WO2021213996A1 - Method for operating a controller for a motor vehicle, and corresponding controller - Google Patents

Method for operating a controller for a motor vehicle, and corresponding controller Download PDF

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WO2021213996A1
WO2021213996A1 PCT/EP2021/060130 EP2021060130W WO2021213996A1 WO 2021213996 A1 WO2021213996 A1 WO 2021213996A1 EP 2021060130 W EP2021060130 W EP 2021060130W WO 2021213996 A1 WO2021213996 A1 WO 2021213996A1
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WO
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vector
reference input
vectors
input vector
output
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PCT/EP2021/060130
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German (de)
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Inventor
Alexey Smirnov
Original Assignee
Audi Ag
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00—Machine learning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N7/00—Computing arrangements based on specific mathematical models
    • G06N7/01—Probabilistic graphical models, e.g. probabilistic networks

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a control device for a motor vehicle and a corresponding control device.
  • the document DE 10 2010 028 266 A1 is known from the prior art.
  • This describes a control unit in a vehicle which has means to calculate at least one output variable for controlling functions of the vehicle during operation of the vehicle on the basis of at least one input variable determined during operation.
  • the control device has the means to calculate the output variable using a Bayesian regression of training values determined before operation for the output variable and the input variable.
  • n-dimensional reference input vectors each because a reference output vector is assigned, from which an output vector is determined for an n-dimensional input vector, the following steps, in particular in the specified order, being carried out: a. Repeat the following steps, in particular in the specified order, until in an n-dimensional space, for example in one or more orthants, in particular in each orthant, of the n-dimensional space, around the input vector there is a reference input vector whose distance from the The input vector falls below a threshold value and / or a maximum number of iterations is reached: i.
  • Selecting at least one neighbor vector from the reference input vectors and ii. Determining an additional reference input vector from the at least one neighboring vector and adding the additional reference input vector to the reference input vectors; b. Selecting at least one calculation vector closest to the input vector from the reference input vectors and calculating the output vector on the basis of the at least one calculation vector selected.
  • the control device is used to control the motor vehicle, in particular to control a drive device of the motor vehicle.
  • the drive device is used to drive the motor vehicle, so to the extent that it provides a drive torque aimed at driving the motor vehicle.
  • the control device is used to control a drive unit of the drive device, which ultimately generates the drive torque.
  • the drive unit is, for example, in In the form of a combustion engine, in particular a gasoline engine or a diesel internal combustion engine.
  • the control unit is used to determine the output vector that matches the input vector with the aid of a model.
  • a speed and an injection parameter in particular a fuel quantity and / or an injection time.
  • the input vector is particularly preferably composed of several of the values mentioned.
  • An ambient condition for example an ambient temperature and / or an ambient air pressure, can also be used as an input vector or as a component of the input vector.
  • the input vector is available as an n-dimensional input vector. This means that it can be of any size.
  • the input vector is one-dimensional, that is, scalar.
  • the input vector is preferably multidimensional, for example two-dimensional or three-dimensional.
  • the output vector is assigned to the input vector.
  • the output vector includes, for example, at least one of the following values: torque, fuel consumption, pollutant emissions.
  • the output vector is only directed to a single value, that is, it is scalar.
  • the output vector can also include several values. It can be provided that the input vector is filtered, in particular over time. This avoids jumps in the output vector and / or models a dynamic course of the output vector for the input vector.
  • n-dimensional reference input vectors are stored in the control device.
  • the reference input vectors are to be understood quite generally as a set of reference input vectors which can have any number of reference input vectors.
  • the reference input vectors can therefore not include any reference input vectors at all, precisely one reference input vector or a plurality of reference input vectors.
  • the reading For reasons of availability, however, reference input vectors are always spoken of in the plural, always referring to a reference input vector set with any number of reference input vectors. Incidentally, this also applies preferably to the further vectors, even without this being expressly mentioned in each case.
  • a reference output vector is assigned to each of the reference input vectors.
  • the reference input vectors are each designed analogously to the input vector, the reference output vector analogously to the output vector.
  • the reference input vectors thus each have the same dimension as the input vector and include the same quantities or values.
  • the reference output vector is also structured analogously to the output vector, that is to say it has the same dimension and relates to the same size or the same value.
  • the reference output vector can only have a scalar.
  • any number of reference input vectors and associated reference output vectors can be stored in the control unit, for example no reference input vector at all, just one reference input vector or several reference input vectors.
  • the control unit has a corresponding memory, for example.
  • At least one vector is mentioned in the context of this description, only precisely one vector can be present. However, there are preferably several vectors and the statements relating to the vector or the at least one vector can be applied analogously to each of the several vectors. Conversely, if several vectors are mentioned, only a single vector or at least one of the vectors mentioned can of course be present. This applies in particular, but not exclusively, to the at least one reference input vector, the at least one neighboring vector, the at least one calculation vector and / or the at least one classification vector. To determine the output vector belonging to the input vector from the reference input vectors, in a first step at least one neighboring vector, but preferably several neighboring vectors, are selected from the reference input vectors.
  • the additional reference input vector is determined from this neighboring vector or these neighboring vectors and added to the reference input vectors.
  • the selection of the neighboring vector or vectors from the reference input vectors is therefore - if possible - preferably such that the additional reference input vector determined from it or them is closer to the input vector than the neighboring vector or vectors or the reference input vectors different from the neighboring vector or vectors.
  • the reference input vector closest to the input vector is selected as the neighboring vector, or the reference input vectors closest to the input vector are selected as neighboring vectors.
  • the additional reference in whole is preferably determined by averaging, for example by weighted averaging or by using the arithmetic mean of the neighboring vector or vectors.
  • the additional reference input vector corresponds to the neighboring vector after averaging.
  • the reference output vector belonging to the additional reference input vector is determined analogously to this procedure from the reference output vector assigned to the neighboring vector or from the reference output vectors assigned to the neighboring vectors.
  • the additional reference input vector is also assigned a reference output vector that has the same mathematical dimension as the reference output vectors of the reference input vectors.
  • the two steps are repeated until at least one reference input vector is present whose stand from the input vector falls below the threshold value or until a maximum number of iterations is reached.
  • the steps are repeated, for example, until a reference input vector is present around the input vector in the n-dimensional space, in particular in one or more of the orthants of the n-dimensional space, which has a distance from the input vector that is below the threshold value or until the number of iterations, i.e. the number of executions of the two steps, has reached the maximum number.
  • a number of iterations are incremented for each repetition of the first and second steps. If this number reaches the maximum number, the condition is fulfilled and the two steps are not repeated again.
  • the last-mentioned condition in particular prevents execution as often as desired if the additional reference input vector is not closer to the input vector than the original reference input vectors.
  • the additional reference input vector is always determined, namely by averaging, and is also always added to the reference vectors. This also applies if no reference input vector or only a single reference input vector is present.
  • the additional reference input vector will usually correspond to the reference input vector that is already present, so that subsequently two identical reference input vectors are present from which the at least one calculation vector is selected.
  • the n-dimensional space spans around the input vector.
  • the input vector thus represents a zero point of the n-dimensional space.
  • the orthants each adjoin the input vector or the zero point and do not overlap with it.
  • the n-dimensional space is subdivided or divided into 2 n orthants divisible. In the case of two-dimensional space, the orthants can be referred to as quadrants and, in the case of three-dimensional space, as octants.
  • the steps mentioned are particularly preferably repeated until a reference input vector is arranged in several of the orthants, in particular in each of the orthants, which is at a distance from the input vector that is smaller than the threshold value.
  • the calculation vector or vectors are selected from the reference input vectors, namely in such a way that the calculation vector or vectors are the reference input vectors closest to the input vector.
  • the calculation vector or vectors are selected for several of the orthants. In other words, the one or those who are closest to the input vector are selected from the reference input vectors and the one or more selected reference input vectors are used as calculation vectors of the selected calculation vectors are in different orthants.
  • the calculation vectors are particularly preferably selected from the reference input vectors in such a way that exactly one of the calculation vectors is located in several of the orthants. It is very particularly preferable for precisely one calculation vector to be selected from the reference input vectors for each of the orthants, so that there is exactly one calculation vector in each of the orthants.
  • the output vector is then calculated from the selected calculation vector or vectors. In principle, this can be done in any way. For example, provision can be made to set the output vector equal to the reference output vector of that one of the calculation vectors which is closest to the input vector.
  • a mean value is preferably again formed, for example using the arithmetic mean or inverse distance weighting.
