfilters erfaßt durch eine optische Auswertung.In the Bosch method, the soot concentration is measured with, for example an AVL spot smokemeter. The assignment of a paper filter is detected by a optical evaluation.

Die zugehörigen Signale, die die Rußkonzentration repräsentieren, können beispielsweise gemessen werden oder aufgrund anderer gemessener Größen - beispielsweise durch eine Modellrechnung oder wiederum durch Verwendung anderer neuronaler Netze - ermittelt worden sein.The associated signals, which represent the soot concentration, can for example be measured or on the basis of other measured quantities - for example by a Model calculation or again using other neural networks - determined have been.

Die Verwendung des neuronalen Netzes hat den Vorteil, daß es nicht notwendig ist, vergleichsweise komplizierte Modelle mit Zusammenhängen zwischen dem Verbrennungsvorgang und Strömungsvorgängen detailliert aufzustellen, um für jeden Fall, in dem die Rußkonzentration ermittelt werden soll, anhand dieser Modelle eine Berechnung durchführen zu können. Es genügt vielmehr, geeignete Größen als Eingangsdaten des neuronalen Netzes zu finden, wobei zwischen diesen Größen und der Rußkonzentration ein injektiver Zusammenhang bestehen muß. Das neuronale Netz ist dann in der Lage, aus den vorgegebenen Eingangsdaten und zugehörigen gemessenen Ausgangsdaten sich so zu generieren, daß dadurch anhand vorgegebener Eingangsdaten die zugehörigen Ausgangsdaten durch das neuronale Netz ermittelt werden können. Ein weiterer erheblicher Vorteil eines neuronalen Netzes besteht darin, daß es gegenüber verrauschten Eingangssignalen ein stabiles Verhalten aufzeigt. Dadurch bestehen nur vergleichsweise geringe Anforderungen an die Meßwertaufnehmer, so daß hier Kosten und Aufwand gerade bei den aufgrund von Umwelteinflüssen bedingten schwierigen Meßbedingungen am Motor in Grenzen gehalten werden können. Bei der Verwendung des neuronalen Netzes spielt es auch keine Rolle, ob die Beziehung zwischen den Eingangsdaten und der Ausgangsgröße linear ist oder nichtlinear.The use of the neural network has the advantage that it is not necessary comparatively complicated models with connections between the Combustion process and flow processes to be detailed in order for each to which the soot concentration is to be determined, a calculation based on these models to be able to perform. Rather, it is sufficient to use suitable quantities as input data for the to find neural network, taking between these sizes and the soot concentration injective connection must exist. The neural network is then able to predetermined input data and associated measured output data generate that the associated output data based on given input data can be determined by the neural network. Another significant advantage of a neural network is that it is stable against noisy input signals Shows behavior. As a result, there are only comparatively low requirements for the Transducer, so that here costs and effort, especially in the case of Difficult measurement conditions on the engine due to environmental influences are limited can be. When using the neural network, it does not matter whether the Relationship between the input data and the output variable is linear or non-linear.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 2 gehören zu den die Rußkonzentration charakterisierenden Eingangsdaten den Zylinderdruck charakterisierende Größen.In the method according to claim 2, the soot concentration is one of them Input data characterizing variables characterizing the cylinder pressure.

Diese Größen können beispielsweise aus dem Maximalwert des Zylinderdruckes, dem Integral des Zylinderdruckes über einen bestimmten Kurbelwinkel, dem mittleren indizierten Brennraumdruck, dem maximalen Druckanstieg bezogen auf den Kurbelwinkel oder ähnlichem bestehen. Die Auswahl eine dieser oder einer ähnlichen Größe hat den Vorteil, daß pro Arbeitsspiel nur ein Wert zu verarbeiten ist, was den Verarbeitungsaufwand sowohl in der Lernphase des neuronalen Netzes als auch bei der nachfolgenden Verwendung des neuronalen Netzes zur Bestimmung der Rußkonzentration erheblich vereinfacht. These variables can, for example, from the maximum value of the cylinder pressure, the Integral of the cylinder pressure over a certain crank angle, the mean indicated Combustion chamber pressure, the maximum pressure increase in relation to the crank angle or similar exist. Choosing one of these or a similar size has the advantage that Only one value is to be processed per work cycle, which means the processing effort both in the Learning phase of the neural network as well as in the subsequent use of the neural Network for determining the soot concentration considerably simplified.  

Es ist jedoch auch entsprechend der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 möglich, daß zu den die Rußkonzentration charakterisierenden Eingangsdaten der zeitliche Verlauf des Zylinderdruckes gehört.However, according to the embodiment of the method according to claim 3, it is also possible that for the input data characterizing the soot concentration, the time course of the Heard cylinder pressure.

Bei Verwendung dieser Eingangsdaten steigt der Verarbeitungsaufwand zwar an, es ergeben sich aber Vorteile hinsichtlich der Genauigkeit, weil mit der Verarbeitung des zeitlichen Verlaufes des Zylinderdruckes beispielsweise auch Einflüsse der Voreinspritzung auf die Rußkonzentration erfaßt werden können. Neben diesen Einflüssen der Voreinspritzung können auch andere Einflüsse berücksichtigt werden.When using this input data, the processing effort increases, it does but there are advantages in terms of accuracy, because with the processing of the temporal Course of the cylinder pressure also influences the pre-injection on the Soot concentration can be detected. In addition to these influences of the pre-injection other influences can also be taken into account.

Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 4 wird das Signal des Zylinderdruckes gefiltert.In the embodiment of the method according to claim 4, the signal of the cylinder pressure filtered.

