專利名稱：用于設(shè)定功能參數(shù)的方法
用于設(shè)定功能參數(shù)的方法本發(fā)明涉及一種用于設(shè)定控制器的功能參數(shù)的方法和這種控制器以及用于計(jì)算最佳參數(shù)模型的方法。
背景技術(shù)：
控制器用于控制在機(jī)動(dòng)車中的內(nèi)燃機(jī)用的噴射系統(tǒng)。在控制器中規(guī)定根據(jù)制造商和最終用戶的要求、例如目標(biāo)參量和/或評(píng)估判據(jù)通過功能參數(shù)來設(shè)計(jì)控制器函數(shù)。目標(biāo)參量在此涉及機(jī)動(dòng)車的所期望的特性、例如關(guān)于駕駛舒適度和動(dòng)力。為此，例如時(shí)間常數(shù)、放大系數(shù)和觸發(fā)閾值用作功能參數(shù)。對(duì)于在例如排放、功率和消耗方面的特性而言，噴射壓力、共軌油壓和排氣再循環(huán)以及閥位置用作功能參數(shù)或由其導(dǎo)出。函數(shù)的復(fù)雜性和進(jìn)而功能參數(shù)的數(shù)目隨著對(duì)噴射系統(tǒng)的要求增加而提高。但同時(shí)用戶要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，因?yàn)閺?fù)雜的軟件結(jié)構(gòu)僅能利用許多專業(yè)知識(shí)才能操作并且難以應(yīng)用。 前面所述的用于控制器的函數(shù)提供了如下可能性通過常數(shù)、特征曲線和具有固定設(shè)定的特征場(chǎng)圖來確定至少一個(gè)參數(shù)組。然而，函數(shù)的復(fù)雜性以及進(jìn)而特征場(chǎng)圖的數(shù)目不斷升高。在最為有利的情況下，函數(shù)專家知悉每一種參數(shù)的影響并且從而可以相應(yīng)于用戶的要求來設(shè)計(jì)函數(shù)。用戶從多個(gè)最佳的可能的折衷方案中獲得其所期望的折衷方案。與要求的可能偏差可以通過遞推來補(bǔ)償。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的應(yīng)用中根據(jù)用戶的要求來確定用于控制器函數(shù)的參數(shù)。然而在許多領(lǐng)域中在應(yīng)用這些函數(shù)時(shí)存在許多目標(biāo)沖突，對(duì)于這些目標(biāo)沖突而言必須確定一個(gè)折衷方案。在此，確定系統(tǒng)的調(diào)諧，該調(diào)諧是在競(jìng)爭(zhēng)性目標(biāo)參量之間的最佳折衷方案，因?yàn)椴荒芡瑫r(shí)最佳地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。在此，必須找到最佳地滿足方案目標(biāo)的折衷方案。相應(yīng)的功能參數(shù)通常固定地設(shè)定在控制器中。

發(fā)明內(nèi)容
基于此背景，提出了一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于設(shè)定功能參數(shù)的方法、一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器和一種具有權(quán)利要求7的特征的用于計(jì)算最佳參數(shù)模型的方法。本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案由從屬權(quán)利要求和說明書給出。通過使用最佳參數(shù)模型可以將多個(gè)功能參數(shù)、功能特征曲線和功能特征場(chǎng)圖減少到一個(gè)或少量幾個(gè)與工作點(diǎn)相關(guān)的加權(quán)特征場(chǎng)圖(Gewichtungskennfeld)。工作點(diǎn)或工作參量例如是所選擇的檔位、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。這樣，即使在控制器函數(shù)的復(fù)雜性升高時(shí)，仍可以為用戶或應(yīng)用者降低復(fù)雜性。該應(yīng)用作為目標(biāo)參量/判據(jù)的預(yù)先給定或其加權(quán)實(shí)現(xiàn)。因此，應(yīng)用者不必是函數(shù)專家，以便能夠轉(zhuǎn)換對(duì)系統(tǒng)的所期望的要求。函數(shù)專家不必一次性地知悉功能參數(shù)。在控制系統(tǒng)中使用具有至少一個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖的最佳參數(shù)模型也實(shí)現(xiàn)了如下可能性通過不同設(shè)計(jì)的并且在控制器中存儲(chǔ)的加權(quán)特征場(chǎng)圖轉(zhuǎn)換不同的設(shè)定或配置，而不必復(fù)制控制器函數(shù)的基本特征場(chǎng)圖。從而例如可能的是，一方面運(yùn)動(dòng)駕駛特性而另一方面舒適駕駛特性作為兩種不同的加權(quán)特征場(chǎng)圖的調(diào)諧而存儲(chǔ)。此外，可以為或者消耗最佳的或者功率最佳的設(shè)計(jì)來存儲(chǔ)加權(quán)特征場(chǎng)圖。也可以考慮直接調(diào)節(jié)到最佳參數(shù)模型的加權(quán)因數(shù)上。