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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konfigurieren einer Kennfunktion eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs. Durch die Konfiguration wird eine Betriebsweise oder ein Verhalten des Steuergeräts dahingehend angepasst, dass das Steuergerät ein Anforderungskriterium für den Einsatz oder Betrieb in dem Kraftfahrzeug erfüllt. Hierzu wird eine Kennfunktion bedatet. Zu der Erfindung gehört auch eine Vorrichtung, mittels welcher die Konfiguration gemäß dem Verfahren ermöglicht ist.
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Ein Steuergerät kann in einem Kraftfahrzeug zu unterschiedlichen Arbeitspunkten oder Betriebspunkten jeweils an einem Ausgang in Reaktion auf den jeweiligen Betriebspunkt einen Steuerwert oder allgemein einen Ergebniswert erzeugen, der dazu genutzt werden kann, in dem Kraftfahrzeug eine Fahrzeugkomponente zu steuern, beispielsweise einen Aktuator. Ein Betriebspunkt kann dabei durch zumindest einen Zustandswert oder Betriebswert des Kraftfahrzeugs, beispielsweise Drehzahl und/oder Fahrgeschwindigkeit und/oder einen Druckwert, definiert sein. Zu dem jeweiligen Betriebspunkt kann vorgesehen sein, die Fahrzeugkomponente, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, zu steuern, damit die Fahrzeugkomponente an den aktuellen Betriebspunkt angepasst betrieben wird. Zum Steuern der Fahrzeugkomponente kann in der beschriebenen Weise das Steuergerät in Reaktion auf den Betriebspunkt den Ergebniswert erzeugen, mittels welchem dann ein zum aktuellen Betriebspunkt passender Zustand der Fahrzeugkomponente eingestellt wird.
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Das Steuergerät erzeugt den Ergebniswert, indem als Eingabe der Betriebspunkt, also der zumindest eine Betriebswert oder Zustandswert welcher den Betriebspunkt beschreibt, empfangen wird und mittels einer Kennfunktion, beispielsweise einer Kennlinie oder einem Kennfeld, ein Funktionswert erzeugt wird. Dieser Funktionswert kann dann noch durch eine weitere Signalverarbeitung in einem Signalpfad weiter abgewandelt werden, um beispielsweise den Einfluss zumindest eines Parameters oder eines weiteren Betriebswerts des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen. Am Ende des Signalpfads ergibt sich dann am Ausgang des Steuergeräts aufgrund des Übertragungsverhaltens des Signalpfads der Ergebniswert, der zum Einstellen des passenden Zustands der Fahrzeugkomponente genutzt wird. Insgesamt kann das Übertragungsverhalten des Signalpfads durch eine Übertragungsfunktion beschrieben werden.
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Wie aber aus der Eingabe (Betriebspunkt) mittels einer Kennfunktion ein geeigneter Funktionswert erzeugt werden kann, hängt von dem Zusammenspiel der im Kraftfahrzeug insgesamt vorhandenen Fahrzeugkomponenten ab. Um hier ein Steuergerät an das Modell des Kraftfahrzeugs anpassen zu können, in welchem das Steuergerät verwendet oder betrieben werden soll, ist die Kennfunktion parametrierbar oder variierbar oder anpassbar. Mit anderen Worten kann die durch die Kennfunktion realisierte mathematische Abbildungsfunktion oder Zuordnungsfunktion verändert oder angepasst werden. Dies kann geschehen, indem man in einem Messaufbau oder Versuchsaufbau in einem Prototyp des spezifischen Kraftfahrzeugs, für welches das Steuergerät vorgesehen ist, zumindest einen Betriebspunkt einstellt (zum Beispiel eine bestimmte Drehzahl und/oder eine bestimmte Betriebstemperatur und/oder eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit, um nur Beispiele zu nennen) und dann die Kennfunktion für den jeweiligen Betriebspunkt derart einstellt oder variiert, bis sich ein gewünschter Ergebniswert am Ausgang des Steuergeräts einstellt, der einer vorbestimmte Anforderung genügt, die an das Steuergerät für den Betrieb in dem Kraftfahrzeug gestellt ist. Der jeweilige Betriebspunkt stellt in der Kennfunktion eine Stützstelle da, zu welcher die Kennfunktion einen Funktionswert ausgibt. Diesen muss man nun derart vorgeben, dass sich am Ausgang der beschriebene, gewünschte Ergebniswert einstellt. Dieses Justieren oder Einstellen der Kennfunktion wird auch als „Bedaten“ der Kennfunktion bezeichnet. Die zum Einstellen der Kennfunktion vorgegebenen Konfigurationswerte der Kennfunktion werden auch als Applikationsdaten bezeichnet.