Neuronale Netze zeigen zwar eine Stabilität gegenüber verrauschten Signalen, es hat sich aber bezüglich des Zylinderdruckes gezeigt, daß es sich bei dem Rauschen des Signales nicht um weißes Rauschen handelt sondern um Einflüsse von Störfaktoren mit einem charakteristischen Frequenzspektrum. Entsprechend hat sich eine Tiefpaßfilterung als zweckmäßig erwiesen, wobei als Eckfrequenz beispielsweise eine Frequenz von 5 kHz in Frage kommt.Neural networks show stability against noisy signals, but it has with regard to the cylinder pressure shown that the noise of the signal is not white noise is about influences of disturbing factors with a characteristic Frequency spectrum. Accordingly, low-pass filtering has proven to be useful a frequency of 5 kHz, for example, can be used as the basic frequency.

Der Zylinderdruck kann beispielsweise gemessen werden oder ebenfalls mittels eines neuronalen Netzes aus anderen Größen ermittelt werden, wie dies beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten Anmeldung der Anmelderin beschrieben worden ist, die als nationale Patentanmeldung beim Deutschen Patentamt unter dem Aktenzeichen P 197 41 884.8 vorliegt. Wenn der Zylinderdruck nicht direkt als Zwischengröße benötigt wird, wäre es bespielsweise auch denkbar, die neuronalen Netze "zusammenzufassen". Anstatt des "Umweges", zunächst mittels eines neuronalen Netzwerkes aus Körperschallsignalen der Brennkraftmaschine den Zylinderdruck zu ermitteln und im weiteren wiederum mittels eines neuronalen Netzes aus dem Zylinderdruck die Rußkonzentration zu ermitteln, könnte also ein neuronales Netz verwendet werden, bei dem die Eingangsdaten, die die Rußkonzentration charaktierisieren, der Körperschall des Verbrennungsmotors wäre.The cylinder pressure can be measured, for example, or also by means of a neural network can be determined from other sizes, as is the case, for example, in the the applicant's previously published application has been described as national Patent application at the German Patent Office under file number P 197 41 884.8. If the cylinder pressure is not required directly as an intermediate variable, it would be, for example conceivable to "summarize" the neural networks. Instead of the "detour", initially by means of a neural network of structure-borne noise signals from the internal combustion engine Determine cylinder pressure and in turn further using a neural network A neural network could therefore determine the soot concentration from the cylinder pressure are used in which the input data characterizing the soot concentration would be the structure-borne noise of the internal combustion engine.

Bei der Ausgestaltung der Verfahrens nach Anspruch 5 gehören zu den die Rußkonzentration charakterisierenden Eingangsdaten Brennverlauf, Temperaturverlauf und/oder Summenbrennverlauf.In the design of the method according to claim 5, the soot concentration is one of them characterizing input data firing curve, temperature curve and / or Total burning process.

Es hat sich gezeigt, daß auch diese Eingangsdaten charakteristisch eine Aussage über die Rußkonzentration ermöglichen. It has been shown that these input data also characteristically make a statement about the Allow soot concentration.  

Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 werden Brennverlauf, Temperaturverlauf und/oder Summenbrennverlauf durch eine Brennverlaufsrechnung ermittelt.When designing the method according to claim 6, the firing process, Temperature curve and / or total combustion curve through a combustion curve calculation determined.

Diese Brennverlaufsrechnung stellt eine einfache Methode dar, die relevanten Größen zu bestimmen. Bei der Brennverlaufsrechnung wird der zeitliche Verlauf der Umsetzung von chemisch gebundener Kraftstoffenergie in Wärmeenergie aus dem bekannten Brennraumdruckverlauf in einer Brennkraftmaschine berechnet. Die Berechnung erfolgt unter Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik und der thermischen Zustandsgleichungen.This firing history calculation is a simple method to add the relevant sizes determine. In the firing course calculation, the time course of the implementation of chemically bound fuel energy in thermal energy from the known Combustion chamber pressure curve calculated in an internal combustion engine. The calculation is done at Application of the first law of thermodynamics and thermal Equations of state.

Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 7 gehören zu den die Rußkonzentration charakterisierenden Eingangsdaten wenigstens eine der folgenden Größen: Geometrie des Kolbens, Geometrie der Brennkammer, Einspritzdruck, Einspritzdüsengeometrie, Position des Kolbens während der Einspritzung, Massenmitteltemperatur, Drehzahl, Last, Kraftstoff-Luftverhältnis (λ), Restgas, Brennbeginn.In the design of the method according to claim 7, the soot concentration is one of them characterizing input data at least one of the following variables: Geometry of the piston, geometry of the combustion chamber, injection pressure, Injector geometry, position of the piston during injection, Average mass temperature, speed, load, air-fuel ratio (λ), residual gas, start of combustion.

Diese Größen eignen sich insbesondere in Verbindung mit einer der vorgenannten Größen als Eingangsdaten, weil sich durch deren zusätzliche Verwendung die Genauigkeit im Sinne einer Eindeutigkeit zwischen den Eingangsdaten und der Rußkonzentration als Ausgangsgröße verbessern läßt.These sizes are particularly suitable in combination with one of the aforementioned sizes Input data because their additional use improves accuracy a uniqueness between the input data and the soot concentration as Can improve output size.

Es hat sich gezeigt, daß sinnvolle Ergebnisse auch bereits dann ermittelt werden können, wenn nur ein Teil der genannten Größen als Eingangsdaten verwendet wird. Die Ergebnisse werden aber verbessert, wenn das Netz über mehr Informationen verfügt.It has been shown that meaningful results can already be determined if only a part of the quantities mentioned is used as input data. The results but will be improved if the network has more information.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 8 wird anhand des trainierten Netzes aus den angeführten Größen eine Auswahl getroffen, anhand der sich eine geeignete Zuordnung der Rußkonzentration zu den Eingangsdaten ergibt.In the method according to claim 8 is based on the trained network from the listed Sizes made a selection based on which a suitable assignment of the Soot concentration to the input data results.

