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Die Erfindung betrifft ein Motor-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinheit, welches ausgebildet ist, einen oder mehrere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors einzustellen, basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld, welches in der Steuereinheit hinterlegt ist und für verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt.
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Moderne Motor-Steuergeräte in Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen steuern oder regeln den Verbrennungsmotor basierend auf einem Steuerschema. Dieses Steuerschema, was beispielsweise in Form eines hochdimensionalen Kennfeldes für die Motor-Betriebsparameter (oder, allgemeiner, mit einem solchen Betriebsparameter-Kennfeld) vorliegen kann, entspricht einer mathematischen Abbildung einer Anzahl von Eingangs-Motorbetriebsparametern, den Messgrößen, auf eine Anzahl von Ausgangs-Motor-Betriebsparametern, den Regelgrößen.
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Die Ausgangs-Motor-Betriebsparameter werden von der entsprechenden Steuereinheit des Motor-Steuergeräts dabei typischerweise als Voltspannung ausgegeben, wobei sowohl die Höhe der entsprechenden Voltspannung, als auch der Zeitpunkt des Anliegens, das „Timing“, der entsprechenden Voltspannung den entsprechenden Ausgangs-Motor-Betriebsparameter bestimmt. So kann beispielsweise die Größe der entsprechenden Voltspannung für eine Drosselklappenstellung als Ausgangsmotor-Betriebsparameter einen jeweiligen Drosselklappen-Winkel codieren. Der Zündzeitpunkt als Ausgangsmotor-Betriebsparameter wird hingegen üblicherweise über das Timing der entsprechenden Voltspannung, d. h. den genauen Zeitpunkt einer entsprechenden Spannungsspitze in dem zugehörigen Steuerkanal eingestellt, wobei der Zeitpunkt als Relativ-Zeitpunkt bezogen auf einem Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors vorgegeben sein kann, beispielsweise auf bezogen einen oberen Totpunkt. Die Eingangsmotor-Betriebsparameter können sowohl als (analoge) Voltspannungen als auch als kodiertes digitales Signal vorliegen, beispielsweise als Datensignal von entsprechenden Sensoren oder als Datensignal, welches basierend auf entsprechenden Sensorwerten berechnete Werte aus einer entsprechenden Recheneinheit enthält. Das Steuerschema, beispielsweise in Form eines mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfelds, bildet dann einen höherdimensionalen Eingangs-Motor-Betriebsparameterraum von beispielsweise neun Dimensionen auf einen niederdimensionalen Ausgangs-Motor-Betriebsparameterraum von beispielsweise drei Dimensionen ab.
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Das ideale Steuerschema für einen Verbrennungsmotor hängt hier im Allgemeinen auch von Faktoren ab, die nicht explizit in dem Steuerschema berücksichtigt sind oder berücksichtigt werden. Beispielsweise verändert auch eine Spritqualität, ein Luftdruck, eine Luftfeuchtigkeit, eine Umgebungstemperatur oder sonstige Umfeld-Parameter, welche im Betrieb des Verbrennungsmotors variieren können und oft beim Auslegen des Motor-Steuergeräts nicht vorhersehbar sind, ein Verhalten des Verbrennungsmotors. In der Praxis wird entsprechend ein Universal-Steuerschema in den Motor-Steuergeräten hinterlegt, welches für unterschiedliche Umfeld-Parameter, d.h. variierende, unterschiedliche Werte eines oder mehrerer Umfeld-Parameter, stabil akzeptable Ergebnisse hinsichtlich beispielsweise einer Drehmomentantwort, eines Spritverbrauchs oder einer Abgaszusammensetzung des Verbrennungsmotors liefert. Eine Drehmomentantwort beschreibt hier den Verlauf eines bereitgestellten Ist-Drehmoments des Verbrennungsmotors in Antwort auf ein angefordertes Soll-Drehmoment.
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Eine erste Voraussetzung, um für Verbrennungsmotoren unter Realbedingungen eine verbesserte Motorsteuerung zu erzielen, ist in der US 2004 / 0133 336 A1 beschrieben, in welcher eine Verbrennungsleistung eines Fahrzeuges aus der Ferne identifiziert wird, um so eine Fernüberwachung der Fahrzeugleistung zu ermöglichen.