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Ein Problem beim Einstellen einer Kennfunktion besteht darin, dass der Funktionswert, wie er durch die Kennfunktion ausgegeben wird, nicht direkt den Ergebniswert am Ausgang des Steuergeräts darstellt, sondern der Funktionswert lediglich ein Beitrag zu den Ergebniswert ist, weil der Funktionswert über den beschriebenen Signalpfad zum Ausgang übertragen wird und entlang des Signalpfads eine oder mehrere weitere Einflussgrößen berechnet oder berücksichtigt werden. Diese weiteren Einflussgrößen können ebenfalls wieder abhängig vom aktuellen Betriebspunkt sein. Das Einstellen einer Kennfunktion, d. h. das Auffinden der Applikationsdaten für das Steuergerät, wird also online am Prüfstand oder im Kraftfahrzeug durchgeführt, indem ein Betriebspunkt oder mehrere unterschiedliche Betriebspunkte angefahren werden und die jeweilige Kennfunktion solange variiert wird, bis ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt wird. Mit andern Worten können viele Iterationsschleifen nötig sein und es ist relativ schwierig, die Querwirkungen in komplexen Signalpfaden zu berücksichtigen, was nur mit Versuch-und-Irrtum erreicht werden kann. Hierdurch ergibt sich ein unerwünschter großer Zeitaufwand und es werden Ressourcen, wie Arbeitszeit und Prüfstand, blockiert.
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Das Bedaten eines Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor ist beispielsweise aus der
DE 198 19 445 A1 bekannt. Da das Einstellen der Kennfunktion für unterschiedliche Betriebspunkte sehr aufwendig ist, wird hierbei versucht, mit möglichst wenig Betriebspunkten eine vollständige Kennfunktion zu erhalten. Allerdings beruht die bekannte Lösung auf einem Modell, welches Annahmen und Interpolation vornehmen muss.
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Aus der
DE 198 21 167 A1 ist bekannt, dass ein Steuergerät mehrere unterschiedliche Kennlinie aufweisen kann, anhand welchen für ein und denselben Betriebspunkt unterschiedliche Funktionswerte erzeugt werden, die dann miteinander kombiniert werden, um am Ausgang des Steuergeräts einen Ergebniswert zu erzeugen. Mit anderen Worten ist der Ergebniswert nicht nur von einer einzigen Kennlinie abhängig. Dies macht das Einstellen oder Justieren der Kennlinien aufgrund der gegenseitigen Abhängigkeit beim Erzeugen eines Ergebniswerts komplex.
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Aus der
WO 03/002863 A1 ist ein Verfahren bekannt, um ein komplexes Kennfeld, welches mehr als einen Eingangsparameter aufweist, zu erzeugen. Hierbei wird zunächst eine Kennlinie ermittelt, die die Abhängigkeit zweier technischer Größen voneinander wiedergibt, während die übrigen technischen Größen konstant gehalten werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Steuergerät für ein Kraftfahrzeug eine Kennfunktion anzupassen oder einzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figur.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Konfigurieren einer Kennfunktion eine Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. In der beschriebenen Weise ist die Kennfunktion dazu eingerichtet, zu zumindest einen Betriebspunkt des Kraftfahrzeugs einen Ausgabewert oder Funktionswert zu erzeugen. Das Verfahren geht davon aus, dass in dem Steuergerät der Funktionswert dann an einen Ausgang des Steuergeräts übertragen wird. Diese Übertragung geschieht hierbei durch einen Signalpfad, der zwischen die Kennfunktion und den Ausgang geschaltet ist. Durch den Signalpfad wird an dem Ausgang aufgrund des Übertragungsverhaltens des Signalpfads ein Ergebniswert oder Steuerwert in Abhängigkeit von den Funktionswert erzeugt. Mit anderen Worten müssen der Funktionswert der Kennfunktion einerseits und der am Ausgang ausgegebene Ergebniswert nicht identisch sein. Es kann beispielsweise in der beschriebenen Weise eine weitere Einflussgrößen berücksichtigt oder „hinein gerechnet“ sein. Der Signalpfad weist insgesamt eine Übertragungsfunktion auf, die auf den Funktionswert der Kennfunktion wirkt oder angewendet wird.