Dadurch können im konkreten Einzelfall zu einem bestimmten Typ einer Brennkraftmaschine die sinnvollen Eingangsdaten durch das neuronale Netz selbst ausgewählt werden. Zunächst wird das neuronale Netz mit einem Satz von Eingangsdaten trainiert, in dem einige Informationen im Hinblick auf die Bestimmung der Ausgangsgröße überflüssig sind. Nachdem das Training des Netzes abgeschlossen ist, kann das neuronale Netz wiederum diese Eingangsdaten erkennen, die in diesem Sinne überflüssig sind. Dadurch kann also für die zukünftige Verwendung des neuronalen Netzes die Zahl der Eingangsdaten reduziert werden. Außerdem können aus der Reduzierung der Eingangsdaten durch das neuronale Netz wiederum Kenntnisse über die Rußentstehung gewonnen werden. As a result, it can be used in a specific individual case for a specific type of internal combustion engine the sensible input data are selected by the neural network itself. First the neural network is trained with a set of input data in which some Information with a view to determining the output quantity is superfluous. After the training of the network is complete, the neural network can do this again Recognize input data that are superfluous in this sense. This means that for the future use of the neural network the number of input data can be reduced. It can also reduce the input data through the neural network again knowledge about the formation of soot can be gained.  

Bei dem Verfahren nach Anspruch 9 werden als Eingangsdaten des neuronalen Netzes eine oder mehrere Hauptkomponenten der entsprechenden Eingangsdaten verwendet.In the method according to claim 9, as input data of the neural network or several main components of the corresponding input data are used.

Dadurch wird vorteilhaft die Menge der zu verarbeitenden Daten verringert.This advantageously reduces the amount of data to be processed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:An embodiment of the invention is shown in more detail in the drawing. It shows in detail:

Fig. 1: eine Darstellung einer Vorgehensweise zum Verarbeiten von Lerndaten durch das neuronale Netz, Fig. 1 is a representation of an approach for processing of learning data by the neural network,

Fig. 2: eine Übersicht über die Wirkungszusammenhänge in der Lern-, Test- und Recallphase, FIG. 2 is an overview of the interdependencies in learning, test and recall phase,

Fig. 3: eine ergänzende Übersicht über die Wirkungszusammenhänge in der Lern- und Testphase, Fig. 3: a complementary overview of the effect relationships in the training and testing phase,

Fig. 4: eine weitere Übersicht über die Wirkungszusammenhänge in der Lern-, Test- und Recallphase anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles und FIG. 4 shows a further overview of the effect relationships in the learning, a test and recall phase reference to a preferred embodiment and

Fig. 5: eine Übersichtsdarstellung zur Komprimierung der Eingangsdaten durch die Hauptkomponentenanalyse. FIG. 5 shows an outline diagram for compressing the input data by the principal component analysis.

Fig. 1 zeigt die Darstellung eines Blockschaltbildes, in dem das neuronale Netz zuerst in einem Schritt 101 mit Trainingsdaten trainiert wird. Fig. 1 shows the representation of a block diagram in which the neural network is first trained in a step 101 with training data.

In dem Schritt 102 wird eine Überprüfung mit Daten vorgenommen, um die Fehlergrenze des neuronalen Netzes zu überprüfen. Dieses Testen des Netzes wird vorzugsweise mit unbekannten Daten durchgeführt. Dadurch kann vorteilhaft festgestellt werden, ob die Fehlergrenze erreicht ist. Der Fehler kann beispielsweise so definiert werden, daß die gemessene Ausgangsgröße mit der aufgrund des neuronalen Netzes verglichen wird, indem die Differenz dieser beiden Werte gebildet wird. Es kann beispielsweise eine Bewertung des Fehlers anhand der Summe der Fehlerquadrate vorgenommen werden.In step 102 , a check is carried out with data in order to check the error limit of the neural network. This testing of the network is preferably carried out with unknown data. This can advantageously be used to determine whether the error limit has been reached. The error can be defined, for example, in such a way that the measured output variable is compared with that based on the neural network by forming the difference between these two values. For example, the error can be assessed on the basis of the sum of the error squares.

Die Zusammenhänge sind nochmals durch die Fig. 3 näher dargestellt. In dem Block 301 erfolgt das Lernen anhand der Lerndaten, die entsprechend dem Block 302 zugeführt werden. Entsprechend den durch die Pfeile 303 und 304 dargestellten Zusammenhängen erfolgt entsprechend dem Block 305 ein Testen. Dazu werden entsprechend dem Block 306 Testdaten zugeführt. Aufgrund der Testergebnisse kann ggf ein erneutes Lernen erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar, entsprechend der Darstellung durch den Pfeil 307 in dem Block 308 die Netztopologie zu ändern, um die Ergebnisse zu verbessern. Entsprechend muß dann mit dem Lernen in dem Block 301 entsprechend dem Pfeil 309 erneut von vorn begonnen werden. Wenn bei dem Testen in dem Block 305 festgestellt wurde, daß der Fehler hinreichend klein ist, erfolgt entsprechend dem Pfeil 310 ein Übergang zu dem Block 311, in dem die Lern- und Testphase abgebrochen wird.The relationships are shown in more detail by FIG. 3. In block 301 , learning takes place on the basis of the learning data which are supplied in accordance with block 302 . In accordance with the relationships represented by arrows 303 and 304 , testing is carried out in accordance with block 305 . For this purpose, test data are supplied in accordance with block 306 . Based on the test results, it may be possible to learn again. However, it is also conceivable to change the network topology in accordance with the illustration by arrow 307 in block 308 in order to improve the results. Accordingly, the learning in block 301 according to arrow 309 must then be started again. If it has been determined during testing in block 305 that the error is sufficiently small, a transition to block 311 takes place in accordance with arrow 310 , in which the learning and test phase is terminated.

