DE102022124901B3 - Method for operating a vehicle device and vehicle device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (10) zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung (12) der abhängig von wenigstens einem Berechnungswert (16) erfolgt und die folgenden Schritte umfasst: Ermittlung des Berechnungswerts (16) mit einem analytischen Zusammenhang (18) abhängig von wenigstens einem ersten Parameter (a) und zweiten Parameter (b) der Fahrzeugvorrichtung (12) und einem der Fahrzeugvorrichtung (12) zugeordneten Eingangswert (TR), Berechnung des ersten Parameters (a) durch ein erstes neuronales Netzwerk (20), Berechnung des zweiten Parameters (b) durch ein zweites neuronales Netzwerk (22). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fahrzeugvorrichtung (12).The invention relates to a method (10) for operating a vehicle device (12) which is dependent on at least one calculation value (16) and comprises the following steps: determining the calculation value (16) with an analytical relationship (18) depending on at least one first parameter (a) and second parameters (b) of the vehicle device (12) and an input value (TR) assigned to the vehicle device (12), calculation of the first parameter (a) by a first neural network (20), calculation of the second parameter (b) through a second neural network (22). The invention further relates to a vehicle device (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung nach Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fahrzeugvorrichtung.The invention relates to a method for operating a vehicle device according to claim 1. The invention further relates to a vehicle device.
In
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Fahrzeugvorrichtung effizienter und leistungsfähiger zu betreiben. Insbesondere soll ein Berechnungswert, beispielsweise die Temperatur der Fahrzeugvorrichtung, genauer und schneller berechnet werden.The object of the present invention is to operate the vehicle device more efficiently and efficiently. In particular, a calculation value, for example the temperature of the vehicle device, should be calculated more accurately and quickly.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann der derart ermittelte Berechnungswert eine genauere und zuverlässigere Einschätzung des Verhaltens der Fahrzeugvorrichtung ermöglichen. Der Berechnungswert kann genauer berechnet werden. Dadurch kann die Fahrzeugvorrichtung effizienter und leistungsfähiger betrieben werden.At least one of these tasks is achieved by a method for operating a vehicle device having the features according to claim 1. As a result, the calculation value determined in this way can enable a more precise and reliable assessment of the behavior of the vehicle device. The calculation value can be calculated more accurately. This allows the vehicle device to be operated more efficiently and powerfully.
Die Fahrzeugvorrichtung kann dem Fahrzeug zugeordnet sein. Die Fahrzeugvorrichtung kann ein Elektromotor, eine Leistungselektronik, ein Thermomanagementsystem, eine Batterie und/oder ein Getriebe sein. Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug sein.The vehicle device can be assigned to the vehicle. The vehicle device can be an electric motor, power electronics, a thermal management system, a battery and/or a transmission. The vehicle can be an electric vehicle.
Der Berechnungswert kann sich zeitlich ändern. Die Ermittlung des Berechnungswerts kann in Zeitabständen erfolgen. Die Zeitabstände können vorgegebene Zeitintervalle sein. Die Zeitabstände können konstant oder variabel sein. Die Zeitabstände können abhängig von Umgebungsbedingungen oder Messwerten einstellbar sein.The calculation value can change over time. The calculation value can be determined at intervals. The time intervals can be predetermined time intervals. The time intervals can be constant or variable. The time intervals can be adjustable depending on environmental conditions or measured values.
Der erste Parameter kann eine Variable sein. Der zweite Parameter kann eine Variable sein.The first parameter can be a variable. The second parameter can be a variable.
Durch die Anwendung des ersten und zweiten neuronalen Netzwerks kann der erste und zweite Parameter auch bei unbekannten Eingangsgrößen berechnet werden. Das erste und/oder zweite neuronale Netzwerk kann wenigstens ein input layer, ein oder mehrere hidden layer und ein output layer aufweisen.By using the first and second neural networks, the first and second parameters can be calculated even with unknown input variables. The first and/or second neural network can have at least one input layer, one or more hidden layers and an output layer.
Das erste und/oder zweite neuronale Netzwerk kann ein feed forward neural network (FNN), ein recurrent neural network (RNN) oder ein convolutional neural network (CNN) sein.The first and/or second neural network may be a feed forward neural network (FNN), a recurrent neural network (RNN) or a convolutional neural network (CNN).