如果沒有達(dá)到判據(jù)和/或目標(biāo)參量的額定值，則這經(jīng)由調(diào)節(jié)連續(xù)地通過改變加權(quán)來匹配。本發(fā)明能夠通過下述方式實(shí)現(xiàn)應(yīng)用將客觀的目標(biāo)參量和/或判據(jù)直接預(yù)先給定至在控制器中的函數(shù)，在此情況下考慮由于不斷增加軟件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，專業(yè)要求和在應(yīng)用之內(nèi)以及用戶方面的耗費(fèi)提高。通過在控制器中使用具有至少一個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖的最佳參數(shù)模型實(shí)現(xiàn)了下述可能性直接通過目標(biāo)參量或評(píng)估判據(jù)或通過其加權(quán)來改變和預(yù)先給定該系統(tǒng)特性。對(duì)于應(yīng)用者而言，由此可以將多個(gè)功能參數(shù)、功能特征曲線和/或特征場(chǎng)圖減小為一個(gè)或少量幾個(gè)與工作點(diǎn)有關(guān)的加權(quán)特征場(chǎng)圖。典型地通過本發(fā)明給出，應(yīng)用通過設(shè)定目標(biāo)參量來實(shí)現(xiàn)。關(guān)注任務(wù)或要求而非功 能參數(shù)。對(duì)于應(yīng)用者而言，因此可以降低復(fù)雜性。此外，不需要函數(shù)專家來調(diào)諧功能參數(shù)?？梢酝ㄟ^客觀地評(píng)估設(shè)定而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)過程。此外，用于匹配要求的遞推耗費(fèi)較低。此外，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)通過將權(quán)重與目標(biāo)參量連續(xù)地偏移來調(diào)節(jié)具有多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性目標(biāo)參量的系統(tǒng)。在此通過最佳參數(shù)模型得出為系統(tǒng)提供在控制器中總是最佳的功能參數(shù)。在本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，圍繞模型和待調(diào)節(jié)的系統(tǒng)而閉合調(diào)節(jié)環(huán)路，該調(diào)節(jié)環(huán)路作為可能的調(diào)節(jié)參量關(guān)于多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性的目標(biāo)參量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性。從而與工作方式相關(guān)地可以將復(fù)雜的、非線性的多參量系統(tǒng)調(diào)節(jié)為目標(biāo)參量。在此，權(quán)重的移位通常通過調(diào)節(jié)參量實(shí)現(xiàn)，通過最佳參數(shù)模型來閉合調(diào)節(jié)環(huán)路。此夕卜，利用最佳參數(shù)模型典型地僅設(shè)定功能參數(shù)，該功能參數(shù)為本目標(biāo)折衷方案的最佳解決方案。通過所描述的發(fā)明可以使現(xiàn)有技術(shù)中固定設(shè)定的功能參數(shù)根據(jù)如駕駛狀態(tài)的外部影響來匹配。由此，系統(tǒng)特性可以通過改變控制參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)而匹配于相應(yīng)的駕駛狀態(tài)或駕駛狀態(tài)曲線。通過最佳參數(shù)模型可以由目標(biāo)折衷方案最佳地控制和調(diào)節(jié)復(fù)雜系統(tǒng)。外部調(diào)節(jié)環(huán)路在此僅改變加權(quán)判據(jù)并且由此改變?cè)诓煌哪繕?biāo)判據(jù)之間的折衷方案。這通過最佳參數(shù)模型來實(shí)現(xiàn)，控制器的不同的參數(shù)如此改變，使得該系統(tǒng)始終能夠在目標(biāo)判據(jù)方面最佳地運(yùn)行。在此，在運(yùn)行期間通過最佳參數(shù)模型連續(xù)地調(diào)節(jié)例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制函數(shù)的控制參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)。在設(shè)計(jì)方案中，在機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方面對(duì)負(fù)載曲線起反應(yīng)并且改變發(fā)動(dòng)機(jī)控制的調(diào)諧。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案從說明書和附圖中給出。不言而喻，前面所述的和以下還要闡述的特征不僅能分別以所給出的組合而且能以其它組合或單獨(dú)地應(yīng)用，而沒有脫離本發(fā)明的范圍。