Um den Aufwand für die Messung der Trainings- und Testdaten in Grenzen zu halten, ist es möglich, mehrere Sätze von Daten zusammenzustellen. Diese Datensätze können mit statistischen Methoden aufgeteilt werden in Trainingsdaten und Testdaten. Indem diese Aufteilung mehrmals durchgeführt wird, werden also verschiedene Kombinationen von Trainingsdaten und Testdaten verwendet. Insgesamt kann der Fehler so minimiert werden. Beispielsweise können bei etwa 100 Mustern 10 dieser Muster statistisch als Testmuster ausgewählt werden. Wenn dieser Vorgang etwa fünf Mal wiederholt wird, zeigt sich, daß bei einer Mittelung der gewonnenen Ergebnisse der Fehler in vertretbaren Grenzen gehalten werden kann.In order to keep the effort for measuring the training and test data within limits, it is possible to compile several sets of data. You can use these records statistical methods are divided into training data and test data. By doing this Splitting is performed several times, so different combinations of Training data and test data used. Overall, the error can be minimized in this way. For example, with approximately 100 patterns, 10 of these patterns can be used statistically as test patterns to be chosen. If this process is repeated about five times, it will be seen that at averaging the results of the errors obtained is kept within reasonable limits can be.

Für die Erfassung der Trainingsdaten hat es sich als zweckmäßig erwiesen, während des Arbeitstaktes bei verschiedenen Lastbedingungen und unterschiedlichen Zündzeitpunkten, d. h. Einspritzzeitpunkten, die relevanten Ausgangsgrößen zu ermitteln.For the acquisition of the training data, it has proven to be useful during the Work cycle under different load conditions and different ignition times, d. H. Injection times to determine the relevant output variables.

In dem Schritt 103 wird das neuronale Netz verwendet, um aus aktuell gemessenen Eingangsdaten die Ausgangsgrößen abzuleiten.In step 103 , the neural network is used to derive the output variables from currently measured input data.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild, in dem die Wirkungszusammenhänge zwischen den Eingangsdaten und den Ausgangsgrößen und dem neuronalen Netz nochmals veranschaulicht sind. FIG. 2 shows a block diagram in which the interrelationships between the input data and the output variables and the neural network are illustrated again.

Block 201 charakterisiert die Eingangsdaten, die einem neuronalen Netz 202 zugeführt werden. Von diesem neuronalen Netz werden Ausgangsgrößen 203 generiert. In einer Lernphase des neuronalen Netzes wird - entsprechend der Darstellung durch den Block 204 - das neuronale Netz 202 trainiert. Nachdem dieses Netz trainiert ist, kann - entsprechend der Darstellung durch den Block 205 - eine Auswahl der Eingangsdaten erfolgen. Es können beispielsweise solche Größen eliminiert werden, die mit anderen Größen in Bezug auf die Ausgangsgröße korrelieren.Block 201 characterizes the input data that are fed to a neural network 202 . Output variables 203 are generated from this neural network. In a learning phase of the neural network, the neural network 202 is trained, as represented by block 204 . After this network has been trained, the input data can be selected in accordance with the representation by block 205 . For example, variables that correlate with other variables with regard to the output variable can be eliminated.

Anhand von Fig. 2 soll schematisch die Vorgehensweise zur Bestimmung der Rußkonzentration mittels neuronalen Netzen erläutert werden. Zunächst steht kein physikalisches Modell zur Verfügung. Es sind jedoch Datensätze vorhanden, in denen wichtige Informationen über die Zusammenhänge zwischen den Eingangsdaten 201 und gemessenen Werten der Ausgangsgröße 203 (Rußkonzentration) impliziert sind. Diese Datensätze stammen beispielsweise aus Messungen an der Brennkraftmaschine oder auch aus Brennverlaufsrechnungen. Die Eingabedaten 201 bestehen aus verschiedenen zeitlichen Verläufen wie beispielsweise dem Brennraumdruck, der Massenmitteltemperatur, dem Brennverlauf sowie Einzelinformationen wir der Drehzahl und der Last oder auch dem Kraftstoff-Luftgemisch λ. Die Ausgangsgröße 203 ist die Rußkonzentration. Als erster Schritt erfolgt die Generierung eines neuronalen Netzes und die zufällige Initialisierung der Netzparameter. Dies ist durch die Blöcke 204 und 202 dargestellt. Die Initialkonfiguration (Anzahl Neuronen, Schichten) ist in geeigneter Weise vorzugeben. Danach erfolgt das Netztraining. Die Eingangsdaten 201 sollten dazu schon in geeigneter Weise vorverarbeitet sein (Skalierung, günstiger Wertebereich, d. h. zwischen 0 und 1 mit einem entsprechenden Abstand zu den Rändern). Der angeandte Lernalgorithmus steuert dann den Übergang vom zufälligen, "unwissenden" Anfangszustand zur trainierten, korrekt abbildenden Endkonfiguration. Das in den Trainingsdaten implizierte Wissen wird beim Lernen in das Netz übernommen und in den Gewichten gespeichert.The procedure for determining the soot concentration by means of neural networks is to be explained schematically with reference to FIG. 2. Initially, no physical model is available. However, there are data sets in which important information about the relationships between the input data 201 and measured values of the output variable 203 (soot concentration) is implied. These data records come, for example, from measurements on the internal combustion engine or from combustion history calculations. The input data 201 consist of different temporal profiles such as the combustion chamber pressure, the mean mass temperature, the combustion profile and individual information such as the speed and the load or the fuel-air mixture λ. The output variable 203 is the soot concentration. The first step is to generate a neural network and randomly initialize the network parameters. This is represented by blocks 204 and 202 . The initial configuration (number of neurons, layers) must be specified in a suitable manner. Then the network training takes place. The input data 201 should already be suitably preprocessed for this (scaling, favorable range of values, ie between 0 and 1 with a corresponding distance from the edges). The learned learning algorithm then controls the transition from the random, "ignorant" initial state to the trained, correctly mapping final configuration. The knowledge implied in the training data is transferred to the network during learning and stored in the weights.