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Eingangswert eine gemessene und/oder berechnete physikalische Größe der Fahrzeugvorrichtung ist. Der Eingangswert kann ein ermittelter Berechnungswert einer zeitlich vorangehenden Ermittlung des Berechnungswerts sein.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the input value is a measured and/or calculated physical quantity of the vehicle device. The input value can be a determined calculation value from a previous determination of the calculation value.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das erste und zweite neuronale Netzwerk getrennt voneinander trainiert sind. Dadurch kann die Komplexität und der Aufwand zum Training der neuronalen Netzwerke verringert werden. Das erste und zweite neuronale Netzwerk können abhängig oder unabhängig voneinander trainiert sein. Das erste neuronale Netzwerk kann mit Trainingsdaten trainiert sein, die insbesondere vollständig von den Trainingsdaten des zweiten neuronalen Netzwerks abweichen. Die Trainingsdaten des ersten und zweiten neuronalen Netzwerks können sich wenigstens teilweise überschneiden.In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the first and second neural networks are trained separately from one another. This can reduce the complexity and effort required to train the neural networks. The first and second neural networks can be trained dependently or independently of one another. The first neural network can be trained with training data that, in particular, completely deviates from the training data of the second neural network. The training data of the first and second neural networks can at least partially overlap.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der ermittelte Berechnungswert den Eingangswert einer zeitlich der Ermittlung nachfolgenden weiteren Ermittlung des Berechnungswerts bildet. Der Berechnungswert kann zeitlich dynamisch sein und dadurch zeitabhängig berechnet werden.In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the determined calculation value forms the input value of a further determination of the calculation value following the determination. The calculation value can be dynamic in time and can therefore be calculated depending on time.
Die Fahrzeugvorrichtung ist ein Elektromotor eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs und der Berechnungswert ist eine Temperaturänderung einer Temperatur des Elektromotors.The vehicle device is an electric motor of a powertrain of the vehicle, and the calculation value is a temperature change of a temperature of the electric motor.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der analytische Zusammenhang durch ein Polynom n-ter Ordnung darstellbar ist. Der analytische Zusammenhang kann eine Addition, Subtraktion, Multiplikation und/oder Division umfassen. Häufig können keine exakten analytischen Zusammenhänge für eine Fahrzeugvorrichtung oder mehrere Fahrzeugvorrichtungen angegeben werden, beispielsweise weil die Systeme zu komplex sind. Eine Möglichkeit besteht darin, die Komplexität durch vereinfachende Annahmen, Zusammenfassungen von Bauteilen/Komponenten oder ähnlichem zu verringern. Dieses Vorgehen liefert angenäherte analytische Zusammenhänge. Auch für diese Art von analytischem Zusammenhang ist das hier beschriebene Verfahren anwendbar. Mit dem Begriff „System“ können in diesem Zusammenhang Bauteile, Bauteilgruppen, Komponenten und/oder Einzelteile der Fahrzeugvorrichtung aufgefasst werden.According to the invention it is provided that the analytical connection can be represented by an nth order polynomial. The analytical context may include addition, subtraction, multiplication and/or division. Often it is not possible to specify exact analytical relationships for a vehicle device or several vehicle devices, for example because the systems are too complex. One possibility is to reduce complexity through simplifying assumptions, aggregations of parts/components, or similar. This approach provides approximate analytical connections. Even for this kind of analytical The procedure described here can be used in this context. In this context, the term “system” can be understood to mean parts, groups of components, components and/or individual parts of the vehicle device.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, bei der die Anzahl der den ersten und zweiten Parameter einschließenden Parameter des analytischen Zusammenhangs gleich n+1 ist. Bevorzugt kann jeder Parameter durch ein eigenes neuronales Netzwerk, das erste und zweite neuronale Netzwerk eingeschlossen, berechnet werden. Dadurch kann die Komplexität der neuronalen Netzwerke verringert werden.According to the invention it is provided that the number of parameters of the analytical relationship including the first and second parameters is equal to n+1. Preferably, each parameter can be calculated by its own neural network, including the first and second neural networks. This can reduce the complexity of the neural networks.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Anzahl der zur Ermittlung des Berechnungswerts eingesetzten und das erste und zweite neuronale Netzwerk einschließenden neuronalen Netzwerke gleich n+1 ist. Auch können einschließlich dem ersten und zweiten neuronalen Netzwerk weniger als n+1 oder n neuronale Netzwerke verwendet werden. Beispielsweise kann einer der Parameter des analytischen Zusammenhangs herkömmlich berechnet werden. Wenigstens einer der Parameter des analytischen Zusammenhangs kann fest vorgegeben sein.According to the invention it is provided that the number of neural networks used to determine the calculation value and including the first and second neural networks is equal to n+1. Also, including the first and second neural networks, fewer than n+1 or n neural networks can be used. For example, one of the parameters of the analytical relationship can be calculated conventionally. At least one of the parameters of the analytical context can be fixed.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Berechnungswert eine Temperaturänderung, der erste Parameter einen Wärmeeintrag, der zweite Parameter eine Wärmeabfuhr und/oder der Eingangswert eine Temperatur kennzeichnet. Die Temperaturänderung kann die Temperatur eines Elektromotors sein. Der Wärmeeintrag kann durch elektrische Energie entstehen. Die Wärmeabfuhr kann konduktiv, radiativ und/oder konvektiv sein.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the calculation value indicates a temperature change, the first parameter indicates a heat input, the second parameter indicates a heat dissipation and/or the input value indicates a temperature. The temperature change can be the temperature of an electric motor. The heat input can arise from electrical energy. The heat dissipation can be conductive, radiative and/or convective.
Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine Fahrzeugvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.Furthermore, at least one of the previously specified tasks is solved by a vehicle device with the features according to claim 6.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Fahrzeugvorrichtung eine Antriebsstrangvorrichtung eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs ist. Die Antriebsstrangvorrichtung kann zur Fortbewegung des Fahrzeugs eingerichtet sein. Die Antriebsstrangvorrichtung kann eine Antriebsleistung zur Fortbewegung des Fahrzeugs aufbauen.In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the vehicle device is a drive train device of a drive train of the vehicle. The drive train device can be set up to move the vehicle. The powertrain device can generate drive power to move the vehicle.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und der Abbildung.Further advantages and advantageous refinements of the invention result from the description of the figures and the illustration.
FigurenbeschreibungCharacter description
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildung ausführlich beschrieben. Es zeigt:
-
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. DasVerfahren 10 zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung 12 wird beispielsweise im Betrieb eines die Fahrzeugvorrichtung 12 aufweisenden Fahrzeugs angewendet. Die Fahrzeugvorrichtung 12 kann eine Antriebsstrangvorrichtung 14 des Fahrzeugs, speziell ein Elektromotor des Fahrzeugs sein.
-
1 shows a schematic view of a method for operating a vehicle device in a special embodiment of the invention. Themethod 10 for operating a vehicle device 12 is used, for example, when operating a vehicle having the vehicle device 12. The vehicle device 12 may be a powertrain device 14 of the vehicle, specifically an electric motor of the vehicle.
Der Betrieb der Fahrzeugvorrichtung 12 erfolgt abhängig von einem Berechnungswert 16. Der Berechnungswert 16 kann eine Temperaturänderung ΔT einer Temperatur T des Elektromotors sein. Der Elektromotor kann bevorzugt abhängig von der Temperaturänderung ΔT und damit von der abhängig von der Temperaturänderung ΔT berechneten Temperatur T betrieben werden.The operation of the vehicle device 12 takes place depending on a
Der Berechnungswert 16 wird durch einen analytischen Zusammenhang 18 abhängig von wenigstens einem ersten Parameter a und zweiten Parameter b und einem Eingangswert TR berechnet. Beispielsweise ist der analytische Zusammenhang 18 durch ein Polynom n-ter Ordnung, insbesondere erster Ordnung mit n = 1 wie folgt darstellbar:
Die Anzahl der Parameter des analytischen Zusammenhangs 18 ist damit gleich n + 1. Der ermittelte Berechnungswert 16 kann den Eingangswert
Der erste Parameter a kann einen Wärmeeintrag Pin und der zweite Parameter b kann eine Wärmeabfuhr Pout kennzeichnen. Der erste Parameter a kann wie folgt von Eingangsgrößen abhängig aufgebaut sein:
Der zweite Parameter b kann wie folgt von Eingangsgrößen abhängig aufgebaut sein:
Der erste Parameter a wird durch ein erstes neuronales Netzwerk 20 und der zweite Parameter b durch ein zweites neuronales Netzwerk 22 berechnet. Das erste und zweite neuronale Netzwerk 20, 22 sind bevorzugt unabhängig voneinander trainiert. Die Anzahl der zur Ermittlung des Berechnungswerts 16 eingesetzten neuronalen Netzwerke ist gleich n + 1. Das erste neuronale Netzwerk 20 ist mit Trainingsdaten a1 bis am und das zweite neuronale Netzwerk 22 ist mit Trainingsdaten b1 bis bk trainiert.The first parameter a is calculated by a first
BezugszeichenlisteReference symbol list
- PinPin code
- WärmeeintragHeat input
- PoutPout
- WärmeabfuhrHeat dissipation
- TRTR
- EingangswertInput value
- ΔTΔT
- TemperaturänderungTemperature change
- aa
- erster Parameterfirst parameter
- bb
- zweiter Parametersecond parameter
- 1010
- VerfahrenProceedings
- 1212
- FahrzeugvorrichtungVehicle device
- 1414
- AntriebsstrangvorrichtungPowertrain device
- 1616
- BerechnungswertCalculation value
- 1818
- analytischer Zusammenhanganalytical context
- 2020
- erstes neuronales Netzwerkfirst neural network
- 2222
- zweites neuronales Netzwerksecond neural network
Claims (6)
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