DE102022115217A1 - Method and system for determining parameterization values for a physical model of a vehicle component - Google Patents

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Abstract

Verfahren und System (1) zum Bestimmen von Parametrierungswerten für Modellparameter eines physikalischen Ersatzmodells (13) einer Fahrzeugkomponente (3), umfassend eine Vermessungseinrichtung (2) und eine Parametrierungseinrichtung (8). Die Vermessungseinrichtung ist eingerichtet, um Messpunkte der Fahrzeugkomponente (3) zu vermessen, um Messwerte zu erhalten und diese an die Parametrierungseinrichtung (8) zu übertragen. Die Parametrierungseinrichtung (8) umfasst eine Recheneinheit (11), einen elektronischen Speicher (12) sowie eine Eingangs- (9) und Ausgangsschnittstelle (10) und ist eingerichtet, um Parametrierungswerte für Modellparameter des physikalischen Ersatzmodells (13) zu bestimmen, einen Vorhersagefehler durch ein Vorhersagemodell (14) zu ermitteln, das Vorhersagemodell (14) in Abhängigkeit des Vorhersagefehlers zu trainieren, die Güte der bestimmten Parametrierungswerte anhand von wenigstens einem Bewertungskriterium zu bewerten und eine Übertragung der Parametrierungswerte auszuführen. Bei unzureichender Güte erfolgt die Bestimmung einer Auswahlstrategie zur Auswahl eines weiteren zu vermessenden Messpunktes mittels eines Auswahlmodells (15) und die erneute Vermessung der Fahrzeugkomponente (3) sowie der Bestimmung von Parametrierungswerten, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.Method and system (1) for determining parameterization values for model parameters of a physical replacement model (13) of a vehicle component (3), comprising a measuring device (2) and a parameterization device (8). The measuring device is set up to measure measuring points of the vehicle component (3) in order to obtain measured values and transmit them to the parameterization device (8). The parameterization device (8) comprises a computing unit (11), an electronic memory (12) and an input (9) and output interface (10) and is set up to determine parameterization values for model parameters of the physical replacement model (13) through a prediction error to determine a prediction model (14), to train the prediction model (14) depending on the prediction error, to evaluate the quality of the specific parameterization values based on at least one evaluation criterion and to carry out a transfer of the parameterization values. If the quality is insufficient, a selection strategy is determined for selecting a further measuring point to be measured using a selection model (15) and the vehicle component (3) is measured again and parameterization values are determined according to the method according to the invention.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft die durch maschinelles Lernen gestützte Kalibrierung von Fahrzeugkomponenten mittels physikalischer Ersatzmodelle.The invention relates to the machine learning-based calibration of vehicle components using physical replacement models.

Hintergrundbackground

Mit der Zunahme der Komplexität der Steuerung von technischen Systemen wächst gleichermaßen der Kalibrierungsaufwand. Auf dem Gebiet der Fahrzeugsteuereinheiten ist zu erkennen, dass immer mehr Funktionen in Fahrzeuge implementiert werden, um diese zu steuern. Fahrzeugsteuereinheiten verwenden zum Großteil tabellarisch gelistete Zuweisungen, beispielsweise in Form von Kennwerten, Kennlinien und Kennfeldern, um die interne Berechnung der auszuführenden Funktionen abzubilden. Während des Steuervorgangs erhalten die Fahrzeugsteuereinheiten Eingangsgrößen, wie beispielsweise Sensordaten, mittels welchen anhand von genannten Zuweisungen Ausgangsgrößen erzeugt werden, um Teilsysteme und einzelne Fahrzeugkomponenten zu steuern. Damit die gewünschte Steuerung erfolgt, beinhalten die tabellarisch gelisteten Zuweisungen spezifische, auf die Fahrzeugkomponente abgestimmte Werte oder auch Kalibrierungswerte. Diese müssen initial bei der Herstellung oder bei jeder Veränderung der Fahrzeuge, der Steuereinrichtungen oder sonstigen Anforderungen aufgestellt und auf eine Fahrzeugsteuereinheit übertragen werden. Die Ermittlung dieser Kalibrierungswerte basiert teilweise auf Erfahrungswerten und technischem Know-How. Die meisten der Kalibrierungswerte werden jedoch an Vermessungseinrichtungen oder im Feldversuch aufwendig vermessen. Jeder steuerbaren Komponente eines Fahrzeugs ist je mindestens eine Fahrzeugsteuereinheit zugeordnet, die wenigstens einen Kalibrierungswert zur Steuerung jener Fahrzeugkomponente umfasst. Für die technische Einrichtung eines Fahrzeugantriebsstranges entstehen mehrere tausend oder gar zehntausende Kalibrierungswerte, welche während des Herstellungsprozesses, aber auch im sonstigen Lebenszyklus bei jeder Veränderung neu vermessen werden müssen. Hierbei entsteht ein enormer zeitlicher Aufwand als Kostentreiber. Um diesem Umstand zu begegnen, existieren verschiedene Ansätze, um die Kalibrierung von technischen Einrichtungen oder Steuereinheiten zu automatisieren und den zeitlichen Aufwand zu reduzieren. Eine alternative Möglichkeit der Ermittlung der Kalibrierungswerte für tabellarisch gelistete Zuweisung besteht in der Anwendung von physikalischen Modellen, oder auch Ersatzmodellen, welche die zu kalibrierende Fahrzeugkomponente abbilden.As the complexity of controlling technical systems increases, the calibration effort also increases. In the field of vehicle control units it can be seen that more and more functions are being implemented in vehicles in order to control them. Vehicle control units largely use assignments listed in tables, for example in the form of characteristic values, characteristic curves and maps, in order to map the internal calculation of the functions to be carried out. During the control process, the vehicle control units receive input variables, such as sensor data, by means of which output variables are generated based on the assignments mentioned in order to control subsystems and individual vehicle components. To ensure that the desired control occurs, the assignments listed in the table contain specific values or calibration values that are tailored to the vehicle component. These must be initially set up during manufacture or with any change to the vehicles, control devices or other requirements and transferred to a vehicle control unit. The determination of these calibration values is partly based on experience and technical know-how. However, most of the calibration values are measured in a complex manner at surveying facilities or in field tests. Each controllable component of a vehicle is assigned at least one vehicle control unit, which includes at least one calibration value for controlling that vehicle component. The technical setup of a vehicle drive train involves several thousand or even tens of thousands of calibration values, which must be remeasured with every change during the manufacturing process, but also in the rest of the life cycle. This creates an enormous amount of time as a cost driver. To address this situation, there are various approaches to automate the calibration of technical devices or control units and reduce the time required. An alternative way of determining the calibration values for assignment listed in a table is to use physical models, or alternative models, which represent the vehicle component to be calibrated.

Stand der TechnikState of the art

In DE 10 2017 201 632 A1 wird ein System zur Vorhersage von Kalibrierungswerten aufgrund von vorhandenen Kalibrierungen vorgeschlagen, wobei für die Steuerung einer Brennkraftmaschine Trainingsdaten empfangen werden und mit diesen ein Vorhersagemodell automatisiert entwickelt wird. Die Entwicklung des Vorhersagemodells umfasst hierbei das Auswählen einer von mehreren hinterlegten Anwendungen des maschinellen Lernens, aufgrund der Trainingsdaten, welche die Grundlage für das Vorhersagemodell bilden. Im Anschluss an die Entwicklung des Vorhersagemodells werden die erforderlichen Kalibrierungswerte mittels Vorhersagemodell erzeugt und an die entsprechende Steuereinheit übergeben, sodass diese die Brennkraftmaschine steuern kann.In DE 10 2017 201 632 A1 A system for predicting calibration values based on existing calibrations is proposed, with training data being received for the control of an internal combustion engine and a prediction model being automatically developed with these. The development of the prediction model includes selecting one of several stored machine learning applications based on the training data, which forms the basis for the prediction model. Following the development of the prediction model, the required calibration values are generated using the prediction model and transferred to the corresponding control unit so that it can control the internal combustion engine.

In DE 10 2019 008 400 A1 wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines Antriebsstranges für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei der Antriebsstrang, welcher verbrennungsmotorischer, elektrifizierter oder elektrischer Ausgestaltung sein kann, gemäß einem Ablaufplan betrieben wird und wobei die Kalibrierungswerte mittels verstärktem Lernen ermittelt werden.In DE 10 2019 008 400 A1 A method for calibrating a drive train for a vehicle is proposed, wherein the drive train, which can be an internal combustion engine, electrified or electrical design, is operated according to a flow chart and the calibration values are determined by means of reinforced learning.

KurzdarstellungShort presentation

Den Stand der Technik einen die Umstände, dass zur Automatisierung der Kalibrierungsverfahren entweder auf historische Trainingsdaten zurückgegriffen werden muss, um daraus zunächst ein geeignetes Vorhersagemodell zu entwickeln, wobei jedoch die Validierung mittels realer Messwerte säumig bleibt oder, dass die technische Einrichtung selbst gemäß einem konventionellen Ablaufplan betrieben werden muss, um anhand dieser Abfolge Kalibrierungswerte mittels Elementen des maschinellen Lernens zu erzeugen. Abhilfe können physikalische Ersatzmodelle zur Ermittlung von Kalibrierungswerten verschaffen. Ersatzmodelle umfassen einen oder mehrere Parameter, durch welche die physikalischen Eigenschaften und Verhaltensweisen der modellierten Fahrzeugkomponente abgebildet werden. Die Anpassung der Ersatzmodelle, durch Bestimmung der Parametrierungswerte der Modellparameter, erfordert nach konventionellen Standards eine analoge Vorgehensweise zur Ermittlung der Kalibrierungswerte selbst.The state of the art is characterized by the circumstances that in order to automate the calibration process, either historical training data must be used in order to initially develop a suitable prediction model, although validation using real measured values remains neglected, or that the technical device itself follows a conventional flow plan must be operated in order to generate calibration values based on this sequence using elements of machine learning. Physical substitute models for determining calibration values can provide a solution. Substitute models include one or more parameters that represent the physical properties and behavior of the modeled vehicle component. According to conventional standards, the adaptation of the replacement models by determining the parameterization values of the model parameters requires an analogous procedure for determining the calibration values themselves.

Dem begegnet die hiermit vorgeschlagene Erfindung, deren Aufgabe es ist, die Bestimmung der Parametrierungswerte für ein Ersatzmodell einer Fahrzeugkomponente zu automatisieren, den Betrieb der Fahrzeugkomponente innerhalb einer Vermessungseinrichtung gemäß einem konventionellen Ablaufplan durch Anwendung von maschinellem Lernen zu reduzieren sowie das Ergebnis der Parametrierung zu bewerten. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie ein System nach Anspruch 10 gelöst, wobei durch die abhängigen Unteransprüche weitere Varianten der Erfindung ausgebildet sind.This is addressed by the invention proposed here, the task of which is to automate the determination of the parameterization values for a replacement model of a vehicle component, to reduce the operation of the vehicle component within a measuring device according to a conventional flow chart by using machine learning, and to reduce the result of the Evaluate parameterization. This object is achieved by a method according to claim 1 and a system according to claim 10, with further variants of the invention being formed by the dependent subclaims.

Die vorgeschlagene Erfindung umfasst ein System und ein Verfahren zum Bestimmen von Parametrierungswerten für ein physikalisches Ersatzmodell einer Fahrzeugkomponente, wobei zunächst einer oder mehrere Messpunkte aus einem konventionellen Messablaufplan zum Betreiben der durch eine Fahrzeugsteuereinheit zu steuernden Fahrzeugkomponente vermessen werden. Die nach solcherart erzeugten Messwerte werden an eine Parametrierungseinrichtung übermittelt und zunächst dafür verwendet, um ein Ersatzmodell zu parametrieren. Die Parametrierung des Ersatzmodells umfasst hierbei die Bestimmung von Parametrierungswerten der Modellparameter. Das nach solcherart neuparametrierte Ersatzmodell ist wiederum Teil eines Vorhersagemodells, welches ein datenbasiertes Verfahren, vorzugsweise ein Verfahren des maschinellen Lernens, insbesondere vorzugsweise ein neuronales Netz trainiert und einen Fehler von Kalibrierungswerten, oder auch einen Vorhersagefehler, vorhersagt, welcher durch das neuparametrierte Ersatzmodell erzeugt wird. Der Vorhersagefehler kann als eines von weiteren möglichen Bewertungskriterien herangezogen werden, um die Güte der Parametrierung zu bewerten. Ist die Güte der Parametrierung ungenügend im Vergleich zu einem oder mehreren Bewertungskriterien, wird ein Auswahlmodell aktiviert, das eingerichtet ist, um einen neuen Messpunkt aus dem Messablaufplan und unter Berücksichtigung des Vorhersagefehlers auszuwählen. Anschließend wird der neue Messpunkt vermessen, sodass ausgehend von den nach solcherart ermittelten Messwerten erneut das Ersatzmodell parametriert, der Vorhersagefehler ermittelt, das neuronale Netz trainiert sowie die Güte der Parametrierung ausgewertet werden. Dieser Verfahrensablauf ist hierbei so oft wiederholbar, bis die Parametrierung entsprechend einem oder mehrerer Bewertungskriterien eine ausreichende Güte erreicht.The proposed invention includes a system and a method for determining parameterization values for a physical replacement model of a vehicle component, wherein one or more measuring points from a conventional measurement flow chart for operating the vehicle component to be controlled by a vehicle control unit are first measured. The measured values generated in this way are transmitted to a parameterization device and initially used to parameterize a replacement model. The parameterization of the replacement model includes the determination of parameterization values of the model parameters. The replacement model newly parameterized in this way is in turn part of a prediction model, which trains a data-based method, preferably a machine learning method, in particular preferably a neural network, and predicts an error in calibration values, or also a prediction error, which is generated by the newly parameterized replacement model. The prediction error can be used as one of other possible evaluation criteria to evaluate the quality of the parameterization. If the quality of the parameterization is insufficient compared to one or more evaluation criteria, a selection model is activated that is set up to select a new measuring point from the measurement flow plan and taking the prediction error into account. The new measuring point is then measured so that, based on the measured values determined in this way, the replacement model is parameterized again, the prediction error is determined, the neural network is trained and the quality of the parameterization is evaluated. This process sequence can be repeated until the parameterization achieves sufficient quality according to one or more evaluation criteria.