Für das Training werden vorteilhaft mehrere verschiedene Eingangsdaten bzw. Verläufe von Eingangsdaten verwendet. Dies ist nötig, da der geeignete Satz von Eingangsdaten mangels Kenntnis der genauen physikalischen Zusammenhänge zunächst noch nicht exakt definierbar ist. Aufgrund von Korrelationen zwischen verschiedenen Eingangsdaten werden dadurch anfangs unnötig viele Informationen angelegt, was zu einer großen Eingangsschicht führt. Nach dem Netztraining steht nun ein neuronales Modell zur Abbildung der gewählten Eingangsinformationen auf die Rußkonzentration zur Verfügung. Das darin enthaltene, implizierte Wissen über die Zusammenhänge zwischen den Eingangsdaten und dem Netzausgang, d. h. der Ausgangsgröße, läßt sich dann mit geeigneten Methoden extrahieren. Dieses neu gewonnene Wissen kann daraufhin benutzt werden, um die relevanten Merkmale der Eingangsdaten zu identifizieren und ihre Signifikanz abzuschätzen. Dies ist in dem Block 205 dargestellt. Anschließend wird ein neuronales Netz mit dem gefundenen, geeigneten Eingangsdatensatz trainiert. Danach kann die Anwendung (Recallphase) des gewonnenen neuronalen Modells und die sehr schnelle Berechnung der Rußkonzentration erfolgen.Several different input data or courses of input data are advantageously used for the training. This is necessary because the suitable set of input data cannot yet be exactly defined due to a lack of knowledge of the exact physical relationships. Due to correlations between different input data, an unnecessarily large amount of information is initially created, which leads to a large input layer. After the network training, a neural model is now available for mapping the selected input information to the soot concentration. The implied knowledge contained therein about the relationships between the input data and the network output, ie the output variable, can then be extracted using suitable methods. This newly acquired knowledge can then be used to identify the relevant characteristics of the input data and to estimate their significance. This is shown in block 205 . A neural network is then trained with the suitable input data record found. After that, the application (recall phase) of the neural model obtained and the very rapid calculation of the soot concentration can take place.

Für das Training neuronaler Netze ist eine möglichst geringe Dimension der Eingangsdaten vorteilhaft. Dadurch entstehen Netze mit wenigen Eingangsneuronen und Freiheitsgraden (Anzahl einzustellender Gewichte). Falls die Eingangsdatendimension bezüglich der verfügbaren Trainingsdaten zu hoch ist, besteht die Gefahr, daß der Datenraum nicht mehr genügend abgedeckt werden kann und das trainierte Netz zwischen den Stützstellen überwiegend extrapoliert werden muß (anstatt Interpolation bei angemessener Datenverteilung). Die Anzahl der benötigten Trainingsdaten steigt dabei exponentiell mit der Dimension der Eingangsdaten an. Die Vorteile von kleinen Netzen mit wenigen Eingangsneuronen sind die bessere Generalisierungsleistung bei ungelernten Testdaten durch weniger Freiheitsgrade. Weiterhin erlauben kleinere Netze eventuell die Extraktion von einfachen Regeln durch die Analyse der Gewichte. Das Netz ist schneller trainierbar. Der Netzausgang ist in der Recallphase schneller berechenbar, was besonders im Hinblick auf die Echtzeitfähigkeit vorteilhaft ist. Außerdem ergibt sich eine einfachere und kostengünstigere Hardwarerealisierung. Im optimalen Fall sollten dem Netz allerdings keine für die Funktionsapproximation relevanten Merkmale vorenthalten werden. Im Rahmen der Merkmalsextraktion erfolgt nun die Bereitstellung der relevanten Informationen in günstiger Form für das nachfolgende Netz. Dies betrifft die komprimierte Darstellung sowie geeignete Wertebereiche. Das Anlegen der kompletten zeitlichen Verläufe beispielsweise des Brennraumdruckes aller Zylinder an ein Netz erzwingt bei einer Vier-Zylinder- Brennkraftmaschine zunächst 804 Eingangsneuronen bei 201 Brennraumdruckwerten pro Zylinder. Die Dimension der Eingangsdaten ist für die 120 vorliegenden Stützstellen deutlich zu groß (804 Dimensionen, Eingänge). Deshalb erweist sich eine Dimensionsreduzierung als vorteilhaft. Eine optimale Dimensionsreduzierung beinhaltet eine maximale Komprimierung der Daten bei minimalem Informationsverlust. Beispielsweise kann eine Mittelung der Verläufe über die Zylinder erfolgen. Dies erscheint insofern sinnvoll als keine übermäßigen Unterschiede zwischen den verschiedenen Zylindern vorherrschen und sich die gemessene Rußkonzentration aus der Summe der Beiträge aller Zylinder ergibt. Ein Nachteil ist der eventuelle Verlust an Verbrennungsinformationen durch die Aufhebung gewisser zylinderspezifischer Effekte durch die Mittelung.For the training of neural networks, the smallest possible dimension of the input data is advantageous. This creates networks with few input neurons and degrees of freedom (Number of weights to be set). If the input data dimension is related to the available training data is too high, there is a risk that the data room no longer can be covered sufficiently and the trained network between the support points predominantly has to be extrapolated (instead of interpolation if appropriate  Data distribution). The number of training data required increases exponentially with the Dimension of the input data. The advantages of small networks with few Input neurons are the better generalization performance for unskilled test data less degrees of freedom. Smaller networks may also allow the extraction of simple rules by analyzing the weights. The network can be trained faster. Of the Mains output can be calculated more quickly in the recall phase, which is particularly important with regard to the Real-time capability is beneficial. In addition, there is a simpler and less expensive Hardware implementation. In the optimal case, however, the network should not be used for Features approximation relevant features are withheld. As part of the Character extraction now provides the relevant information at a lower cost Form for the subsequent network. This concerns the compressed representation as well as suitable ones Value ranges. The creation of the complete timelines, for example the Combustion chamber pressure of all cylinders to a network in a four-cylinder Internal combustion engine initially 804 input neurons at 201 combustion chamber pressure values per Cylinder. The dimension of the input data is clear for the 120 available support points too large (804 dimensions, inputs). Therefore a dimension reduction proves to be advantageous. Optimal dimension reduction involves maximum compression of data with minimal loss of information. For example, averaging of the Gradients take place over the cylinders. This seems sensible in that it is not excessive Differences prevail between the different cylinders and the measured ones Soot concentration results from the sum of the contributions of all cylinders. One disadvantage is that possible loss of combustion information due to the removal of certain cylinder-specific effects through averaging.