  • the output vector belonging to the input vector can be determined in a special way.
  • the computing power required for this is extremely low. It is also possible with little computing power to add at least one additional reference input vector and the respective associated reference output vector to the model and thus to improve the model.
  • the model is therefore preferably improved during operation of the control device, in particular during ferry operation of the motor vehicle.
  • the value range contains the minimum value and the maximum value which the respective component has across all reference input vectors.
  • the range of values is preferably determined for all components of the reference input vectors.
  • the components of the reference input vectors are preferably used at least partially in standardized form. This means that the value of each component of the reference input vectors is normalized with the difference between the maximum value and the minimum value of the respective component.
  • This normalized value is then used, for example, when selecting the at least one neighboring vector, in particular when calculating the distance between the reference input vectors and the input vector, and / or when calculating the output value, in particular for inverse distance weighting.
  • the components of the input vector are preferably also normalized with the value ranges of the reference input vectors.
  • a further development of the invention provides that the reference input vectors are reset to stored reference input vectors before the output vector for the input vector is determined.
  • the reference input vectors are reset to stored reference input vectors before the output vector for the input vector is determined.
  • stored reference input vectors are read out, in particular from the memory, and used as the reference input vectors. This means that any additional reference input vectors previously added to the reference input vectors are discarded. This reliably avoids influencing the result or the output vector.
  • a further development of the invention provides that for the selection of the at least one neighboring vector for each reference input vector, a classification vector is determined which results from the sign function of a difference between the input vector and the respective reference input vector.
  • the corresponding classification vector is calculated first, namely by forming the difference between the input vector and the respective reference input vector. The difference is then subjected to the sign function, so that the classification vector ultimately only indicates the direction in which the reference input vector lies with respect to the input vector.
  • the components of the classification vector can each have the values -1, 0 and +1. There are three possible classifications for each component. This enables a particularly simple and rapid selection of the neighboring vectors.
  • a classification vector is present for each of the reference input vectors, so that the number of classification vectors corresponds to the number of reference input vectors. The same applies to the classification vectors for the reference input vectors said.
  • the classification vectors also form a set of classification vectors which can contain any number of classification vectors, that is to say no classification vectors at all, exactly one classification vector or several classification vectors.
  • a further development of the invention provides that different classification vectors are determined from the classification vectors and exactly one reference input vector is selected as a neighbor vector for different classification vectors, in particular for each different classification vector.
  • the classification vectors are examined to see whether they are different from one another and classification vectors that differ from one another are put together. For example, the reference input vectors are sorted with regard to their classification vectors.
  • exactly one reference input vector is selected as a neighboring vector for different classification vectors.
  • the selected neighboring vectors have classification vectors that differ from one another. It is particularly preferable for precisely one reference input vector to be selected for each different classification vector. There are consequently just as many neighboring vectors as there are different classification vectors. So there can be exactly one neighboring vector or several neighboring vectors. This achieves a particularly high level of accuracy when determining the output vector.
  • the classification vectors finally indicate in which of the orthants of each of the reference input vectors is arranged. For example, the values 0 and +1 of components of the classification vector are combined here.
  • One of the orthants thus contains the classification vectors whose component has the value -1, whereas another of the orthants contains the Contains classification vectors whose component has one of the values 0 and
  • the selected neighboring vectors are in mutually different orthants, so that exactly one neighboring vector is present in several of the orthants, whereas there is no neighboring vector in the remaining orthants. It is particularly preferably provided here that exactly one neighboring vector or one of the neighboring vectors is present in each of the orthants. However, this is a simplified way of looking at things. All possible values of the component are preferably differentiated. The already mentioned high accuracy is achieved by the procedure described.
  • a further development of the invention provides that from the reference input vectors whose classification vectors are identical, that one is selected as the neighboring vector which has the smallest distance from the input vector. If there are reference input vectors that have the same classification vectors, then the distance from the input vector is determined for each of these. The smallest distance is then determined from the distances and the reference input vector, which has the smallest distance to the input vector, is used as the neighboring vector. A particularly high level of accuracy is achieved in this way.
  • the described classification of the reference input vectors by means of the classification vectors is preferably carried out after each addition of an additional reference input vector to the reference input vectors.
  • the reference input vector closest to the input vector in the respective orthant is selected as the neighbor vector.
  • the reference input vectors are therefore divided between the Or thanten. Are several reference input vectors in the same Orthant, the respective distance to the input vector is determined for this. The reference input vector with the smallest distance in the respective orthant is used as the neighboring vector.
  • This procedure is particularly preferably carried out for all orthants, so that one of the reference input vectors is preferably present as a neighboring vector in each of the orthants. Of course, however, this only applies in the event that a reference input vector is actually present in each of the orthants.
  • no neighboring vector can be selected from the reference input vectors in the orthant or orthants in which there is no reference input vector.
  • a further development of the invention provides that the distance is calculated by normalizing and adding up components of the reference input vectors with components of the input vector. Each component of the reference input vector is thus normalized with the corresponding component of the input vector. The normalized components of the reference input vectors are then added up in order to determine the distances between the reference input vectors and the input vector. Provision can also be made to square the components before adding them up in order to achieve a sign adjustment. In this case, the distance preferably corresponds to the root of the sum of the components of the respective reference input vector. In the manner described, the selection of the neighboring vectors can be made particularly quickly and effectively.
  • the reference output vector of the additional reference input vector is calculated from the reference output vectors of the neighboring vectors, in particular by averaging or by means of inverse distance weighting.
  • the reference output vector is also assigned to the additional reference input vector.
  • the reference output vector of the additional reference input vector is determined from the reference output vectors of the neighboring vectors. For example, it can be provided here to set the reference output vector of the additional reference input vector equal to the reference output vector of that one of the neighboring vectors which has the smallest distance from the reference input vector.
  • a significant increase in accuracy can be achieved by using the reference output vectors of several of the neighboring vectors, in particular all neighboring vectors, to determine the reference output vector.
  • the reference output vector of the additional reference input vector is obtained by averaging, in particular by calculating the arithmetic mean, from the reference output vectors of the neighboring vectors.
  • a further development of the invention provides that the output vector is calculated from the reference output vector assigned to the at least one calculation vector, in particular by averaging or by means of inverse distance weighting. The same applies to the calculation of the output vector as to the calculation of the reference output vector of the additional reference input vector.
  • the output vector is preferably calculated from all calculation vectors or the reference output vectors assigned to them, independently of the number of selected calculation vectors. Reference is therefore made to the corresponding explanations.
  • additional reference input vectors which are sufficiently close to the input vector. This is done particularly preferably by interpolation between the existing reference input vectors, in particular the stored reference input vectors.
  • the iterative addition of the additional reference input vectors takes place until at least one reference input vector has a sufficiently small distance from the input vector, or until the maximum number of iterations is reached.
  • Such a reference input vector is particularly preferably given for each of the orthants, if this is possible.
  • at least one reference input vector must be present in each of the orthants before the at least one additional reference is added. This enables the particularly good accuracy when determining the output vector.
  • a further development of the invention provides that, in order to determine individual errors in the reference input vectors, the following steps are carried out for each of the reference input vectors, in particular in the order specified: a. Intermediate storage of the respective reference input vector as a test vector and removal of the reference input vector from the reference input vectors, b. Calculating the output vector with the test vector as input vector, c. Determining the respective individual error from a difference between the output vector and the reference output vector assigned to the test vector, d. Assigning the respective individual error to the test vector, and e. Add the test vector to the reference input vectors. From time to time it can be useful to determine an individual error for each of the reference input vectors. This individual error finally describes the accuracy with which the reference output vector of one of the reference input vectors is determined from the other reference input vectors and the reference output vectors assigned to them can, without having to resort to a reference input vector and its reference output vector.
  • the reference input vector is buffered as a test vector, for example in a corresponding buffer.
  • the reference input vector or test vector is then removed from the reference input vectors.
  • the test vector is then used as the input vector and the output vector is calculated from the remaining reference input vectors for the input vector.
  • the individual error is then determined by calculating the difference between the output vector and that reference output vector that is assigned to the test vector.
  • the individual fault is then assigned to the test vector, that is to say stored together with it. Finally, the test vector is added to the difference vectors again, so that the same reference input vectors are subsequently available as before the individual error was determined for the reference input vector.
  • the procedure described is preferably carried out for each of the reference input vectors. It is then possible to assess whether all reference input vectors are necessary in order to achieve a sufficiently high level of accuracy when determining the output vector.
