本發(fā)明涉及尤其是當(dāng)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件的量不是由傳感器直接測量時(shí)確定所述量的方法。在此情況下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所取得的其它信息和/或其它參數(shù)來估計(jì)所述量。在全文中，(熱力或電動(dòng))馬達(dá)機(jī)組指明直接或間接參與車輛的牽引的組件的集合，并且可以包括輔助處理組件，如污染消除組件。所述量指明至少一個(gè)物理參數(shù)。其有利地涉及溫度，例如電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的溫度，或?qū)﹄妱?dòng)馬達(dá)供電的電池的溫度，或功率電子部件溫度，或氣缸中的噴射的上游的燃料溫度等。然而，本發(fā)明不被限制于其中感感興趣量是溫度的情況。在任何情況下，感興趣量與其值被由至少一個(gè)計(jì)算機(jī)使用以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件的至少一個(gè)參數(shù)有關(guān)。在批量車輛配置中，不可能設(shè)想傳感器能夠直接測量這些量。

背景技術(shù)：

1、已知使用基于物理定律的模型的估計(jì)系統(tǒng)，以確定感興趣量的估計(jì)。模型使用可測量的量。利用算法函數(shù)的使用，其能夠提供并非直接可測量的感興趣量的估計(jì)作為輸出。

2、還已知使用受監(jiān)督學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(簡稱“rn”)。學(xué)習(xí)域被限制于受監(jiān)督學(xué)習(xí)操作。因此，在rn學(xué)習(xí)的情況的覆蓋方面存在缺陷。在實(shí)踐中，這種覆蓋因此被證實(shí)為是不完整的。倘若遇上未被神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)情形的試驗(yàn)規(guī)劃覆蓋的情況，則因此存在輸出量發(fā)散的風(fēng)險(xiǎn)。

3、發(fā)明人已經(jīng)尋求改進(jìn)該情形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，根據(jù)本公開，提出了一種用于迭代地確定車輛的機(jī)動(dòng)化系統(tǒng)中的至少一個(gè)感興趣量的系統(tǒng)，所述感興趣量不是由傳感器直接測量的，所述系統(tǒng)包括：

2、-受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊，其取得第一輸入數(shù)據(jù)xi集作為輸入，并且提供至少一個(gè)中間輸出量y作為輸出，

3、-真實(shí)性驗(yàn)證模塊mk，其取得第一輸入數(shù)據(jù)xi集和第二輸入數(shù)據(jù)cj集作為輸入，并且提供真實(shí)性指數(shù)ik作為輸出；

4、-下游處理模塊，其取得真實(shí)性指數(shù)ik和中間輸出量y作為輸入，并且提供對應(yīng)于所述感興趣量的最終輸出量z作為輸出，

5、-下游處理模塊被配置為使得：

6、當(dāng)真實(shí)性指數(shù)ik為良好時(shí)，最終輸出量z表示中間輸出量y，優(yōu)選地等于中間輸出量y；

7、當(dāng)真實(shí)性指數(shù)ik為不良時(shí)，最終輸出量尤其是來自物理表示模型(或簡稱“物理模型”)。

8、注意的是，受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊可以是例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊。然而，可以考慮其它類型的受監(jiān)督學(xué)習(xí)模塊，如例如決策樹、核回歸、大邊緣分離(séparatriceàvaste?marge)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決方案現(xiàn)在是熟知的并且容易實(shí)施。

9、被分類在“良好”類別中的真實(shí)性指數(shù)基本上與由受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊(例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊)的學(xué)習(xí)規(guī)劃覆蓋的條件有關(guān)。被分類在“不良”類別中的真實(shí)性指數(shù)基本上與未被受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊的學(xué)習(xí)規(guī)劃覆蓋的情況有關(guān)。

10、“良好”或“不良”因此指明了針對真實(shí)性指數(shù)(ik)的兩個(gè)分類或類別，其例如被由一個(gè)或多個(gè)預(yù)定閾值分離(例如根據(jù)真實(shí)性指數(shù)為一個(gè)或多個(gè)維度的矢量)。至少一個(gè)閾值是考慮到受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊的已知學(xué)習(xí)規(guī)劃而有利地是預(yù)定的，并且被記錄在下游處理模塊的存儲器中。