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Um nun mit geringem Aufwand gezielt für einen Betriebspunkt den geeigneten Funktionswert in der Kennfunktion einzustellen oder vorzugeben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zu dem besagten Signalpfad ein invertierter Signalpfad bereitgestellt wird. Der invertierte Signalpfad beschreibt also diejenigen Prozesssicherungsschritte oder Verarbeitungsschritte oder Rechenschritte, die notwendig sind, um aus einem Ergebniswert den zugrunde liegenden Funktionswert berechnen zu können.
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Zu den zumindest einen Betriebspunkt des Kraftfahrzeugs, der zum Bedaten des Steuergeräts eingestellt wird, wird unabhängig von der Kennfunktion ein jeweiliger Sollergebniswert ermittelt. Dieser Sollergebniswert ist derjenige Ergebniswert, den das Steuergerät gemäß einem vorbestimmten Anforderungskriterium in dem jeweiligen Betriebspunkt an dem Ausgang erzeugen soll. Es handelt sich also um den erwünschten oder benötigten Ergebniswert, der am Ausgang des Steuergeräts erzeugt werden soll, wenn der jeweilige Betriebspunkt vorliegt. Bevorzugt werden mehrere Betriebspunkte, insbesondere mehr als drei Betriebspunkte, zugrundegelegt.
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Der jeweilige Sollergebniswert (jeweils einer pro Betriebspunkt) wird mittels des invertierten Signalpfads in einen jeweiligen korrespondierenden Sollfunktionswert der Kennfunktion zurückgerechnet. Der Sollfunktionswert gibt also an, welchen Funktionswert die Kennfunktion im jeweiligen Betriebspunkt hätte ausgeben müssen oder hätte ausgeben sollen, damit sich nach der Übertragung über den (nicht invertierten) Signalpfad am Ausgang der Sollergebniswert ergeben hätte. In der Kennfunktion wird dann entsprechend zu den jeweiligen Betriebspunkt der zugehörige Sollfunktionswert als Funktionswert der Kennfunktion eingestellt, also als derjenige Funktionswert, den die Kennfunktion zukünftig in dem Betriebspunkt ausgibt. Damit ist also eine Bedatung der Kennfunktion für den zumindest einen Betriebspunkt durchgeführt. Sie beruht darauf, dass die jeweilige Übertragungsfunktion oder das jeweilige Übertragungsverhalten des Signalpfads rückwärts gerechnet oder invers gerechnet wird, sodass zu einem benötigten oder erwünschten Sollergebniswert der zugehörige oder notwendige oder benötigte Funktionswert der Kennfunktion gerechnet werden kann. Somit kann in der Kennfunktion in Abhängigkeit zu den zugehörigen Eingabewerten oder dem Betriebspunkt derjenige Funktionswert, der in der Kennfunktion hätte stehen müssen, herausgefunden werden.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ohne Probieren gezielt zu einem Betriebspunkt in Abhängigkeit von dem Sollergebniswert der hierfür benötigte Sollfunktionswert hergeleitet und in der Kennfunktion eingetragen oder festgelegt werden kann. Es ist also nicht mehr die Ermittlung der Kennfunktion nach dem Prinzip Versuch-und-Irrtum notwendig.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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In einer Ausführungsform bildet der invertierte Signalpfad das Übertragungsverhalten des Signalpfads des Steuergeräts rückwärts ab, indem eine durch den Signalpfad realisierte Abbildungsfunktion oder Übertragungsfunktion, die den Funktionswert auf den Ergebniswert abbildet, invertiert wird. Indem man die Übertragungsfunktion des Signalpfads ermittelt und diese Übertragungsfunktion dann invertiert, um den invertierten Signalpfad darzustellen oder zu beschreiben, ist es möglich, diesen invertierten Signalpfad digital als Rechnerfunktion oder Programmodul z.B. für eine rechnerbasierte Simulation zur Verfügung zu stellen. Es ist dann nicht notwendig, den invertierten Signalpfad schaltungstechnisch nachzubilden. Es kann also aus einem Sollergebniswert rechnerbasiert ein zugehöriger Sollfunktionswert ermittelt werden. Es kann beispielsweise der Signalpfad durch ein computerbasiertes Modell erzeugt werden und dann zu diesem Modell ein inverses Modell oder invertiertes Modell konstruiert werden. Dieses beispielsweise auf Grundlage der Software „MATLAB“ (TM) des Unternehmens MathWorks (TM) durchführbar.