  • a further development of the invention provides that a sign correction of the difference is carried out in order to determine the individual error.
  • the difference between the output vector and the reference output vector assigned to the test vector is formed.
  • the individual error now corresponds to the sign-adjusted difference in order to achieve a high level of informative value. For example, provision is made for the difference to be squared for sign adjustment. In this case, the individual error corresponds to the square root of the squared difference. This procedure represents an extremely precise and reliable procedure for determining the individual error.
  • a further development of the invention provides that, in order to optimize the reference input vectors, at least one of the following steps, in particular all of the following steps, are carried out, preferably in the specified order: a.
  • the individual errors of the reference input vectors are calculated in the manner described above and assigned to the individual reference input vectors. Then, for example, to optimize the reference input vectors, the reference input vector with the smallest individual error can be removed from the reference input vectors and the optimization can then be terminated.
  • the total original error is preferably calculated from the individual errors.
  • the individual errors are added up, for example. It is particularly preferred that the total original error is equal to the sum of the individual errors of all reference input vectors divided by the number of reference input vectors. It can also be provided that the individual errors are squared before they are added up. In this case, the original total error preferably corresponds to the root of the summed up squared individual errors divided by the number of reference input vectors.
  • the total reduction error is then calculated for each of the reference input vectors.
  • a procedure is used for this which is similar to the procedure for determining the individual error.
  • the respective reference input vector is removed from the reference input vectors and the individual error of each of the remaining reference input vectors is calculated using the remaining reference input vectors.
  • the individual error that is present without the removed reference input vector is in turn assigned to each of the remaining reference input vectors.
  • the total reduction error is determined from the individual errors of the remaining reference input vectors. This is done analogously to the calculation of the original total error, so that reference is made to the corresponding explanations.
  • the reduction error is assigned to the removed reference input vector and this is added back to the reference input vectors. Below is therefore for each of the reference entries input vectors of the total reduction error or a value for the total reduction error.
  • the total reduction error describes the accuracy of the method for determining the output vector for the input vector when using only a part of the reference input vectors, namely excluding the reference input vector that has been removed in each case. In this respect, it enables a statement to be made as to whether the removed reference input vector is beneficial to the accuracy of the method or whether the reference input vector can be removed under certain circumstances.
  • a further development of the invention provides that when a new reference input vector is present with an associated new reference output vector, the following steps are carried out, in particular in the specified order: a. Determining the individual errors of the reference input vectors; b. Buffering the reference input vector with the smallest individual error and removing this reference input vector from the reference input vectors; c. Calculating the output vector with the new reference input vector as the input vector; d.
  • the new reference input vector and the associated new reference output vector are determined, for example, by setting the new reference input vector, in particular on the drive device or the drive unit, and the resulting reference output vector is measured or determined in some other way.
  • the individual errors and the original total error are then calculated in the manner already described above. Reference is made to the relevant explanations. It is then checked for at least one of the reference input vectors whether the accuracy of the model can be improved by replacing the reference input vector with the new reference input vector.
  • the procedure is particularly preferably carried out at least for the reference input vector with the smallest individual error. However, it can also be provided that the procedure is carried out for several reference input vectors, in particular the reference input vectors with the smallest individual errors, or all reference input vectors.
  • one reference input vector is replaced by the new reference input vector, i.e. one reference input vector is removed from the reference input vectors and the new reference input vector is inserted into the reference input vectors.
  • the individual error is then determined for all reference input vectors, namely in the manner already described.
  • the total substitute error is determined from the individual errors of the reference input vectors. This is done analogously to the determination of the total original error, so that reference is made to the corresponding explanations.
  • the total replacement error is assigned to the replaced reference input vector.
  • the new reference input vector is derived from the reference input input vectors removed and the replaced reference input vector reinserted into them. Finally, after the steps described, the same reference input vectors are present as before.
  • replacing the reference input vector or one of the reference input vectors with the new reference input vector offers an advantage in terms of accuracy. For example, that reference input vector which has the smallest total substitute error is replaced by the new reference input vector in the reference input vectors. Alternatively, provision is made to replace that reference input vector with the new reference input vector whose substitute total error is below the original total error.
  • the reference input vectors are then preferably stored, that is to say stored as stored reference input vectors.
  • the two conditions are particularly preferably linked to one another.
  • reference input vector is replaced by the new reference input vector which has the smallest total substitute error, but only if the total substitute error of the reference input vector is smaller than the original total error.
  • the procedure described for replacing the reference input vector with the new reference input vector is particularly preferred only when a number of reference input vectors, in particular a number of stored reference input vectors, is equal to a specified maximum number. Only then is it usually necessary to exchange existing reference input vectors.
  • a further development of the invention provides that if a reference input vector is present in the reference input vectors that corresponds to the new reference input vector, the new reference output vector is determined from the reference output vector assigned to the corresponding reference input vector and the new reference output vector.
  • the new reference output vector is set equal to the mean value from the reference output vector assigned to the corresponding reference input vector and the new reference output vector.
  • the reference output vector assigned to this reference input vector is adapted using the new reference output vector.
  • the reference input vectors are then preferably stored, that is to say stored as stored reference input vectors. This results in an iterative improvement of the model.
  • a further development of the invention provides that when the new reference input vector is present with the associated new reference output vector, the following steps are carried out, in particular in the specified order: a. Determining the individual errors of the reference input vectors; b. Calculating the original total error as the sum of the individual errors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors, c. Adding the new reference input vector to the reference input vectors; d. Renewed determination of the individual errors of the reference input vectors; e. Calculating a new total original error as the sum of the individual errors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors, f.
  • This procedure is used to check whether adding the new reference input vector and the associated new reference output vector offers an advantage in terms of accuracy.
  • the original total error and the new original total error are determined using the procedure that is already known in principle.
  • the original total error results from the sum of the individual errors before adding the new reference input vector and the new original total error after adding the new reference input vector. Based on the original total error and the new original total error, a decision is made as to whether or not adding the new reference input vector to the reference input vectors is advantageous.
  • the new reference input vector is thus removed again from the reference input vectors if the new total original error is greater than the total original error.
  • the new reference input vector is retained as part of the reference input vectors. This procedure is particularly preferably carried out if none of the existing reference input vectors is replaced by the new reference input vector, in particular because the accuracy is too low.
  • the reference input vectors are then preferably stored, that is to say stored as stored reference input vectors.
  • the new reference input vectors it is first checked whether one of the existing reference input vectors can be replaced by the new reference input vector, namely in the manner described above. If this is not the case, ie the corresponding conditions are not met, a check is carried out in the manner described to determine whether the inclusion of the new reference input vector in the reference input vectors offers advantages in addition to the reference input vectors that are already available. A particularly high level of accuracy of the model can be achieved in the manner described.
  • the invention also relates to a control unit for a motor vehicle, in particular special for performing the method according to the statements in Framework of this description.
  • n-dimensional reference input vectors are each assigned a reference output vector and the control device is provided and designed to determine an output vector from the reference input vectors for an n-dimensional input vector, the following steps being carried out, in particular in the specified order will: a. Repeat the following steps, in particular in the specified order, until in an n-dimensional space, for example in one or more orthants, in particular in each orthant, of the n-dimensional space, around the input vector there is a reference input vector whose distance from the The input vector falls below a threshold value and / or a maximum number of iterations is reached: i.
  • the advantages of such a configuration of the control device and such a procedure have already been pointed out.
  • Both the control device and the method for its operation can be developed in accordance with the statements in the context of this description, so that reference is made to them in this respect.
  • the invention of course also relates to a method for operating a drive device for a motor vehicle, which has a control device that is operated according to the statements in the context of this description.
  • the drive device has a drive unit, for example an internal combustion engine, which is controlled with the aid of the control device.
  • the drive unit and the control unit are supplied with the same input vector which has operating parameters for the drive unit.
  • the drive unit is operated on the basis of the operating parameters, whereas the control unit determines the output vector from the input vector, i.e. the operating parameters.
  • a measured value which represents an output variable of the drive unit, is compared with the output vector and, in the event of a deviation, in particular if the deviation is above a tolerance limit, it is recognized as an error in the power engine and / or the input vector adjusted in such a way that the measured value corresponds to the output vector.
  • the invention relates to a drive device for a motor vehicle, which is operated according to the method described Ren.
  • Figure 1 is a schematic representation of a drive device for a motor vehicle, with a drive unit and a control device, and
  • FIG. 2 shows a diagram on the basis of which a method for operating the control device is explained.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive device 1 for a motor vehicle, which has a drive unit 2 and a control unit 3 for controlling the drive unit 2.