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Die
DE 10 2004 026 582 A1 schlägt ein Verfahren zur Aktivierung von Lernvorgängen eines Steuergeräts einer Brennkraftmaschine bzw. ein Steuergerät vor, bei dem in Abhängigkeit von einem Betrieb der Brennkraftmaschine ein Betriebsindikator gebildet wird. Beim Überschreiten des Betriebsindikators über einen ersten Vergleichswert wird ein Lernbetrieb zugelassen, bei dem ein Lernvorgang erfolgt, wenn weitere Lernbedingungen erfüllt sind.
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Die
DE 36 03 137 C2 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung/Regelung von Betriebskenngrößen einer Brennkraftmaschine, mit einem von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine aufgespannten Kennfeld zur Vorsteuerung von die Betriebskenngrößen beeinflussenden Maschinenvariablen, wobei eine auf mindestens eine Maschinenvariable als Istwert empfindliche Regeleinrichtung die jeweils ausgegebenen Kennfeldwerte korrigierend beeinflußt und wobei ferner die im Kennfeld gespeicherten und in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine angewählten Werte über die Regeleinrichtung zur Korrektur der Kennfeldwerte geändert werden, wobei bei einem dem Grundkennfeld zugeordneten Faktorkennfeld, dessen Bereichsfaktoren die vom Grundkennfeld herausgegebenen Daten multiplikativ beeinflussen, bei adaptiver Übernahme aus dem gemittelten Regelfaktor jeweils selektiv für einen vorgegebenen Faktorbereich zusätzlich der um diese Stützstelle herumliegende Bereich mit abnehmendem Einfluß nach außen mitverändert wird.
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuerung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welche es ermöglicht, reale Umfeldbedingungen des Verbrennungsmotors besser bei dessen Steuerung zu berücksichtigen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der Figur.
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Ein Aspekt betrifft ein Motor-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, insbesondere einen Antriebs-Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs. Dieses Motor-Steuergerät weist eine Steuereinheit auf, welche ausgebildet ist, einen oder mehrere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors einzustellen, basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld, welches in der Steuereinheit hinterlegt ist und für verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt. Das Betriebsparameter-Kennfeld kann insbesondere ausgebildet sein für einen zumindest vierdimensionalen oder einen zumindest sechsdimensionalen Eingangs-Motor-Betriebsparameterraum. Die Betriebszustände des Verbrennungsmotors können dabei durch Eingangs-Motor-Betriebsparameter repräsentiert werden, welche an das Motor-Steuergerät bereitgestellt werden oder von diesem abgefragt werden. Die von dem Motor-Steuergerät einstellbaren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors können entsprechend als Ausgangs-Motor-Betriebsparameter bezeichnet werden. Das mehrdimensionale Betriebsparameter-Kennfeld bildet somit eine mathematische Abbildung der Eingangs-Motor-Betriebsparameter auf die Ausgangs-Motor-Betriebsparameter und realisiert somit als Steuerschema eine Regelantwort des Motor-Steuergerätes. Das Einstellen kann hier entsprechend ein Steuern und/oder ein Regeln umfassen.
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Die Steuereinheit ist dabei ausgebildet, eine Betriebsparameter-Historie, welche für den Verbrennungsmotor in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte, bevorzugt mit einem Zeitstempel und/oder korreliert mit den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors, umfasst, an eine Lerneinheit zu übermitteln. Entsprechend ist die Steuereinheit ebenfalls ausgebildet, von der Lerneinheit Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten zu empfangen und das hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld mittels der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten zu aktualisieren.
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Das hat den Vorteil, dass eine flexible Steuerung des Verbrennungsmotors realisiert werden kann, bei welcher sich das Steuergerät an veränderte Bedingungen, welche im Vorfeld, insbesondere bei Auslegung des Motor-Steuergeräts, nicht bekannt sein müssen, anpassen kann. Dadurch, dass die Lerneinheit unabhängig von der Steuereinheit ist, kann das Anpassen der Motorsteuerung besonders flexibel gestaltet werden. So kann bei einer in das Motor-Steuergerät integrierten Lerneinheit das Lernen und damit Aktualisieren ohne großen Aufwand und ohne Anforderungen an eine Datenverbindung nach außen implementiert werden. Dadurch kann besonders häufig bzw. verzögerungsfrei gelernt werden. Eine externe, insbesondere fahrzeugexterne Lerneinheit hat wiederum den Vorteil, dass ein besonders großes Maß an Rechenkapazität zur Verfügung steht, so dass auch komplexere Lernprozesse zügig abgeschlossen werden können. Das vorgestellte Konzept erlaubt auch Kombinationen von lokaler und entfernter Lerneinheit, welche die gleichen, im Folgenden beschriebenen Merkmale aufweisen können, jedoch bevorzugt unterschiedliche Lernalgorithmen nutzen.
