EP4244477A1 - Verbrennungsmotorsteuerung mit aus einem lernfähigen modell abgeleiteten betriebsparameter-kennfeld - Google Patents

Verbrennungsmotorsteuerung mit aus einem lernfähigen modell abgeleiteten betriebsparameter-kennfeld

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EP4244477A1
EP4244477A1 EP21810946.0A EP21810946A EP4244477A1 EP 4244477 A1 EP4244477 A1 EP 4244477A1 EP 21810946 A EP21810946 A EP 21810946A EP 4244477 A1 EP4244477 A1 EP 4244477A1
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EP
European Patent Office
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operating parameter
internal combustion
combustion engine
engine
control unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP21810946.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dr. Julius PFROMMER
Dr. Janina STOMPE
Johannes Sailer
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the invention relates to an engine control unit for an internal combustion engine of a vehicle, with a control unit which is designed to set one or more operating parameters of the internal combustion engine, based on a predefined multidimensional operating parameter map which is stored in the control unit and for various operating states of the internal combustion engine respective operating parameter values.
  • Modern engine controllers in vehicle internal combustion engines control or regulate the internal combustion engine based on a control scheme.
  • This control scheme which can be in the form of a high-dimensional map for the engine operating parameters (or, more generally, with such an operating parameter map), corresponds to a mathematical mapping of a number of input engine operating parameters, the measured variables, to a number of output Motor operating parameters, the control variables.
  • the output engine operating parameters are typically output by the corresponding control unit of the engine control device as a voltage, with both the level of the corresponding voltage and the time of application, the "timing" of the corresponding voltage the corresponding output engine Operating parameters are determined.
  • the size of the corresponding voltage for a throttle valve position as an output engine operating parameter can encode a respective throttle valve angle.
  • the ignition point as an output engine operating parameter is usually determined via the timing of the corresponding voltage, i.e.
  • the exact time of a corresponding voltage peak in the associated control channel set wherein the time can be specified as a relative time based on a working cycle of the internal combustion engine, for example based on a top dead center (Analog) voltages as well as coded digital signals are available, for example as a data signal from corresponding sensors or as a data signal which contains values from a corresponding arithmetic unit calculated on the basis of corresponding sensor values.
  • the control scheme for example in the form of a multidimensional operating parameter map, then maps a higher-dimensional input engine operating parameter space of, for example, nine dimensions to a lower-dimensional output engine operating parameter space of, for example, three dimensions.
  • the ideal control scheme for an internal combustion engine also generally depends on factors that are not or are not explicitly considered in the control scheme. For example, fuel quality, air pressure, humidity, ambient temperature or other environmental parameters, which can vary during operation of the internal combustion engine and are often not foreseeable when the engine control unit is designed, also change the behavior of the internal combustion engine.
  • a universal control scheme is correspondingly stored in the engine control units, which is stable and acceptable for different environmental parameters, ie varying, different values of one or more environmental parameters.
  • a torque response here describes the course of a provided actual torque of the internal combustion engine in response to a requested target torque.
  • One aspect relates to an engine control device for an internal combustion engine of a vehicle, in particular a drive internal combustion engine of a vehicle.
  • This engine control device has a control unit that is designed to set one or more operating parameters of the internal combustion engine based on a predefined multidimensional operating parameter map that is stored in the control unit and specifies respective operating parameter values for different operating states of the internal combustion engine.
  • the operating parameter characteristics map can in particular be designed for an at least four-dimensional or at least six-dimensional input engine operating parameter space.
  • the operating states of the internal combustion engine can be represented by input engine operating parameters, which are provided to the engine control unit or are queried by it.
  • the operating parameters of the internal combustion engine that can be set by the engine control device can be correspondingly referred to as output engine operating parameters will.
  • the multi-dimensional operating parameter map thus forms a mathematical mapping of the input engine operating parameters to the output engine operating parameters and thus implements a control response of the engine control device as a control scheme.
  • the setting here can accordingly include controlling and/or regulating.
  • the control unit is designed to transmit an operating parameter history, which includes operating parameter values set for the internal combustion engine over the course of its operation, preferably with a time stamp and/or correlated with the operating states of the internal combustion engine, to a learning unit. Accordingly, the control unit is also designed to receive operating parameter map update data from the learning unit and to update the stored operating parameter map using the operating parameter map update data.
  • the fact that the learning unit is independent of the control unit means that the motor control can be adapted in a particularly flexible manner.
  • learning and thus updating can be implemented without great effort and without requiring a data connection to the outside.
  • learning can be carried out particularly frequently and without delay.
  • An external learning unit in particular one that is external to the vehicle, in turn has the advantage that a particularly large amount of computing capacity is available, so that even more complex learning processes can be completed quickly.
  • the concept presented also allows combinations of local and remote learning units, which can have the same features described below, but preferably use different learning algorithms.
  • the respective operating state(s) of the internal combustion engine can be represented by operating state data or input engine operating parameters.
  • This can in particular an engine speed and / or Throttle valve position and/or an injected fuel quantity and/or a combustion residual gas quantity and/or an ignition point and/or a valve opening and valve closing point in time and/or an engine temperature and/or an intake-side gas mixture pressure and/or a pressure in the combustion chamber and/or a gas mixture pressure on the exhaust gas side and/or an engine torque and/or an engine mileage and/or a geographic position of the vehicle and/or an engine ambient air pressure and/or an engine ambient humidity and/or an engine Ambient temperature and/or a fuel quality and/or an internal combustion engine type designation and/or a vehicle type designation and/or a vehicle mass include or be.
  • the respective operating parameters which are set by the control unit, can be represented by output engine operating parameters. These are or include in particular a throttle valve position and/or an injection quantity of fuel and/or an ignition point and/or a valve opening point and/or valve closing point (a phase adjuster for the valves) and/or a turbocharger charging pressure.
  • the operating parameters mentioned are particularly advantageous here.
  • the operating parameter history also includes the operating states, for example one or more input engine operating parameters, of the internal combustion engine, on the basis of which the respective operating parameter values, i.e. in particular the output engine operating parameters, are set , includes.