  • the drive unit 2 is preferably in the form of an internal combustion engine.
  • an input vector 4 is set which, in the exemplary embodiment shown here, is composed, for example, of a setpoint speed 5 and at least one injection parameter 6.
  • the injection parameter 6 is, for example, an amount of fuel to be injected, an injection time or the like.
  • the drive unit 2 is operated on the basis of the target speed 5 and the injection parameter 6.
  • the operation of the drive unit 2 results in a measured value 7 for torque, a measured value 8 for fuel consumption and a measured value 9 for emissions.
  • the measured values 7, 8 and 9 for the torque, the fuel consumption and the emissions together form an actual value 10 or an actual value 10.
  • the actual value 10 can also be referred to as the actual value vector.
  • the input vector 4 is provided not only to the drive unit 2, but also to the control unit 3 as an input variable.
  • several n-dimensional reference input vectors are stored in a memory 11, each of which is assigned a reference output vector.
  • the reference input vector is of the same type as input vector 4 and the reference output vector is of the same type as actual value 10.
  • the control unit 3 determines from the input vector 4 an output vector 12 which contains a model value 13 for the torque, a model value 14 for the fuel consumption and a model value 15 for the emissions. It can now be provided that the actual values 10 are fed back directly to the control device 3. However, it can also be provided that a difference 16 is initially formed from the actual value 10 and the output vector 12 and is then returned to the control device 3.
  • FIG. 2 shows a diagram on the basis of which a method for operating the control device 3 is explained by way of example.
  • Reference input vectors 17 to 24 are shown, each of which has a reference output vector assigned.
  • the input vector 4 is also indicated.
  • An n-dimensional space around the input vector 4 is divided into objects 25, 26, 27 and 28, for example.
  • the orthants 25, 26, 27 and 28 can also be referred to as quadrants.
  • the orthants 25 to 28 are based on the input vector 4. It can be seen that (purely by way of example) several of the reference input vectors 17 to 24 are present in each of the orthants 25 to 28.
  • a classification vector is determined for each of the reference input vectors 17 to 24 and the reference input vectors 17 to 24 are classified on the basis of the classification vectors. Ultimately, in this way a more precise division can take place than by simply dividing the reference input vectors 17 to 24 into the orthants 25, 26, 27 and 28, because for each component the
  • Classification vectors the values -1, 0 and +1 are used for classification, so that there are three possible classes for each component.
  • the reference input vectors 17 to 24 are classified on the basis of the classification vectors in such a way that reference input vectors 17 to 24 with identical classification vectors are in the same class. All reference input vectors 17 to 24 which have the same classification vectors are therefore assigned to the same class. Overall, there are as many classes as there are different classification vectors. Neighboring vectors are selected from the reference input vectors 17 to 24, these being understood in particular to be those of the reference input vectors 17 to 24 which are closest to the input vector 4 in each of the classes or in each of the orthants 25 to 28. In the present exemplary embodiment, the reference input vectors 18, 20, 22 and 24 are used as neighboring vectors.
  • an additional reference input vector 29 is now determined together with the associated additional reference output vector.
  • the reference entry corresponds to input vector 29 is the arithmetic midpoint between the neighboring vectors 18, 20, 22 and 24. In the example shown here, it lies at an intersection of straight lines, one of the straight lines through the reference input vectors 18 and 22 and a second of the straight lines through the reference input vectors 20 and 24 expires. It can be seen that the reference input vector 29 is closer to the input vector 4 than the previous reference input vectors 17 to 24.
  • the reference input vectors 17 to 24 and 29 which are closest to the input vector 4 are now used again as neighboring vectors, the classification described above preferably being carried out again for this purpose. These are the reference input vectors 20, 22, 24 and 29. A further additional reference input vector 30, which is added to the reference input vectors, is determined from these. This procedure is repeated until at least one of the reference input vectors 17 to 24, 29 and 30 is at a distance from the input vector 4 which is smaller than a threshold value. However, the procedure is particularly preferably repeated until there is a reference input vector 17 to 24, 29 and 30 for each class or in each of the orthants 25 to 28, which fulfills these conditions.
  • calculation vectors 17 to 24, 29 and 30 are selected as calculation vectors which are the input vector 4 closest.
  • one of the reference input vectors 17 to 24, 29 and 30 is used as the calculation vector for each of the classes or from each of the orthants 25 to 28.
  • the output vector is now calculated from these calculation vectors and the reference output vectors assigned to them, in particular by averaging or by means of inverse distance weighting.
  • the procedure described enables not only a quick assignment of the output vector to the input vector, but also an improvement of the model, in particular adding or replacing the reference input vectors 17 to 24 with further reference input vectors and the associated reference output vectors. In particular, it is therefore not necessary to carry out a computationally complex Bayesian regression. Rather, the application and improvement of the model is possible and provided in the context of normal operation of the drive device 1.

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Abstract

The invention relates to a method for operating a controller (3) for a motor vehicle. A respective reference output vector is assigned to n-dimensional reference input vectors (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24), from which an output vector (12) is ascertained in response to an n-dimensional input vector (4), wherein the following steps are carried out: repeating the following steps until a reference input vector (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) is provided in n-dimensional space about the input vector (4), the distance from said reference input vector to the input vector (4) falling short of a threshold, and/or until a maximum number of iterations is reached: selecting at least one neighboring vector from the reference input vectors (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24), ascertaining an additional reference input vector from the neighboring vectors and adding the additional reference input vector (29, 30) to the reference input vectors (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24); and selecting the calculation vector lying closest to the input vector (4) from the reference input vectors (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) and calculating the output vector using the at least one selected calculation vector. The invention additionally relates to a controller (3) for a motor vehicle.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts für ein Method for operating a control device for a
Kraftfahrzeug sowie entsprechendes Steuergerät Motor vehicle and corresponding control unit
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug sowie ein entsprechendes Steuergerät. The invention relates to a method for operating a control device for a motor vehicle and a corresponding control device.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2010 028 266 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Steuergerät in einem Fahrzeug, welches Mittel aufweist, während eines Betriebs des Fahrzeugs auf Basis von mindestens einer während des Betriebs ermittelten Eingangsgröße min destens eine Ausgangsgröße für eine Steuerung von Funktionen des Fahr zeugs zu berechnen. Dabei weist das Steuergerät Mittel auf, die Berechnung der Ausgangsgröße unter Verwendung einer Bayes’schen Regression von vor dem Betrieb für die Ausgangsgröße und die Eingangsgröße ermittelten Trainingswerten durchzuführen. The document DE 10 2010 028 266 A1, for example, is known from the prior art. This describes a control unit in a vehicle which has means to calculate at least one output variable for controlling functions of the vehicle during operation of the vehicle on the basis of at least one input variable determined during operation. The control device has the means to calculate the output variable using a Bayesian regression of training values determined before operation for the output variable and the input variable.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Steuerge- räts für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Ver fahren Vorteile aufweist, insbesondere eine Ermittlung eines Ausgangsvek tors für einen Eingangsvektor aus einem Modell mit geringem Rechenauf wand ermöglicht und besonders bevorzugt eine Verbesserung oder zumin dest eine Veränderung des Modells während des Betriebs des Steuergeräts zulässt. It is the object of the invention to propose a method for operating a control device for a motor vehicle, which has advantages over known methods, in particular enables an output vector to be determined for an input vector from a model with little computing effort and particularly preferably an improvement or at least allows the model to be changed during operation of the control unit.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben eines Steu ergeräts für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass n-dimensionalen Referenzeingangsvektoren je- weils ein Referenzausgangsvektor zugeordnet ist, aus welchem zu einem n- dimensionalen Eingangsvektor ein Ausgangsvektor ermittelt wird, wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, durchge führt werden: a. Wiederholen der folgenden Schritte, insbesondere in der angegebe nen Reihenfolge, bis in einem n-dimensionalen Raum, beispielsweise in einem oder mehreren Orthanten, insbesondere in jedem Orthant, des n-dimensionalen Raums, um den Eingangsvektor ein Referenz eingangsvektor vorliegt, dessen Abstand zu dem Eingangsvektor ei nen Schwellenwert unterschreitet, und/oder eine maximale Anzahl an Iterationen erreicht ist: i. Auswahlen wenigstens eines Nachbarvektors aus den Referen zeingangsvektoren, und ii. Ermitteln eines zusätzlichen Referenzeingangsvektors aus dem wenigstens einen Nachbarvektor und Hinzufügen des zusätzli chen Referenzeingangsvektors zu den Referenzeingangsvekto ren; b. Auswählen wenigstens eines dem Eingangsvektor am nächsten lie genden Berechnungsvektors aus den Referenzeingangsvektoren und Berechnen des Ausgangsvektors anhand des wenigstens einen aus gewählten Berechnungsvektors. This is achieved according to the invention with a method for operating a control device for a motor vehicle with the features of claim 1. It is provided that n-dimensional reference input vectors each because a reference output vector is assigned, from which an output vector is determined for an n-dimensional input vector, the following steps, in particular in the specified order, being carried out: a. Repeat the following steps, in particular in the specified order, until in an n-dimensional space, for example in one or more orthants, in particular in each orthant, of the n-dimensional space, around the input vector there is a reference input vector whose distance from the The input vector falls below a threshold value and / or a maximum number of iterations is reached: i. Selecting at least one neighbor vector from the reference input vectors, and ii. Determining an additional reference input vector from the at least one neighboring vector and adding the additional reference input vector to the reference input vectors; b. Selecting at least one calculation vector closest to the input vector from the reference input vectors and calculating the output vector on the basis of the at least one calculation vector selected.