圖I以示意圖示出了用于設(shè)定功能參數(shù)的方法的一種可能的實(shí)施方案。圖2示出了利用最佳參數(shù)模型和調(diào)節(jié)環(huán)路進(jìn)行的調(diào)節(jié)。
圖3示出了利用最佳參數(shù)模型的調(diào)節(jié)以用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制。本發(fā)明借助在附圖中的實(shí)施例示意性示出并且以下參照附圖詳細(xì)地進(jìn)行描述。
具體實(shí)施例方式圖I說明了在所提出的用于設(shè)定功能參數(shù)的方法中的程序步驟。在此為目標(biāo)參量Z1至Zn和/或判據(jù)K1到Kn提供了在控制器中可用的、具有加權(quán)特征場(chǎng)圖(Gewichtungskennfeld)的、最佳參數(shù)P1至Pn的模型。在第一步驟10中，首先借助系統(tǒng)或者說模型12通過所有必要的工作點(diǎn)BPn，利用優(yōu)化器14借助可用的功能參數(shù)(箭頭18)對(duì)所有必要的目標(biāo)參量和/或判據(jù)(箭頭16)執(zhí)行多目標(biāo)優(yōu)化。然后，從優(yōu)化中獲得的結(jié)果對(duì)于每個(gè)工作點(diǎn)都包含用于目標(biāo)參量和/或判據(jù)的所 有折衷方案(Kompromiss)的被優(yōu)化的功能參數(shù)(第二步驟20)。然后在第三步驟30中，從通過優(yōu)化而獲得的結(jié)果中可以創(chuàng)建與工作點(diǎn)有關(guān)的最佳參數(shù)模型32。這能以特征場(chǎng)圖、多維數(shù)據(jù)模型或最佳參數(shù)列表的形式來實(shí)現(xiàn)。模型的輸入是工作點(diǎn)和目標(biāo)參量和/或判據(jù)或其加權(quán)以及由此目標(biāo)參量/判據(jù)GZ1AX1至GZn/GKn(箭頭34)本身的加權(quán)，并且其輸出是與之匹配的最佳參數(shù)Pltjpt至P_t (箭頭36)。如果最佳參數(shù)模型32存儲(chǔ)在控制器中，則通過與工作點(diǎn)相關(guān)的特征場(chǎng)圖可以預(yù)先給定所期望的目標(biāo)參量的加權(quán)，其作為最佳參數(shù)模型32的輸入而輸出在該工作點(diǎn)中的最佳參數(shù)本身并且隨后可用在控制器函數(shù)中。加權(quán)特征場(chǎng)圖例如對(duì)于每個(gè)工作點(diǎn)而言可以包含所有目標(biāo)參量和/或判據(jù)的加權(quán)的場(chǎng)圖或者說數(shù)列，于是必要時(shí)存在一到兩個(gè)與工作點(diǎn)有關(guān)的加權(quán)特征場(chǎng)圖40。此外每個(gè)目標(biāo)參量使用一個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖。于是，存在n個(gè)與工作點(diǎn)有關(guān)的功能特征場(chǎng)圖42。多于兩個(gè)的工作點(diǎn)可以導(dǎo)致函數(shù)的多于一個(gè)的加權(quán)特征場(chǎng)圖。加權(quán)之和標(biāo)準(zhǔn)化地為I。通過該模型將所有最佳參數(shù)組合存儲(chǔ)在控制器中。為了改變應(yīng)用策略，可以使目標(biāo)參量的加權(quán)匹配。由此得到了最佳功能參數(shù)，而不需要識(shí)別出功能參數(shù)。加權(quán)例如也可以通過作為人機(jī)接口的一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)調(diào)節(jié)器44連續(xù)地改變并且從而設(shè)定所期望的調(diào)諧。此外可考慮，通過目標(biāo)參量的多個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖產(chǎn)生不同的變量。在所述調(diào)諧或加權(quán)特征場(chǎng)圖之間的切換可以通過在控制器軟件中的狀態(tài)自動(dòng)器或通過駕駛員本身(旋鈕、滑動(dòng)調(diào)節(jié)器、顯示器中的菜單)來執(zhí)行。借助該模型和加權(quán)特征場(chǎng)圖能通過下述方式簡(jiǎn)化函數(shù)的設(shè)計(jì)，為應(yīng)用者將多個(gè)功能參數(shù)、功能特征曲線或功能特征場(chǎng)圖減小為一個(gè)或幾個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖。模型包含在所有必要的工作點(diǎn)處目標(biāo)參量和/或判據(jù)的所有折衷方案的所有最佳參數(shù)。同樣可能的是允許取消功能特征曲線/功能特征場(chǎng)圖。替代地，具有加權(quán)特征場(chǎng)圖的最佳參數(shù)模型可以在控制器軟件之外計(jì)算并且通過帶有與控制器的接口的工具(或Tool)將設(shè)定如此傳輸給試驗(yàn)載體。于是，調(diào)諧的結(jié)果可直接使用在控制器中，或在調(diào)諧之后必須通過所述工具傳送到控制器中。這具有如下優(yōu)點(diǎn)控制器軟件不必改變。