  • the operating parameter history can in particular also include a time profile of the operating states of the internal combustion engine and the set operating parameter values corresponding to the respective operating states, i.e. the operating states of the internal combustion engine with the correlated set operating parameter values over a period of time.
  • the operating parameter history preferably includes all available operating states and/or all available set operating parameter values.
  • the operating parameter history can thus include an "operating trace" of the internal combustion engine, from which the operation of the internal combustion engine can be reconstructed over the corresponding period of time or duration.
  • a simulation model of the internal combustion engine i. H. of the combustion process in the internal combustion engine, and an objective function for evaluating the behavior of the internal combustion engine, d. H. the combustion in the internal combustion engine.
  • the simulation model can be trained using a learning algorithm that is stored in the learning unit and can be activated by it, i. H. changeable or updatable.
  • the learning unit is designed accordingly to train and thus update the simulation model based on the transmitted operating parameter history and the stored target function using the learning algorithm.
  • the learning unit is designed to generate the operating parameter map update data using the updated simulation model. This can be done in particular by means of a new operating parameter map calculated under the condition of the updated simulation model, the operating parameter map update data then being suitable for adapting the operating parameter map stored in the control unit to the new operating parameter map.
  • the simulation model can be a simulation model that combines physically known relationships with purely data-driven, learned relationships, a so-called "semi-physical" simulation model Network-learned propagation of the flame front during combustion can be combined as a data-driven relationship.
  • the operating parameter values of the operating parameter history set and used under real conditions are thus used to complete the understanding, i.e. the simulation model, of the internal combustion engine and the knowledge gained is made available again in the form of the operating parameter map update data in order to use it again to test under real conditions.
  • the learning unit is also formed to provide the operating parameter map update data for updating the operating parameter map stored in the control unit to the control unit.
  • the operating parameter map update data can include the new operating parameter map in whole or in part, or one or more update values which quantify respective change values "A" of corresponding entries in the stored operating parameter map in the control unit. This has the advantage that The behavior of the engine control unit can be continuously improved under real conditions and at the same time the computing effort required in the control unit is minimized.
  • the learning unit is designed to repeatedly update, generate and provide, preferably in this order and/or iteratively, so that the simulation model in the learning unit and correspondingly the operating parameter map in the control unit become better and better over time the internal combustion engine, i.e. the vehicle and its surroundings.
  • the simulation model can in particular be a semi-physical simulation model in which a physical basic model has parameters that can be adjusted via the learning algorithm.
  • the number of parameters can be very large, for example 1,000 or more or 2,000 or more parameters.
  • Such a complex model can therefore be used advantageously in the scenario described, since the operating parameter history can contain a large number of data with a high frequency, for example per ignition, so that larger parameter sets can also be reliably learned accordingly So the motor control can be improved particularly effectively.
  • the target function evaluates the behavior of the internal combustion engine based on a predefined optimization parameter, which in particular includes or is a torque response of the internal combustion engine and/or fuel consumption and/or an exhaust gas composition of the internal combustion engine.
  • the target function can thus be used to weigh up various aspects such as "How close is the torque to the desired torque?" and/or "How high is the need?" and/or "How many emissions are generated?" to serve.
  • the objective function torque response - desired torque2 + a * fuel consumption + ⁇ * exhaust gas composition
  • ⁇ and ⁇ as weighting parameters.
  • control unit is designed to transmit the operating parameter history and/or receive the operating parameter map update data only in a predetermined period of time and/or only in a predetermined local area and/or only to be carried out in a predetermined operating state of the internal combustion engine, in particular only when the internal combustion engine is switched off and/or has an engine temperature which is below a certain value.
  • a further aspect relates to an engine control system with an engine control unit according to one of the described embodiments and with a learning unit which is arranged remotely from the engine control unit in a server device, in particular a server device which is installed in a fixed location.
  • a learning unit which is arranged remotely from the engine control unit in a server device, in particular a server device which is installed in a fixed location.
  • the engine control unit requires only little computing capacity and, conversely, more complex learning algorithms can also be used in the learning unit.
  • the learning unit can also be updated more easily in this way, in particular the learning algorithm can be updated in order in turn to improve the motor control more effectively.
  • This is also advantageous in that there are currently major leaps in knowledge in the field of research into learning algorithms, so that it is particularly desirable to be able to adapt the learning algorithm to the current state of development with little effort.
  • the operating parameter history is transmitted and/or the operating parameter map update data is received via a wireless interface of the control unit and learning unit, in particular a mobile radio interface such as LTE or 5G and/or a Wireless local area network (WLAN) interface or a near field radio interface such as Bluetooth or the like.
  • a wireless interface of the control unit and learning unit in particular a mobile radio interface such as LTE or 5G and/or a Wireless local area network (WLAN) interface or a near field radio interface such as Bluetooth or the like.
  • WLAN Wireless local area network
  • Bluetooth near field radio interface
  • a further aspect relates to a method for operating an engine control unit of an internal combustion engine of a vehicle.
  • One method step is setting one or more operating parameters of the internal combustion engine by a control unit based on a predefined multi-dimensional operating parameter characteristic map, which specifies respective operating parameter values for different operating states of the internal combustion engine.
  • a further method step is for the control unit to transmit an operating parameter history, which includes operating parameter values set for the internal combustion engine over the course of its operation, to a learning unit. Additional method steps include receiving operating parameter map update data by the control unit from the learning unit and corresponding updating of the stored operating parameter map using the received operating parameter map update data by the control unit.
  • a final aspect relates to a method for operating a learning unit of an engine control system, which comprises the learning unit and an engine control device of an internal combustion engine of a vehicle according to one of the specified embodiments.
  • One method step is receiving an operating parameter history, which includes operating parameter values set for the internal combustion engine over the course of its operation, by the learning unit from the engine control unit.
  • Further method steps are the generation of operating parameter map update data by means of a simulation model by the learning unit and the provision of the operating parameter map update data to the engine control unit by the learning unit.
  • advantages and advantageous embodiments of the method correspond to the advantageous embodiments described for the learning unit of the engine control device or engine control system.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an engine control device for an internal combustion engine of a vehicle with an associated learning unit, which together form an exemplary engine control system.