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Der oder die jeweiligen Betriebszustände des Verbrennungsmotors können durch Betriebszustandsdaten oder Eingangs-Motor-Betriebsparameter repräsentiert sein. Diese können insbesondere eine Motor-Drehzahl und/oder eine Drosselklappenstellung und/oder eine Einspritzspritmenge und/oder eine Verbrennungs-Restgasmenge und/oder einen Zündzeitpunkt und/oder einen Ventilöffnungs- und Ventilschließzeitpunkt und/oder eine Motortemperatur und/oder einen ansaugseitigen Gasgemisch-Druck und/oder einen Druck im Verbrennungsraum und/oder einen abgasseitigen Gasgemisch-Druck und/oder ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Laufleistung und/oder eine geographische Position des Fahrzeugs und/oder einen Motor-Umgebungs-Luftdruck und/oder eine Motor-Umgebungs-Luftfeuchtigkeit und/oder eine Motor-Umgebungstemperatur und/oder eine Spritqualität und/oder eine Verbrennungsmotor-Typenbezeichnung und/oder eine Fahrzeug-Typenbezeichnung und/oder eine Fahrzeugmasse umfassen oder sein. Die jeweiligen Betriebsparameter, welche durch die Steuereinheit eingestellt werden, können durch Ausgangs-Motor-Betriebsparameter repräsentiert sein. Diese sind oder umfassen insbesondere eine Drosselklappenstellung und/oder eine Einspritz-Spritmenge und/oder einen Zündzeitpunkt und/oder einen Ventilöffnungszeitpunkt und/oder Ventilschließzeitpunkt (einen Phasensteller für die Ventile) und/oder einen Turbolader-Aufladedruck. Die genannten Betriebsparameter sind hier besonders vorteilhaft.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Betriebsparameter-Historie auch die Betriebszustände, also beispielsweise einen oder mehreren Eingangs-Motor-Betriebsparameter, des Verbrennungsmotors, basierend auf welchen die jeweiligen Betriebsparameter-Werte, also insbesondere die Ausgangs-Motor-Betriebsparameter, eingestellt werden, umfasst. Dabei kann die Betriebsparameter-Historie insbesondere auch einen zeitlichen Verlauf der Betriebszustände des Verbrennungsmotors und der den jeweiligen Betriebszuständen entsprechenden eingestellten Betriebsparameter-Werten, also den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors mit den korrelierten eingestellten Betriebsparameter-Werten über eine Zeitspanne hinweg umfassen. Bevorzugt umfasst die Betriebsparameter-Historie dabei alle verfügbaren Betriebszustände und/oder alle verfügbaren eingestellten Betriebsparameter-Werte. Die Betriebsparameter-Historie kann somit eine „Betriebsspur“ des Verbrennungsmotors umfassen, aus welcher sich der Betrieb des Verbrennungsmotors über die entsprechende Zeitspanne oder zeitliche Dauer hin rekonstruieren lässt. Das hat den Vorteil, dass die Lerneinheit ein besonders genaues, idealerweise vollständiges Bild der Abläufe im Verbrennungsmotor hat und somit das Betriebsparameter-Kennfeld besonders effektiv optimiert, insbesondere an sich ändernde Bedingungen angepasst werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass in der Lerneinheit ein Simulationsmodell des Verbrennungsmotors, d. h. des Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor, und eine Zielfunktion zum Bewerten des Verhaltens des Verbrennungsmotors, d. h. der Verbrennung im Verbrennungsmotor, abgespeichert ist. Dabei ist das Simulationsmodell mittels eines in der Lerneinheit abgespeicherten und von dieser aktivierbaren Lernalgorithmus trainierbar, d. h. veränderbar oder aktualisierbar. Die Lerneinheit ist entsprechend ausgebildet, das Simulationsmodell basierend auf der übermittelten Betriebsparameter-Historie und der abgespeicherten Zielfunktion mittels des Lernalgorithmus zu trainieren und damit zu aktualisieren. Ferner ist die Lerneinheit ausgebildet, mittels des aktualisierten Simulationsmodells die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten zu erzeugen. Dies kann insbesondere mittels eines unter der Bedingung des aktualisierten Simulationsmodells berechneten neuen Betriebsparameter-Kennfelds erfolgen, wobei die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten dann geeignet sind, das in der Steuereinheit hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld an das neue Betriebsparameter-Kennfeld anzugleichen.