Das Steuergerät dient dem Steuern des Kraftfahrzeugs, insbesondere dem Steuern einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Die Antriebseinrich tung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmo ments. Insbesondere wird das Steuergerät zum Steuern eines Antriebsag gregats der Antriebseinrichtung verwendet, welches schlussendlich das An triebsdrehmoment erzeugt. Das Antriebsaggregat liegt beispielsweise in Form einer Bre n n kraftm asch i n e , insbesondere einer Otto bre n n kraftm asch i n e oder einer Dieselbrennkraftmaschine, vor. The control device is used to control the motor vehicle, in particular to control a drive device of the motor vehicle. The drive device is used to drive the motor vehicle, so to the extent that it provides a drive torque aimed at driving the motor vehicle. In particular, the control device is used to control a drive unit of the drive device, which ultimately generates the drive torque. The drive unit is, for example, in In the form of a combustion engine, in particular a gasoline engine or a diesel internal combustion engine.
Das Steuergerät wird verwendet, um mithilfe eines Modells den zu dem Ein- gangsvektor passenden Ausgangsvektor zu ermitteln. Im Falle der Brenn kraftmaschine dient beispielsweise wenigstens einer der folgenden Werte als Eingangsvektor: eine Drehzahl und ein Einspritzparameter, insbesondere eine Kraftstoffmenge und/oder ein Einspritzzeitpunkt. Besonders bevorzugt setzt sich der Eingangsvektor aus mehreren der genannten Werte zusam- men. Auch eine Umgebungsbedingung, beispielsweise eine Umgebungs temperatur und/oder ein Umgebungsluftdruck, kann als Eingangsvektor oder als Bestandteil des Eingangsvektors verwendet werden. The control unit is used to determine the output vector that matches the input vector with the aid of a model. In the case of the internal combustion engine, for example, at least one of the following values is used as an input vector: a speed and an injection parameter, in particular a fuel quantity and / or an injection time. The input vector is particularly preferably composed of several of the values mentioned. An ambient condition, for example an ambient temperature and / or an ambient air pressure, can also be used as an input vector or as a component of the input vector.
Der Eingangsvektor liegt als n-dimensionaler Eingangsvektor vor. Das be- deutet, dass er beliebig dimensioniert sein kann. Beispielsweise ist der Ein gangsvektor eindimensional, also skalar. Vorzugsweise ist der Eingangsvek tor jedoch mehrdimensional, beispielsweise zweidimensional oder dreidi mensional. Mithilfe des Modells wird dem Eingangsvektor der Ausgangsvek tor zugeordnet. Der Ausgangsvektor umfasst beispielsweise wenigstens ei- nen der folgenden Werte: Drehmoment, Kraftstoffve rbrau ch , Schadstof femissionen. Beispielsweise ist der Ausgangsvektor lediglich auf einen ein zelnen Wert gerichtet, ist also skalar. Selbstverständlich kann der Aus gangsvektor jedoch auch mehrere Werte umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass der Eingangsvektor gefiltert ist, insbesondere über der Zeit. Hier- durch werden Sprünge des Ausgangsvektors vermieden und/oder ein dyna mischer Verlauf des Ausgangsvektors für den Eingangsvektor modelliert. The input vector is available as an n-dimensional input vector. This means that it can be of any size. For example, the input vector is one-dimensional, that is, scalar. However, the input vector is preferably multidimensional, for example two-dimensional or three-dimensional. With the help of the model, the output vector is assigned to the input vector. The output vector includes, for example, at least one of the following values: torque, fuel consumption, pollutant emissions. For example, the output vector is only directed to a single value, that is, it is scalar. Of course, however, the output vector can also include several values. It can be provided that the input vector is filtered, in particular over time. This avoids jumps in the output vector and / or models a dynamic course of the output vector for the input vector.
Zum Ermitteln des Ausgangsvektors aus dem Eingangsvektor sind in dem Steuergerät n-dimensionale Referenzeingangsvektoren hinterlegt. Unter den Referenzeingangsvektoren ist ganz allgemein eine Menge von Referenzein gangsvektoren zu verstehen, die eine beliebige Anzahl an Referenzein gangsvektoren aufweisen kann. Die Referenzeingangsvektoren können also überhaupt keine Referenzeingangsvektoren, genau einen Referenzein gangsvektor oder mehrere Referenzeingangsvektoren umfassen. Der Les- barkeit wegen wird jedoch stets von den Referenzeingangsvektoren im Plural gesprochen, wobei stets eine Referenzeingangsvektormenge mit einer belie bigen Anzahl von Referenzeingangsvektoren gemeint ist. Dies gilt im Übri gen bevorzugt auch für die weiteren Vektoren, auch ohne dass dies jeweils ausdrücklich erwähnt ist. To determine the output vector from the input vector, n-dimensional reference input vectors are stored in the control device. The reference input vectors are to be understood quite generally as a set of reference input vectors which can have any number of reference input vectors. The reference input vectors can therefore not include any reference input vectors at all, precisely one reference input vector or a plurality of reference input vectors. The reading For reasons of availability, however, reference input vectors are always spoken of in the plural, always referring to a reference input vector set with any number of reference input vectors. Incidentally, this also applies preferably to the further vectors, even without this being expressly mentioned in each case.
Den Referenzeingangsvektoren ist jeweils ein Referenzausgangsvektor zu geordnet. Die Referenzeingangsvektoren sind hierbei jeweils analog zu dem Eingangsvektor ausgebildet, der Referenzausgangsvektor analog zu dem Ausgangsvektor. Insbesondere weisen die Referenzeingangsvektoren also jeweils dieselbe Dimension auf wie der Eingangsvektor und umfassen die selben Größen beziehungsweise Werte. Auch der Referenzausgangsvektor ist analog zu dem Ausgangsvektor aufgebaut, weist also dieselbe Dimension auf und betrifft dieselbe Größe beziehungsweise denselben Wert. Der Refe- renzausgangsvektor kann insoweit lediglich einen Skalar aufweisen. Grund sätzlich kann in dem Steuergerät eine beliebige Anzahl an Referenzein gangsvektoren und dazugehörigen Referenzausgangsvektoren hinterlegt sein, beispielsweise also überhaupt kein Referenzeingangsvektor, lediglich genau ein Referenzeingangsvektor oder mehrere Referenzeingangsvekto- ren. Hierzu verfügt das Steuergerät beispielsweise über einen entsprechen den Speicher. A reference output vector is assigned to each of the reference input vectors. The reference input vectors are each designed analogously to the input vector, the reference output vector analogously to the output vector. In particular, the reference input vectors thus each have the same dimension as the input vector and include the same quantities or values. The reference output vector is also structured analogously to the output vector, that is to say it has the same dimension and relates to the same size or the same value. To this extent, the reference output vector can only have a scalar. In principle, any number of reference input vectors and associated reference output vectors can be stored in the control unit, for example no reference input vector at all, just one reference input vector or several reference input vectors. For this purpose, the control unit has a corresponding memory, for example.