  • the engine control unit 1 for the internal combustion engine 2 of the vehicle which is not shown, has a control unit 3 .
  • This control unit 3 is designed to set one or more operating parameters 4 , as in the present case, an injection fuel quantity F of the internal combustion engine 2 , based on a predefined multidimensional operating parameter map 5 which is stored in the control unit 3 .
  • the multi-dimensional operating parameter map 5 specifies the respective operating parameter values 4 for various operating states 6 such as a pressure P and a temperature T of the internal combustion engine 2, as in the present case, the injected fuel quantity F.
  • the operating states 6 can be provided by the internal combustion engine 2 and corresponding internal combustion engine sensors and/or by further or additional sensors 7 in an environment of the internal combustion engine 2.
  • the control unit 3 is designed to transmit an operating parameter history 4t to the learning unit 8 .
  • the operating parameter history 4t and the operating parameter map update data 5 are transmitted in the present case via a corresponding wireless connection 11, which is implemented via corresponding wireless interfaces of control unit 3 and learning unit 4.
  • the operating parameter history 4t includes operating parameter values set for the internal combustion engine 2 over the course of its operation, presently in the form of the time-dependent injected fuel quantity F(t).
  • the control unit 3 is also designed to receive operating parameter map update data 5′ from the learning unit 8, which in the example shown includes a new, updated operating parameter map, and the stored operating parameter map 5 by means of the operating parameter map Update update data 5', in this case replacing the stored operating parameter map 5 with the new operating parameter map 5'.
  • a simulation model 9 of the internal combustion engine 2 and a target function for evaluating the behavior of the internal combustion engine 2 are stored in the learning unit 8 .
  • the simulation model 9 can be trained using a learning algorithm 10 stored in the learning unit 8, and the learning unit 8 is designed to update the simulation model 9 based on the transmitted operating parameter history 4t and the stored target function using the learning algorithm 10 and using the updated simulation model 9 in turn to generate the operating parameter map update data 5'.
  • the learning unit 8 is further designed to provide the operating parameter map update data 5', in this case the new operating parameter map, to the engine control unit 1 or the control unit 3.
  • the simulation model 9 is iteratively improved and adapted to the real operating conditions of the internal combustion engine 2 by repeatedly providing the operating parameter history 4t.
  • the operating parameter map 5 stored in the control unit 3 is continuously improved and the engine control of the internal combustion engine 2 is optimized.
  • the learning unit 8 is arranged remotely from the engine control unit 1, for example in a server device, preferably in a cloud, so that the learning algorithm 10 can be carried out particularly quickly and updated easily.
  • Engine control unit 1 and learning unit 8 thus form an engine control system 17 in the present case.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motor-Steuergerät (1) für einen Verbrennungsmotor (2) eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinheit (3), welche ausgebildet ist, einen oder mehrere Betriebsparameter (4) des Verbrennungsmotors (2) einzustellen basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld (5), welches in der Steuereinheit (3) hinterlegt ist und für verschiedene Betriebszustände (6) des Verbrennungsmotors (2) jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt, wobei die Steuereinheit (3) dafür ausgebildet ist, eine Betriebsparameter-Historie (4t), welche für den Verbrennungsmotor (2) in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte umfasst, an eine Lerneinheit (8) zu übermitteln, sowie dafür, von der Lerneinheit (8) Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') zu empfangen und das hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld (5) mittels der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') zu aktualisieren, um eine verbesserte Steuerung für den Verbrennungsmotor (2) bereitzustellen.

Description

Verbrennungsmotorsteuerung mit aus einem lernfähigen Modell abgeleiteten Betriebsparameter-Kennfeld
Die Erfindung betrifft ein Motor-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinheit, welches ausgebildet ist, einen oder mehrere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors einzustellen, basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld, welches in der Steuereinheit hinterlegt ist und für verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt.
Moderne Motor-Steuergeräte in Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen steuern oder regeln den Verbrennungsmotor basierend auf einem Steuerschema. Dieses Steuerschema, was beispielsweise in Form eines hochdimensionalen Kennfeldes für die Motor-Betriebsparameter (oder, allgemeiner, mit einem solchen Betriebsparameter-Kennfeld) vorliegen kann, entspricht einer mathematischen Abbildung einer Anzahl von Eingangs- Motorbetriebsparametern, den Messgrößen, auf eine Anzahl von Ausgangs- Motor-Betriebsparametern, den Regelgrößen.
Die Ausgangs-Motor-Betriebsparameter werden von der entsprechenden Steuereinheit des Motor-Steuergeräts dabei typischerweise als Voltspannung ausgegeben, wobei sowohl die Höhe der entsprechenden Voltspannung, als auch der Zeitpunkt des Anliegens, das „Timing", der entsprechenden Voltspannung den entsprechenden Ausgangs-Motor-Betriebsparameter bestimmt. So kann beispielsweise die Größe der entsprechenden Voltspannung für eine Drosselklappenstellung als Ausgangsmotor-Betriebsparameter einen jeweiligen Drosselklappen-Winkel codieren. Der Zündzeitpunkt als Ausgangsmotor-Betriebsparameter wird hingegen üblicherweise über das Timing der entsprechenden Voltspannung, d. h. den genauen Zeitpunkt einer entsprechenden Spannungsspitze in dem zugehörigen Steuerkanal eingestellt, wobei der Zeitpunkt als Relativ-Zeitpunkt bezogen auf einem Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors vorgegeben sein kann, beispielsweise auf bezogen einen oberen Totpunkt. Die Eingangsmotor-Betriebsparameter können sowohl als (analoge) Voltspannungen als auch als kodiertes digitales Signal vorliegen, beispielsweise als Datensignal von entsprechenden Sensoren oder als Datensignal, welches basierend auf entsprechenden Sensorwerten berechnete Werte aus einer entsprechenden Recheneinheit enthält. Das Steuerschema, beispielsweise in Form eines mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfelds, bildet dann einen höherdimensionalen Eingangs-Motor- Betriebsparameterraum von beispielsweise neun Dimensionen auf einen niederdimensionalen Ausgangs-Motor-Betriebsparameterraum von beispielsweise drei Dimensionen ab.