11、換言之：

12、-當(dāng)真實(shí)性指數(shù)(ik)為良好時(shí)，借助于基于人工智能的模型獲得最終輸出量z，模型是在初步學(xué)習(xí)步驟的結(jié)束時(shí)獲得的；并且

13、-當(dāng)真實(shí)性指數(shù)(ik)為不良時(shí)，尤其是借助于基于物理定律的物理表示模型獲得最終輸出量z。

14、從良好的真實(shí)性指數(shù)切換到不良的真實(shí)性指數(shù)因此表現(xiàn)為從借助于受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊通過人工智能確定最終量向借助于根據(jù)預(yù)定物理參數(shù)表示所述量的演變的物理模型確定最終量的切換。

15、憑借于此，可以避免在其中特定的狀況條件遠(yuǎn)不同于由受監(jiān)督學(xué)習(xí)覆蓋的域的情況下必需使用受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊的異常輸出。換言之，在當(dāng)前操作條件實(shí)質(zhì)上處于其中受監(jiān)督學(xué)習(xí)被實(shí)行的域之外時(shí)，選擇開環(huán)物理模型。該開環(huán)物理模型即使其并非十分準(zhǔn)確或者在任何情況下不如受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊的輸出準(zhǔn)確，也允許避免遇到造成受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊(例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊)發(fā)散的異常值。

16、在最常見的情況下，借助于受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊確定最終輸出量z。它于是具有高準(zhǔn)確性，并且獲得它僅需要有限的計(jì)算能力。

17、其中借助于物理表示模型確定最終輸出量的情況仍然是鮮見的。因此物理表示模型不需要具有非常高的準(zhǔn)確性，從而再次地，確定最終輸出量僅需要有限的計(jì)算能力。因此，本發(fā)明允許提供一種迭代地確定至少一個(gè)感興趣量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在平均來說提供高準(zhǔn)確性的同時(shí)要求有限的計(jì)算能力(因此具有降低的制造成本和/或高的計(jì)算速度)。

18、感興趣量與至少一個(gè)參數(shù)有關(guān)，至少一個(gè)參數(shù)的值被由至少一個(gè)計(jì)算機(jī)使用以根據(jù)由所述感興趣量取得的值驅(qū)動(dòng)馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件。

19、應(yīng)當(dāng)注意，量xi、cj、y和z是值的時(shí)間序列。xi和ci來自于采樣過程，并且y和z是由上面提到的模塊迭代地計(jì)算的。因此，符號xi實(shí)際上表示時(shí)間序列xi(tk)，符號cj表示時(shí)間序列cj(tk)，符號y表示時(shí)間序列y(tk)，符號z表示時(shí)間序列z(tk)。變量k在此是采樣和計(jì)算的遞歸指數(shù)。表述“最終輸出量z表示中間輸出量y”意指應(yīng)當(dāng)理解為最終輸出量z可以直接等于y，或者確實(shí)對應(yīng)于在應(yīng)用濾波器(例如平滑濾波器)之后的值y。換言之，z(tk)＝f3(y(tk))，其中函數(shù)f3是例如具有平滑和限幅的數(shù)字濾波器。

20、優(yōu)選地取：

21、z＝f(ci,xj,y,t)+ct；

22、其中：

23、ci是屬于第二輸入數(shù)據(jù)集的輸入數(shù)據(jù)中的至少一部分，并且優(yōu)選地是整個(gè)第二輸入數(shù)據(jù)集；

24、xj是屬于第一輸入數(shù)據(jù)集的輸入數(shù)據(jù)中的至少一部分，優(yōu)選地是整個(gè)第一輸入數(shù)據(jù)集；

25、y是中間輸出量；

26、t是從最近的良好真實(shí)性指數(shù)到不良真實(shí)性指數(shù)的切換(向物理模型的切換)的時(shí)刻起測量的時(shí)刻；以及

27、ct是常數(shù)。

28、優(yōu)選地，常數(shù)ct能夠在向物理模型切換期間建立由最終輸出量z取得的值的連續(xù)性。

29、在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，可能地還可以依賴被單獨(dú)或組合地取得的以下布置中的一個(gè)或多個(gè)。

30、根據(jù)一個(gè)方面，可以規(guī)定當(dāng)真實(shí)性指數(shù)ik在時(shí)刻t1從良好變?yōu)椴涣紩r(shí)，ct使得輸出z在時(shí)刻t1免于不連續(xù)性。有利地，甚至在向開環(huán)模型解決方案切換的情況下，對于使用感興趣量的驅(qū)動(dòng)功能而言不存在不連續(xù)性。