Durch die Anwendung eines Auswahlmodells, welches den aktuellen Fortschritt des Vorhersagemodells berücksichtigt, werden der Reihe nach einzelne Betriebspunkte der Fahrzeugkomponente als Messpunkte ausgewählt, sodass nicht der gesamte Messablaufplan zum Betrieb der Fahrzeugkomponente vermessen werden muss. Es wird demnach effektiv die Anzahl der Messpunkte reduziert, wodurch sich gleichermaßen der zeitliche Messaufwand verringert. Durch die Aktualisierung der Parametrierungswerte der Modellparameter des Ersatzmodells nach jeder erneuten Vermessung wird die Bestimmung der Parametrierungswerte im Verlauf des Verfahrens in vorteilhafter Art und Weise stetig präziser. Durch die Bewertung der nach solcherart bestimmten Parametrierungswerte mittels Ermittlung eines Vorhersagefehlers nach jeder erneuten Vermessung ist die Güte der Parametrierung in vorteilhafter Art und Weise in jeder Iteration des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmbar, sodass der Prozessablauf bei Erfüllung definierter Bewertungskriterien beendet werden kann. Das Vorhersagemodell kann beispielsweise unter Anwendung von verstärktem Lernen („Reinforcement Learning“) auf das Verhalten des spezifischen Anwendungsfalls und während der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens trainiert werden, wobei weder das Vorhandensein von historischen Trainingsdaten noch eine vorherige Anpassung an die ausgewählte technische Einrichtung erforderlich sind. Durch die vorgeschlagene Erfindung werden demnach die Vorteile von existierenden Parametrierungsverfahren mittels Vorhersagemodell und von verstärktem Lernen kombiniert sowie um eine Messpunktreduktion und eine Bewertung der Kalibrierung selbst erweitert.By using a selection model that takes the current progress of the prediction model into account, individual operating points of the vehicle component are selected one after the other as measuring points, so that the entire measurement flow plan for operating the vehicle component does not have to be measured. The number of measuring points is therefore effectively reduced, which also reduces the time required for measuring. By updating the parameterization values of the model parameters of the replacement model after each new measurement, the determination of the parameterization values becomes increasingly precise in an advantageous manner over the course of the method. By evaluating the parameterization values determined in this way by determining a prediction error after each new measurement, the quality of the parameterization can advantageously be determined in each iteration of the method according to the invention, so that the process sequence can be ended when defined evaluation criteria are met. The prediction model can, for example, be trained using reinforcement learning on the behavior of the specific application and during the application of the method according to the invention, neither the presence of historical training data nor a prior adaptation to the selected technical device being required. The proposed invention therefore combines the advantages of existing parameterization methods using a prediction model and reinforced learning and expands it to include a reduction in measuring points and an evaluation of the calibration itself.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

  • 1 zeigt ein Blockschaltbild, das ein System zum Bestimmen von Parametrierungswerten gemäß einem Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung eines elektrischen Antriebes darstellt. 1 shows a block diagram that represents a system for determining parameterization values according to an exemplary embodiment for calibrating an electric drive.
  • 2 zeigt einen Prozessablaufplan, der ein Verfahren zum Bestimmen von Parametrierungswerten gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung darstellt. 2 shows a process flow diagram illustrating a method for determining parameterization values according to some embodiments of the invention.
  • 3 zeigt das Betriebskennfeld und eine Drehmomentkennlinie einer elektrischen Maschine zu einem Zwischenstand innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 shows the operating map and a torque characteristic of an electric machine at an intermediate state within the method according to the invention.
  • 4A und 4B zeigen graphische Darstellungen der Ermittlung des Vorhersagefehlers gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, am Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine. 4A and 4B show graphic representations of the determination of the prediction error according to the method according to the invention, using the exemplary embodiment of the electrical machine.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Einige Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren beziehen sich auf das Bestimmen von Parametrierungswerten für eine elektrische Maschine als Fahrzeugkomponente, insbesondere für die Steuereinheit eines elektrischen Antriebes sowie vorzugsweise einer Asynchronmaschine (ASM), welche innerhalb eines Fahrzeuges angeordnet ist. Die Systeme und Verfahren können jedoch ebenso dazu verwendet werden, um andere Arten von Parametrierungswerten für Ersatzmodelle zur Ermittlung von Kalibrierungswerten für Fahrzeugsteuereinheiten, Fahrzeugkomponenten oder Fahrzeuge generell zu bestimmen und sollen nicht durch die hier beschriebenen Ausführungsformen begrenzt sein. Sämtliche dargestellte Systeme, Teilsysteme und Komponenten können sowohl als Hardware als auch als Software implementiert sein, ein oder mehrere Module sowie eine oder mehrere Übertragungsschnittstellen umfassen, welche nicht einzeln dargestellt sind.Some embodiments of the systems and methods described here relate to determining parameterization values for an electric machine as a vehicle component, in particular for the control unit of an electric drive and preferably an asynchronous machine (ASM), which is arranged within a vehicle. However, the systems and methods may also be used to determine other types of parameterization values for surrogate models for determining calibration values for vehicle control units, vehicle components, or vehicles in general and are not intended to be limited by the embodiments described herein. All systems presented, part Systems and components can be implemented both as hardware and as software, include one or more modules and one or more transmission interfaces, which are not shown individually.

1 zeigt ein System (1) zum Bestimmen von Parametrierungswerten für ein physikalisches Ersatzmodell (13) einer Komponente eines nicht dargestellten Fahrzeuges, umfassend eine Vermessungseinrichtung (2), die im Wesentlichen dazu eingerichtet ist, um Messwerte für Parametrierungswerte zu erzeugen und eine Parametrierungseinrichtung (8), die im Wesentlichen dazu eingerichtet ist, um entsprechende Parametrierungswerte zu bestimmen. Die Vermessungseinrichtung (2) ist als die Gesamtheit an einzelnen technischen Komponenten und Einrichtungen zu verstehen, welche erforderlich sind, um Messwerte für Parametrierungswerte der Modellparameter des physikalischen Ersatzmodells (13) der Fahrzeugkomponente (3) zu erzeugen. Generell umfasst die Vermessungseinrichtung (2) wenigstens je eine Fahrzeugsteuereinheit (6), eine Fahrzeugkomponente (3) sowie eine Messeinrichtung (7). 1 shows a system (1) for determining parameterization values for a physical replacement model (13) of a component of a vehicle, not shown, comprising a measuring device (2), which is essentially set up to generate measured values for parameterization values and a parameterization device (8) , which is essentially designed to determine corresponding parameterization values. The measuring device (2) is to be understood as the entirety of individual technical components and devices which are required to generate measured values for parameterization values of the model parameters of the physical replacement model (13) of the vehicle component (3). In general, the measuring device (2) comprises at least one vehicle control unit (6), one vehicle component (3) and one measuring device (7).

Die Fahrzeugkomponente (3) ist zu verstehen als jenes technische System oder Teilsystem, welches oder dessen Steuerung kalibriert wird und kann entsprechend ein gesamtes Fahrzeug, eine einzelne Fahrzeugkomponente (3) oder eine Fahrzeugsteuereinheit (6) selbst umfassen. Die Fahrzeugsteuereinheit (6) ist zu verstehen als jenes technische System oder Teilsystem, welches die Fahrzeugkomponente (3) steuert, indem es Steuerungsbefehle übermittelt. Die Messeinrichtung (7) ist als jenes technische System oder Teilsystem zu verstehen, welches den aktuellen Betriebszustand der Fahrzeugkomponente (3) erfasst, wie beispielsweise durch Aufnahme von Messwerten. In einer Ausführungsform ist die Vermessungseinrichtung (2) ein Fahrzeug, die zu kalibrierende Fahrzeugkomponente (3) eine Antriebseinheit des Fahrzeuges, die Fahrzeugsteuereinheit (6) ein Antriebssteuergerät für die Antriebseinheit und die Messeinrichtung (7) ein Computer, umfassend wenigstens eine Datenschnittstelle, um Daten von der Antriebseinheit und/oder dem Antriebssteuergerät zu erfassen. Die beschriebene Ausführungsform soll das erfindungsgemäße System hierbei weder beschränken, noch auf jene Ausgestaltung festlegen. Vielmehr sollen hierdurch der funktionelle Aufbau sowie die qualitativen, aufgabenbezogenen Verhältnisse der einzelnen Komponenten der Vermessungseinrichtung (2), wie Fahrzeugsteuereinheit (6), Fahrzeugkomponente (3) und Messeinrichtung (7) zueinander offenbart werden.The vehicle component (3) is to be understood as that technical system or subsystem which or whose control is calibrated and can accordingly comprise an entire vehicle, an individual vehicle component (3) or a vehicle control unit (6) itself. The vehicle control unit (6) is to be understood as the technical system or subsystem that controls the vehicle component (3) by transmitting control commands. The measuring device (7) is to be understood as the technical system or subsystem which records the current operating state of the vehicle component (3), for example by recording measured values. In one embodiment, the measuring device (2) is a vehicle, the vehicle component (3) to be calibrated is a drive unit of the vehicle, the vehicle control unit (6) is a drive control device for the drive unit and the measuring device (7) is a computer comprising at least one data interface for data from the drive unit and/or the drive control unit. The embodiment described is neither intended to limit the system according to the invention nor to limit it to that embodiment. Rather, this is intended to reveal the functional structure and the qualitative, task-related relationships of the individual components of the measuring device (2), such as the vehicle control unit (6), vehicle component (3) and measuring device (7) to one another.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (1) ist die Vermessungseinrichtung (2) ein Prüfstand, insbesondere ein Antriebsstrangprüfstand für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Komponentenprüfstand, wobei die Fahrzeugkomponente (3) einen elektrischen Antrieb, insbesondere eine elektrische Maschine (EM) (4) und einen Frequenzumrichter (5), die Fahrzeugsteuereinheit (6) ein Antriebssteuergerät, welches eingerichtet ist, um die EM (4) und / oder den Frequenzumrichter (5) zu steuern, sowie die Messeinrichtung (7) Prüfstandmesstechnik, die wenigstens eingerichtet ist, um die Stromstärke, Drehzahl, Drehmoment und Schlupf der EM (4) messtechnisch zu erfassen, umfassen.In a preferred embodiment of the system (1) according to the invention, the measuring device (2) is a test bench, in particular a drive train test bench for a vehicle, preferably a component test bench, wherein the vehicle component (3) has an electric drive, in particular an electric machine (EM) (4). and a frequency converter (5), the vehicle control unit (6), a drive control device which is set up to control the EM (4) and / or the frequency converter (5), and the measuring device (7) test bench measurement technology, which is at least set up to to measure the current strength, speed, torque and slip of the EM (4).