Das ideale Steuerschema für einen Verbrennungsmotor hängt hier im Allgemeinen auch von Faktoren ab, die nicht explizit in dem Steuerschema berücksichtigt sind oder berücksichtigt werden. Beispielsweise verändert auch eine Spritqualität, ein Luftdruck, eine Luftfeuchtigkeit, eine Umgebungstemperatur oder sonstige Umfeld-Parameter, welche im Betrieb des Verbrennungsmotors variieren können und oft beim Auslegen des Motor-Steuergeräts nicht vorhersehbar sind, ein Verhalten des Verbrennungsmotors. In der Praxis wird entsprechend ein Universal-Steuerschema in den Motor-Steuergeräten hinterlegt, welches für unterschiedliche Umfeld-Parameter, d.h. variierende, unterschiedliche Werte eines oder mehrerer Umfeld-Parameter, stabil akzeptable Ergebnisse hinsichtlich beispielsweise einer Drehmomentantwort, eines Spritverbrauchs oder einer Abgaszusammensetzung des Verbrennungsmotors liefert. Eine Drehmomentantwort beschreibt hier den Verlauf eines bereitgestellten Ist-Drehmoments des Verbrennungsmotors in Antwort auf ein angefordertes Soll-Drehmoment.
Eine erste Voraussetzung, um für Verbrennungsmotoren unter Realbedingungen eine verbesserte Motorsteuerung zu erzielen, ist in der US 2004/133 336 Al beschrieben, in welcher eine Verbrennungsleistung eines Fahrzeuges aus der Ferne identifiziert wird, um so eine Fernüberwachung der Fahrzeugleistung zu ermöglichen.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuerung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welche es ermöglicht, reale Umfeldbedingungen des Verbrennungsmotors besser bei dessen Steuerung zu berücksichtigen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der Figur.
Ein Aspekt betrifft ein Motor-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, insbesondere einen Antriebs-Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs. Dieses Motor-Steuergerät weist eine Steuereinheit auf, welche ausgebildet ist, einen oder mehrere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors einzustellen, basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld, welches in der Steuereinheit hinterlegt ist und für verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt. Das Betriebsparameter-Kennfeld kann insbesondere ausgebildet sein für einen zumindest vierdimensionalen oder einen zumindest sechsdimensionalen Eingangs-Motor-Betriebsparameterraum. Die Betriebszustände des Verbrennungsmotors können dabei durch Eingangs-Motor- Betriebsparameter repräsentiert werden, welche an das Motor-Steuergerät bereitgestellt werden oder von diesem abgefragt werden. Die von dem Motor-Steuergerät einstellbaren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors können entsprechend als Ausgangs-Motor-Betriebsparameter bezeichnet werden. Das mehrdimensionale Betriebsparameter-Kennfeld bildet somit eine mathematische Abbildung der Eingangs-Motor-Betriebsparameter auf die Ausgangs-Motor-Betriebsparameter und realisiert somit als Steuerschema eine Regelantwort des Motor-Steuergerätes. Das Einstellen kann hier entsprechend ein Steuern und/oder ein Regeln umfassen.
Die Steuereinheit ist dabei ausgebildet, eine Betriebsparameter-Historie, welche für den Verbrennungsmotor in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte, bevorzugt mit einem Zeitstempel und/oder korreliert mit den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors, umfasst, an eine Lerneinheit zu übermitteln. Entsprechend ist die Steuereinheit ebenfalls ausgebildet, von der Lerneinheit Betriebsparameter-Kennfeld- Aktualisierungsdaten zu empfangen und das hinterlegte Betriebsparameter- Kennfeld mittels der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten zu aktualisieren.
Das hat den Vorteil, dass eine flexible Steuerung des Verbrennungsmotors realisiert werden kann, bei welcher sich das Steuergerät an veränderte Bedingungen, welche im Vorfeld, insbesondere bei Auslegung des Motor- Steuergeräts, nicht bekannt sein müssen, anpassen kann. Dadurch, dass die Lerneinheit unabhängig von der Steuereinheit ist, kann das Anpassen der Motorsteuerung besonders flexibel gestaltet werden. So kann bei einer in das Motor-Steuergerät integrierten Lerneinheit das Lernen und damit Aktualisieren ohne großen Aufwand und ohne Anforderungen an eine Datenverbindung nach außen implementiert werden. Dadurch kann besonders häufig bzw. verzögerungsfrei gelernt werden. Eine externe, insbesondere fahrzeugexterne Lerneinheit hat wiederum den Vorteil, dass ein besonders großes Maß an Rechenkapazität zur Verfügung steht, so dass auch komplexere Lernprozesse zügig abgeschlossen werden können. Das vorgestellte Konzept erlaubt auch Kombinationen von lokaler und entfernter Lerneinheit, welche die gleichen, im Folgenden beschriebenen Merkmale aufweisen können, jedoch bevorzugt unterschiedliche Lernalgorithmen nutzen.