但是要注意，必要時(shí)不同的設(shè)定或調(diào)節(jié)不能轉(zhuǎn)換為加權(quán)。必須為應(yīng)用以及用戶提供附加的工具。在此，之后不能測(cè)量所述調(diào)諧是否以此方法實(shí)施。在圖2中示出了不同可能性，利用最佳參數(shù)模型和調(diào)節(jié)環(huán)路關(guān)于多個(gè)目標(biāo)參量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在所有情況下，最佳參數(shù)模型(MoP)和調(diào)節(jié)器位于控制器函數(shù)之前。在第一種情況50下，借助測(cè)量參量Zlist至Znist (箭頭52)與給定值Zlstjll至Znstjll(箭頭56)的進(jìn)行額定/實(shí)際比較(Soll/Ist Vergleich)(方塊54),并且確定調(diào)節(jié)偏差G1至％ (箭頭58)。在此，通過額定/實(shí)際比較52可以預(yù)先給定所期望的系統(tǒng)特性并且通過調(diào)節(jié)器60來調(diào)節(jié)。在此，得到權(quán)重61至6 (箭頭62)，其被輸入到最佳參數(shù)模型64中，最佳參數(shù)模型又輸出一組最佳參數(shù)P1至Pn (箭頭66)。這些參數(shù)被輸入到控制器函數(shù)68中，從而產(chǎn)生信號(hào)31到5 (箭頭70)，這些信號(hào)被輸入到系統(tǒng)72中。該系統(tǒng)輸出參量2&,至Znist，所述參量又為測(cè)量參量(箭頭52)。在第二種情況中，并不直接與測(cè)量參量進(jìn)行額定/實(shí)際比較54，而是由目標(biāo)參量或判據(jù)來計(jì)算(方塊102)。目標(biāo)參量必須明確地描述系統(tǒng)的特性。在第二種情況100中，目標(biāo)函數(shù)能夠不僅與測(cè)量參量瞬時(shí)值有關(guān)而且也可以考慮過去的系統(tǒng)特性和工作方式。通過所述期望額定給定值可以通過調(diào)節(jié)器60和最佳參數(shù)模型64將系統(tǒng)特性調(diào)節(jié)為目標(biāo)函數(shù)的額定值。在第三情況120中，并不測(cè)量系統(tǒng)72的輸出參量，而是通過模型122來計(jì)算輸出參量，以便確定這些參量。在所示的情況下，使用模型122，其利用控制器參數(shù)和系統(tǒng)輸入?yún)⒘縼砻枥L系統(tǒng)特性并且因此提供虛擬的測(cè)量值。用于使用最佳參數(shù)模型和調(diào)節(jié)的實(shí)例是對(duì)有害物質(zhì)排放或二氧化碳排放的調(diào)節(jié)。借助在此所設(shè)定的、由理想的控制參數(shù)和判據(jù)加權(quán)的調(diào)節(jié)組成的組合，可以根據(jù)行駛曲線來調(diào)節(jié)控制器函數(shù)的數(shù)據(jù)輸入，以用于較少的有害物質(zhì)排放或較少的消耗。如果車輛例如以有利于低排放的負(fù)荷曲線來運(yùn)行，則控制器參數(shù)又可以沿低消耗的方向來調(diào)節(jié)并且反之亦然。該調(diào)節(jié)取決于競(jìng)爭(zhēng)性的目標(biāo)、即消耗或有害物質(zhì)排放或者可以直接被測(cè)量或可以通過在控制器中的模型以足夠的精度來計(jì)算。
借助對(duì)目標(biāo)加權(quán)的調(diào)節(jié)和通過最佳參數(shù)模型例如可以調(diào)節(jié)成用于排放的極限值，并且不僅在認(rèn)證周期中而且針對(duì)每個(gè)行駛曲線都遵循每公里的有害物質(zhì)排放的界限，并且在此同時(shí)達(dá)到最小可能的消耗。目前為止，僅在認(rèn)證周期中檢查排氣極限值的遵循并且以此來優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)控制。這可能也會(huì)導(dǎo)致在工作點(diǎn)中更高的消耗，在這些工作點(diǎn)中排放非常少的有害物質(zhì)并且因此會(huì)無問題地遵循極限值。因此，通過這里所描述的調(diào)節(jié)不僅可以保證對(duì)排氣極限值的遵循，而且也可以降低車輛消耗。該方案可以轉(zhuǎn)用到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的許多其它函數(shù)上。此外該方案類似地可以轉(zhuǎn)用到在其它領(lǐng)域中的控制和調(diào)節(jié)。該方法取決于進(jìn)入到控制器中的加權(quán)的所屬調(diào)節(jié)和最佳參數(shù)模型的一體化。該方法可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器軟件的擴(kuò)展方案用于任意函數(shù)并且除了控制內(nèi)燃機(jī)之外也可轉(zhuǎn)用到其它系統(tǒng)上。在圖3中以示意圖示出了控制器200，在這種情況下為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，借助發(fā)動(dòng)機(jī)控制器來控制發(fā)動(dòng)機(jī)202。在控制器200中設(shè)置有加權(quán)特征場(chǎng)圖204、最佳參數(shù)模型206和函數(shù)208。此外，設(shè)置有用于未處理的排放的模型210、用于催化器的模型212和調(diào)節(jié)器214。在加權(quán)特征場(chǎng)圖204中預(yù)先給定加權(quán)。由此根據(jù)最佳參數(shù)模型206來確定最佳參數(shù)。利用所述參數(shù)，函數(shù)208預(yù)先給定用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)202的信號(hào)。