In einigen Ausführungsformen umfasst die Fahrzeugsteuereinheit (6) je eine oder mehrere elektrische und elektronische Komponenten, wie eine eigene elektronische Recheneinheit, wie einen Mikroprozessor oder anders geartete elektronische Prozessoren, nichtflüchtige Speicher, Eingangs- und Ausgangsschnittstellen sowie Steuerungs- und Datenbusse. Auf der Fahrzeugsteuereinheit (6) oder auf deren elektronischen Speichern sind Steuerungsdaten angeordnet, um die Fahrzeugkomponente (3) zu steuern. Innerhalb der Steuerungsdaten sind die Kalibrierungswerte angeordnet, welche beispielsweise tabellarische Zuweisungen, in Form von Kennwerten, Kennlinien oder Kennfeldern, aber auch Parameter für Rechenoperationen und weitere Steuerungsfunktionen umfassen, sodass eine Veränderung der Kalibrierungswerte entsprechend ein verändertes Steuerungsverhalten der Fahrzeugkomponente (3) hervorruft. In einer vorzugsweisen Ausführungsform umfassen die Steuerungsdaten wenigstens ein Betriebskennfeld für die EM (4), wobei die einzelnen Einträge des Kennfeldes den Kalibrierungswerten der EM (4) entsprechen.In some embodiments, the vehicle control unit (6) comprises one or more electrical and electronic components, such as its own electronic computing unit, such as a microprocessor or other electronic processors, non-volatile memories, input and output interfaces as well as control and data buses. Control data is arranged on the vehicle control unit (6) or on its electronic memories in order to control the vehicle component (3). The calibration values are arranged within the control data, which include, for example, tabular assignments in the form of characteristic values, characteristic curves or maps, but also parameters for arithmetic operations and other control functions, so that a change in the calibration values correspondingly causes a changed control behavior of the vehicle component (3). In a preferred embodiment, the control data includes at least one operating map for the EM (4), the individual entries of the map corresponding to the calibration values of the EM (4).

Bezugnehmend auf 1 umfasst die Parametrierungseinrichtung (8) entsprechend wenigstens je eine Eingangs- (9) und Ausgangsschnittstelle (10), die eingerichtet sind, um Kommunikationsverbindungen mit weiteren Komponenten aufzubauen und Daten zu übertragen. Die Parametrierungseinrichtung (8) umfasst weiterhin wenigstens je eine Recheneinheit (11) und einen elektronischen Speicher (12). Die Recheneinheit (11) kann hierbei eine elektronische Verarbeitungseinrichtung, wie einen Mikroprozessor oder auch anders geartete Prozessoren umfassen. Der elektronische Speicher (12) ist wenigstens dazu eingerichtet, um wenigstens je ein softwareimplementiertes Ersatzmodell (13), ein Vorhersagemodell (14) sowie ein Auswahlmodell (15) zu speichern. Das Ersatzmodell (13) ist im Wesentlichen dazu eingerichtet, um ein parametrierbares physikalisches Modell der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) darzustellen und Modellwerte zu erzeugen. Das Vorhersagemodell (14) ist im Wesentlichen dazu eingerichtet, um ein datenbasiertes Verfahren, vorzugsweise ein Verfahren des maschinellen Lernens, insbesondere vorzugsweise ein neuronales Netz zu trainieren, Parametrierungswerte für das Ersatzmodell (13) zu bestimmen und einen Vorhersagefehler der Modellprädiktion, oder mit anderen Worten des Ersatzmodells (13) an den einzelnen Messpunkten, zu erzeugen. Das Auswahlmodell (15) ist im Wesentlichen dazu eingerichtet, um in jeder Iteration des erfindungsgemäßen Verfahrens einen oder mehrere zu vermessende Messpunkte auszuwählen. Die beschriebenen Ausführungsformen sollen das erfindungsgemäße System (1) hierbei weder beschränken noch auf jene Ausgestaltung festlegen. Vielmehr sollen hierdurch der funktionelle Aufbau sowie die qualitativen, aufgabenbezogenen Verhältnisse der einzelnen Komponenten der Parametrierungseinrichtung (8), wie Eingangs- (9) und Ausgangsschnittstellen (10), Recheneinheit (11), Speicher (12), Ersatzmodell (13), Vorhersagemodell (14) sowie Auswahlmodell (15) zueinander offenbart werden. In einer vorzugsweisen Ausführungsform umfasst die Parametrierungseinrichtung (8) einen Computer, wobei Eingangs- (9) und Ausgangsschnittstellen (10), Recheneinheit (11) und Speicher (12) hardwareimplementiert sowie Ersatzmodell (13), Vorhersagemodell (14) sowie Auswahlmodell (15) softwareimplementiert sind.Referring to 1 The parameterization device (8) correspondingly comprises at least one input (9) and one output interface (10), which are set up to establish communication connections with other components and to transmit data. The parameterization device (8) further comprises at least one computing unit (11) and an electronic memory (12). The computing unit (11) can include an electronic processing device, such as a microprocessor or other types of processors. The electronic memory (12) is designed to store at least one software-implemented replacement model (13), one prediction model (14) and one selection model (15). The replacement model (13) is essentially designed to represent a parameterizable physical model of the vehicle component (3) to be calibrated and to generate model values. The prediction model (14) is essentially set up to implement a data-based method, preferably a method machine learning, in particular preferably to train a neural network, to determine parameterization values for the replacement model (13) and to generate a prediction error of the model prediction, or in other words of the replacement model (13) at the individual measurement points. The selection model (15) is essentially set up to select one or more measuring points to be measured in each iteration of the method according to the invention. The embodiments described are neither intended to limit the system (1) according to the invention nor to restrict it to that embodiment. Rather, this is intended to determine the functional structure and the qualitative, task-related relationships of the individual components of the parameterization device (8), such as input (9) and output interfaces (10), computing unit (11), memory (12), replacement model (13), prediction model ( 14) and selection model (15) are revealed to each other. In a preferred embodiment, the parameterization device (8) comprises a computer, with input (9) and output interfaces (10), computing unit (11) and memory (12) implemented in hardware, as well as a replacement model (13), prediction model (14) and selection model (15). are implemented in software.

2 zeigt den übergeordneten Prozessablaufplan, der das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen von Parametrierungswerten eines physikalischen Ersatzmodells (13) für eine Fahrzeugkomponente (3) gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung darstellt. In einem ersten Schritt S1 erfolgt die Bestimmung der Auswahlstrategie für die Auswahl des zu vermessenden Messpunktes durch das Auswahlmodell (15). Das Auswahlmodell (15) umfasst hierbei Algorithmen, um den zu vermessenden Messpunkt bestmöglich mittels Raumabdeckungsverfahren oder in Abhängigkeit eines durch das Ersatzmodell (13) erzeugten Vorhersagefehlers auszuwählen. Im erstmaligen Durchlauf des Prozessablaufplans des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch die Auswahl von einem oder mehreren initialen Startmesspunkten erforderlich, von welchen aus das Auswahlmodell (15) den oder die weiteren Messpunkte, innerhalb einer oder mehrerer weiterer Iterationen des Prozessablaufes, auswählt. Die initiale Vermessung von Messpunkten umfasst die Vermessung von wenigstens einem Betriebspunkt als Startmesspunkt für die sich im Folgenden anschließenden Verfahrensschritte. Im konventionellen Kalibrierungsverfahren sind die Rahmenbedingungen über die zu kalibrierende Fahrzeugkomponente (3) zumeist bereits qualitativ, ferner auch quantitativ bekannt und/oder werden anhand der technischen Ausgestaltung der Fahrzeugkomponente (3) physikalisch definiert. Das Drehzahl-Drehmoment-Kennfeld einer EM (4) weist beispielsweise ein charakteristisches Erscheinungsbild auf, wobei die detaillierten Kalibrierungswerte aufgrund der technischen Ausgestaltung und der damit verbundenen physikalischen Eigenschaften der EM (4) entstehen. Zur Kalibrierung entsprechender Fahrzeugkomponenten (3) nach konventionellen Verfahren werden weiterhin aus Erfahrungswerten oder rein statistischer Ausprägung Raster innerhalb der Kennfelder, Kennlinien und Kennwerte, oder auch der Kalibrierungswerte, festgelegt, wobei jeder einzelne Betriebspunkt des Rasters vermessen werden muss. Diesem Raster oder auch den charakteristischen Eigenschaften können jedoch für die initiale Vermessung von Messpunkten zumindest charakteristische Betriebspunkte, wie beispielsweise Eckpunkte von Drehmoment-Kennfeldern oder physikalische Grenzen von Kennlinien sowie Maxima und Minima von Kennwerten entnommen und als zu vermessende (Start-)Messpunkte festgelegt werden. Die Auswahl der Anzahl und Eigenschaften der Startmesspunkte kann hierbei insofern einen Einfluss auf das erfindungsgemäße Parametrierungsverfahren haben, als dass die Bestimmung der Parametrierungswerte mit einer höheren Anzahl von Startmesspunkten genauer und/oder schneller konvergieren kann. Jedoch besteht die Intention des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Art und Weise darin, die Anzahl an zu vermessenden Messpunkten zu reduzieren, wodurch ein anwendungsspezifischer Trade-Off zwischen der Anzahl an zu vermessenden Startmesspunkten und Reduzierung der Gesamtanzahl an zu vermessenden Messpunkten entsteht. 2 shows the higher-level process flowchart, which represents the method according to the invention for determining parameterization values of a physical replacement model (13) for a vehicle component (3) according to some embodiments of the invention. In a first step S1, the selection strategy for selecting the measuring point to be measured is determined by the selection model (15). The selection model (15) includes algorithms for selecting the measuring point to be measured in the best possible way using a spatial coverage method or depending on a prediction error generated by the replacement model (13). However, in the first run of the process flow plan of the method according to the invention, the selection of one or more initial starting measuring points is required, from which the selection model (15) selects the further measuring point or points within one or more further iterations of the process flow. The initial measurement of measuring points includes the measurement of at least one operating point as a starting measuring point for the subsequent method steps. In the conventional calibration process, the general conditions for the vehicle component (3) to be calibrated are usually already known qualitatively and also quantitatively and/or are physically defined based on the technical design of the vehicle component (3). The speed-torque map of an EM (4), for example, has a characteristic appearance, with the detailed calibration values arising due to the technical design and the associated physical properties of the EM (4). In order to calibrate corresponding vehicle components (3) using conventional methods, grids within the maps, characteristic curves and characteristic values, or even the calibration values, are defined based on empirical values or purely statistical characteristics, whereby each individual operating point of the grid must be measured. However, for the initial measurement of measuring points, at least characteristic operating points, such as corner points of torque maps or physical limits of characteristic curves as well as maxima and minima of characteristic values, can be taken from this grid or the characteristic properties and defined as (starting) measuring points to be measured. The selection of the number and properties of the starting measuring points can have an influence on the parameterization method according to the invention in that the determination of the parameterization values can converge more precisely and/or faster with a higher number of starting measuring points. However, the intention of the method according to the invention is advantageously to reduce the number of measuring points to be measured, which creates an application-specific trade-off between the number of starting measuring points to be measured and reducing the total number of measuring points to be measured.

In einer Ausführungsform, in welcher die zu kalibrierende Fahrzeugkomponente (3) eine EM (4) umfasst, werden im zweiten Schritt S2 des erfindungsgemäßen Verfahrens 6 Startmesspunkte ausgewählt, welche den qualitativ charakteristischen Eckpunkten des Drehzahl-Drehmoment-Kennfeldes einer EM (4) entsprechen. Welche quantitativen Werte die dazugehörigen Betriebspunkte aufweisen, wird durch die technische Ausgestaltung und die physikalischen Eigenschaften der EM (4) festgelegt, ist durch technisches Fachwissen vorgebbar oder kann aus einem Ersatzschaltbild des Ersatzmodells (13) ermittelt werden. Alternativ ist die initiale Auswahl von mehr oder weniger Startmesspunkten als der Anzahl von 6 möglich und hängt typischer Weise von Art und Aufbau der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) ab. Beispielsweise sind bei Drehzahl-Drehmoment-Kennfeldern von Verbrennungsmotoren durchaus 3 oder 4 Startmesspunkte ausreichend, um die Eckpunkte jenes Drehzahl-Drehmoment-Kennfeldes abzudecken. Entsprechend der anwendungsspezifischen Abhängigkeit der Anzahl der zu vermessenden Startmesspunkte wird im zweiten Schritt S2 und innerhalb des ersten Durchlaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens ein Messpunkt mittels Auswahlmodell (15) oder manuell ausgewählt.In an embodiment in which the vehicle component (3) to be calibrated comprises an EM (4), in the second step S2 of the method according to the invention, 6 starting measuring points are selected which correspond to the qualitatively characteristic corner points of the speed-torque map of an EM (4). Which quantitative values the associated operating points have is determined by the technical design and physical properties of the EM (4), can be specified by technical expertise or can be determined from an equivalent circuit diagram of the equivalent model (13). Alternatively, the initial selection of more or fewer starting measuring points than the number of 6 is possible and typically depends on the type and structure of the vehicle component (3) to be calibrated. For example, in the speed-torque maps of internal combustion engines, 3 or 4 starting measuring points are sufficient to cover the corner points of that speed-torque map. According to the application-specific dependence of the number of starting measuring points to be measured, at least one measuring point is selected in the second step S2 and within the first run of the method according to the invention using a selection model (15) or manually.