Der oder die jeweiligen Betriebszustände des Verbrennungsmotors können durch Betriebszustandsdaten oder Eingangs-Motor-Betriebsparameter repräsentiert sein. Diese können insbesondere eine Motor-Drehzahl und/oder eine Drosselklappenstellung und/oder eine Einspritzspritmenge und/oder eine Verbrennungs-Restgasmenge und/oder einen Zündzeitpunkt und/oder einen Ventilöffnungs- und Ventilschließzeitpunkt und/oder eine Motortemperatur und/oder einen ansaugseitigen Gasgemisch-Druck und/oder einen Druck im Verbrennungsraum und/oder einen abgasseitigen Gasgemisch-Druck und/oder ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Laufleistung und/oder eine geographische Position des Fahrzeugs und/oder einen Motor- Umgebungs-Luftdruck und/oder eine Motor-Umgebungs-Luftfeuchtigkeit und/oder eine Motor-Umgebungstemperatur und/oder eine Spritqualität und/oder eine Verbrennungsmotor-Typenbezeichnung und/oder eine Fahrzeug-Typenbezeichnung und/oder eine Fahrzeugmasse umfassen oder sein. Die jeweiligen Betriebsparameter, welche durch die Steuereinheit eingestellt werden, können durch Ausgangs-Motor-Betriebsparameter repräsentiert sein. Diese sind oder umfassen insbesondere eine Drosselklappenstellung und/oder eine Einspritz-Spritmenge und/oder einen Zündzeitpunkt und/oder einen Ven- tilöffnungszeitpunkt und/oder Ventilschließzeitpunkt (einen Phasensteller für die Ventile) und/oder einen Turbolader-Aufladedruck. Die genannten Betriebsparameter sind hier besonders vorteilhaft.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Betriebsparameter-Historie auch die Betriebszustände, also beispielsweise einen oder mehreren Eingangs-Motor-Betriebsparameter, des Verbrennungsmotors, basierend auf welchen die jeweiligen Betriebsparameter-Werte, also insbesondere die Ausgangs-Motor-Betriebsparameter, eingestellt werden, umfasst. Dabei kann die Betriebsparameter-Historie insbesondere auch einen zeitlichen Verlauf der Betriebszustände des Verbrennungsmotors und der den jeweiligen Betriebszuständen entsprechenden eingestellten Betriebsparameter- Werten, also den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors mit den korrelierten eingestellten Betriebsparameter-Werten über eine Zeitspanne hinweg umfassen. Bevorzugt umfasst die Betriebsparameter-Historie dabei alle verfügbaren Betriebszustände und/oder alle verfügbaren eingestellten Betriebsparameter-Werte. Die Betriebsparameter-Historie kann somit eine „Betriebsspur" des Verbrennungsmotors umfassen, aus welcher sich der Betrieb des Verbrennungsmotors über die entsprechende Zeitspanne oder zeitliche Dauer hin rekonstruieren lässt. Das hat den Vorteil, dass die Lerneinheit ein besonders genaues, idealerweise vollständiges Bild der Abläufe im Verbrennungs- motor hat und somit das Betriebsparameter-Kennfeld besonders effektiv optimiert, insbesondere an sich ändernde Bedingungen angepasst werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass in der Lerneinheit ein Simulationsmodell des Verbrennungsmotors, d. h. des Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor, und eine Zielfunktion zum Bewerten des Verhaltens des Verbrennungsmotors, d. h. der Verbrennung im Verbrennungsmotor, abgespeichert ist. Dabei ist das Simulationsmodell mittels eines in der Lerneinheit abgespeicherten und von dieser aktivierbaren Lernalgorithmus trainierbar, d. h. veränderbar oder aktualisierbar. Die Lerneinheit ist entsprechend ausgebildet, das Simulationsmodell basierend auf der übermittelten Betriebsparameter-Historie und der abgespeicherten Zielfunktion mittels des Lernalgorithmus zu trainieren und damit zu aktualisieren. Ferner ist die Lerneinheit ausgebildet, mittels des aktualisierten Simulationsmodells die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten zu erzeugen. Dies kann insbesondere mittels eines unter der Bedingung des aktualisierten Simulationsmodells berechneten neuen Betriebsparameter-Kennfelds erfolgen, wobei die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten dann geeignet sind, das in der Steuereinheit hinterlegte Betriebsparameter- Kennfeld an das neue Betriebsparameter-Kennfeld anzugleichen.
Das Simulationsmodell kann ein Simulationsmodell sein, welches physikalisch bekannte Zusammenhänge mit rein datengetriebenen gelernten Zusammenhängen kombiniert, ein sogenanntes „semi-physikalisches" Simulationsmodell. In einem solchen Simulationsmodell können beispielsweise thermodynamische Zusammenhänge von Energie, Volumen, Druck und Temperatur als physikalischer Zusammenhang mit der mittels neuronalem Netz gelernten Ausbreitung der Flammenfront bei der Verbrennung als datengetriebener Zusammenhang kombiniert werden.
Es werden somit die unter Realbedingungen eingestellten und genutzten Betriebsparameter-Werte der Betriebsparameter-Historie genutzt, um das Verständnis, also das Simulationsmodell, des Verbrennungsmotors zu vervollständigen und die gewonnene Erkenntnis in Form der Betriebsparameter- Kennfeld-Aktualisierungsdaten wieder verfügbar gemacht, um sie, wieder unter Realbedingungen, zu testen. Entsprechend ist die Lerneinheit auch aus- gebildet, die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten zum Aktualisieren des in der Steuereinheit hinterlegten Betriebsparameter-Kennfeldes an die Steuereinheit bereitzustellen. Die Betriebsparameter-Kennfeld- Aktualisierungsdaten können dabei das neue Betriebsparameter-Kennfeld ganz oder in Teilen umfassen, oder auch einen oder mehrere Aktualisierungswerte, welche jeweilige Änderungswerte „A" entsprechender Einträge im hinterlegten Betriebsparameter-Kennfeld in der Steuereinheit quantifizieren. Das hat den Vorteil, dass das Verhalten des Motor-Steuergeräts unter Realbedingungen stetig verbessert werden kann und zugleich in der Steuereinheit ein erforderlicher Rechenaufwand minimiert wird. Auch das zwischen Steuereinheit und Lerneinheit entstehende Datenvolumen kann durch Wahl der geeigneten Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten minimiert werden.