原則上存在如下可能性由于直接在發(fā)動(dòng)機(jī)202上所測(cè)量的輸出參量來進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果輸出參量并不能容易地確定，則存在如下可能性將所確定的最佳參數(shù)例如輸入到 用于未處理的排放的模型210和用于催化器的模型212中并且以計(jì)算的方式測(cè)定所期望的輸出參量。以這種方式測(cè)得的參量則是調(diào)節(jié)器214的輸入?yún)⒘?，該調(diào)節(jié)器尤其是在超過各個(gè)參量的一定閾值時(shí)對(duì)加權(quán)特征場(chǎng)圖204產(chǎn)生影響。
權(quán)利要求
1.用于設(shè)定機(jī)動(dòng)車用的控制器(200)的功能參數(shù)的方法，其中在至少一個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖(40，204)中預(yù)先給定至少一個(gè)目標(biāo)參量，其中所述至少一個(gè)目標(biāo)參量代表機(jī)動(dòng)車的特性，并且其中在所述至少一個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖(40，204 )中給出了與最佳參數(shù)模型(32，64，206)的配屬，從而將預(yù)先給定的至少一個(gè)目標(biāo)參量分配給一組最佳參數(shù)，所述最佳參數(shù)設(shè)定為功能參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在所述至少一個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖中(40，204)預(yù)先給定至少兩個(gè)目標(biāo)參量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，通過使所述至少一個(gè)目標(biāo)參量的權(quán)重連續(xù)地偏移來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，通過調(diào)節(jié)參量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5.用于機(jī)動(dòng)車的控制器，所述控制器具有存儲(chǔ)器單元，在其中存儲(chǔ)了所述最佳參數(shù)模型(32，64，206)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器，其中設(shè)置有人機(jī)接口，通過所述人機(jī)接口借助所述加權(quán)特征場(chǎng)圖(40，204)從所述最佳參數(shù)模型中(32，64，204)預(yù)先給定最佳參數(shù)。
7.用于計(jì)算最佳參數(shù)模型(32，64，206)的方法，其中，使目標(biāo)參量配屬于參數(shù)組，所述目標(biāo)參量要利用所述參數(shù)組來實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，所述最佳參數(shù)模型(32，64，206)在控制器軟件內(nèi)計(jì)算。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述最佳參數(shù)模型(32，64，206)在控制器軟件之外來計(jì)算。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述計(jì)算利用優(yōu)化器(14)來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于設(shè)定機(jī)動(dòng)車用的控制器的功能參數(shù)的方法，其中在至少一個(gè)加權(quán)特征場(chǎng)圖(40)中預(yù)先給定至少一個(gè)目標(biāo)參量，其中所述目標(biāo)參量代表機(jī)動(dòng)車的特性，并且其中在所述加權(quán)特征場(chǎng)圖(40)中給出了最佳參數(shù)模型(32)的配屬，從而將預(yù)先給定的至少一個(gè)目標(biāo)參量分配給一組最佳參數(shù)，所述最佳參數(shù)設(shè)定為功能參數(shù)。
文檔編號(hào)F02D41/24GK102713221SQ201080057305
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者M.約翰納貝爾, M.雷格 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司