Entsprechend der anwendungsspezifischen Abhängigkeit der Anzahl der zu vermessenden Startmesspunkte wird im dritten Schritt S3 des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens ein Messpunkt mittels Vermessungseinrichtung (2) vermessen, um wenigstens einen gemessenen Kalibrierungswert, oder auch Messwert, zu erhalten. Die Vermessung von Messpunkten umfasst die Aufnahme von Messwerten durch die Messeinrichtung (7) über ausgewählte Betriebsparameter der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) zu einem oder mehreren definiert eingestellten Betriebspunkten oder auch Messpunkten der Fahrzeugkomponente (3). Die Vermessung von Messpunkten gemäß dem dritten Schritt S3 des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst weiterhin die Übertragung der erzeugten Messwerte an die Parametrierungseinrichtung (8). Die Übertragung von Messwerten kann über eine elektronische Datenverbindung, wie Datenbusse, drahtlose Kommunikationsverbindungen oder sämtliche weitere bekannte Übertragungsmethoden erfolgen. Die Art und Weise oder Ausgestaltung der Datenübertragung ist nicht Gegenstand der Erfindung, vielmehr soll die Kommunikation zwischen Vermessungseinrichtung (2) und Parametrierungseinrichtung (8) verdeutlicht werden. Generell versteht sich für den Fachmann, dass Komponenten der Vermessungseinrichtung (2), wie beispielsweise Teile der Messeinrichtung (7) mit Komponenten der Parametrierungseinrichtung (8) unmittelbar in elektronischer Verbindung stehen, aber auch software- und/oder hardwaretechnisch implementierte Module desselben computerimplementierten Systems sein können.According to the application-specific dependency of the number of starting measuring points to be measured, in the third step S3 of the method according to the invention, at least one measuring point is measured using a measuring device (2) in order to obtain at least one measured calibration value, or also measured value. The measurement of measuring points includes the recording of measured values by the measuring device (7) via selected operating parameters of the vehicle component (3) to be calibrated at one or more defined operating points or measuring points of the vehicle component (3). The measurement of measuring points according to the third step S3 of the method according to the invention further includes the transmission of the generated measured values to the parameterization device (8). The transmission of measured values can take place via an electronic data connection, such as data buses, wireless communication connections or all other known transmission methods. The manner or design of the data transmission is not the subject of the invention; rather, the communication between the measuring device (2) and the parameterization device (8) is intended to be clarified. In general, it will be understood by the person skilled in the art that components of the measuring device (2), such as parts of the measuring device (7) are directly in electronic connection with components of the parameterization device (8), but can also be software and/or hardware implemented modules of the same computer-implemented system can.

Bezugnehmend auf 2 erfolgt in einem vierten Schritt S4 des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bestimmung von Parametrierungswerten der Modellparameter für das Ersatzmodell (13). Das Ersatzmodell (13) umfasst ein physikalisches Modell der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3), welches wenigstens eingerichtet ist, um die erforderlichen Modellwerte zu erzeugen. In einer vorzugsweisen Ausführungsform umfasst das Ersatzmodell (13) ein Ersatzschaltbild der EM (4), wobei die Modellparameter jeweils ein oder mehrere elektrische Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten umfassen können. Die Parametrierungswerte der Modellparameter werden hierbei erfindungsgemäß in Abhängigkeit der bereits vermessenen Messwerte bestimmt. In einer Ausführungsform umfasst ein Messwert für eine EM (4) einen vermessenen Betriebspunkt, oder mit anderen Worten einen Messpunkt, bestehend aus je einem Wert für den Schlupf, eine Stromamplitude und eine Drehzahl der EM (4). Die Gesamtheit der Kalibrierungswerte umfasst demnach eine Vielzahl an Messpunkten für ein Betriebskennfeld der EM (4), wobei vorzugsweise zu über einem Raster vorgegebenen Stützstellen, umfassend eine Stromamplitude und eine Drehzahl, zugehörige Schlupffrequenzen aufgetragen sind.Referring to 2 In a fourth step S4 of the method according to the invention, parameterization values of the model parameters for the replacement model (13) are determined. The replacement model (13) comprises a physical model of the vehicle component (3) to be calibrated, which is at least set up to generate the required model values. In a preferred embodiment, the equivalent model (13) comprises an equivalent circuit diagram of the EM (4), wherein the model parameters can each include one or more electrical resistances, capacitances and inductances. According to the invention, the parameterization values of the model parameters are determined depending on the measured values that have already been measured. In one embodiment, a measured value for an EM (4) comprises a measured operating point, or in other words a measuring point, each consisting of a value for the slip, a current amplitude and a speed of the EM (4). The entirety of the calibration values therefore comprises a large number of measuring points for an operating map of the EM (4), with slip frequencies associated with them preferably being plotted at reference points specified over a grid, comprising a current amplitude and a speed.

3 zeigt beispielhaft das Raster für ein Schlupf-Kennfeld (16) einer EM (4) (oben) und die dazugehörige Schlupfkennlinie (17) (unten) für eine ausgewählte Stützstelle (19) des Rasters, wobei einzelne Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine vorzugsweise Ausführungsform dargestellt sind. Das Raster des Schlupf-Kennfeldes (16) umfasst eine Vielzahl an Stützstellen (18), bestehend aus einer Stromamplitude (I) und einer Drehzahl (n), wobei die einzelnen Stützstellen (18) statistisch verteilt und/oder durch Fachwissen vorgegeben sein können. Leere Stützstellen (18) (weiß) stellen hierbei noch nicht vermessene und ausgefüllte Stützstellen (19) (schwarz) bereits vermessene Messpunkte dar. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Startmesspunkte die Eckpunkte des Schlupf-Kennfeldes (16) der EM (4) vermessen, welche den ausgefüllten Stützstellen (19) entsprechen. Während der Vermessung der Messpunkte gemäß dem dritten Schritt S3 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der entsprechenden Stützstelle (19) die Schlupfkennlinie (17) vermessen, um den Punkt (20) des maximalen Drehmoments (M) in Abhängigkeit von der Schlupffrequenz (f) zu ermitteln. Ein vermessener Messpunkt, umfassend eine Stützstelle (19), bestehend aus einer Stromamplitude (I) und einer Drehzahl (n), sowie die zugehörige Schlupffrequenz (f) für ein ermitteltes maximales Drehmoment (M) entspricht hierbei einem Messwert und somit einem Kalibrierungswert für das Schlupf-Kennfeld (16) und für die EM (4) oder auch die zu kalibrierende Fahrzeugkomponente (3) gemäß einem Kalibrierungswert von konventionellen Kalibrierungsverfahren. 3 shows an example of the grid for a slip characteristic map (16) of an EM (4) (top) and the associated slip characteristic curve (17) (bottom) for a selected support point (19) of the grid, with individual steps of the method according to the invention for a preferred embodiment are shown. The grid of the slip map (16) comprises a large number of support points (18), consisting of a current amplitude (I) and a speed (n), whereby the individual support points (18) can be statistically distributed and/or predetermined by specialist knowledge. Empty support points (18) (white) represent measurement points that have not yet been measured and filled support points (19) (black) represent measurement points that have already been measured. In one embodiment of the method according to the invention, the corner points of the slip map (16) of the EM (4) are used as starting measurement points. measured, which correspond to the filled support points (19). During the measurement of the measuring points according to the third step S3 of the method according to the invention, the slip characteristic curve (17) is measured at the corresponding support point (19) in order to determine the point (20) of the maximum torque (M) as a function of the slip frequency (f). . A measured measuring point, comprising a support point (19), consisting of a current amplitude (I) and a speed (n), as well as the associated slip frequency (f) for a determined maximum torque (M), corresponds to a measured value and thus a calibration value for the Slip map (16) and for the EM (4) or the vehicle component to be calibrated (3) according to a calibration value from conventional calibration methods.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform erfolgt die Vermessung und somit die Ermittlung des Punktes (20) des maximalen Drehmoments (M) einer Stützstelle (19), bestehend aus einer Stromamplitude (I) und einer Drehzahl (n) mittels eines mathematischen Optimierungsverfahrens, insbesondere vorzugsweise mittels „Golden Section Search“ (GSS), welches dem Fachmann als Methode bekannt ist, um eine Extremstelle innerhalb eines definierten Intervalls einer vorgegebenen Funktion zu ermitteln. Im Gegensatz zum konventionellen Ansatz, wobei die Schlupfkennlinie (17) ebenfalls über ein festes Raster an Stützstellen vermessen wird, kann durch die Anwendung des GSS-Verfahrens in vorteilhafter Art und Weise schneller als mit weiteren Optimierungs- oder Vermessungsverfahren ein maximales Drehmoment (M) ermittelt werden, insbesondere, weil das Intervall für die Schlupfkennlinie (f) bereits durch das Ersatzmodell (13) und/oder Fachwissen über die physikalischen Eigenschaften der zu kalibrierenden EM (4) vorgegeben ist. Der vierte Schritt S4 der Bestimmung der Parametrierungswerte der Modellparameter für das Ersatzmodell (13) kann automatisiert und innerhalb des Vorhersagemodells (14) erfolgen, wobei die Messwerte von der Messeinrichtung (7) an die Parametrierungseinrichtung (8) übertragen werden, wobei diese von einer Eingangsschnittstelle (9) aufgenommen und an den elektronischen Speicher (12), insbesondere an das Ersatzmodell (13) und/oder an das Vorhersagemodell (14) weitergeleitet werden.In a preferred embodiment, the measurement and thus the determination of the point (20) of the maximum torque (M) of a support point (19), consisting of a current amplitude (I) and a speed (n), is carried out using a mathematical optimization method, in particular preferably using " Golden Section Search (GSS), which is known to those skilled in the art as a method for determining an extreme point within a defined interval of a given function. In contrast to the conventional approach, in which the slip characteristic curve (17) is also measured over a fixed grid of support points, using the GSS method can advantageously determine a maximum torque (M) faster than with other optimization or measurement methods be, in particular because the interval for the slip characteristic (f) is already specified by the replacement model (13) and / or specialist knowledge about the physical properties of the EM (4) to be calibrated. The fourth step S4 of determining the parametrics The model parameters for the replacement model (13) can be determined automatically and within the prediction model (14), the measured values being transmitted from the measuring device (7) to the parameterization device (8), which are recorded by an input interface (9) and sent to the electronic memory (12), in particular to the replacement model (13) and / or to the prediction model (14).

Mittels nach solcherart erzeugten Messwerten werden erfindungsgemäß durch das Vorhersagemodell (14) Parametrierungswerte der Modellparameter des Ersatzmodells (13) bestimmt. In einigen Ausführungsformen umfasst das Vorhersagemodell (14) Elemente des maschinellen Lernens, wobei das maschinelle Lernen mithilfe von verschiedenen Arten von Verfahren ausgeführt werden kann, wobei das Vorhersagemodell (14) neuronale Netze, logische Programmierung, Stützvektormaschinen, Clusterbildung, Bayes'sche Netzwerke und weitere, so wie unterschiedliche Ausführungsformen davon umfassen kann. Der detaillierte Aufbau des Vorhersagemodells (14) soll hierbei nicht durch die aufgezählten Ausführungsformen beschränkt sein. Vielmehr sei angedeutet, dass das Vorhersagemodell (14) mathematische Operationen ausführt und mindestens dazu eingerichtet ist, um unter Berücksichtigung eines physikalischen Ersatzmodells (13) und bereits erzeugter Messwerte die Parametrierungswerte der Modellparameter zu erzeugen. Hierbei ist das Vorhersagemodell (14) selbst nicht Gegenstand der Erfindung und kann entsprechend eine anwendungsspezifische Ausgestaltung annehmen.According to the invention, parameterization values of the model parameters of the replacement model (13) are determined by the prediction model (14) using measured values generated in this way. In some embodiments, the prediction model (14) includes elements of machine learning, where the machine learning can be carried out using various types of methods, where the prediction model (14) includes neural networks, logic programming, support vector machines, clustering, Bayesian networks, and others , as well as different embodiments thereof. The detailed structure of the prediction model (14) should not be limited by the listed embodiments. Rather, it should be indicated that the prediction model (14) carries out mathematical operations and is at least set up to generate the parameterization values of the model parameters, taking into account a physical replacement model (13) and already generated measured values. The prediction model (14) itself is not the subject of the invention and can accordingly take on an application-specific design.