Insbesondere ist die Lerneinheit ausgebildet, das Aktualisieren, das Erzeugen und das Bereitstellen wiederholt, bevorzugt in dieser Reihenfolge und/oder iterativ, durchzuführen, so dass das Simulationsmodell in der Lerneinheit und entsprechend das Betriebsparameter-Kennfeld in der Steuereinheit sich über die Zeit immer besser an den Verbrennungsmotor, d.h. das Fahrzeug und dessen Umfeld anpassen. Das Simulationsmodell kann dabei insbesondere ein semi-physikalisches Simulationsmodell sein, in welchem ein physikalisches Grundmodell über den Lernalgorithmus anpassbare Parameter aufweist. Die Anzahl der Parameter kann dabei sehr groß sein, beispielsweise 1.000 oder mehr oder 2.000 oder mehr Parameter umfassen. Ein derart komplexes Modell kann deswegen in dem geschilderten Szenario in vorteilhafter Weise genutzt werden, da in der Betriebsparameter-Historie eine Vielzahl an Daten mit hoher Frequenz, bspw. pro Zündung, vorliegen können, so dass auch größere Parameter-Mengen verlässlich gelernt werden, entsprechend also die Motorsteuerung besonders effektiv verbessert werden kann.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Zielfunktion das Verhalten des Verbrennungsmotors bewertet basierend auf einem vorgegebenen Optimierungs- Parameter, welcher insbesondere eine Drehmoment-Antwort des Verbrennungsmotors und/oder einen Spritverbrauch und/oder eine Abgaszusammensetzung des Verbrennungsmotors umfasst oder ist. Die Zielfunktion kann somit einem Abwägen zwischen verschiedenen Aspekten wie „Wie nah ist das Drehmoment am Wunsch-Drehmoment?" und/oder „Wie hoch ist der Ver- brauch?" und/oder „Wieviel Emissionen werden erzeugt?" dienen. Beispielsweise kann die Zielfunktion (Drehmoment-Antwort - Wunschdrehmoment)2 + a * Spritverbrauch + ß * Abgaszusammensetzung) minimiert werden, mit a und ß als Gewichtungsparametern. Das hat den Vorteil, dass sich das Lernen der Motorsteuerung, d.h. der Lernprozess, über den Optimierungsparameter lenken lässt. Dabei haben die beschriebenen Optimierungs-Parameter sich als besonders vorteilhaft für das effektive Verbessern der Motorsteuerung unter Realbedingungen erwiesen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, das Übermitteln der Betriebsparameter-Historie und/oder das Empfangen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungs- daten nur in einem vorgegebenen Zeitraum und/oder nur in einem vorgegebenen örtlichen Bereich und/oder nur in einem vorgegebenen Betriebszustand des Verbrennungsmotors durchzuführen, insbesondere nur, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist und/oder eine Motor-Temperatur aufweist, welche unter einem bestimmten Wert liegt. Das hat den Vorteil, dass unerwünschtes Übermitteln bzw. Aktualisieren unterbunden werden kann und beispielsweise auch sichergestellt werden kann, dass eine Verbindung zur Lerneinheit nicht unvermutet abbricht. Auch kann so erreicht werden, dass die Betriebsparameter-Historie eine vorgegebene Mindestquantität aufweist, mit welcher ein besonders effizientes Lernen erreicht wird.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Motor-Steuersystem mit einem Motor- Steuergerät nach einer der beschriebenen Ausführungsformen sowie mit einer örtlich entfernt von dem Motor-Steuergerät in einem, insbesondere ortsfest installierten, Server-Gerät angeordneten Lerneinheit. Das hat den Vorteil, dass das Motor-Steuergerät nur wenig Rechenkapazität benötigt und umgekehrt in der Lerneinheit auch komplexere Lernalgorithmen genutzt werden können. Überdies kann die Lerneinheit so auch leichter aktualisiert werden, insbesondere der Lernalgorithmus aktualisiert werden, um so wiederum die Motorsteuerung effektiver zu verbessern. Dies ist auch insofern vorteilhaft, als dass derzeit im Bereich der Erforschung von Lernalgorithmen große Wissenssprünge erfolgen, so dass es besonders wünschenswert ist, den Lernalgorithmus mit wenig Aufwand an den aktuellen Stand der Entwicklung anpassen zu können. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass das Übermitteln der Betriebsparameter-Historie und/oder das Empfangen der Be- triebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten über eine Drahtlosschnittstelle von Steuereinheit und Lerneinheit erfolgt, insbesondere eine Mobilfunk- schnittstelle wie LTE oder 5G und/oder eine Drahtlos-Lokalbereichs-Netzwerk- Schnittstelle (Wireless Local Area Network, WLAN) oder eine Nahfeld- Funkschnittstelle wie Bluetooth oder dergleichen. Dies bringt eine besondere Flexibilität und Bedienerfreundlichkeit mit sich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten auf die drahtlose Übermittlung angepasst sind, um das Datenvolumen zu reduzieren, beispielsweise lediglich die oben genannten Veränderungswerte übertragen werden.
Weitere Aspekte betreffen einen Verbrennungsmotor oder ein Fahrzeug mit einem Motor-Steuergerät nach einem der beschriebenen Ausführungsformen oder mit einem Motor-Steuergerät einer der beschriebenen Ausführungsformen von Motor-Steuersystemen.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Motor- Steuergeräts eines Verbrennungsmotors von einem Fahrzeug. Ein Verfahrensschritt ist dabei ein Einstellen, basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld, welches für verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt, eines oder mehrerer Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, durch eine Steuereinheit. Ein weiterer Verfahrensschritt ist ein Übermitteln einer Betriebsparameter-Historie, welche für den Verbrennungsmotor in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte umfasst, durch die Steuereinheit an eine Lerneinheit. Zusätzliche Verfahrensschritte sind auch ein Empfangen von Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten durch die Steuereinheit von der Lerneinheit und ein entsprechendes Aktualisieren des hinterlegten Betriebsparameter-Kennfelds mittels der empfangenen Betriebspa rameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten durch die Steuereinheit.
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen hier Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des Motor-Steuergerätes. Ein abschließender Aspekt betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lerneinheit eines Motor-Steuersystems, welches die Lerneinheit und ein Motor-Steuergerät eines Verbrennungsmotors von einem Fahrzeug nach einer der genannten Ausführungsformen umfasst. Ein Verfahrensschritt ist dabei ein Empfangen einer Betriebsparameter-Historie, welche für den Verbrennungsmotor in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte umfasst, durch die Lerneinheit von dem Motor-Steuergerät. Weitere Verfahrensschritte sind das Erzeugen von Betriebsparameter-Kennfeld- Aktualisierungsdaten mittels eines Simulationsmodells durch die Lerneinheit sowie ein Bereitstellen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten an das Motor-Steuergerät durch die Lerneinheit.
Auch hier entsprechen Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens den für die Lerneinheit des Motor-Steuergeräts bzw. des Motor- Steuersystems beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen.