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In einer Ausführungsform wird der Sollergebniswert mittels eines von dem Signalpfad unabhängig betriebenen Reglers erzeugt. Mit anderen Worten nutzt man in dem jeweiligen Betriebspunkt einen Regler, der beispielsweise den beschriebenen Prototypen des Kraftfahrzeugs kontrolliert oder steuert und hierbei einen Ergebniswert als Stellwert erzeugt, über welchen ein gewünschtes Betriebsverhalten des Kraftfahrzeugs in dem jeweiligen Betriebspunkt eingestellt wird. Somit wird mittels des Reglers zu dem jeweiligen Betriebspunkt das gewünschte Betriebsverhalten des Kraftfahrzeugs ein geregelt und daraufhin ermittelt, welchen Stellenwert der Regler hierzu erzeugt hat. Dieser Stellenwert stellt dann den Sollergebniswert dar, auf dessen Grundlage die Kennfunktion für den Betriebspunkt eingestellt wird.
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In einer Ausführungsform wird zum Ermitteln des invertierten Signalpfads ein jeweiliger Parameterwert zumindest eines Parameters, durch welchen das Übertragungsverhalten des Signalpfads festgelegt wird, auf einen vorbestimmten Zielwert gesetzt. Wie bereits ausgeführt, kann in dem Signalpfad zumindest eine Einflussgröße das Übertragungsverhalten des Signalpfads festlegen. Diese jeweilige Einflussgröße ist hier als Parameter des Signalpfads bezeichnet. Hält man nun den Parameterwert des zumindest einen Parameters fest, so bedeutet dies, dass man annimmt, in den Betriebspunkt weist der Parameter den entsprechenden Parameterwert auf. Es hat sich ergeben, dass man hierdurch eine Rückwirkung auf die zumindest eine Einflussgröße, d. h. der Parameter, erzielen kann, indem beim Ermitteln des jeweiligen Funktionswerts der Kennfunktion für den zumindest einen Betriebspunkt der jeweilige Parameterwert auf den jeweiligen Zielwert gesetzt wird, wie er sich im späteren Betrieb des Kraftfahrzeugs in dem jeweiligen Betriebspunkt ergeben soll, was dadurch bewirkt wird, dass schon die Kennfunktion dann ja den entsprechenden Ergebniswert am Ausgang bewirkt. Indem also die Kennfunktion einen Funktionswert erzeugt, der zu einem Sollergebniswert führt, muss der zumindest eine Parameter nicht mehr verändert werden, beispielsweise durch einen Regler des Kraftfahrzeugs oder des Steuergeräts, sondern der zumindest eine Parameter kann den jeweiligen Zielwert einnehmen. Ein Beispiel hierfür ist ein Steuergerät für die Regelung der Einspritzung in einem Verbrennungsmotor. Wird die Kennfunktion für den Injektor oder die Einspritzung korrekt eingestellt, sodass sich in Abhängigkeit von einer Kraftstoffmasse eine vorgegebene Einspritzzeit ergibt, die dem Anforderungskriterium genügt, so muss eine Lambda-Regelung nicht korrigierend eingreifen, sondern sie kann einen Wert von Lambda = 1 (λ= 1) einstellen. Der Zielwert für den Parameter wäre dann also der Wert 1 für den Ausgang einer Lambda-Regelung, die einen Einfluss auf den Signalpfad hat.
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In einer Ausführungsform ist die Kennfunktion ein Kennfeld oder eine Kennlinie oder ein Kennwert. Mit anderen Worten können unterschiedlich viele Eingangsparameter der Kennfunktion berücksichtigt werden, wobei eine Kennlinie einen Eingangsparameter und ein Kennfeld mehr als einen Eingangsparameter aufweist. Ein Kennwert legt das Betriebsverhalten des Steuergeräts unabhängig vom Betriebspunkt fest.