Um den erhaltenen 201-dimensionalen Datenraum weiter zu reduzieren, fand eine Korrelationsuntersuchung (Autokorrelation) innerhalb der Verläufe statt. Dabei wurden die 120 Druckwerte an je zwei verschiedenen Grad Kurbelwinkeln miteinander korreliert (z. B. die Druckwerte bei 5° Kurbelwinkel mit Druckwerten bei 20° Kurbelwinkel). Der berechnete mittlere Korrelationskoeffizient (über den Kurbelwinkelbereich) beträgt dabei 0,96. Diese hohe Korrelation signalisiert eine große Redundanz der Information und die Möglichkeit zur weiteren Dimensionsreduzierung.In order to further reduce the 201-dimensional data space obtained, one was found Correlation analysis (autocorrelation) takes place within the courses. The 120 pressure values correlated with each other at two different crank angles (e.g. the pressure values at 5 ° crank angle with pressure values at 20 ° crank angle). The calculated mean correlation coefficient (over the crank angle range) is 0.96. This high correlation signals great redundancy of the information and the possibility of further dimension reduction.

Im Ergebnis ergibt sich ein bis auf den Bereich des Brennbeginnes ähnlicher Kurvenverlauf mit hohen Korrelationskoeffizienten (0,96) bei Brennraumdruck und geringeren Korrelationskoeffizienten bei allen darauf berechneten Verläufen. Bei diesen Korrelationen bietet sich die Hauptkomponentenanalyse zur Dimensionsreduzierung an (Principal Component Analysis, PCA). Die PCA versucht, die Richtungen zu finden, in denen die Eingabedaten am stärksten variieren und die orthogonal zueinander stehen. Geometrisch bedeutet dies, wie in Fig. 5 für einen einfachen zweidimensionalen Fall exemplarisch dargestellt, die Drehung des ursprünglichen Koordinatensystems (x1, x2) in Richtung der Hauptachsen (a1, a2). Die Achse a1 zeigt nun in die Richtung der ersten Hauptkomponente mit der größten Varianz der Daten und beinhaltet den größten Informationgehalt. Die Dimensionsreduktion kann nun bei hochdimensionalen Datenräumen durch die ausschließliche Verwendung der ersten Hauptkomponente mit den größten Anteilen der Gesamtvarianz erfolgen. Die verbleibenden Hauptkomponenten werden als Rauschen aufgefaßt und ignoriert. Mathematisch formuliert besteht das Ziel der PCA darin, die wichtigsten Eigenvektoren der Kovarianzmatrix aller Eingabevektoren, in denen die Redundanz zum Ausdruck kommt, zu finden. Die N Hauptkomponenten H (N * P - Matrix) entstehen dann durch die Transformation der Daten (M * P - Matrix) in das von den Eigenvektoren E (N * M - Matrix) aufgespannte, neue Koordinatensystem:
The result is a curve shape that is similar except for the area where the combustion begins, with high correlation coefficients (0.96) at combustion chamber pressure and lower correlation coefficients for all the curves calculated thereon. With these correlations, the principal component analysis for dimension reduction (Principal Component Analysis, PCA) lends itself. The PCA tries to find the directions in which the input data vary the most and which are orthogonal to each other. Geometrically, as exemplified in FIG. 5 for a simple two-dimensional case, this means the rotation of the original coordinate system (x1, x2) in the direction of the main axes (a1, a2). The axis a1 now points in the direction of the first main component with the greatest variance of the data and contains the greatest information content. Dimensional reduction can now take place in high-dimensional data rooms by using only the first main component with the largest proportion of the overall variance. The remaining main components are interpreted as noise and ignored. In mathematical terms, the aim of the PCA is to find the most important eigenvectors of the covariance matrix of all input vectors in which the redundancy is expressed. The N main components H (N * P matrix) then result from the transformation of the data (M * P matrix) into the new coordinate system spanned by the eigenvectors E (N * M matrix):

H = E * D,
H = E * D,

wobei P die Anzahl der Daten, M deren Dimensionalität und N die Dimensionalität im neuen Datenraum bedeuten. Dimensionsreduzierung erfolgt bei N < M unter Verwendung der N Hauptkomponenten mit größter Varianz. Die PCA ergibt bei stark korrelierten Eingangsdaten eine große Dimensionsreduzierung. Die extrahierten Hauptkomponenten sind untereinander nicht korreliert und unabhängig. Zu jeder Hauptkomponente kann der Anteil der Gesamtvarianz angegeben werden, der durch die Hauptkomponente erklärt wird.where P is the number of data, M their dimensionality and N the dimensionality in the new Data room mean. Dimension reduction takes place at N <M using the N Main components with the greatest variance. The PCA results for strongly correlated input data a big dimension reduction. The extracted main components are among each other not correlated and independent. For each main component, the proportion of Overall variance can be specified, which is explained by the main component.