Die vorstehend in der Beschreibung, auch im einleitenden Teil, genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in der Figur nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Anhand der in den nachfolgenden Figuren gezeigten schematischen Zeichnungen soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten spezifischen Ausführungsformen einschränken zu wollen. Dabei zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Motor-Steuergerätes für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit einer zugeordneten Lerneinheit, welche gemeinsam ein beispielhaftes Motor-Steuersystem bilden.
Das Motor-Steuergerät 1 für den Verbrennungsmotor 2 des nicht dargestellten Fahrzeugs weist eine Steuereinheit 3 auf. Diese Steuereinheit 3 ist ausgebildet, einen oder mehrere Betriebsparameter 4 wie vorliegend eine Einspritz- Spritmenge F des Verbrennungsmotors 2 einzustellen, und zwar basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld 5, welches in der Steuereinheit 3 hinterlegt ist. Das mehrdimensionale Betriebsparameter-Kennfeld 5 gibt für verschiedene Betriebszustände 6 wie beispielsweise einen Druck P und eine Temperatur T des Verbrennungsmotors 2 jeweilige Betriebsparameter-Werte 4 wie vorliegend die Einspritz-Spritmenge F vor. Die Betriebszustände 6 können dabei von dem Verbrennungsmotor 2 und entsprechenden Verbrennungsmotor-Sensoren bereitgestellt werden und/oder von weiteren oder zusätzlichen Sensoren 7 in einer Umgebung des Verbrennungsmotors 2.
Die Steuereinheit 3 ist dabei ausgebildet, eine Betriebsparameter-Historie 4t an die Lerneinheit 8 zu übermitteln. Das Übermitteln der Betriebsparameter- Historie 4t und der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten 5 erfolgt vorliegend über eine entsprechende Drahtlos-Verbindung 11, welche über entsprechende Drahtlos-Schnittstellen von Steuereinheit 3 und Lerneinheit 4 umgesetzt wird. Die Betriebsparameter-Historie 4t umfasst dabei für den Verbrennungsmotor 2 in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte, vorliegend in Form der zeitabhängigen Einspritz-Spritmenge F(t). Die Steuereinheit 3 ist ebenfalls ausgebildet, von der Lerneinheit 8 Be- triebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten 5' zu empfangen, welche im gezeigten Beispiel ein neues, aktualisiertes Betriebsparameter-Kennfeld umfassen, und das hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld 5 mittels der Be- triebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten 5' zu aktualisieren, vorliegend das hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld 5 durch das neue Betriebsparameter-Kennfeld 5' zu ersetzen. In der Lerneinheit 8 ist im gezeigten Beispiel ein Simulationsmodell 9 des Verbrennungsmotors 2 sowie eine Zielfunktion zum Bewerten des Verhaltens des Verbrennungsmotors 2 abgespeichert. Dabei ist das Simulationsmodell 9 mittels eines in der Lerneinheit 8 abgespeicherten Lernalgorithmus 10 trainierbar, und die Lerneinheit 8 ausgebildet, das Simulationsmodell 9 basierend auf der übermittelten Betriebsparameter-Historie 4t und der abgespeicherten Zielfunktion mittels des Lernalgorithmus' 10 zu aktualisieren und mittels des aktualisierten Simulationsmodells 9 wiederum die Betriebsparameter- Kennfeld-Aktualisierung-daten 5' zu erzeugen. Die Lerneinheit 8 ist dabei weiter ausgebildet zum Bereitstellen der Betriebsparameter-Kennfeld- Aktualisierungsdaten 5', vorliegend des neuen Betriebsparameter-Kennfelds an das Motor-Steuergerät 1 bzw. die Steuereinheit 3.
Im gezeigten Beispiel wird somit durch wiederholtes Bereitstellen der Betriebsparameter-Historie 4t das Simulationsmodell 9 iterativ verbessert und an die realen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 2 angepasst. Als Folge wird das in der Steuereinheit 3 hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld 5 stetig verbessert und die Motor-Steuerung des Verbrennungsmotors 2 optimiert.
Vorliegend ist die Lerneinheit 8 dabei örtlich entfernt von dem Motor- Steuergerät 1 angeordnet, beispielsweise in einem Servergerät, vorzugsweise in einer Cloud, so dass sich der Lernalgorithmus 10 besonders schnell durchführen und leicht aktualisieren lässt. Motor-Steuergerät 1 und Lerneinheit 8 bilden somit vorliegend ein Motor-Steuersystem 17.

Claims

Patentansprüche
1. Motor-Steuergerät (1) für einen Verbrennungsmotor (2) eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinheit (3), welche ausgebildet ist, einen oder mehrere Betriebsparameter (4) des Verbrennungsmotors (2) einzustellen basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebsparameter-Kennfeld (5), welches in der Steuereinheit (3) hinterlegt ist und für verschiedene Betriebszustände (6) des Verbrennungsmotors (2) jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) dafür ausgebildet ist, eine Betriebsparameter-Historie (4t), welche für den Verbrennungsmotor (2) in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter-Werte umfasst, an eine Lerneinheit (8) zu übermitteln, sowie dafür, von der Lerneinheit (8) Betriebsparameter-Kennfeld- Aktualisierungsdaten (5') zu empfangen und das hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld (5) mittels der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') zu aktualisieren.
2. Motor-Steuergerät (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
- der jeweilige Betriebszustand (6) des Verbrennungsmotors (2) durch Betriebszustandsdaten repräsentiert sind, welche insbesondere eine Motor- Drehzahl und/oder eine Drosselklappenstellung und/oder eine Einspritz- Spritmenge und/oder eine Verbrennungs-Restgasmenge und/oder einen Zündzeitpunkt und/oder einen Ventilöffnungs- und -schließzeitpunkt und/oder eine Motortemperatur und/oder einen ansaugseitigen Gasgemisch- Druck und/oder einen Druck im Verbrennungsraum und/oder einen abgasseitigen Gasgemisch-Druck und/oder ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Laufleistung und/oder eine geographische Position des Fahrzeugs und/oder einen Motor-Umgebungs-Luftdruck und/oder eine Motor- Umgebungs-Luftfeuchtigkeit und/oder eine Motor-Umgebungstemperatur und/oder eine Spritqualität und/oder eine Verbrennungsmotor- Typenbezeichnung und/oder eine Fahrzeug-Typenbezeichnung und/oder eine Fahrzeugmasse umfassen, und/oder
- die jeweiligen Betriebsparameter (4), welche durch die Steuereinheit (3) eingestellt werden, eine Drosselklappenstellung und/oder eine Einspritz- Spritmenge und/oder einen Zündzeitpunkt und/oder einen Ventilöffnungsund -schließzeitpunkt umfassen.