31、根據(jù)一個(gè)方面，函數(shù)f是或使用開環(huán)模型函數(shù)(yr)。這樣的函數(shù)易于實(shí)施并且需要非常少的存儲器。開環(huán)模型函數(shù)yr表示良好的可靠后退解決方案，即使其可能稍微不如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出準(zhǔn)確。

32、根據(jù)本發(fā)明，在真實(shí)性驗(yàn)證模塊中，真實(shí)性指數(shù)表征第一輸入數(shù)據(jù)(xi)集與第一參考輸入數(shù)據(jù)域之間和/或第二輸入數(shù)據(jù)(ci)集與第二參考輸入數(shù)據(jù)域之間的距離度量，并且距離度量(md)的值越大，真實(shí)性指數(shù)越是“不良”。

33、相反，距離度量的值越小，真實(shí)性指數(shù)越是“良好”。

34、當(dāng)距離度量的值超過第一預(yù)定閾值(md1)時(shí)，可以因此發(fā)生向物理模型的切換。當(dāng)距離度量的值變?yōu)榈陀诘诙A(yù)定閾值(md2)時(shí)，可以發(fā)生返回到正常，即使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出。

35、根據(jù)一個(gè)方面，感興趣量是與車輛的機(jī)動(dòng)化系統(tǒng)相連的組件的溫度，例如電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的溫度、或電池單元的溫度、或功率電子部件的溫度、或氣缸中的噴射的上游的燃料溫度。發(fā)明人已經(jīng)注意到，溫度測量特別良好地適合于在此升級的方法和系統(tǒng)的應(yīng)用。

36、根據(jù)一個(gè)方面，感興趣量是車輛的機(jī)動(dòng)化系統(tǒng)的流體的溫度，例如燃料的溫度。在具有熱力馬達(dá)的車輛中，特定流體的溫度可能實(shí)質(zhì)上影響燃料噴射和點(diǎn)火的驅(qū)動(dòng)的校準(zhǔn)。

37、根據(jù)又一另外的變型，感興趣量可以是流體(例如，熱力馬達(dá)中的空氣)或液體(例如，熱力馬達(dá)或電動(dòng)馬達(dá)的燃料或部件的冷卻液)的流速。

38、根據(jù)一個(gè)方面，量y和z可以是多維量。例如，其可以涉及在不同位置處估計(jì)的多個(gè)溫度；例如，對于電動(dòng)牽引馬達(dá)的轉(zhuǎn)子而言，可以考慮轉(zhuǎn)軸的溫度、繞組或永磁體的溫度、轉(zhuǎn)子的一個(gè)軸向側(cè)和另一軸向側(cè)之間的溫度梯度。

39、根據(jù)一個(gè)方面，下游處理模塊包括數(shù)字濾波功能和/或限幅功能。限幅功能允許排除異常的或處于正常預(yù)期區(qū)間之外的任何值，并且濾波功能允許避免使用感興趣量的驅(qū)動(dòng)功能中的突然變化。

40、根據(jù)另一方面，可以規(guī)定的是，三個(gè)模塊，即受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊、真實(shí)性驗(yàn)證模塊和下游處理模塊，被包含在單個(gè)計(jì)算單元中。這可以涉及不同于或集總于至少一個(gè)計(jì)算機(jī)的計(jì)算單元，其根據(jù)由所述感興趣量取得的值驅(qū)動(dòng)馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件。因此，在熱力馬達(dá)機(jī)動(dòng)化系統(tǒng)的情況下，三個(gè)模塊例如被直接托管在馬達(dá)控制計(jì)算機(jī)中或馬達(dá)機(jī)組監(jiān)督器中。對于其中三個(gè)模塊可以被直接實(shí)現(xiàn)在牽引控制計(jì)算機(jī)中或操作監(jiān)督器中的電動(dòng)機(jī)動(dòng)化的情況而言亦是如此。作為變型，三個(gè)模塊可以被托管在連接到使用感興趣量來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件的至少一個(gè)輔助計(jì)算機(jī)的輔助計(jì)算單元中。