Es sei darauf hingewiesen, dass falls im Rahmen dieser Beschreibung von wenigstens einem Vektor die Rede ist, lediglich genau ein Vektor vorliegen kann. Bevorzugt liegen jedoch mehrere Vektoren vor und die Ausführungen zu dem Vektor oder dem wenigstens einen Vektor sind analog auf jeden der mehreren Vektoren übertragbar. Umgekehrt kann, falls von mehreren Vekto ren die Rede ist, selbstverständlich lediglich ein einziger Vektor oder wenigs tens einer der genannten Vektoren vorliegen. Dies gilt insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für den wenigstens einen Referenzeingangsvektor, den wenigstens einen Nachbarvektor, den wenigstens einen Berechnungsvektor und/oder den wenigstens einen Klassifikationsvektor. Zum Ermitteln des zu dem Eingangsvektor gehörenden Ausgangsvektors aus den Referenzeingangsvektoren werden in einem ersten Schritt wenigs tens ein Nachbarvektor, bevorzugt jedoch mehrere Nachbarvektoren, aus den Referenzeingangsvektoren ausgewählt. In einem zweiten Schritt wird aus diesem Nachbarvektor beziehungsweise diesen Nachbarvektoren der zusätzliche Referenzeingangsvektor ermittelt und den Referenzeingangsvek toren hinzugefügt. Durch das Hinzufügen des zusätzlichen Referenzein gangsvektors zu den Referenzeingangsvektoren wird die Auflösung des Mo dells verbessert, sodass die nachfolgende Berechnung des Ausgangsvektors äußerst einfach und mit hoher Genauigkeit erfolgen kann. It should be pointed out that if at least one vector is mentioned in the context of this description, only precisely one vector can be present. However, there are preferably several vectors and the statements relating to the vector or the at least one vector can be applied analogously to each of the several vectors. Conversely, if several vectors are mentioned, only a single vector or at least one of the vectors mentioned can of course be present. This applies in particular, but not exclusively, to the at least one reference input vector, the at least one neighboring vector, the at least one calculation vector and / or the at least one classification vector. To determine the output vector belonging to the input vector from the reference input vectors, in a first step at least one neighboring vector, but preferably several neighboring vectors, are selected from the reference input vectors. In a second step, the additional reference input vector is determined from this neighboring vector or these neighboring vectors and added to the reference input vectors. By adding the additional reference input vector to the reference input vectors, the resolution of the model is improved so that the subsequent calculation of the output vector can be carried out extremely easily and with high accuracy.
Das Auswählen des oder der Nachbarvektoren aus den Referenzein gangsvektoren erfolgt daher - falls möglich - vorzugsweise derart, dass der aus ihm oder ihnen ermittelte zusätzliche Referenzeingangsvektor näher an dem Eingangsvektor liegt als der oder die Nachbarvektoren oder die von dem oder den Nachbarvektoren verschiedenen Referenzeingangsvektoren. Beispielsweise wird also der dem Eingangsvektor am nächsten liegende Re ferenzeingangsvektor als Nachbarvektor beziehungsweise werden also die dem Eingangsvektor am nächsten liegenden Referenzeingangsvektoren als Nachbarvektoren ausgewählt. The selection of the neighboring vector or vectors from the reference input vectors is therefore - if possible - preferably such that the additional reference input vector determined from it or them is closer to the input vector than the neighboring vector or vectors or the reference input vectors different from the neighboring vector or vectors. For example, the reference input vector closest to the input vector is selected as the neighboring vector, or the reference input vectors closest to the input vector are selected as neighboring vectors.
Das Ermitteln des zusätzlichen Ref e re n ze i n gan g sve kto rs erfolgt bevorzugt durch Mittelwertbildung, beispielsweise durch gewichtete Mittelwertbildung oder durch Verwendung des arithmetischen Mittels des Nachbarvektors oder der Nachbarvektoren. Im Falle des lediglich einen Nachbarvektors entspricht der zusätzliche Referenzeingangsvektor nach der Mittelwertbildung dem Nachbarvektor. Selbstverständlich wird der zu dem zusätzlichen Referenz eingangsvektor gehörende Referenzausgangsvektor analog zu dieser Vor gehensweise aus dem dem Nachbarvektor zugeordneten Referenzaus- gangsvektor oder den den Nachbarvektoren zugeordneten Referenzaus gangsvektoren ermittelt. Auch dem zusätzlichen Referenzeingangsvektor ist insoweit ein Referenzausgangsvektor zugeordnet, der dieselbe mathemati sche Dimension aufweist wie die Referenzausgangsvektoren der Referenz eingangsvektoren. Die beiden Schritte, also der erste Schritt und der zweite Schritt, werden wiederholt, bis wenigstens ein Referenzeingangsvektor vorliegt, dessen Ab stand zu dem Eingangsvektor den Schwellenwert unterschreitet oder bis eine maximale Anzahl an Iterationen erreicht ist. Allgemeiner ausgedrückt werden die Schritte beispielsweise wiederholt, bis in dem n-dimensionalen Raum, insbesondere in einem oder mehreren der Orthanten des n- dimensionalen Raums, um den Eingangsvektor jeweils ein Referenzein gangsvektor vorliegt, der einen den Schwellenwert unterschreitenden Ab stand von dem Eingangsvektor aufweist oder bis die Anzahl der Iterationen, also die Anzahl der Durchführungen der beiden Schritte, die maximale An zahl erreicht hat. Für jede Wiederholung des ersten und des zweiten Schritts wird eine Anzahl an Iterationen inkrementiert. Erreicht diese Anzahl die ma ximale Anzahl, so ist die Bedingung erfüllt und die beiden Schritte werden nicht erneut wiederholt. The additional reference in whole is preferably determined by averaging, for example by weighted averaging or by using the arithmetic mean of the neighboring vector or vectors. In the case of only one neighboring vector, the additional reference input vector corresponds to the neighboring vector after averaging. Of course, the reference output vector belonging to the additional reference input vector is determined analogously to this procedure from the reference output vector assigned to the neighboring vector or from the reference output vectors assigned to the neighboring vectors. The additional reference input vector is also assigned a reference output vector that has the same mathematical dimension as the reference output vectors of the reference input vectors. The two steps, that is, the first step and the second step, are repeated until at least one reference input vector is present whose stand from the input vector falls below the threshold value or until a maximum number of iterations is reached. In more general terms, the steps are repeated, for example, until a reference input vector is present around the input vector in the n-dimensional space, in particular in one or more of the orthants of the n-dimensional space, which has a distance from the input vector that is below the threshold value or until the number of iterations, i.e. the number of executions of the two steps, has reached the maximum number. A number of iterations are incremented for each repetition of the first and second steps. If this number reaches the maximum number, the condition is fulfilled and the two steps are not repeated again.
Die letztgenannte Bedingung verhindert insbesondere eine beliebig häufige Ausführung, falls der zusätzliche Referenzeingangsvektor dem Eingangsvek tor nicht näher liegt als die ursprünglichen Referenzeingangsvektoren. Es ist darauf hinzuweisen, dass unabhängig von der Anzahl der Referenzein gangsvektoren und von der Anzahl der Nachbarvektoren stets der zusätzli che Referenzeingangsvektor ermittelt wird, nämlich durch Mittelwertbildung, und auch stets zu den Referenzvektoren hinzugefügt wird. Dies gilt also auch, sofern gar kein oder lediglich ein einziger Referenzeingangsvektor vor liegt. Der zusätzliche Referenzeingangsvektor wird in dem zweiten Fall übli cherweise dem bereits vorhandenen Referenzeingangsvektor entsprechen, sodass nachfolgend zwei identische Referenzeingangsvektoren vorhanden sind, aus welchen der wenigstens eine Berechnungsvektor ausgewählt wird. The last-mentioned condition in particular prevents execution as often as desired if the additional reference input vector is not closer to the input vector than the original reference input vectors. It should be noted that regardless of the number of reference input vectors and the number of neighboring vectors, the additional reference input vector is always determined, namely by averaging, and is also always added to the reference vectors. This also applies if no reference input vector or only a single reference input vector is present. In the second case, the additional reference input vector will usually correspond to the reference input vector that is already present, so that subsequently two identical reference input vectors are present from which the at least one calculation vector is selected.