3. Motor-Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter-Historie (4t) auch die Betriebszustände (6) des Verbrennungsmotors (2), basierend auf welchen die jeweiligen Betriebsparameter-Werte eingestellt werden, umfasst, insbesondere auch einen zeitlichen Verlauf der Betriebszustände (6) des Verbrennungsmotors (2) und der den jeweiligen Betriebszuständen (6) entsprechenden eingestellten Betriebsparameter-Werten.
4. Motor-Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lerneinheit (8) ein Simulationsmodell (9) des Verbrennungsmotors (2) und eine Zielfunktion zum Bewerten des Verhaltens des Verbrennungsmotors (2) abgespeichert ist, wobei das Simulationsmodell (9) mittels eines in der Lerneinheit (8) abgespeicherten Lernalgorithmus' (10) trainierbar ist, und die Lerneinheit (8) ausgebildet ist, i) das Simulationsmodell (9) basierend auf der übermittelten Betriebsparameter-Historie (4t) und der abgespeicherten Zielfunktion mittels des Lernalgorithmus' (10) zu aktualisieren; und ii) mittels des aktualisierten Simulationsmodells (9) die Betriebsparameter- Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') zu erzeugen, insbesondere mittels eines unter Verwendung des aktualisierten Simulationsmodells (9) berechneten neuen Betriebsparameter-Kennfelds, wobei die Betriebsparameter-Kennfeld- Aktualisierungsdaten (5') dann geeignet sind, das in der Steuereinheit (3) hinterlegte Betriebsparameter-Kennfeld (5) an das neue Betriebsparameter- Kennfeld anzugleichen; iii) zum Aktualisieren des in der Steuereinheit (3) hinterlegten Betriebsparameter-Kennfeldes (5) die Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') an die Steuereinheit (3) bereitzustellen, wobei die Lerneinheit (8) insbesondere ausgebildet ist, das Aktualisieren gemäß i), das Erzeugen gemäß ii) und das Bereitstellen gemäß iii) wiederholt, bevorzugt iterativ, durchzuführen. 15
5. Motor-Steuergerät (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielfunktion das Verhalten des Verbrennungsmotors (2) bewertet basierend auf einem vorgegebenen Optimierungs-Parameter, welcher insbesondere eine Drehmomentantwort des Verbrennungsmotors (2) und/oder einen Spritverbrauch des Verbrennungsmotors (2) und/oder eine Abgaszusammensetzung des Verbrennungsmotors (2) umfasst.
6. Motor-Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) ausgebildet ist, das Übermitteln der Betriebsparameter- Historie (4t) und/oder das Empfangen der Betriebsparameter-Kennfeld- Aktualisierungsdaten (5') nur in einem vorgegeben Zeitraum und/oder nur in einem vorgegebenen örtlichen Bereich und/oder nur in einem vorgegebenen Betriebszustand des Verbrennungsmotors (2) durchzuführen.
7. Motor-Steuersystem (17) mit einem Motor-Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie mit einer örtlich entfernt von dem Motor-Steuergerät (1) in einem Server-Gerät angeordneten Lerneinheit (8).
8. Motor-Steuersystem (17) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Übermitteln der Betriebsparameter-Historie (4t) und/oder das Empfangen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') über eine Drahtlos- Schnittstelle von Steuereinheit (3) und Lerneinheit (8) erfolgt, insbesondere eine Mobilfunk-Schnittstelle und/oder eine Drahtlos-Lokalbereichs-Netzwerk- Schnittstelle und/oder eine Nahfeld-Funk-Schnittstelle.
9. Verbrennungsmotor (2) oder Fahrzeug mit einem Motor-Steuergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder mit einem Motor-Steuergerät (1) eines Motor-Steuersystems (17) nach einem der Ansprüche 7 und 8.
10. Verfahren zum Betreiben eines Motor-Steuergeräts (1) eines Verbrennungsmotors (2) von einem Fahrzeug, mit den Verfahrensschritten:
- Einstellen, basierend auf einem vorgegebenen mehrdimensionalen Betriebs- 16 parameter-Kennfeld (5) welches für verschiedene Betriebszustände (6) des Verbrennungsmotors (2) jeweilige Betriebsparameter-Werte vorgibt, eines oder mehrerer Betriebsparameter (4) des Verbrennungsmotors (2), durch eine Steuereinheit (3);
- Übermitteln einer Betriebsparameter-Historie (4t), welche für den Verbrennungsmotor (2) in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter- Werte umfasst, durch die Steuereinheit (3) an eine Lerneinheit (8);
- Empfangen von Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') durch die Steuereinheit (3) von der Lerneinheit (8); und
- Aktualisieren des hinterlegten Betriebsparameter-Kennfelds (5) mittels der empfangenen Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5'), durch die Steuereinheit (3).
11. Verfahren zum Betreiben einer Lerneinheit (8) eines Motor- Steuersystems (17), welches die Lerneinheit (8) und ein Motor-Steuergerät (1) eines Verbrennungsmotors (2) von einem Fahrzeug umfasst, mit den Verfahrensschritten:
- Empfangen einer Betriebsparameter-Historie (4t), welche für den Verbrennungsmotor (2) in dessen Betriebsverlauf eingestellte Betriebsparameter- Werte umfasst, durch die Lerneinheit (8) von dem Motor-Steuergerät (1);
- Erzeugen von Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') mittels eines Simulationsmodells (9);
- Bereitstellen der Betriebsparameter-Kennfeld-Aktualisierungsdaten (5') an das Motor-Steuergerät (1);
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DE102019128655B4 (de) * 2019-10-23 2021-11-25 Technische Universität Ilmenau Verfahren zur Bereitstellung einer rechnergestützten Steuerung für ein technisches System

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