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Das Simulationsmodell kann ein Simulationsmodell sein, welches physikalisch bekannte Zusammenhänge mit rein datengetriebenen gelernten Zusammenhängen kombiniert, ein sogenanntes „semi-physikalisches“ Simulationsmodell. In einem solchen Simulationsmodell können beispielsweise thermodynamische Zusammenhänge von Energie, Volumen, Druck und Temperatur als physikalischer Zusammenhang mit der mittels neuronalem Netz gelernten Ausbreitung der Flammenfront bei der Verbrennung als datengetriebener Zusammenhang kombiniert werden.
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Es werden somit die unter Realbedingungen eingestellten und genutzten Betriebsparameter-Werte der Betriebsparameter-Historie genutzt, um das Verständnis, also das Simulationsmodell, des Verbrennungsmotors zu vervollständigen und die gewonnene Erkenntnis in Form der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten wieder verfügbar gemacht, um sie, wieder unter Realbedingungen, zu testen. Entsprechend ist die Lerneinheit auch ausgebildet, die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten zum Aktualisieren des in der Steuereinheit hinterlegten Betriebsparameter-Kennfeldes an die Steuereinheit bereitzustellen. Die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten können dabei das neue Betriebsparameter-Kennfeld ganz oder in Teilen umfassen, oder auch einen oder mehrere Aktualisierungswerte, welche jeweilige Änderungswerte „Δ“ entsprechender Einträge im hinterlegten Betriebsparameter-Kennfeld in der Steuereinheit quantifizieren. Das hat den Vorteil, dass das Verhalten des Motor-Steuergeräts unter Realbedingungen stetig verbessert werden kann und zugleich in der Steuereinheit ein erforderlicher Rechenaufwand minimiert wird. Auch das zwischen Steuereinheit und Lerneinheit entstehende Datenvolumen kann durch Wahl der geeigneten Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten minimiert werden.
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Insbesondere ist die Lerneinheit ausgebildet, das Aktualisieren, das Erzeugen und das Bereitstellen wiederholt, bevorzugt in dieser Reihenfolge und/oder iterativ, durchzuführen, so dass das Simulationsmodell in der Lerneinheit und entsprechend das Betriebsparameter-Kennfeld in der Steuereinheit sich über die Zeit immer besser an den Verbrennungsmotor, d.h. das Fahrzeug und dessen Umfeld anpassen. Das Simulationsmodell kann dabei insbesondere ein semi-physikalisches Simulationsmodell sein, in welchem ein physikalisches Grundmodell über den Lernalgorithmus anpassbare Parameter aufweist. Die Anzahl der Parameter kann dabei sehr groß sein, beispielsweise 1.000 oder mehr oder 2.000 oder mehr Parameter umfassen. Ein derart komplexes Modell kann deswegen in dem geschilderten Szenario in vorteilhafter Weise genutzt werden, da in der Betriebsparameter-Historie eine Vielzahl an Daten mit hoher Frequenz, bspw. pro Zündung, vorliegen können, so dass auch größere Parameter-Mengen verlässlich gelernt werden, entsprechend also die Motorsteuerung besonders effektiv verbessert werden kann.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Zielfunktion das Verhalten des Verbrennungsmotors bewertet basierend auf einem vorgegebenen Optimierungs-Parameter, welcher insbesondere eine Drehmoment-Antwort des Verbrennungsmotors und/oder einen Spritverbrauch und/oder eine Abgaszusammensetzung des Verbrennungsmotors umfasst oder ist. Die Zielfunktion kann somit einem Abwägen zwischen verschiedenen Aspekten wie „Wie nah ist das Drehmoment am Wunsch-Drehmoment?“ und/oder „Wie hoch ist der Verbrauch?“ und/oder „Wieviel Emissionen werden erzeugt?“ dienen. Beispielsweise kann die Zielfunktion (Drehmoment-Antwort - Wunschdrehmoment)2 + α * Spritverbrauch + β * Abgaszusammensetzung) minimiert werden, mit α und β als Gewichtungsparametern. Das hat den Vorteil, dass sich das Lernen der Motorsteuerung, d.h. der Lernprozess, über den Optimierungsparameter lenken lässt. Dabei haben die beschriebenen Optimierungs-Parameter sich als besonders vorteilhaft für das effektive Verbessern der Motorsteuerung unter Realbedingungen erwiesen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, das Übermitteln der Betriebsparameter-Historie und/oder das Empfangen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten nur in einem vorgegebenen Zeitraum und/oder nur in einem vorgegebenen örtlichen Bereich und/oder nur in einem vorgegebenen Betriebszustand des Verbrennungsmotors durchzuführen, insbesondere nur, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist und/oder eine Motor-Temperatur aufweist, welche unter einem bestimmten Wert liegt. Das hat den Vorteil, dass unerwünschtes Übermitteln bzw. Aktualisieren unterbunden werden kann und beispielsweise auch sichergestellt werden kann, dass eine Verbindung zur Lerneinheit nicht unvermutet abbricht. Auch kann so erreicht werden, dass die Betriebsparameter-Historie eine vorgegebene Mindestquantität aufweist, mit welcher ein besonders effizientes Lernen erreicht wird.