Der n-dimensionale Raum spannt sich um den Eingangsvektor herum auf. Der Eingangsvektor stellt also einen Nullpunkt des n-dimensionalen Raums dar. Die Orthanten grenzen jeweils an den Eingangsvektor beziehungsweise den Nullpunkt an und liegen nicht überlappend zu diesem vor. Der n- dimensionale Raum ist hierbei in 2n Orthanten unterteilt beziehungsweise unterteilbar. Im Fall des zweidimensionalen Raums können die Orthanten als Quadranten und im Falle des dreidimensionalen Raums als Oktanten be zeichnet werden. Besonders bevorzugt werden die genannten Schritte so lange wiederholt, bis in mehreren der Orthanten, insbesondere in jedem der Orthanten, jeweils ein Referenzeingangsvektor angeordnet ist, der einen Ab stand zu dem Eingangsvektor aufweist, der kleiner ist als der Schwellenwert. The n-dimensional space spans around the input vector. The input vector thus represents a zero point of the n-dimensional space. The orthants each adjoin the input vector or the zero point and do not overlap with it. The n-dimensional space is subdivided or divided into 2 n orthants divisible. In the case of two-dimensional space, the orthants can be referred to as quadrants and, in the case of three-dimensional space, as octants. The steps mentioned are particularly preferably repeated until a reference input vector is arranged in several of the orthants, in particular in each of the orthants, which is at a distance from the input vector that is smaller than the threshold value.
Ist die genannte Bedingung erfüllt oder die maximale Anzahl an Iterationen erreicht, so werden der oder die Berechnungsvektoren aus den Referenzein- gangsvektoren ausgewählt, nämlich derart, dass der oder die Berechnungs vektoren der oder die dem Eingangsvektor am nächsten liegenden Referen zeingangsvektoren sind. Beispielsweise werden der oder die Berechnungs vektoren für mehrere der Orthanten ausgewählt. In anderen Worten werden aus den Referenzeingangsvektoren derjenige oder diejenigen ausgewählt, der oder die dem Eingangsvektor am nächsten liegen und der oder die aus gewählten Referenzeingangsvektoren als Berechnungsvektoren herangezo gen. Das Auswählen des oder der Berechnungsvektoren aus den Referenz eingangsvektoren erfolgt zum Beispiel derart, dass wenigstens einige der ausgewählten Berechnungsvektoren in unterschiedlichen Orthanten liegen. If the mentioned condition is met or the maximum number of iterations is reached, the calculation vector or vectors are selected from the reference input vectors, namely in such a way that the calculation vector or vectors are the reference input vectors closest to the input vector. For example, the calculation vector or vectors are selected for several of the orthants. In other words, the one or those who are closest to the input vector are selected from the reference input vectors and the one or more selected reference input vectors are used as calculation vectors of the selected calculation vectors are in different orthants.
Besonders bevorzugt werden die Berechnungsvektoren derart aus den Refe renzeingangsvektoren ausgewählt, dass in mehreren der Orthanten jeweils genau einer der Berechnungsvektoren liegt. Ganz besonders bevorzugt wird für jeden der Orthanten genau ein Berechnungsvektor aus den Referenzein- gangsvektoren ausgewählt, sodass in jedem der Orthanten genau ein Be rechnungsvektor liegt. Anschließend wird aus dem oder den ausgewählten Berechnungsvektoren der Ausgangsvektor berechnet. Dies kann grundsätz lich auf beliebige Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann es vorgese hen sein, den Ausgangsvektor gleich dem Referenzausgangsvektor desjeni- gen der Berechnungsvektoren zu setzen, der dem Eingangsvektor am nächsten liegt. Vorzugsweise erfolgt jedoch wiederum eine Mittelwertbildung, beispielsweise unter Verwendung des arithmetischen Mittels oder der inver sen Distanzwichtung. Mit der beschriebenen Vorgehensweise zum Betreiben des Steuergeräts lässt sich auf besondere Art und Weise der zu dem Eingangsvektor gehö rende Ausgangsvektor ermitteln. Insbesondere ist die hierzu notwendige Re chenleistung äußerst gering. Auch ist es mit geringer Rechenleistung mög- lieh, dem Modell wenigstens einen zusätzlichen Referenzeingangsvektor und den jeweils dazugehörigen Referenzausgangsvektor hinzuzufügen und so das Modell zu verbessern. Das Verbessern des Modells wird daher bevor zugt während eines Betriebs des Steuergeräts, insbesondere während eines Fährbetriebs des Kraftfahrzeugs vorgenommen. The calculation vectors are particularly preferably selected from the reference input vectors in such a way that exactly one of the calculation vectors is located in several of the orthants. It is very particularly preferable for precisely one calculation vector to be selected from the reference input vectors for each of the orthants, so that there is exactly one calculation vector in each of the orthants. The output vector is then calculated from the selected calculation vector or vectors. In principle, this can be done in any way. For example, provision can be made to set the output vector equal to the reference output vector of that one of the calculation vectors which is closest to the input vector. However, a mean value is preferably again formed, for example using the arithmetic mean or inverse distance weighting. With the described procedure for operating the control device, the output vector belonging to the input vector can be determined in a special way. In particular, the computing power required for this is extremely low. It is also possible with little computing power to add at least one additional reference input vector and the respective associated reference output vector to the model and thus to improve the model. The model is therefore preferably improved during operation of the control device, in particular during ferry operation of the motor vehicle.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass für die Referenzeingangsvek toren ein Wertebereich erfasst wird. Der Wertebereich enthält für wenigstens eine Komponente der Referenzeingangsvektoren den minimalen Wert und den maximalen Wert, den die jeweilige Komponente über alle Referenzein- gangsvektoren hinweg aufweist. Bevorzugt wird der Wertebereich für alle Komponenten der Referenzeingangsvektoren ermittelt. Bevorzugt werden die Komponenten der Referenzeingangsvektoren zumindest teilweise in normierter Form verwendet. Hierunter ist zu verstehen, dass der Wert jeder Komponente der Referenzeingangsvektoren mit der Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der jeweiligen Komponente nor miert wird. Provision is particularly preferably made for a range of values to be recorded for the reference input vectors. For at least one component of the reference input vectors, the value range contains the minimum value and the maximum value which the respective component has across all reference input vectors. The range of values is preferably determined for all components of the reference input vectors. The components of the reference input vectors are preferably used at least partially in standardized form. This means that the value of each component of the reference input vectors is normalized with the difference between the maximum value and the minimum value of the respective component.
Dieser normierte Wert wird dann beispielsweise bei dem Auswählen des we nigstens einen Nachbarvektors, insbesondere bei dem Berechnen des Ab- Stands der Referenzeingangsvektoren zu dem Eingangsvektor, und/oder dem Berechnen des Ausgangswerts, insbesondere bei der inversen Dis tanzwichtung, herangezogen. Für das Auswählen des wenigstens einen Nachbarvektors erfolgt bevorzugt auch ein Normieren der Komponenten des Eingangsvektors mit den Wertebereichen der Referenzeingangsvektoren. Durch das Verwenden der normierten Komponenten wird eine unerwünschte Beeinflussung durch unterschiedliche Größenordnungen der Komponenten des Eingangsvektors beziehungsweise der Referenzeingangsvektoren ver hindert. Ohne die Normierung würden Komponenten, die eine größere Grö- ßenordnung aufweisen, eine deutliche stärkere Gewichtung erfahren als Komponenten, die eine kleinere Größenordnung aufweisen. This normalized value is then used, for example, when selecting the at least one neighboring vector, in particular when calculating the distance between the reference input vectors and the input vector, and / or when calculating the output value, in particular for inverse distance weighting. For the selection of the at least one neighboring vector, the components of the input vector are preferably also normalized with the value ranges of the reference input vectors. By using the standardized components, undesired influencing by different orders of magnitude of the components of the input vector or the reference input vectors is prevented. Without the standardization, components that have a larger size would order of magnitude are given a significantly stronger weighting than components that have a smaller order of magnitude.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Referenzeingangsvekto- ren vor dem Ermitteln des Ausgangsvektors für den Eingangsvektor auf ge speicherte Referenzeingangsvektoren zurückgesetzt werden. Vor der zuvor beschriebenen Vorgehensweise, bei welcher den Referenzeingangsvektoren wenigstens ein zusätzlicher Referenzeingangsvektor hinzugefügt wird, wer den also die Referenzeingangsvektoren zurückgesetzt. Hierzu werden ge- speicherte Referenzeingangsvektoren ausgelesen, insbesondere aus dem Speicher, und als die Referenzeingangsvektoren verwendet. Das bedeutet, dass eventuell zuvor den Referenzeingangsvektoren hinzugefügte zusätzli che Referenzeingangsvektoren verworfen werden. Hierdurch wird eine Be einflussung des Ergebnisses beziehungsweise des Ausgangsvektors zuver- lässig vermieden. A further development of the invention provides that the reference input vectors are reset to stored reference input vectors before the output vector for the input vector is determined. Before the procedure described above, in which at least one additional reference input vector is added to the reference input vectors, whoever resets the reference input vectors. For this purpose, stored reference input vectors are read out, in particular from the memory, and used as the reference input vectors. This means that any additional reference input vectors previously added to the reference input vectors are discarded. This reliably avoids influencing the result or the output vector.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für das Auswählen des we nigstens einen Nachbarvektors für jeden Referenzeingangsvektor ein Klassi- fikationsvektor ermittelt wird, der sich aus der Vorzeichenfunktion einer Diffe- renz zwischen dem Eingangsvektor und dem jeweiligen Referenzein gangsvektor ergibt. Für jeden Referenzeingangsvektor wird also zunächst der entsprechende Klassifikationsvektor berechnet, nämlich durch Bildung der Differenz zwischen dem Eingangsvektor und dem jeweiligen Referenz eingangsvektor. Die Differenz wird nachfolgend noch der Vorzeichenfunktion unterworfen, sodass der Klassifikationsvektor schlussendlich lediglich angibt, in welcher Richtung der Referenzeingangsvektor bezüglich des Ein gangsvektors liegt. Die Komponenten des Klassifikationsvektors können je weils die Werte -1 , 0 und +1 annehmen. Für jede Komponente ergeben sich also drei mögliche Klassifikationen. Hierdurch ist eine besonders einfache und rasche Auswahl der Nachbarvektoren möglich. A further development of the invention provides that for the selection of the at least one neighboring vector for each reference input vector, a classification vector is determined which results from the sign function of a difference between the input vector and the respective reference input vector. For each reference input vector, the corresponding classification vector is calculated first, namely by forming the difference between the input vector and the respective reference input vector. The difference is then subjected to the sign function, so that the classification vector ultimately only indicates the direction in which the reference input vector lies with respect to the input vector. The components of the classification vector can each have the values -1, 0 and +1. There are three possible classifications for each component. This enables a particularly simple and rapid selection of the neighboring vectors.