Die Anwendung der PCA beim Brennraumdruck zeigt, daß die ersten 10 Hauptkomponenten des Druckverlaufes über 99% der Gesamtvarianz abdecken. Bei diesen Werten erweist sich der Informationverlust bei der Beschreibung der Verläufe durch nur 10 Hauptkomponenten gering.The application of PCA to combustion chamber pressure shows that the first 10 main components of the pressure curve cover over 99% of the total variance. With these values it turns out the loss of information when describing the courses due to only 10 main components low.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ein neuronales Netz vom feedforward-Typ zu verwenden. Bei diesem Netztyp wird der Aufwand der Verarbeitung der Daten in Grenzen gehalten, wobei dennoch eine gute Genauigkeit der Ausgangsergebnisse erreichbar ist.It has proven advantageous to use a feedforward type neural network. With this type of network, the effort involved in processing the data is kept within limits. a good accuracy of the initial results can nevertheless be achieved.

Für das Training des neuronalen Netzes hat sich ein überwachtes Lernverfahren als zweckmäßig erwiesen, weil durch dieses überwachte Lernen der Fehler mit vertretbarem Verarbeitungsaufwand minimiert werden kann. Für die Bewertung der Fehler eignet sich beispielsweise ein Gradienten-Verfahren mit einem Momentum-Term oder die Levenberg- Marquardt-Optimierung.For the training of the neural network, a monitored learning process has proven to be Appropriately proven, because through this supervised learning the error with reasonable Processing effort can be minimized. It is suitable for evaluating the errors for example a gradient method with a momentum term or the Levenberg Marquardt optimization.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, ein Feedforward-Netz zu verwenden. In der Lernphase wurde sowohl mit der Levenberg-Marquardt-Optimierung als auch mit dem Lernen mit Momentum und adaptiver Lernregel gearbeitet. Beim Lernen mit Momentum waren mehr Lernzyklen notwendig, um eine bestimmte Fehlergrenze zu unterschreiten. Das gefundene Minimum war oftmals nicht so gut wie das, das mit der Levenberg-Marquardt-Optimierung ermittelt wurde. Ein Teil des Zeitgewinns der Levenberg-Marquardt-Optimierung geht allerdings wieder verloren, weil pro Lernzyklus mehr Rechenzeit benötigt wird. Der Hauptnachteil der Levenberg-Marquardt-Optimierung besteht in dem erheblichen Speicherbedarf aufgrund der zunehmenden Zahl der zu speichernden Matrix-Elemente, abhängig von der Zahl der Eingabeneuronen, der Zahl der verdeckten Neuronen, der Ausgabeneuronen und der Trainingsmuster.It has proven to be expedient to use a feedforward network. In the learning phase was both with Levenberg-Marquardt optimization and with learning Momentum and adaptive learning rule worked. There was more to learning with momentum Learning cycles necessary to fall below a certain error limit. The found one The minimum was often not as good as that with the Levenberg-Marquardt optimization  was determined. Part of the time saved by Levenberg-Marquardt optimization goes lost again, however, because more computing time is required per learning cycle. Of the The main disadvantage of Levenberg-Marquardt optimization is that it is considerable Memory requirement due to the increasing number of matrix elements to be stored, depending on the number of input neurons, the number of hidden neurons, the Output neurons and the training pattern.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, ein Netz vorzusehen mit 12 Hauptkomponenten und etwa 25 Hidden-Neuronen.It has proven to be useful to provide a network with 12 main components and about 25 hidden neurons.

Zur Bestimmung der Rußkonzentration hat es sich als zweckmäßig erwiesen, mehr als nur die 12 Hauptkomponenten vorzusehen. Beispielsweise wurden gute Ergebnisse erreicht mit den weiteren Größen Drehzahl, Last, λ, Kraftstoffmasse und Restgas als weitere Eingangsgrößen. Ein Eingangsvektor setzt sich demnach aus diesen fünf Information sowie den 12 Hauptkomponenten zusammen.It has proven to be useful to determine the soot concentration, more than just that 12 main components to be provided. For example, good results have been achieved with the other variables speed, load, λ, fuel mass and residual gas as further input variables. An input vector is therefore made up of these five pieces of information and the 12th Main components together.

Fig. 4 zeigt in einer symbolischen Darstellung die Verhältnisse des bevorzugten Ausführungsbeispieles. In dem Block 401 wird zunächst der Brennraumdruckverlauf gemessen. Es ist auch möglich, den Brennraumdruckverlauf anderweitig zu ermitteln oder auch entsprechend der Darstellung in den Blöcken 402 oder 403 aus dem Brennraumdruckverlauf den Brennverlauf oder den Temperaturverlauf zu berechnen. Entsprechend dem Block 404 werden diese Daten vorverarbeitet und dem neuronalen Netz 405 zugeführt. Fig. 4 shows the relationships of the preferred embodiment in a symbolic representation. The combustion chamber pressure curve is first measured in block 401 . It is also possible to determine the course of the combustion chamber pressure in some other way or to calculate the course of the combustion or the temperature from the course of the combustion chamber pressure in accordance with the representation in blocks 402 or 403 . In accordance with block 404 , this data is preprocessed and fed to the neural network 405 .

Weiterhin werden beispielsweise aus den Größen, die in den Blöcken 401, 402 oder 403 ermittelt wurden, entsprechend der Darstellung in dem Block 406 weitere Größen ermittelt, die beispielsweise das Kraftstoff/Luftgemisch λ sein können, die Last, die Restgasmasse und der Zündzeitpunkt. Diese Größen werden ebenfalls dem neuronalen Netz 405 zugeführt.Furthermore, for example, from the quantities that were determined in blocks 401 , 402 or 403 , further quantities, which can be, for example, the fuel / air mixture λ, the load, the residual gas mass and the ignition timing are determined in accordance with the representation in block 406 . These variables are also fed to the neural network 405 .