Bezugnehmend auf 3 werden erfindungsgemäß für jeden, gemäß beispielsweise einem vorhandenen Raster oder einem Messablaufplan, vorgegebenen Messpunkt Modellwerte durch das Ersatzmodell (13) gebildet. Das Ergebnis der Modellwertbildung ist beispielsweise eine Zuweisung von Kalibrierungswerten zu Stützstellen (18), (19). In einer vorzugsweisen Ausführungsform umfasst das Ergebnis der Modellwertbildung eine Zuweisung von vorhergesagten maximalen Drehmomenten (M) zu den einzelnen Stützstellen (18), (19), bestehend aus einer Stromamplitude (I) und einer Drehzahl (n), gemäß einem vorgegebenen Raster eines Schlupf-Kennfeldes einer EM (4). Alternativ sind entsprechend der technischen Ausgestaltung der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) weitere Zuweisungen, in Form von Kennwerten, Kennlinien oder Kennfeldern möglich. In einigen beispielhaften Ausführungsformen, wobei die zu kalibrierende Fahrzeugkomponente (3) ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine ist, umfasst das Ergebnis der Vorhersage beispielsweise eine tabellarisch gelistete Zuweisung von vorhergesagten Kraftstoffeinspritzmengen, zu jeder der einzelnen Stützstellen (18), (19), bestehend aus einem Drehmoment (M) und einer Drehzahl (n), eines Drehzahl-Drehmoment-Kennfeldes der Verbrennungskraftmaschine. Alternativ kann jedes weitere technische System und Teilsystem eines Fahrzeuges oder einer sonstigen technischen Einrichtung auf die erfindungsgemäße Art und Weise vermessen werden sowie Modellwerte durch ein Ersatzmodell (13) erzeugt werden. Generell werden durch das erfindungsgemäße Verfahren einzelne Messpunkte aus einem vorgegebenen Raster vermessen, wobei das Vorhersagemodell (14), unter Verwendung der Messwerte und unter Berücksichtigung des Ersatzmodells (13), Parametrierungswerte bestimmt.Referring to 3 According to the invention, model values are formed by the replacement model (13) for each predetermined measurement point, for example according to an existing grid or a measurement flow chart. The result of the model value formation is, for example, an assignment of calibration values to support points (18), (19). In a preferred embodiment, the result of the model value formation includes an assignment of predicted maximum torques (M) to the individual support points (18), (19), consisting of a current amplitude (I) and a speed (n), according to a predetermined slip grid -map of an EM (4). Alternatively, depending on the technical design of the vehicle component (3) to be calibrated, further assignments are possible in the form of characteristic values, characteristic curves or characteristic maps. In some exemplary embodiments, where the vehicle component (3) to be calibrated is a fuel injection system of an internal combustion engine, the result of the prediction includes, for example, a table-listed assignment of predicted fuel injection quantities to each of the individual support points (18), (19), consisting of a torque (M) and a speed (n), a speed-torque map of the internal combustion engine. Alternatively, any other technical system and subsystem of a vehicle or other technical device can be measured in the manner according to the invention and model values can be generated using a replacement model (13). In general, the method according to the invention measures individual measuring points from a predetermined grid, with the prediction model (14) determining parameterization values using the measured values and taking into account the replacement model (13).

Gemäß 2 erfolgt in einem fünften Schritt S5 des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ermittlung des Vorhersagefehlers durch das Vorhersagemodell (14), um die Genauigkeit der durch das Ersatzmodell (13) erzeugten Kalibrierungswerte und somit die Güte der bestimmten Parametrierungswerte zu bewerten. In einer vorzugsweisen Ausführungsform umfasst die Ermittlung des Vorhersagefehlers das Bilden der Differenz von jeweils den einzelnen Messpunkten zugehörigen Messwerten mit den durch das entsprechend der Parametrierungswerte parametrierte Ersatzmodell (13) erzeugten Modellwerten. Hierbei kann der Betrag oder das Quadrat der Differenz zwischen Messung und Modell als Maß für den Vorhersagefehler herangezogen werden. Erfindungsgemäß vorteilhaft werden durch das Ersatzmodell (13) Modellwerte für die bereits vermessenen Messpunkte einer vorangegangenen Iteration erzeugt, sodass an diesen Stellen die Differenz zwischen Messwert und Modellwert ebenso in der aktuellen Iteration gebildet werden kann. Damit ergibt sich in vorteilhafter Art und Weise der Aspekt, dass je mehr Messpunkte vermessen werden, umso genauer kann der Vorhersagefehler über das gesamte Raster der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) gebildet werden. Bezugnehmend auf 3 werden in einer Ausführungsform, in jeder Iteration des erfindungsgemäßen Verfahrens, für sämtliche Messpunkte (20) der Schlupfkennlinie (17) eines Messpunktes (18, 19) des zu kalibrierenden Schlupf-Kennfeldes (16) Vorhersagefehler bestimmt und zu einem gesamten Vorhersagefehler für den aktuellen Messpunkt (18, 19) zusammengeführt. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die quadratischen Fehler zwischen Messwert und Modellwert des Ersatzmodells (13) des Drehmomentes (M) bei jeder gemessenen Schlupffrequenz bestimmt und aufsummiert.According to 2 In a fifth step S5 of the method according to the invention, the prediction error is determined by the prediction model (14) in order to evaluate the accuracy of the calibration values generated by the replacement model (13) and thus the quality of the specific parameterization values. In a preferred embodiment, the determination of the prediction error includes forming the difference between the measured values associated with the individual measuring points and the model values generated by the replacement model (13) parameterized in accordance with the parameterization values. The amount or the square of the difference between the measurement and the model can be used as a measure of the prediction error. According to the invention, the replacement model (13) advantageously generates model values for the already measured measuring points of a previous iteration, so that the difference between the measured value and the model value can also be formed at these points in the current iteration. This advantageously results in the aspect that the more measuring points are measured, the more precisely the prediction error can be formed over the entire grid of the vehicle component (3) to be calibrated. Referring to 3 In one embodiment, in each iteration of the method according to the invention, prediction errors are determined for all measuring points (20) of the slip characteristic curve (17) of a measuring point (18, 19) of the slip characteristic map (16) to be calibrated and result in an overall prediction error for the current measuring point (18, 19) merged. In an advantageous embodiment, the squared errors between the measured value and the model value of the equivalent model (13) of the torque (M) are determined and summed up at each measured slip frequency.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform werden die Vorhersagefehler innerhalb des vorgegebenen Rasters der Messpunkte interpoliert, sodass der Vorhersagefehler gemäß 4A darstellbar ist, wobei dieser hierbei über das Drehzahl-Stromamplituden-Kennfeld in der dritten Dimension qualitativ und beispielhaft aufgetragen ist und, wobei dunkle Bereiche qualitativ für einen hohen sowie helle Bereiche für einen niedrigen Modellfehler stehen. In der abgebildeten beispielhaften Ausführungsform für eine EM (4) sind die Bereiche um die Eckpunkte der bereits vermessenen Messpunkte, umfassend die Stützstellen (19), (21) mit einem geringen Vorhersagefehler behaftet, da deren Messwerte bei der Parametrierung des dem Vorhersagemodell (14) zugrundeliegenden Ersatzmodells (13) gemäß dem vierten Schritt S4 des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen wurden. Bereiche mit hohem interpolierten Vorhersagefehler beziehen sich, insbesondere bei einer geringen Anzahl an vermessenen Messpunkten, auf die Bereiche, in denen noch keine Messwerte vorhanden sind.In a preferred embodiment, the prediction errors are interpolated within the predetermined grid of measurement points, so that the prediction error according to 4A can be represented, this being plotted qualitatively and by way of example via the speed-current amplitude map in the third dimension and, where dark Areas of quality represent a high model error and bright areas represent a low model error. In the illustrated exemplary embodiment for an EM (4), the areas around the corner points of the already measured measuring points, including the support points (19), (21), are subject to a small prediction error, since their measured values are used when parameterizing the prediction model (14). underlying replacement model (13) were used according to the fourth step S4 of the method according to the invention. Areas with high interpolated prediction errors refer to the areas in which no measured values are yet available, especially when there are a small number of measured measuring points.

Bezugnehmend auf 2 erfolgt in einem sechsten Schritt S6 des erfindungsgemäßen Verfahrens das Training des Vorhersagemodells (14), mit dem Ziel, den in der kommenden Iteration des erfindungsgemäßen Verfahrens zu vermessenden Messpunkt bestmöglich auszuwählen und somit die Bestimmung der Parametrierungswerte der Modellparameter des Ersatzmodells (13) zu optimieren. In einigen Ausführungsformen umfasst das Vorhersagemodell (14) ein oder mehrere neuronale Netze. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Vorhersagemodell (14) ein oder mehrere Elemente des maschinellen Lernens, vorzugsweise Elemente des verstärkenden Lernens, oder mit anderen Worten „Reinforcement Learning“ (RL). Das verstärkende Lernen ist dem Fachmann als eine Methode des maschinellen Lernens bekannt, wobei das neuronale Netz selbstständig und ohne die Verwendung von Trainingsdaten aus einem bestehenden Prozessablauf heraus eine Strategie erlernt, um wenigstens eine oder mehrere Belohnungen zu maximieren. Das Lernen des neuronalen Netzes bezieht sich hierbei insbesondere auf das Verändern oder Parametrieren der einzelnen Gewichte des Netzes, sodass auf der Grundlage der gleichen Eingangsgrößen veränderte Ausgangsgrößen erzeugt werden. Aufbau und Funktionsweise des im Einzelfall angewendeten neuronalen Netzes sind nicht Gegenstand der Erfindung, insbesondere, da diese Ausgestaltung rein mathematischer Natur ist. Vielmehr soll verdeutlicht werden, dass das neuronale Netz und somit das Vorhersagemodell (14) generell dazu eingerichtet ist, um den Vorhersagefehler als Belohnungskriterium dazu zu verwenden, um sich selbst zu lernen, den neuen Messpunkt in der Art auszuwählen, dass dessen Vermessung das auf diesen Informationen aufbauend neu parametrierte Ersatzmodell (13) einen möglichst geringen Vorhersagefehler erzeugt.Referring to 2 In a sixth step S6 of the method according to the invention, the training of the prediction model (14) takes place, with the aim of selecting the measuring point to be measured in the next iteration of the method according to the invention in the best possible way and thus optimizing the determination of the parameterization values of the model parameters of the replacement model (13). In some embodiments, the prediction model (14) includes one or more neural networks. In an advantageous embodiment, the prediction model (14) comprises one or more elements of machine learning, preferably elements of reinforcement learning, or in other words “reinforcement learning” (RL). Reinforcement learning is known to those skilled in the art as a method of machine learning, whereby the neural network learns a strategy independently and without the use of training data from an existing process flow in order to maximize at least one or more rewards. The learning of the neural network refers in particular to changing or parameterizing the individual weights of the network so that changed output variables are generated based on the same input variables. The structure and functionality of the neural network used in the individual case are not the subject of the invention, especially since this design is purely mathematical in nature. Rather, it should be made clear that the neural network and thus the prediction model (14) is generally set up to use the prediction error as a reward criterion in order to learn to select the new measuring point in such a way that its measurement is based on it Newly parameterized replacement model (13) based on information generates the smallest possible prediction error.

In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgen die Bestimmung der aktualisierten Parametrierungswerte gemäß dem vierten Schritt S4, die Ermittlung des Vorhersagefehlers gemäß dem fünften Schritt S5 sowie das Training des Vorhersagemodells (14) gemäß dem Schritt S6 simultan, durch Training und Anwendung des einen oder der mehreren neuronalen Netze des Vorhersagemodells (14).In an advantageous embodiment, the determination of the updated parameterization values according to the fourth step S4, the determination of the prediction error according to the fifth step S5 and the training of the prediction model (14) according to step S6 take place simultaneously, by training and using the one or more neural networks of the prediction model (14).