41、根據(jù)其它實(shí)現(xiàn)，模塊可以處于不同的單元中。

42、根據(jù)另一方面，按至少等于每秒一次的頻率來執(zhí)行最終輸出量(z)的計(jì)算。因此，計(jì)算迭代足夠快，并且感興趣量的信息的提供被完成并且被實(shí)時(shí)刷新。

43、根據(jù)另一方面，本發(fā)明還涉及一種用于迭代地確定被用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件的至少一個(gè)感興趣量的方法，所述感興趣量不是由傳感器直接測量的，所述方法包括：

44、-提供第一輸入數(shù)據(jù)x集，

45、-將第一輸入數(shù)據(jù)集注入到受監(jiān)督學(xué)習(xí)估計(jì)模塊中，

46、-獲得至少一個(gè)中間輸出量y作為輸出，

47、-提供第二輸入數(shù)據(jù)c集，

48、-將第一輸入數(shù)據(jù)x集和第二輸入數(shù)據(jù)c集注入到真實(shí)性驗(yàn)證模塊中，并且獲得真實(shí)性指數(shù)(ik)作為輸出，

49、-將中間輸出量y和真實(shí)性指數(shù)ik注入到下游處理模塊中，下游處理模塊提供對應(yīng)于所述感興趣量的最終輸出量z作為輸出，

50、-當(dāng)真實(shí)性指數(shù)ik為良好時(shí)，選取表示中間輸出量y的值用于最終輸出量z，

51、-當(dāng)真實(shí)性指數(shù)ik為不良時(shí)，選取尤其是來自物理表示模型的值用于最終輸出量。

52、本發(fā)明特別是涉及一種用于迭代地確定車輛的機(jī)動(dòng)化系統(tǒng)中的至少一個(gè)感興趣量的方法。

53、如前面詳述的那樣，以有利的方式，當(dāng)真實(shí)性指數(shù)(ik)為不良的時(shí)，最終輸出量來自于由如下限定的函數(shù)f：

54、z＝f(ci,xj,y,t)+ct；

55、其中：

56、ci是第二輸入數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)中的至少一部分；

57、wj是第一輸入數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)中的至少一部分；

58、y是中間輸出量；

59、t是從最近的良好真實(shí)性指數(shù)到不良真實(shí)性指數(shù)的切換起的時(shí)刻；并且

60、ct是常數(shù)。

61、根據(jù)本發(fā)明，在真實(shí)性驗(yàn)證模塊中，真實(shí)性指數(shù)表征第一輸入數(shù)據(jù)(xi)集與第一參考輸入數(shù)據(jù)域之間和/或第二輸入數(shù)據(jù)(ci)集與第二參考輸入數(shù)據(jù)域之間的距離度量，并且距離(md)的值越大，真實(shí)性指數(shù)越是“不良”。

62、相反，距離越小，真實(shí)性指數(shù)越是“良好”。

63、當(dāng)距離度量的值超過第一預(yù)定閾值(md1)時(shí)，可以因此發(fā)生向物理模型的切換。當(dāng)距離度量的值變?yōu)榈陀诘诙A(yù)定閾值(md2)時(shí)，可以發(fā)生返回到正常，即使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出。

64、根據(jù)一個(gè)方面，當(dāng)真實(shí)性指數(shù)ik在時(shí)刻t1從良好變?yōu)椴涣紩r(shí)，ct使得輸出z在時(shí)刻t1免于不連續(xù)性。

65、并且當(dāng)真實(shí)性指數(shù)ik在時(shí)刻t2從不良變?yōu)榱己脮r(shí)，輸出z切換到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，可能在時(shí)刻t2具有不連續(xù)性。

66、此外，憑借漸次切換系統(tǒng)(交叉的相對權(quán)重w1?w2)，可以避免這兩種切換情形下的輸出不連續(xù)性。尤其是如果以上描述的預(yù)定閾值md1和md2是不同的，則還可以通過遲滯機(jī)制來穩(wěn)定切換。

67、本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)，其特征在于，其包括如以上描述的系統(tǒng)或者其實(shí)施如以上描述的方法。其可以直接涉及專用于控制機(jī)動(dòng)車輛的馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件的計(jì)算機(jī)，例如馬達(dá)控制計(jì)算機(jī)，或者涉及連接到用于控制機(jī)動(dòng)車輛的馬達(dá)機(jī)組的至少一個(gè)組件的至少一個(gè)計(jì)算機(jī)的輔助計(jì)算機(jī)。