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In einer Ausführungsform wird berücksichtigt, dass in dem Steuergerät mehr als eine Kennfunktion vorhanden sein kann und dass alle Kennfunktionen widerspruchsfrei bedatet werden müssen. Mit anderen Worten ist für das Steuergerät zusätzlich zu der bereits beschriebenen Kennfunktion zumindest eine weitere Kennfunktion vorgesehen, die über einen jeweiligen weiteren Signalpfad mit dem Ausgang verbunden ist. Hierdurch ist in dem Steuergerät der Ergebniswert sowohl von der Kennfunktion, die bereits beschrieben wurde, als auch von der zumindest einen weiteren Kennfunktion abhängig. Die Signalpfade werden also zusammengeführt, beispielsweise über eine Rechenoperation. Für den jeweiligen weiteren Signalpfad wird entsprechend auch ein entsprechender invertierter Signalpfad bereitgestellt. Es wird dann für zumindest zwei Betriebspunkte ein jeweiliger Sollergebniswert ermittelt und mittels des jeweiligen Sollergebniswerts wird aber nur diejenige der Kennfunktionen eingestellt, für die sich zu den beiden Betriebspunkten getrennte Stützstellen in den Kennfunktionen ergeben. Unterscheiden sich die beiden Betriebspunkte beispielsweise in Bezug auf einen Druckwert, nicht aber in Bezug auf einen Drehzahlwert, und sieht eine der Kennfunktionen vor, den Druckwert auf einen jeweiligen Funktionswert abzubilden, während eine weitere Kennfunktion vorsieht, den Drehzahlwert auf einen Funktionswert abzubilden, so wird in dem beschriebenen Fall also nur diejenige Kennfunktion eingestellt oder festgelegt, die den Druckwert einem Funktionswert zuordnet, weil in Bezug auf die andere Kennfunktion, die den Drehzahlwert als Eingangsparameter aufweist, kein Unterschied zwischen den beiden Betriebspunkten gegeben ist, sodass hier die gleiche Stützstelle (gleicher Drehzahlwert) vorhanden ist, und dennoch aufgrund der beiden Sollergebniswerte sich unterschiedliche Sollfunktionswerte ergeben. Es müssten also ansonsten zur selben Stützstelle zwei unterschiedliche Funktionswerte erzeugt werden, was verhindert wird, in dem nur diejenigen Kennfunktion angepasst wird, bei der die beiden Betriebspunkte auch getrennte oder unterschiedliche Stützstellen ergeben. Es wird also in vorteilhafter Weise ausgenutzt, dass anhand der invertierten Signalpfade eine Abhängigkeit zwischen den Kennfeldern erkannt werden kann. Genauso kann eine Abweichung der Bedatung zur aktuellen Messung erkannt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Kennfunktion eine Injektorkennlinie für Treibstoff und als Ergebniswert wird eine Einspritzzeit für eine Kraftstoffeinspritzung vorgesehen. Somit kann mittels des Verfahrens ein Motorsteuergerät bedatet werden.
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Hierbei ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass in dem invertierten Signalpfad ein Lambdawert in einem Bereich von 0,9 bis 1,1 gehalten wird, d. h. insbesondere auf den Wert 1 gesetzt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass im späteren Betrieb des Kraftfahrzeugs eine Lambdaregelung sich in dem beschriebenen Intervall oder bei dem Wert 1 einpendeln oder ein regeln wird, da über die Injektorkennlinie bereits die Einspritzzeit passend eingestellt ist, um einen Lambdawert von 1 oder in dem Intervall 0,9 bis 1,1 zu erhalten.