Weiterhin ist entsprechend der Darstellung in dem Block 407 noch gezeigt, daß dem neuronalen Netz 405 die Drehzahl als Eingangssignal zugeführt wird.Furthermore, as shown in block 407, it is also shown that the neural network 405 is supplied with the speed as an input signal.

Von dem neuronalen Netz wird darauf entsprechend der Darstellung in dem Block 408 die Rußkonzentration ermittelt.The soot concentration is then determined from the neural network as shown in block 408 .

Das neuronale Netz 405 durchläuft also eine Lern- und Testphase. Anschließend kann in der Recallphase mittels des neuronalen Netzes die Rußkonzentration aus den entsprechenden Eingangsdaten ermittelt werden. The neural network 405 thus goes through a learning and test phase. Then, in the recall phase, the soot concentration can be determined from the corresponding input data using the neural network.

Die beschriebene Bestimmung der Rußkonzentration eignet sich beispielsweise, um in einer Echtzeitrechnung die Rußkonzentration zu bestimmen im Rahmen einer On-Board-Diagnose und/oder als Regelgröße. Es ist dabei beispielsweise möglich, eine zylinderselektive Erkennung einer rußenden Verbrennung vorzunehmen.The described determination of the soot concentration is suitable, for example, in a Real-time calculation to determine the soot concentration as part of an on-board diagnosis and / or as a controlled variable. For example, it is possible to use a cylinder-selective one Detect a sooty combustion.

Es kann auch eine Kennfeldabstimmung im Instationärbetrieb unter Einbeziehung der Rußkonzentration erfolgen.It is also possible to map the map in non-stationary operation, including the Soot concentration take place.

Ebenso kann mit diesem Verfahren die Rußkonzentration bei der Motorenentwicklung bestimmt werden. Hier zeigt sich eine bessere Effizienz bei der Entwicklung wegen der Möglichkeit einer besseren Vorauslegung der Motoren.The soot concentration during engine development can also be used with this method be determined. This shows a better efficiency in the development because of the Possibility of better design of the engines.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung der Rußkonzentration von selbstzündenden Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rußkonzentration der Brennkraftmaschine abgeleitet wird unter Verwendung eines neuronalen Netzwerkes (202), wobei das neuronale Netzwerk (202) trainiert wird unter Verwendung von die Rußkonzentration (203) charakterisierenden Eingangsdaten (201) mit zugehörigen Signalen, die die Rußkonzentration repräsentieren (101), wobei anschließend die Rußkonzentration (203) aus ermittelten Eingangsdaten (201) unter Verwendung des trainierten neuronalen Netzes (202) abgeleitet wird (103).1. A method for determining the soot concentration of self-igniting internal combustion engines, characterized in that the soot concentration of the internal combustion engine is derived using a neural network ( 202 ), the neural network ( 202 ) being trained using input data characterizing the soot concentration ( 203 ) ( 201 ) with associated signals which represent the soot concentration ( 101 ), the soot concentration ( 203 ) then being derived ( 103 ) from determined input data ( 201 ) using the trained neural network ( 202 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den die Rußkonzentration (203) charakterisierenden Eingangsdaten (201) den Zylinderdruck charakterisierende Größen gehören.2. The method according to claim 1, characterized in that the soot concentration ( 203 ) characterizing input data ( 201 ) include the cylinder pressure characterizing quantities. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu den die Rußkonzentration (203) charakterisierenden Eingangsdaten (201) der zeitliche Verlauf des Zylinderdruckes gehört.3. The method according to claim 2, characterized in that the time characteristic of the cylinder pressure belongs to the input data ( 201 ) which characterizes the soot concentration ( 203 ). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Zylinderdruckes gefiltert wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the signal of the cylinder pressure is filtered. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu den die Rußkonzentration (203) charakterisierenden Eingangsdaten (201) Brennverlauf, Temperaturverlauf und/oder Summenbrennverlauf gehören.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the input data ( 201 ) characterizing the soot concentration ( 203 ) include the combustion profile, temperature profile and / or total combustion profile. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Brennverlauf, Temperaturverlauf und/oder Summenbrennverlauf durch eine Brennverlaufsrechnung ermittelt werden.6. The method according to claim 5, characterized in that the course of burning, temperature and / or Total combustion history can be determined by a combustion history calculation. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den die Rußkonzentration (203) charakterisierenden Eingangsdaten (201) wenigstens eine der folgenden Größen gehört:
  • 1. Geometrie des Kolbens
  • 2. Geometrie der Brennkammer
  • 3. Einspritzdruck
  • 4. Einspritzdüsengeometrie
  • 5. Position des Kolbens während der Einspritzung,
  • 6. Massenmitteltemperatur,
  • 7. Drehzahl,
  • 8. Last,
  • 9. Kraftstoff-Luftverhältnis (λ),
  • 10. Restgas,
  • 11. Brennbeginn.
7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the input data ( 201 ) characterizing the soot concentration ( 203 ) includes at least one of the following variables:
  • 1. Geometry of the piston
  • 2. Geometry of the combustion chamber
  • 3. Injection pressure
  • 4. Injector geometry
  • 5. position of the piston during injection,
  • 6. mean mass temperature,
  • 7.speed,
  • 8. Last,
  • 9. fuel-air ratio (λ),
  • 10. residual gas,
  • 11. Start of burning.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß anhand des trainierten Netzes (202, 204) aus den angeführten Größen (201) eine Auswahl getroffen wird (205), anhand der sich eine geeignete Zuordnung der Rußkonzentration zu den Eingangsdaten ergibt.8. The method according to claim 7, characterized in that on the basis of the trained network ( 202 , 204 ) a selection is made from the listed variables ( 201 ) ( 205 ), on the basis of which there is a suitable assignment of the soot concentration to the input data. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingangsdaten eine oder mehrere Hauptkomponenten der entsprechenden Eingangsdaten verwendet werden.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more main components as input data of the corresponding input data can be used.
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