Bezugnehmend auf 2 erfolgt in einem siebten Schritt S7 die Bewertung der Güte der durch das Vorhersagemodell (14) bestimmten Parametrierungswerte der Modellparameter des Ersatzmodells (13) anhand von wenigstens einem Bewertungskriterium, sowie das Übertragen der bestimmten Parametrierungswerte in einem weiteren Schritt S8, in Abhängigkeit der Bewertung. Der Schritt S7 der Bewertung der Güte der bestimmten Parametrierungswerte stellt ein Abbruchkriterium innerhalb des übergeordneten Prozessablaufs gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dar, wobei der Prozessablauf bei Erfüllung zum Schritt S8 und bei Nichterfüllung zum ersten Schritt S1 springt, wobei der erste Schritt S1 eine weitere Iterationsschleife des erfindungsgemäßen Verfahrens einleitet, um das Ergebnis des Vorhersagemodells (14) und somit die Güte der bestimmten Parametrierungswerte weiter zu verbessern. In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der ermittelte Vorhersagefehler als Bewertungskriterium als ein Maß für die erreichte Güte der bestimmten Parametrierungswerte herangezogen. Dazu kann ein Gesamtvorhersagefehler aus den jeweiligen Vorhersagefehlern der einzelnen Stützstellen (18), (19) ermittelt werden, beispielsweise mittels arithmetischer oder gewichteter Mittelwertbildung, Median oder sonstigen mathematischen Methoden, die dazu geeignet sind, um aus den einzelnen Vorhersagefehlern einen Gesamtvorhersagefehler zu bestimmen. In einer Ausführungsform wird der Gesamtvorhersagefehler betragsmäßig gegen einen Schwellwert verglichen, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich eine ausreichende Güte der Parametrierungswerte feststellbar ist. So kann in vorteilhafter Art und Weise durch Anpassung des Schwellwertes die erforderliche Mindestgüte der Parametrierungswerte bestimmt, aber auch die Anzahl der auszuführenden Iterationen des erfindungsgemäßen Verfahrens beeinflusst werden, wodurch letztendlich die benötigte Zeit zur Kalibrierung der Fahrzeugkomponente (3) reduzierbar ist, was das ausgemachte Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.Referring to 2 In a seventh step S7, the quality of the parameterization values of the model parameters of the replacement model (13) determined by the prediction model (14) is evaluated based on at least one evaluation criterion, and the specific parameterization values are transferred in a further step S8, depending on the evaluation. The step S7 of evaluating the quality of the specific parameterization values represents an abort criterion within the higher-level process flow according to the method according to the invention, the process flow jumping to step S8 if fulfilled and to the first step S1 if not fulfilled, the first step S1 being a further iteration loop of the invention Procedure initiates in order to further improve the result of the prediction model (14) and thus the quality of the specific parameterization values. In some embodiments of the method according to the invention, the prediction error determined is used as an evaluation criterion as a measure of the achieved quality of the specific parameterization values. For this purpose, an overall prediction error can be determined from the respective prediction errors of the individual support points (18), (19), for example by means of arithmetic or weighted averaging, median or other mathematical methods that are suitable for determining an overall prediction error from the individual prediction errors. In one embodiment, the overall prediction error is compared in terms of magnitude against a threshold value, and depending on this comparison, sufficient quality of the parameterization values can be determined. In this way, the required minimum quality of the parameterization values can be determined in an advantageous manner by adjusting the threshold value, but the number of iterations of the method according to the invention to be carried out can also be influenced, whereby the time required for calibrating the vehicle component (3) can ultimately be reduced, which is the stated goal of the method according to the invention.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Änderung der Parametrierungswerte der Modellparameter des Ersatzmodells (13) innerhalb der durchlaufenen Iterationen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Bewertungskriterium als Maß für die Güte der bestimmten Parametrierungswerte herangezogen. Hintergrund ist jener, dass das erfindungsgemäße Verfahren das zeitliche Einsparpotential insbesondere aus einer Messpunktreduktion bezieht, wobei nicht die Gesamtheit der durch ein Raster oder Messablaufplan vorgegebenen Messpunkte vermessen, sondern die Gesamtheit der Messpunkte durch ein Auswahlmodell (15) bestimmt werden. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass in einigen Bereichen von vermessenen Kennfeldern eine höhere Unsicherheit über die erzeugten Modellwerte als Kalibrierungswerte und somit ein höherer Vorhersagefehler entsteht, jene Bereiche jedoch zugleich eine geringe praktische Relevanz im Einsatz der Endanwendung der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) innehaben können, sodass in einigen Bereichen höhere Abweichungen der Kalibrierungswerte zulässig sind als in anderen. Ist der Prozessablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens nunmehr bereits mehrere Iterationen durchlaufen und ist gleichsam festzustellen, dass sich die Parametrierungswerte des Ersatzmodells (13) lediglich in geringem Maße verändern, so ist bereits eine ausreichende Güte der Annäherung an die Messwerte annehmbar. Entsprechend können in einer Ausführungsform die betragsmäßigen Änderungen der Parametrierungswerte, beispielsweise als Differenz zur vorangegangenen Iteration, als Maß für die Güte der Bestimmung jener Parametrierungswerte herangezogen und mittels Vergleich gegen einen Schwellwert bewertet werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the change in the parameterization values of the model parameters of the replacement model (13) within the iterations of the method according to the invention is used as an evaluation criterion as a measure of the quality of the specific parameterization values. The background is that the method according to the invention derives the time saving potential in particular from a reduction in measuring points, whereby not the entirety of the time saved by a grid or measurement The measuring points specified in the flowchart are measured, but rather the entirety of the measuring points are determined by a selection model (15). This can, for example, lead to a higher uncertainty about the generated model values than calibration values and thus a higher prediction error in some areas of measured maps, but at the same time these areas may have little practical relevance in the use of the end application of the vehicle component to be calibrated (3). , so that in some areas higher deviations in calibration values are permitted than in others. If the process sequence of the method according to the invention has now already gone through several iterations and it can be determined that the parameterization values of the replacement model (13) only change to a small extent, then a sufficient quality of the approximation to the measured values is already acceptable. Accordingly, in one embodiment, the absolute changes in the parameterization values, for example as a difference from the previous iteration, can be used as a measure of the quality of the determination of those parameterization values and evaluated by comparing them against a threshold value.

In einer alternativen Ausführungsform ist das Abbruchkriterium als Bewertungskriterium fest bestimmbar durch eine festgelegte Anzahl an Iterationen, welche der Prozessablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens durchlaufen muss. In einigen Ausführungsformen kann hierbei auf das Fachwissen und die historischen Erfahrungen bezüglich der physikalischen Eigenschaften der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) zurückgegriffen werden, sodass die Beziehung zwischen einer erforderlichen Mindestanzahl an Iterationen des Prozessablaufes und der nach solcherart erreichbaren Güte der Bestimmung der Parametrierungswerte für das Ersatzmodell (13) bekannt ist. Durch ein solches Vorgehen sind zum einen historische Erfahrungswerte in das erfindungsgemäße Verfahren einbeziehbar und zum anderen ist in vorteilhafter Art und Weise eine erforderliche Zeit, welche für die Bestimmung der Parametrierungswerte benötigt wird, im Vorhinein abschätzbar. Zu diesem Zwecke können in einigen Ausführungsformen Daten über die charakteristischen und physikalischen Eigenschaften der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3), des Aufbaus und der Anordnung der verwendeten Vermessungseinrichtung (2), der Fahrzeugsteuereinheit (6) sowie der Messeinrichtung (7) und der Daten über den Prozessablauf des Kalibrierungsvorgangs in einer Datenbank gespeichert werden, um als zusätzliche Informationen bei der Festlegung der Anzahl der Iterationen zukünftiger Verfahrensabläufe herangezogen zu werden.In an alternative embodiment, the termination criterion can be firmly determined as an evaluation criterion by a fixed number of iterations that the process flow of the method according to the invention must go through. In some embodiments, specialist knowledge and historical experience regarding the physical properties of the vehicle component (3) to be calibrated can be used, so that the relationship between a required minimum number of iterations of the process flow and the quality of determining the parameterization values for the replacement model that can be achieved in this way (13) is known. Through such a procedure, on the one hand, historical empirical values can be included in the method according to the invention and, on the other hand, the time required for determining the parameterization values can advantageously be estimated in advance. For this purpose, in some embodiments, data about the characteristic and physical properties of the vehicle component (3) to be calibrated, the structure and arrangement of the measuring device (2) used, the vehicle control unit (6) and the measuring device (7) and the data about the The process flow of the calibration process can be stored in a database to be used as additional information when determining the number of iterations of future procedures.

Wird nun im siebten Schritt S7, beispielsweise nach der ersten Iteration des Prozessablaufes, festgestellt, dass die Güte der bestimmten Parametrierungswerte als ungenügend einzuschätzen ist, beispielsweise gemessen an einem der genannten Bewertungskriterien, umfassend einen Vorhersagefehler, eine Parameteränderung des Ersatzmodells (13) und/oder einer Anzahl an bereits durchlaufenen Iterationen, so springt der Prozessablauf zum ersten Schritt S1, wobei gemäß dem Prozessablauf nach 2 eine Auswahlstrategie für die Auswahl des neuen Messpunktes durch ein Auswahlmodell (15) bestimmt wird.If it is now determined in the seventh step S7, for example after the first iteration of the process flow, that the quality of the specific parameterization values is to be assessed as insufficient, for example measured against one of the evaluation criteria mentioned, comprising a prediction error, a parameter change of the replacement model (13) and/or a number of iterations already completed, the process flow jumps to the first step S1, according to the process flow 2 a selection strategy for selecting the new measuring point is determined by a selection model (15).

Bezugnehmend auf 4A wird das Vorhersagemodell (14) in einigen Ausführungsformen darauf trainiert, den Vorhersagefehler, der durch das Ersatzmodell (13) erzeugt wird, zu vermindern, sodass beispielsweise in einer ersten Iteration der Messpunkt 21 des Rasters des Drehzahl-Drehmoment-Kennfeldes der EM (4) als aktueller Messpunkt vermessen wurde, wobei die Ermittlung des Vorhersagefehlers gemäß Schritt S5 das Vorhersagefehlerkennfeld aus 4A erzeugt. Entsprechend der bisherigen Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Vorhersagefehler am neu vermessenen Messpunkt 21, welcher durch das Ersatzmodell (13) erzeugt wurde, gering (weiß) und es bilden sich weiterhin beispielsweise (4) dunkle Bereiche aus (schwarz), welche einen hohen Vorhersagefehler aufweisen. Das Vorhersagemodell (14) wird gemäß Schritt S6 darauf trainiert, den Vorhersagefehler zu minimieren und den neuen Messpunkt mit hoher Wahrscheinlichkeit in einem der (4) schwarzen Bereiche zu wählen, was in dem aufgezeigten Ausführungsbeispiel durch den weißgestrichelten Pfeil dargestellt ist, gemäß dem Schritt S2, des Auswählens des neuen Messpunktes. Das Trainieren eines neuronalen Netzes für das Vorhersagemodell (14) mittels RL eröffnet erfindungsgemäß den Vorteil, dass neue Messpunkte an den Stellen ausgewählt werden, an denen der größte Vorhersagefehler, oder mit anderen Worten das größte Optimierungspotential des Ersatzmodells (13), vorhanden ist, sodass die Änderung der Parametrierung des Ersatzmodells (13) verhältnismäßig schnell konvergiert, obgleich die gleichmäßige Vermessung des gesamten Raumes des Kennfeldes ungewiss ist.Referring to 4A In some embodiments, the prediction model (14) is trained to reduce the prediction error generated by the replacement model (13), so that, for example, in a first iteration, the measuring point 21 of the grid of the speed-torque map of the EM (4) was measured as the current measuring point, the determination of the prediction error according to step S5 from the prediction error map 4A generated. According to the previous description of the method according to the invention, the prediction error at the newly measured measuring point 21, which was generated by the replacement model (13), is low (white) and dark areas, for example (4), continue to form (black), which have a high prediction error exhibit. According to step S6, the prediction model (14) is trained to minimize the prediction error and to select the new measurement point with high probability in one of the (4) black areas, which is shown by the white dashed arrow in the exemplary embodiment shown, according to step S2 , selecting the new measuring point. According to the invention, training a neural network for the prediction model (14) using RL opens up the advantage that new measurement points are selected at the points where the greatest prediction error, or in other words the greatest optimization potential of the replacement model (13), is present, so that the change in the parameterization of the replacement model (13) converges relatively quickly, although the uniform measurement of the entire space of the map is uncertain.

In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird innerhalb des Auswahlmodells (15) anstelle des mittels RL trainierten neuronalen Netzes des Vorhersagemodells (14) zur Berücksichtigung des Vorhersagefehlers ein Raumabdeckungsverfahren, oder mit anderen Worten ein „Space filling Design“, angewendet. Raumabdeckungsverfahren sind dem Fachmann bekannt als Methoden, um Punkte in einem Raum zu generieren, um den Raum bestmöglich abzudecken. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird innerhalb des Auswahlmodells (15) die Methode der Halton-Sequenz als Methode der Raumabdeckungsverfahren angewendet. Alternativ ist jedes weitere bekannte Raumabdeckungsverfahren anwendbar insofern, als dass eine homogene Befüllung durch die Auswahl entsprechender Messpunkte eines Kennfeldes der Messwerte der zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) erreichbar ist. Die Anwendung von Raumabdeckungsverfahren innerhalb des Auswahlmodells (15) eröffnet den Vorteil, dass eine gleichmäßige Abtastung des vorgegebenen Rasters oder Messablaufplans durch die Auswahl und Vermessung entsprechender Messpunkte erfolgt.In an alternative embodiment of the method according to the invention, a space coverage method, or in other words a “space filling design”, is used within the selection model (15) instead of the neural network of the prediction model (14) trained using RL to take the prediction error into account. Space coverage methods are known to those skilled in the art as methods for generating points in a space in order to best cover the space. In an advantageous embodiment, within the off choice model (15) applied the Halton sequence method as the spatial coverage method. Alternatively, any other known space coverage method can be used insofar as a homogeneous filling can be achieved by selecting corresponding measuring points from a map of the measured values of the vehicle component (3) to be calibrated. The use of spatial coverage methods within the selection model (15) offers the advantage that a uniform scanning of the specified grid or measurement schedule is achieved by selecting and measuring corresponding measuring points.