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Um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, ist durch die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Bedaten oder Konfigurieren einer Kennfunktion eine Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Die Prozessoreinrichtung kann einen Programmcode oder eine Software aufweisen, die Programminstruktionen enthält, durch welche bei Ausführung durch die Prozessoreinrichtung diese die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt. Der Programmcode oder die Software kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Mittels der Vorrichtung kann beispielsweise der Grundlage einer Simulation oder in einen Prüfstand die Kennfunktion des Steuergeräts für zumindest einen Betriebspunkt festgelegt oder eingestellt werden. Bevorzugt werden bei dem Verfahren und bei der Vorrichtung natürlich mehrere Betriebspunkte, insbesondere mehr als zwei, zugrunde gelegt. Mittels der Vorrichtung und dem durch diese durchgeführten Verfahren ist also eine simulative Applikationsmethode bereitgestellt, um Applikationsdaten, d. h. die zum Einstellen der Kennfunktion benötigten Funktionswerte, zu ermitteln. Hierbei werden Funktionen oder Funktionsteile, die in dem Steuergerät zwischen der Kennfunktion und dem Ausgang geschaltet sind, in entgegengesetzter Richtung gerechnet, d.h. ihr Signalpfad invertiert, um die benötigten Applikationsgrößen, d.h. die Funktionswerte für mehrere Betriebspunkte oder einen zumindest ein Funktionswert für zumindest einen Betriebspunkt, zu bestimmen.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur:
- Fig. eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen kann.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden.
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Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In der Figur ist ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, bei dem es sich um einen Kraftwagen, insbesondere eine Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 soll mit einem Steuergerät 11 ausgestattet werden, das hierfür aber an das Kraftfahrzeug 10 angepasst werden muss. Das Steuergerät 11 kann dafür vorgesehen sein, an einem Ausgang 12 einen Steuerwert oder Ergebniswert 13 auszugeben, durch welchen zumindest eine Fahrzeugkomponente K in dem Kraftfahrzeug 10 gesteuert werden kann. Der Ergebniswert 13 kann hierbei aus zumindest einem Betriebswert 14, 15 berechnet werden. Mit anderen Worten kann das Steuergerät an einem jeweiligen Signaleingang einen jeweiligen Betriebswert 14, 15 empfangen. Die Menge der aktuellen Betriebswerte 14, 15 stellt dabei einen aktuellen Betriebspunkt 16 des Kraftfahrzeugs 10 dar. Beispiele für Betriebswerte sind: Fahrgeschwindigkeit, ein Druckwert, eine Drehzahl, eine Lufteinsaugmasse.
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Zu dem jeweils aktuellen Betriebspunkt 16 kann das Kraftfahrzeug also einen zugehörigen Ergebniswert 13 am Ausgang 12 erzeugen. Hierdurch kann das Steuergerät 11 beispielsweise eine Regelung durchführen. Beispielsweise kann im Folgenden angenommen werden, dass das Steuergerät 11 als Motorsteuergerät einen Verbrennungsmotor als Fahrzeugkomponente K steuert. Es kann sich beispielsweise um eine Einspritzregelung handeln. Ein Betriebspunkt 16 kann beispielsweise durch den aktuellen Lambdawert 17 als einen Betriebswert 14 und einen Betriebswert 15 für eine Soll-Kraftstoffmasse definiert sein. Als Ergebniswert 13 kann beispielsweise eine Einspritzzeit berechnet werden.
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Das Umrechnen von dem aktuellen Betriebspunkt 16 hin zum zugehörigen Ergebniswert 13 kann vorsehen, dass zumindest ein Betriebswert 15 aus dem Betriebspunkt 16 über eine Kennfunktion 18 abgebildet wird, sodass zu dem Betriebswert 15 der für das Kraftfahrzeug 10 passende Ergebniswert 13 erzeugt wird. Die Kennfunktion 18 kann ein Kennwert oder, wie in der Figur dargestellt, eine Kennlinie 19, oder ein Kennfeld sein. Durch die Kennfunktion 18 kann zumindest einem Betriebswert B, wie er durch den Betriebspunkt 16 definiert ist, ein Funktionswert F zugeordnet werden. Der Funktionswert F muss aber nicht den Ergebniswert 13 darstellen, sondern es kann in dem Steuergerät 11 vorgesehen sein, dass der Funktionswert F über einen Signalpfad 20 weiterverarbeitet wird, um aus dem Funktionswert F den Ergebniswert 13 zu berechnen. Es kann beispielsweise durch den Signalpfad 20 auch der Einfluss eines weiteren Betriebswerts 14 auf den Ergebniswert 13 berücksichtigt werden. Dieser weitere Betriebswert stellt somit einen Parameterwert eines Parameters dar, welcher ein Übertragungsverhalten oder die Übertragungsfunktion des Signalpfads 20 konfiguriert oder parametiert. Beispielhaft ist in der Figur dargestellt, wie der Signalpfad 20 eine Multiplikation 21 des Funktionswert F mit einem weiteren Betriebswert 14 als Übertragungsfunktion vorsehen kann.