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Motor-Steuersystem mit einem Motor-Steuergerät nach einer der beschriebenen Ausführungsformen sowie mit einer örtlich entfernt von dem Motor-Steuergerät in einem, insbesondere ortsfest installierten, Server-Gerät angeordneten Lerneinheit. Das hat den Vorteil, dass das Motor-Steuergerät nur wenig Rechenkapazität benötigt und umgekehrt in der Lerneinheit auch komplexere Lernalgorithmen genutzt werden können. Überdies kann die Lerneinheit so auch leichter aktualisiert werden, insbesondere der Lernalgorithmus aktualisiert werden, um so wiederum die Motorsteuerung effektiver zu verbessern. Dies ist auch insofern vorteilhaft, als dass derzeit im Bereich der Erforschung von Lernalgorithmen große Wissenssprünge erfolgen, so dass es besonders wünschenswert ist, den Lernalgorithmus mit wenig Aufwand an den aktuellen Stand der Entwicklung anpassen zu können.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass das Übermitteln der Betriebsparameter-Historie und/oder das Empfangen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten über eine Drahtlosschnittstelle von Steuereinheit und Lerneinheit erfolgt, insbesondere eine Mobilfunk-schnittstelle wie LTE oder 5G und/oder eine Drahtlos-Lokalbereichs-Netzwerk-Schnittstelle (Wireless Local Area Network, WLAN) oder eine Nahfeld-Funkschnittstelle wie Bluetooth oder dergleichen. Dies bringt eine besondere Flexibilität und Bedienerfreundlichkeit mit sich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten auf die drahtlose Übermittlung angepasst sind, um das Datenvolumen zu reduzieren, beispielsweise lediglich die oben genannten Veränderungswerte übertragen werden.
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Weitere Aspekte betreffen einen Verbrennungsmotor oder ein Fahrzeug mit einem Motor-Steuergerät nach einem der beschriebenen Ausführungsformen oder mit einem Motor-Steuergerät einer der beschriebenen Ausführungsformen von Motor-Steuersystemen.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Motor-Steuergeräts eines Verbrennungsmotors von einem Fahrzeug. Ein Verfahrensschritt ist dabei ein Einstellen, basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld, welches für verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt, eines oder mehrerer Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, durch eine Steuereinheit. Ein weiterer Verfahrensschritt ist ein Übermitteln einer Betriebsparameter-Historie, welche für den Verbrennungsmotor in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte umfasst, durch die Steuereinheit an eine Lerneinheit. Zusätzliche Verfahrensschritte sind auch ein Empfangen von Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten durch die Steuereinheit von der Lerneinheit und ein entsprechendes Aktualisieren des hinterlegten Betriebsparameter-Kennfelds mittels der empfangenen Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten durch die Steuereinheit.
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Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen hier Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des Motor-Steuergerätes.
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Ein abschließender Aspekt betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lerneinheit eines Motor-Steuersystems, welches die Lerneinheit und ein Motor-Steuergerät eines Verbrennungsmotors von einem Fahrzeug nach einer der genannten Ausführungsformen umfasst. Ein Verfahrensschritt ist dabei ein Empfangen einer Betriebsparameter-Historie, welche für den Verbrennungsmotor in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte umfasst, durch die Lerneinheit von dem Motor-Steuergerät. Weitere Verfahrensschritte sind das Erzeugen von Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten mittels eines Simulationsmodells durch die Lerneinheit sowie ein Bereitstellen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten an das Motor-Steuergerät durch die Lerneinheit.
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Auch hier entsprechen Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens den für die Lerneinheit des Motor-Steuergeräts bzw. des Motor-Steuersystems beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen.