Bezugnehmend auf 2 erfolgt im zweiten Schritt S2 der aktuellen Iteration die Auswahl des neuen Messpunktes durch das Auswahlmodell (15), vorzugsweise erfindungsgemäß vorteilhaft durch eine Kombination von einem mittels RL trainierten neuronalen Netz, welches den Vorhersagefehler der vorangegangenen Iteration, und mit einem Raumabdeckungsverfahren, welches die homogene Füllung des vorgegebenen Rasters oder Messablaufplanes berücksichtigt. In einer vorzugsweisen Ausführungsform liegt der Auswahl des neu zu vermessenden Messpunktes in jeder Iteration erneut eine Entscheidung zugrunde, ob der aktuell neu auszuwählende Messpunkt mittels neuronalem Netz, unter Berücksichtigung des Vorhersagefehlers, oder mittels Raumabdeckungsverfahren bestimmt wird. Hierzu kann eine Zufallsziehung zwischen beiden Auswahlmöglichkeiten hinzugezogen werden, wobei den beiden Auswahlmöglichkeiten jeweils eine Wahrscheinlichkeit zugeordnet wird, mit welcher die zugehörige Auswahlmöglichkeit ausgeführt wird. Entsprechend ergibt die Summe aus beiden Wahrscheinlichkeiten 1. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird sowohl der Auswahl mittels neuronalem Netz als auch der Auswahl mittels Raumabdeckungsverfahren eine Wahrscheinlichkeit von 0,5 zugeordnet, sodass jede der beiden Varianten innerhalb einer Iteration mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% ausgeführt wird. Alternativ ist jede weitere Aufteilung anwendbar, sodass in vorteilhafter Art und Weise durch den Anwender des erfindungsgemäßen Verfahrens die anwendungsgerechte Aufteilung erfolgen kann. Dies impliziert gleichsam die Zuweisung einer Wahrscheinlichkeit von 1 oder 0.Referring to 2 In the second step S2 of the current iteration, the new measurement point is selected by the selection model (15), preferably advantageous according to the invention by a combination of a neural network trained using RL, which reduces the prediction error of the previous iteration, and with a spatial coverage method, which ensures the homogeneous filling of the specified grid or measurement flow plan is taken into account. In a preferred embodiment, the selection of the measuring point to be newly measured is based on a new decision in each iteration as to whether the currently newly selected measuring point is determined using a neural network, taking into account the prediction error, or using spatial coverage methods. For this purpose, a random drawing between the two selection options can be used, with each of the two selection options being assigned a probability with which the associated selection option will be carried out. Accordingly, the sum of both probabilities is 1. In an advantageous embodiment, both the selection using a neural network and the selection using the spatial coverage method are assigned a probability of 0.5, so that each of the two variants is carried out within one iteration with a probability of 50% . Alternatively, any further division can be used, so that the application-appropriate division can be carried out in an advantageous manner by the user of the method according to the invention. This implies the assignment of a probability of 1 or 0.

Bezugnehmend auf 4A wurde in einer ersten Iteration des Prozessablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft der Messpunkt 21 ausgewählt und vermessen, sodass durch das Ersatzmodell (13) Modellwerte in Form eines zugehörigen Drehzahl-Drehmoment-Kennfeldes der EM (4) vorhergesagt sowie durch die Recheneinheit (11) der Vorhersagefehler, wie abgebildet, ermittelt ist. Gemäß einer Ausführungsform ist der Bereich um den aktuell vermessenen Messpunkt 21 mit einem geringen Vorhersagefehler behaftet und es existieren Bereiche (schwarz) mit hohem Vorhersagefehler. Innerhalb der aktuellen Iteration des Prozessablaufes ist nun beispielsweise durch das Auswahlmodell (15) innerhalb des zweiten Schrittes S2 die Auswahl des neuen Messpunktes 22 auf der Basis des neuronalen Netzes, unter Berücksichtigung des Vorhersagefehlers, erfolgt. Nachdem nunmehr dieser neue Messpunkt 22 vermessen gemäß dem dritten Schritt S3, das Ersatzmodell (13) erneut parametriert gemäß dem vierten Schritt S4, die Vorhersagefehler erneut ermittelt gemäß dem fünften Schritt S5 sowie das Vorhersagemodell (14) erneut trainiert wurde gemäß dem sechsten Schritt S6, ergibt sich das Vorhersagefehlerkennfeld beispielshaft gemäß 4B, wobei in Abhängigkeit von der definierten Wahrscheinlichkeit beispielsweise ein erster potentieller neuer Messpunkt 23` gemäß der Auswahl mittels neuronalem Netz, unter Berücksichtigung des Vorhersagefehlers (S2`), oder ein zweiter potentieller neuer Messpunkt 23" gemäß der Auswahl mittels Raumabdeckungsverfahren (S2") ausgewählt wird. Es sei angemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht durch die beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen festgelegt oder beschränkt sein soll, insbesondere sind hieraus keine quantitativen Aussagen über einzelne Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Vielmehr sollen die qualitativen Gegebenheiten der einzelnen Ausgestaltungen hervorgehoben werden, um das generelle Verständnis über die Wirkzusammenhänge zu untermauern.Referring to 4A In a first iteration of the process flow of the method according to the invention, the measuring point 21 was selected and measured as an example, so that model values in the form of an associated speed-torque map of the EM (4) were predicted by the substitute model (13) and the prediction error was predicted by the computing unit (11). , as shown, is determined. According to one embodiment, the area around the currently measured measuring point 21 has a low prediction error and there are areas (black) with a high prediction error. Within the current iteration of the process flow, the selection of the new measuring point 22 on the basis of the neural network, taking into account the prediction error, has now been carried out, for example, by the selection model (15) within the second step S2. Now that this new measuring point 22 has been measured according to the third step S3, the replacement model (13) has been parameterized again according to the fourth step S4, the prediction errors have been determined again according to the fifth step S5 and the prediction model (14) has been trained again according to the sixth step S6, The prediction error map results, for example, according to 4B , whereby, depending on the defined probability, for example, a first potential new measuring point 23' is selected according to the selection using a neural network, taking into account the prediction error (S2'), or a second potential new measuring point 23" is selected according to the selection using the spatial coverage method (S2") becomes. It should be noted that the method according to the invention should not be defined or limited by the exemplary embodiments described; in particular, no quantitative statements about individual exemplary embodiments can be derived from this. Rather, the qualitative characteristics of the individual designs should be highlighted in order to underpin the general understanding of the causal relationships.

Bezugnehmend auf 2 erfolgt in einem achten Schritt S8 die Übertragung der Parametrierungswerte, wenn eines oder mehrere der aus dem siebten Schritt S7 beschriebenen Bewertungskriterien als Abbruchkriterium erfüllt ist, umfassend das Erreichen eines ausreichend niedrigen Vorhersagefehlers, einer geringen Veränderung der Parametrierung des Ersatzmodells (13), im Vergleich zu einer vorangegangenen Iteration, oder einer festgelegten Anzahl an bereits vorangegangenen Iterationen. In einer vorzugsweisen Ausführungsform umfasst das Übertragen der Parametrierungswerte, das Übertragen von durch das Ersatzmodell (13) erzeugten Kalibrierungswerten auf die Fahrzeugsteuereinheit (6) der Vermessungseinrichtung (2), welche über eine Datenverbindung mit der Ausgangsschnittstelle (10) der Parametrierungseinrichtung (8) gekoppelt sein kann. Alternativ sind sämtliche weitere bekannte Methoden zur Datenübertragung anwendbar, sofern sie eingerichtet sind, um vorhergesagte Kalibrierungswerte von der Parametrierungseinrichtung (8), insbesondere von dessen elektronischem Speicher (12), auf die Fahrzeugsteuereinheit (6) zu übertragen. In einigen Ausführungsformen werden die Kalibrierungswerte alternativ oder zusätzlich auf einen externen Datenserver übertragen, von welchem aus die Kalibrierungswerte weiter verteilbar sind. So können beispielsweise Aktualisierungen der Software von Fahrzeugsteuereinheiten (6) unmittelbar über OTA-Softwareaktualisierungen an sämtliche Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte übermittelt werden.Referring to 2 In an eighth step S8, the parameterization values are transferred if one or more of the evaluation criteria described in the seventh step S7 is met as a termination criterion, comprising the achievement of a sufficiently low prediction error, a small change in the parameterization of the replacement model (13), compared to a previous iteration, or a fixed number of previous iterations. In a preferred embodiment, transferring the parameterization values includes transferring calibration values generated by the replacement model (13) to the vehicle control unit (6) of the measuring device (2), which are coupled to the output interface (10) of the parameterization device (8) via a data connection can. Alternatively, all other known methods for data transmission can be used, provided they are set up to transmit predicted calibration values from the parameterization device (8), in particular from its electronic memory (12), to the vehicle control unit (6). In some embodiments, the calibration values are alternatively or additionally transmitted to an external data server from which the calibration values can be further distributed. For example, updates can the software of vehicle control units (6) can be transmitted directly to all vehicles in a vehicle fleet via OTA software updates.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich wie folgt dazu, dass sämtliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisierbar sind, sodass der gesamte Prozessablauf des Bestimmens von Parametrierungswerten für eine Fahrzeugsteuereinheit (6) einer zu kalibrierenden Fahrzeugkomponente (3) automatisch ablaufen kann. Durch die serielle Vermessung von Messpunkten innerhalb der einzelnen Iterationen des Verfahrens gemäß dem dritten Schritt S3 werden spezifische ausgewählte Messpunkte vermessen, sodass die Notwendigkeit einer rasterbasierten vollständigen Vermessung ganzer Kennlinien oder Kennfelder entfällt, wodurch eine enorme Zeitersparnis entsteht. Durch die zyklische Anpassung der Modellparameter des physikalischen Ersatzmodells (13), unter Berücksichtigung der aktuellen Messdaten, gemäß dem vierten Schritt S4 wird das Vorhersagemodell (14) innerhalb der Anwendung des Verfahrens kontinuierlich verbessert. Durch die Bewertung der Güte des Vorhersagemodells (14) mittels der Ermittlung eines Vorhersagefehlers gemäß dem fünften Schritt S5 ist der aktuelle Zustand der Bestimmung der Parametrierungswerte zu jedem Zeitpunkt des Prozessablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens quantitativ bewertbar. Durch die Bewertung der nach solcherart bestimmten Parametrierungswerte gemäß dem siebten Schritt S7 sowohl unmittelbar, durch den Vorhersagefehler als auch indirekt, durch die Veränderung der Parametrierung des physikalischen Ersatzmodells (13) und/oder statisch, durch die Festlegung der Anzahl an Iterationen sind in vorteilhafter Art und Weise mehrere Abbruchkriterien gegeben, mittels welcher das erfindungsgemäße Verfahren anwendungsgerecht auf ein Verhältnis zwischen erzielbarer Güte der Bestimmung der Parametrierungswerte und erforderlicher Zeitdauer anpassbar ist. Durch die Kombination der Berücksichtigung des Vorhersagefehlers in einem mittels verstärkendem Lernen trainierten neuronalen Netz und einem Raumfüllungsverfahren gemäß dem ersten Schritt S1 ist die Messpunktreduktion flexibel auf schnelles Konvergieren oder homogenes Abtasten auslegbar. Durch die spezifische Auswahl von zu vermessenden Messpunkten gemäß dem zweiten Schritt S2 ist eine effektive Messpunktreduktion und somit eine Zeiteinsparung bei der Kalibrierung von Fahrzeugsteuereinheiten (6) erzielbar. Durch die elektronische Übertragung der vorhergesagten und gutgeprüften Kalibrierungswerte gemäß dem achten Schritt S8 ist eine anwendungsgerechte und schnelle Aktualisierung der Software oder Steuerungsfunktionen von Fahrzeugsteuereinheiten (6) auf dem Prüfstand, aber auch unmittelbar im Feld möglich.The advantages of the method according to the invention result from the fact that all steps of the method according to the invention can be automated, so that the entire process of determining parameterization values for a vehicle control unit (6) of a vehicle component (3) to be calibrated can run automatically. Through the serial measurement of measuring points within the individual iterations of the method according to the third step S3, specific selected measuring points are measured, so that the need for a grid-based complete measurement of entire characteristic curves or maps is eliminated, which results in enormous time savings. By cyclically adapting the model parameters of the physical replacement model (13), taking into account the current measurement data, according to the fourth step S4, the prediction model (14) is continuously improved within the application of the method. By evaluating the quality of the prediction model (14) by determining a prediction error according to the fifth step S5, the current state of the determination of the parameterization values can be quantitatively assessed at any time in the process sequence of the method according to the invention. By evaluating the parameterization values determined in this way according to the seventh step S7 both directly, through the prediction error and indirectly, by changing the parameterization of the physical replacement model (13) and / or statically, by determining the number of iterations, are advantageous and manner, several termination criteria are given, by means of which the method according to the invention can be adapted to a ratio between the achievable quality of the determination of the parameterization values and the required time period. By combining the consideration of the prediction error in a neural network trained using reinforcement learning and a space filling method according to the first step S1, the measurement point reduction can be flexibly designed for rapid convergence or homogeneous sampling. Through the specific selection of measuring points to be measured according to the second step S2, an effective reduction in measuring points and thus a time saving when calibrating vehicle control units (6) can be achieved. The electronic transmission of the predicted and well-tested calibration values according to the eighth step S8 makes it possible to update the software or control functions of vehicle control units (6) in an application-oriented and rapid manner on the test bench, but also directly in the field.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Systemsystem
22
VermessungseinrichtungSurveying facility
33
FahrzeugkomponenteVehicle component
44
Elektrische MaschineElectric machine
55
Frequenzumrichterfrequency converter
66
FahrzeugsteuereinheitVehicle control unit
77
MesseinrichtungMeasuring device
88th
KalibrierungseinrichtungCalibration facility
99
EingangsschnittstelleInput interface
1010
AusgangsschnittstelleOutput interface
1111
RecheneinheitComputing unit
1212
Elektronischer SpeicherElectronic storage
1313
ErsatzmodellReplacement model
1414
VorhersagemodellPrediction model
1515
AuswahlmodellSelection model
1616
MotorkennfeldEngine map
1717
SchlupfkennlinieSlip characteristic curve
1818
leerer Messpunktempty measuring point
1919
vermessener Messpunktmeasured measuring point
2020
maximales Drehmomentmaximum torque
2121
aktueller Messpunktcurrent measuring point
2222
neuer Messpunktnew measuring point
2323
potentiell neuer Messpunktpotentially new measuring point
ff
SchlupffrequenzSlip frequency
nn
Drehzahlnumber of revolutions
II
StromamplitudeCurrent amplitude
MM
DrehmomentTorque