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Wollte man nun die Kennfunktion 18 an das Kraftfahrzeug 10 anpassen, so könnte eine Bedienperson in dem Kraftfahrzeug 10 unterschiedliche Betriebspunkte 16 einstellen und zu jedem eingestellten Betriebspunkt 16 ermitteln, welche Stützstelle 22 sich in der Kennfunktion 18 jeweils ergibt. Sodann könnte zu der Stützstelle 22 nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“ durch die Bedienperson ein Funktionswert F in der Kennfunktion 18 versuchsweise eingestellt oder variiert werden, bis sich ein Ergebniswert 13 am Ausgang 12 des Steuergerät 11 einstellt, der zum gewünschten Betriebsverhalten des Steuergerät 11 und/oder des Kraftfahrzeugs 10 führt, der also ein Anforderungskriterium 29 betreffend die Anforderung an das Steuergerät 11 erfüllt. Somit hätte man für jeden Betriebspunkt 16 und damit für mehrere Stützstellen 22 durch die Bedienperson händisch den zu der jeweiligen Stützstelle 22 gehörigen Funktionswert F der Kennfunktion 18 ermittelt. Dies wäre aber zeitaufwendig.
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Daher ist vorgesehen, eine Vorrichtung 23 bereitzustellen, die beispielsweise auf der Grundlage eines Computers oder eines Verbunds aus mehreren Computern gebildet sein kann. In der Vorrichtung 23 kann eine Simulationseinrichtung 24 vorgesehen sein, die beispielsweise auf der Grundlage einer Prozessoreinrichtung 25 realisiert sein kann. Die Prozessoreinrichtung 25 kann zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. In der Vorrichtung 23 kann vorgesehen sein, dass zu dem Signalpfad 20 ein invertierter Signalpfad 26 betrieben oder bereitgestellt wird. Der invertierte Signalpfad 26 kann beispielsweise inverse Rechenoperationen zu den Rechenoperationen des Signalpfads 20 aufweisen und diese in umgekehrter Reihenfolge im Vergleich zum Signalpfad 20 ausführen. In der Figur ist dargestellt, dass zu der Multiplikation 21 der Signalpfad 20 eine Division 27 als inverse Übertragungsfunktion in dem invertierten Signalpfad 26 vorgesehen sein kann.
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Mittels der Vorrichtung 23 kann nun die Bedienperson die Kennfunktion 18 gezielt konfigurieren oder einstellen. Beispielsweise kann in dem Kraftfahrzeug 10 mittels einer von der Kennfunktion 18 unabhängigen Reglers 28 ein Ergebniswert 13 erzeugt werden, welcher dem Anforderungskriterium 29 für einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Steuergeräts 11 und/oder des Kraftfahrzeugs 10 für den jeweiligen Betriebspunkt 16 genügt. Auch hier können wieder mehrere Betriebspunkte 16 angefahren werden. Zu jedem Betriebspunkt 16 steht somit mithilfe des Reglers 28 ein jeweiliger Sollergebniswert 30 zur Verfügung. Zudem kann für einen Parameter 31 des Signalpfads 20, also beispielsweise den oben beschriebenen Betriebswert 14, ein Parameterwert 32 angenommen oder vorgegeben werden. Mittels des invertierten Signalpfads 26 kann somit ein Sollfunktionswert F' ermittelt werden, der im jeweiligen Betriebspunkt 16 durch die Kennfunktion 18 hätte ausgegeben werden müssen, damit sich der Sollergebniswert 30 ergeben hätte. Da aus den Betriebspunkt 16 die Stützstelle 22 in der Kennfunktion 18 bekannt ist (siehe oben), kann nun zu der Stützstelle 22 der Sollfunktionswert F' als Funktionswert F in der Kennfunktion 18 festgelegt oder eingestellt werden. Es ist somit kein Versuch-und-Irrtum-Vorgehen notwendig. Stattdessen kann zu jedem vorgesehenen Betriebspunkt 16 mittels des Reglers 28 ein geeigneter Ergebniswert 13 eingestellt werden, dieser als Sollergebniswert 30 in der Vorrichtung 23 vorgegeben werden und mittels des invertierten Signalpfads 26 der zugehörige oder geeignete Sollfunktionswert F' ermittelt werden. Dieser kann dann in der Kennfunktion 18 an der zum Betriebspunkt 16 entsprechenden Stützstelle 22 als Funktionswert F eingetragen werden. Die Kennfunktion 18 kann z.B. nach dem Anfahren aller vorgesehenen Betriebspunkte 16 mittels Interpolation vervollständigt werden.