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Die vorstehend in der Beschreibung, auch im einleitenden Teil, genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in der Figur nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
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Anhand der in den nachfolgenden Figuren gezeigten schematischen Zeichnungen soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten spezifischen Ausführungsformen einschränken zu wollen.
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Dabei zeigt 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Motor-Steuergerätes für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit einer zugeordneten Lerneinheit, welche gemeinsam ein beispielhaftes Motor-Steuersystem bilden.
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Das Motor-Steuergerät 1 für den Verbrennungsmotor 2 des nicht dargestellten Fahrzeugs weist eine Steuereinheit 3 auf. Diese Steuereinheit 3 ist ausgebildet, einen oder mehrere Betriebsparameter 4 wie vorliegend eine Einspritz-Spritmenge F des Verbrennungsmotors 2 einzustellen, und zwar basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld 5, welches in der Steuereinheit 3 hinterlegt ist. Das mehrdimensionale Betriebsparameter-Kennfeld 5 gibt für verschiedene Betriebszustände 6 wie beispielsweise einen Druck P und eine Temperatur T des Verbrennungsmotors 2 jeweilige Betriebsparameter-Werte 4 wie vorliegend die Einspritz-Spritmenge F vor. Die Betriebszustände 6 können dabei von dem Verbrennungsmotor 2 und entsprechenden Verbrennungsmotor-Sensoren bereitgestellt werden und/oder von weiteren oder zusätzlichen Sensoren 7 in einer Umgebung des Verbrennungsmotors 2.
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Die Steuereinheit 3 ist dabei ausgebildet, eine Betriebsparameter-Historie 4t an die Lerneinheit 8 zu übermitteln. Das Übermitteln der Betriebsparameter-Historie 4t und der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten 5 erfolgt vorliegend über eine entsprechende Drahtlos-Verbindung 11, welche über entsprechende Drahtlos-Schnittstellen von Steuereinheit 3 und Lerneinheit 4 umgesetzt wird. Die Betriebsparameter-Historie 4t umfasst dabei für den Verbrennungsmotor 2 in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte, vorliegend in Form der zeitabhängigen Einspritz-Spritmenge F(t). Die Steuereinheit 3 ist ebenfalls ausgebildet, von der Lerneinheit 8 Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten 5' zu empfangen, welche im gezeigten Beispiel ein neues, aktualisiertes Betriebsparameter-Kennfeld umfassen, und das hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld 5 mittels der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten 5' zu aktualisieren, vorliegend das hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld 5 durch das neue Betriebsparameter-Kennfeld 5' zu ersetzen.
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In der Lerneinheit 8 ist im gezeigten Beispiel ein Simulationsmodell 9 des Verbrennungsmotors 2 sowie eine Zielfunktion zum Bewerten des Verhaltens des Verbrennungsmotors 2 abgespeichert. Dabei ist das Simulationsmodell 9 mittels eines in der Lerneinheit 8 abgespeicherten Lernalgorithmus 10 trainierbar, und die Lerneinheit 8 ausgebildet, das Simulationsmodell 9 basierend auf der übermittelten Betriebsparameter-Historie 4t und der abgespeicherten Zielfunktion mittels des Lernalgorithmus' 10 zu aktualisieren und mittels des aktualisierten Simulationsmodells 9 wiederum die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierung-daten 5' zu erzeugen. Die Lerneinheit 8 ist dabei weiter ausgebildet zum Bereitstellen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten 5', vorliegend des neuen Betriebsparameter-Kennfelds an das Motor-Steuergerät 1 bzw. die Steuereinheit 3.
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Im gezeigten Beispiel wird somit durch wiederholtes Bereitstellen der Betriebsparameter-Historie 4t das Simulationsmodell 9 iterativ verbessert und an die realen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 2 angepasst. Als Folge wird das in der Steuereinheit 3 hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld 5 stetig verbessert und die Motor-Steuerung des Verbrennungsmotors 2 optimiert.
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Vorliegend ist die Lerneinheit 8 dabei örtlich entfernt von dem Motor-Steuergerät 1 angeordnet, beispielsweise in einem Servergerät, vorzugsweise in einer Cloud, so dass sich der Lernalgorithmus 10 besonders schnell durchführen und leicht aktualisieren lässt. Motor-Steuergerät 1 und Lerneinheit 8 bilden somit vorliegend ein Motor-Steuersystem 17.