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017201632 A1 [0003]DE 102017201632 A1 [0003]
  • DE 102019008400 A1 [0004]DE 102019008400 A1 [0004]

Claims (10)

Computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen wenigstens eines Parametrierungswertes wenigstens eines Modellparameters eines physikalischen Ersatzmodells (13) einer Fahrzeugkomponente (3), wobei das Verfahren das Ausführen der folgenden Schritte mittels einer Parametrierungseinrichtung (8) umfasst: • (S1) Bestimmen der Auswahlstrategie zur Auswahl eines oder mehrerer zu vermessender Messpunkte durch ein Auswahlmodell (15); • (S2) Auswahl von wenigstens einem Messpunkt durch das Auswahlmodell (15); • (S3) Vermessen des wenigstens einen ausgewählten Messpunktes mittels einer Vermessungseinrichtung (2), um wenigstens einen Messwert zu erhalten; • (S4) Bestimmen von wenigstens einem Parametrierungswert für das Ersatzmodell (13) in Abhängigkeit des wenigstens einen Messwertes, durch ein Vorhersagemodell (14) und Erzeugen von wenigstens einem den Messwerten zugehörigen Modellwert; • (S5) Ermitteln eines Vorhersagefehlers durch das Vorhersagemodell (14), mittels Vergleich von wenigstens einem Messwert mit wenigstens einem Modellwert; • (S6) Trainieren des Vorhersagemodells (14), in Abhängigkeit des ermittelten Vorhersagefehlers; • (S7) Bewertung der Güte der bestimmten Parametrierungswerte anhand von wenigstens einem Bewertungskriterium und Übertragung jener Parametrierungswerte (S8), wenn die Güte ausreichend ist oder erneutes Ausführen der vorherigen Schritte (S1 - S7) andernfalls.Computer-implemented method for determining at least one parameterization value of at least one model parameter of a physical replacement model (13) of a vehicle component (3), the method comprising carrying out the following steps using a parameterization device (8): • (S1) determining the selection strategy for selecting one or more measuring points to be measured using a selection model (15); • (S2) selection of at least one measuring point by the selection model (15); • (S3) measuring the at least one selected measuring point using a measuring device (2) in order to obtain at least one measured value; • (S4) determining at least one parameterization value for the replacement model (13) depending on the at least one measured value, by a prediction model (14) and generating at least one model value associated with the measured values; • (S5) determining a prediction error by the prediction model (14) by comparing at least one measured value with at least one model value; • (S6) training the prediction model (14), depending on the prediction error determined; • (S7) evaluating the quality of the specific parameterization values based on at least one evaluation criterion and transferring those parameterization values (S8) if the quality is sufficient or re-executing the previous steps (S1 - S7) otherwise. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Güte der bestimmten Parametrierungswerte die Auswertung eines oder mehrerer Bewertungskriterien, umfassend wenigstens einen Vorhersagefehler, die Änderung von wenigstens einem Modellparameter des Ersatzmodells (13), bezogen auf die vorangegangene Iteration des Verfahrens sowie die Anzahl an ausgeführten Iterationen des Verfahrens, umfasst.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the evaluation of the quality of the specific parameterization values involves the evaluation of one or more evaluation criteria, comprising at least one prediction error, the change of at least one model parameter of the replacement model (13), based on the previous iteration of the method and the number of executed iterations of the Procedure includes. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Güte der bestimmten Parametrierungswerte den Vergleich des betragsmäßigen Zahlenwertes von einem oder mehreren Bewertungskriterien mit einem Schwellwert umfasst.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the evaluation of the quality of the specific parameterization values includes comparing the numerical value of one or more evaluation criteria with a threshold value. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhersagemodell (14) ein neuronales Netz sowie, dass das Trainieren des Vorhersagemodells (14) verstärkendes Lernen, unter dem Aspekt der Minimierung des Vorhersagefehlers umfasst, wobei der Vorhersagefehler durch Bildung der Differenz zwischen wenigstens einem Messwert und wenigstens einem Modellwert ermittelbar ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the prediction model (14) comprises a neural network and that training the prediction model (14) comprises reinforcement learning, with the aspect of minimizing the prediction error, the prediction error being determined by forming the difference between at least a measured value and at least one model value can be determined. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl eines neuen Messpunktes durch das Auswahlmodell (15) die Anwendung des neuronalen Netzes oder eines Raumabdeckungsverfahrens umfasst, wobei bei jeder Iteration des Verfahrens über die Auswahl entweder mittels dem neuronalen Netz oder dem Raumabdeckungsverfahren entschieden wird, oder, wobei innerhalb des ersten Durchlaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens ein oder mehrere Messpunkte als Startmesspunkte vorausgewählt sein können.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the selection of a new measurement point by the selection model (15) includes the application of the neural network or a spatial coverage method, with each iteration of the method deciding on the selection either by means of the neural network or the spatial coverage method, or, within During the first run of the method according to the invention, one or more measuring points can be preselected as starting measuring points. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des neuronalen Netzes oder des Raumabdeckungsverfahrens bei jeder Iteration des Verfahrens mittels Zufallsziehung entschieden wird, wobei jedem der beiden Anwendungsfälle eine definierte Wahrscheinlichkeit zuordenbar ist.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the application of the neural network or the spatial coverage method is decided at each iteration of the method using random drawing, with each of the two use cases being assigned a defined probability. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkomponente (3) einen elektrischen Antrieb, umfassend wenigstens je eine elektrische Maschine (4) und/oder einen Frequenzumrichter (5), umfasst, wobei das Vermessen von Messpunkten das Vermessen der Schlupfkennlinien (16) an Stützstellen (18, 19) des Stromamplituden-Drehzahl-Kennfeldes der elektrischen Maschine (4) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle component (3) comprises an electric drive, comprising at least one electric machine (4) and/or a frequency converter (5), wherein the measurement of measuring points includes the measurement of the slip characteristics ( 16) at support points (18, 19) of the current amplitude-speed map of the electrical machine (4). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermessen der Schlupfkennlinie (16) das Ermitteln des maximalen Drehmomentes (M) der elektrischen Maschine (4) in Abhängigkeit der Schlupffrequenz (f) zur jeweiligen Stützstelle (20) des Stromamplituden-Drehzahl-Kennfeldes der elektrischen Maschine (4) des aktuellen Messpunktes umfasst.Procedure according to Claim 7 , characterized in that measuring the slip characteristic curve (16) determines the maximum torque (M) of the electrical machine (4) as a function of the slip frequency (f) to the respective support point (20) of the current amplitude-speed characteristic map of the electrical machine (4 ) of the current measuring point. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermessen der Schlupfkennlinie (16) die Anwendung eines Optimierungsverfahrens mittels „Golden Section Search“ (GSS) umfasst.Procedure according to Claim 8 , characterized in that measuring the slip characteristic curve (16) includes the application of an optimization method using “Golden Section Search” (GSS). System (1) zum Bestimmen wenigstens eines Parametrierungswertes wenigstens eines Modellparameters eines physikalischen Ersatzmodells (13) einer Fahrzeugkomponente (3), das eingerichtet ist, um ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen, umfassend: eine Vermessungseinrichtung (2), die eingerichtet ist, um • wenigstens einen Messpunkt einer Fahrzeugkomponente (3) zu vermessen, um wenigstens einen Messwert zu erhalten (S3) und • Messwerte an eine Parametrierungseinrichtung (8) zu übertragen; eine Parametrierungseinrichtung (8), umfassend wenigstens je eine Recheneinheit (11), einen elektronischen Speicher (12), eine Eingangs- (9) und Ausgangsschnittstelle (10), die eingerichtet ist, um mittels der Recheneinheit (11) • wenigstens einen Parametrierungswert wenigstens eines Modellparameters für ein auf dem elektronischen Speicher (12) gelagertes Ersatzmodell (13) in Abhängigkeit von wenigstens einem von der Vermessungseinrichtung (2) übertragenen Messwert zu bestimmen (S4); • einen Vorhersagefehler des Vorhersagemodells (14), mittels Vergleich von wenigstens einem Messwert mit wenigstens einem Modellwert zu ermitteln (S5); • das Vorhersagemodell (14), in Abhängigkeit vom Vorhersagefehler, zu trainieren (S6); • die Güte der bestimmten Parametrierungswerte anhand von wenigstens einem Bewertungskriterium zu bewerten (S7) und in Abhängigkeit der bewerteten Güte eine Übertragung der bestimmten Parametrierungswerte auszuführen (S8); • eine Auswahlstrategie zur Auswahl eines neuen Messpunktes, unter Berücksichtigung des Vorhersagefehlers, durch ein auf dem elektronischen Speicher (12) gelagertes Auswahlmodell (15) zu bestimmen (S1), sowie • einen weiteren Messpunkt durch das Auswahlmodell (15) auszuwählen (S2).System (1) for determining at least one parameterization value of at least one model parameter of a physical replacement model (13) of a vehicle component (3), which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims, comprising: a measuring device (2) which is set up, in order to • measure at least one measuring point of a vehicle component (3) in order to at least one to obtain measured values (S3) and • to transmit measured values to a parameterization device (8); a parameterization device (8), comprising at least one computing unit (11), an electronic memory (12), an input (9) and output interface (10), which is set up to use the computing unit (11) • at least one parameterization value to determine (S4) a model parameter for a replacement model (13) stored on the electronic memory (12) as a function of at least one measured value transmitted by the measuring device (2); • to determine a prediction error of the prediction model (14) by comparing at least one measured value with at least one model value (S5); • train the prediction model (14) depending on the prediction error (S6); • to evaluate the quality of the specific parameterization values based on at least one evaluation criterion (S7) and to carry out a transfer of the specific parameterization values depending on the evaluated quality (S8); • a selection strategy for selecting a new measuring point, taking into account the prediction error, to be determined by a selection model (15) stored on the electronic memory (12) (S1), and • to select a further measuring point using the selection model (15) (S2).
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059829A1 (en) 2006-12-15 2008-06-19 Slawomir Suchy Universal computer for performing all necessary functions of computer, has microprocessor, hard disk, main memory, monitor, digital versatile disc-compact disc-drive integrated in single computer device as components

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059829A1 (en) 2006-12-15 2008-06-19 Slawomir Suchy Universal computer for performing all necessary functions of computer, has microprocessor, hard disk, main memory, monitor, digital versatile disc-compact disc-drive integrated in single computer device as components

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