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Ist somit die Kennfunktion 18 an einer vorgegebenen Anzahl von Stützstellen 22 festgelegt oder bedatet, so kann die Kennfunktion 18 in dem Steuergerät 11 festgelegt oder ein programmiert werden. Damit ist das Steuergerät 11 für den Betrieb in dem Kraftfahrzeug 10 gemäß dem Anforderungskriterium 29 geeignet, das heißt es erfüllt die durch das Anforderungskriterium 29 vorgegebene Anforderung. Das Steuergerät 11 kann dann mit der fertigen Kennfunktion 18 in das Kraftfahrzeug 10 eingebaut werden und/oder in dem Kraftfahrzeug 10 betrieben werden. Der Reglers 28 ist dann nicht nötig. Der Regler 28 ist insbesondere nicht Bestandteil des Kraftfahrzeugs 10, wenn dieses betriebsbereit und/oder verkaufsfertig ist.
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Durch Rückwärtsrechnen der jeweiligen Übertragungsfunktion eine Signalpfads 20, der eine zu bedatenden Kennfunktion 18 nachgeschaltet ist, können somit die Funktionswerte F der Kennfunktion 18 aus Soll-Ergebniswerten F' berechnet werden. Dazu wird eine Messung mit dem gewünschten Ergebniswert benötigt, damit dann die Funktion „rückwärts“ vom Ergebnis zum zur bedatenden Kennfunktion gerechnet werden kann. Es wird also der Wert bestimmt, der in der Kennfunktion hätte stehen müssen, damit dieses Ergebnis herausgekommen wäre.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht die Bedatung einer Injektorkennlinie vor. Diese kann berechnet werden, in dem die Eingangsgrößen (Betriebswerte 14, 15) gemessen werden. Außerdem kann bei der Messung der Lambdaregler als Regler 28 aktiv sein, damit auch die richtige Einspritzzeit als Soll-Ergebniswert F' gemessen werden kann. Aus dieser „richtigen“ Einspritzzeit kann dann rückwärts die Injektorkennlinie berechnet werden.
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Es sind deutlich weniger Iterationen während der Bedatung, präzisere Daten und bessere Erkennbarkeit von Querwirkungen in komplexen Funktionen.
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Statt einer Kopie der Übertragungsfunktion des Signalpfads 20 für eine Simulation wird die invertierte Übertragungsfunktion, d.h. der invertierte Signalpfad 26, erstellt, die das Verhalten der im Steuergerät verwendeten Übertragungsfunktion rückwärts abbildet. Mit dieser rückwärts abgebildeten Übertragungsfunktion können dann die Bedatungen für Kennfelder, Kennlinien und Kennwerten berechnet werden. Dabei ist sehr einfach zu erkennen, wie groß die Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Kennfeldern in komplexen Funktionen sind und wie groß die Abweichungen in der Bedatung zur Messung sind.
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Es geht hierbei um eine simulative Applikatonsmethode, die Funtkionen oder Funktionsteile in entgegengesetzter Richtung als im Steuergerät rechnet, um die benötigten Applikationsgrößen genauer und schneller bestimmen zu können.
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Die Idee betrifft damit eine Optimierung der Mess- und Auswertezeitreduktion dient, indem zur Auswertung die vorgegebene Funktion im Steuergerät rückwärts gerechnet wird. Dadurch können die Iterationsschritte bis zur optimalen Parametrierung deutlich reduziert werden. Dabei geht es genauer um die Parametrierung vorhandener Steuergerätefunktionen, welches aufgrund der inzwischen sehr komplexen Abhängigkeiten immer weiter durch Automatisierungen und Simulationen unterstützt werden muss.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung für eine Applikationsdatenerm ittlung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19819445 A1 [0006]
- DE 19821167 A1 [0007]
- WO 03/002863 A1 [0008]
