[发明专利]用于计算RBF模型的模型计算单元和控制设备

说明书

本发明涉及模型计算单元（22），其用于计算RBF模型，模型计算单元具有以硬件构造的固定接线的计算核（11、13、14），用于在经耦合的功能块中计算固定地预给定的计算算法，其中所述计算核（11、13、14）构造用于，针对RBF模型根据输入参量向量的一个或多个输入参量、控制位置点（V[j,k]）、长度尺度（L[j,k]）、针对每个控制位置点所预给定的权重参数（p3[j]）来计算输出参量，其中输出参量被构成作为针对每个控制位置点（V[j,k]）所计算的值的总和，其中所述值是由被分配给有关的所述控制位置点（V[j,k]）的权重参数（p3[j]）和值的指数函数的结果的乘积，其中所述值根据所述有关的控制位置点（V[j,k]）与所述输入参量向量的通过所述长度尺度（L[j,k]）来加权的平方间距得出，其中，长度尺度（L[j,k]）作为局部的长度尺度相对于所述控制位置点其中的每个单独地被提供。

技术领域

本发明涉及在单独的硬接线的模型计算单元中对函数模型（Funktionsmodelle）的计算，所述模型计算单元尤其是用于利用局部的长度尺度来计算RBF模型（RBF: radialeBasisfunktion (径向基核函数)）。

背景技术

技术系统、诸如内燃机、电驱动装置、蓄电池等等的控制的功能常常利用模型来实现，所述模型表示真实系统的数学映射。然而，在物理模型的情况下、尤其是在复杂的相互关联性情况下缺乏需要的计算精确度，并且在当今的计算能力情况下通常困难的是，在对于控制设备所要求的实时要求之内计算这样的模型。对于这样的情况考虑，使用基于数据的模型，所述模型仅仅基于借助于试验台等所获得的训练数据来描述输出参量和输入参量之间的相互关联性。基于数据的模型尤其是适合用于建模如下的复杂的相互关联性，在所述相互关联性的情况下多个如下输入参量以适合的方式在模型中被考虑，其中在所述输入参量之间存在相互关系。

基于数据的函数模型通常基于大量的控制位置（Stützstelle），以便实现对于相应应用足够的建模精确度。基于大数目的控制位置，为了利用基于数据的函数模型、例如高斯过程模型来计算模型值，而需要高计算能力。为了能够在控制设备应用中实时地计算这样的基于数据的函数模型，因此能够设置基于硬件构型的模型计算单元。

发明内容

根据本发明，设置根据权利要求1所述的用于计算RBF模型的模型计算单元以及根据并列权利要求之一所述的控制设备和控制设备的应用。

其他的构型在从属权利要求中说明。

根据第一方面，设置一种模型计算单元，所述模型计算单元用于计算RBF模型，所述模型计算单元具有以硬件构造的固定接线的计算核，用于在经耦合的功能块（Funktionsblöcken）中计算固定地预给定的计算算法，其中所述计算核构造用于，针对RBF模型根据输入参量向量的一个或多个输入参量、控制位置点、长度尺度（Längenskalen）、针对每个控制位置点所预给定的权重参数来计算输出参量，其中构成针对每个控制位置点所计算的值的总和的输出参量，其中所述值是由被分配给有关的所述控制位置点的权重参数和负值的指数函数的结果的乘积，其中所述负值从有关的控制位置点与所述输入参量向量的通过所述长度尺度来加权的平方间距得出，其中所述长度尺度作为局部的长度尺度相对于所述控制位置点其中的每个控制位置点单独地被提供。

上述模型计算单元的构思在于，在控制设备中的计算核中在硬件结构中单独地构造所述模型计算单元，以用于计算RBF模型。以这种方式，可以提供基本上固定接线的硬件电路，用于实现如下功能，所述功能实现：计算RBF模型并且在此仅引起控制设备的以软件控制的微处理器中的非常小的计算负荷。通过由模型计算单元所提供的硬件加速，RBF模型也能够实时地被计算，从而使这样的模型的应用对于机动车中的内燃机的控制设备的应用而言变得有吸引力。

此外，RBF模型的应用实现：利用比在可比的基于数据的模型、诸如高斯过程模型情况下更小数目的控制位置点进行基于数据的建模。