Für jeden der Referenzeingangsvektoren liegt ein Klassifikationsvektor vor, sodass die Anzahl der Klassifikationsvektoren der Anzahl der Referenzein gangsvektoren entspricht. Für die Klassifikationsvektoren gilt insoweit das für die Referenzeingangsvektoren Gesagte. Auch die Klassifikationsvektoren bilden eine Menge an Klassifikationsvektoren, die eine beliebige Anzahl an Klassifikationsvektoren enthalten kann, also überhaupt keine Klassifikations vektoren, genau einen Klassifikationsvektor oder mehrere Klassifikationsvek- toren. A classification vector is present for each of the reference input vectors, so that the number of classification vectors corresponds to the number of reference input vectors. The same applies to the classification vectors for the reference input vectors said. The classification vectors also form a set of classification vectors which can contain any number of classification vectors, that is to say no classification vectors at all, exactly one classification vector or several classification vectors.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus den Klassifikationsvek toren unterschiedliche Klassifikationsvektoren ermittelt werden und für unter schiedliche Klassifikationsvektoren, insbesondere für jeden unterschiedlichen Klassifikationsvektor, jeweils genau ein Referenzeingangsvektor als Nach barvektor ausgewählt wird. Zunächst werden also die Klassifikationsvektoren daraufhin untersucht, ob sie voneinander verschieden sind und es werden voneinander verschiedene Klassifikationsvektoren zusammengestellt. Bei spielsweise werden die Referenzeingangsvektoren hinsichtlich ihrer Klassifi- kationsvektoren sortiert. A further development of the invention provides that different classification vectors are determined from the classification vectors and exactly one reference input vector is selected as a neighbor vector for different classification vectors, in particular for each different classification vector. First of all, the classification vectors are examined to see whether they are different from one another and classification vectors that differ from one another are put together. For example, the reference input vectors are sorted with regard to their classification vectors.
Nachfolgend wird für unterschiedliche Klassifikationsvektoren jeweils genau ein Referenzeingangsvektor als Nachbarvektor ausgewählt. Das bedeutet, dass die ausgewählten Nachbarvektoren voneinander verschiedene Klassifi- kationsvektoren aufweisen. Besonders bevorzugt wird für jeden unterschied lichen Klassifikationsvektor jeweils genau ein Referenzeingangsvektor aus gewählt. Es liegen also nachfolgend ebenso viele Nachbarvektoren vor wie unterschiedliche Klassifikationsvektoren. Es können also genau ein Nach barvektor oder mehrere Nachbarvektoren vorliegen. Hierdurch wird eine be- sonders hohe Genauigkeit bei dem Ermitteln des Ausgangsvektors erzielt. In the following, exactly one reference input vector is selected as a neighboring vector for different classification vectors. This means that the selected neighboring vectors have classification vectors that differ from one another. It is particularly preferable for precisely one reference input vector to be selected for each different classification vector. There are consequently just as many neighboring vectors as there are different classification vectors. So there can be exactly one neighboring vector or several neighboring vectors. This achieves a particularly high level of accuracy when determining the output vector.
Vereinfacht ausgedrückt ist es vorgesehen, dass für mehrere der Orthanten, insbesondere für jeden der Orthanten, jeweils genau ein Nachbarvektor aus den Referenzeingangsvektoren ausgewählt wird. Die Klassifikationsvektoren geben schlussendlich an, in welchem der Orthanten jeder der Referenzein gangsvektoren angeordnet ist. Beispielsweise werden hierbei die Werte 0 und +1 von Komponenten des Klassifikationsvektors zusammengefasst. Ei ner der Orthant beinhaltet also die Klassifikationsvektoren auf, deren Kom ponente den Wert -1 aufweist, wohingegen ein anderer der Orthanten die Klassifikationsvektoren beinhaltet, deren Komponente einen der Werte 0 undTo put it simply, it is provided that for several of the orthants, in particular for each of the orthants, exactly one neighboring vector is selected from the reference input vectors. The classification vectors finally indicate in which of the orthants of each of the reference input vectors is arranged. For example, the values 0 and +1 of components of the classification vector are combined here. One of the orthants thus contains the classification vectors whose component has the value -1, whereas another of the orthants contains the Contains classification vectors whose component has one of the values 0 and
+1 aufweist. Has +1.
Durch das Auswahlen der Nachbarvektoren derart, dass den Referenzein- gangsvektoren unterschiedliche Klassifikationsvektoren zugeordnet sind, liegen die ausgewählten Nachbarvektoren in voneinander verschiedenen Orthanten, sodass in mehreren der Orthanten jeweils genau ein Nachbarvek tor vorliegt, wohingegen in den übrigen Orthanten kein Nachbarvektor vor liegt. Besonders bevorzugt ist es auch hier vorgesehen, dass in jedem der Orthanten jeweils genau ein Nachbarvektor beziehungsweise einer der Nachbarvektoren vorliegt. Dies ist jedoch eine vereinfachte Betrachtungs weise. Bevorzugt werden alle möglichen Werte der Komponente unterschie den. Durch die beschriebene Vorgehensweise wird die bereits angesproche ne hohe Genauigkeit erzielt. By selecting the neighboring vectors in such a way that the reference input vectors are assigned different classification vectors, the selected neighboring vectors are in mutually different orthants, so that exactly one neighboring vector is present in several of the orthants, whereas there is no neighboring vector in the remaining orthants. It is particularly preferably provided here that exactly one neighboring vector or one of the neighboring vectors is present in each of the orthants. However, this is a simplified way of looking at things. All possible values of the component are preferably differentiated. The already mentioned high accuracy is achieved by the procedure described.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus den Referenzein gangsvektoren, deren Klassifikationsvektoren identisch sind, derjenige als Nachbarvektor ausgewählt wird, der den geringsten Abstand zu dem Ein gangsvektor aufweist. Sind also Referenzeingangsvektoren vorhanden, die gleiche Klassifikationsvektoren aufweisen, so wird für diese jeweils der Ab stand zu dem Eingangsvektor bestimmt. Anschließend wird aus den Abstän den der geringste Abstand ermittelt und der Referenzeingangsvektor, der den kleinsten Abstand zu dem Eingangsvektor aufweist, als Nachbarvektor herangezogen. Hierdurch wird eine besonders hohe Genauigkeit erzielt. Die beschriebene Klassifikation der Referenzeingangsvektoren mittels der Klas sifikationsvektoren wird vorzugsweise nach jedem Hinzufügen eines zusätz lichen Referenzeingangsvektors zu den Referenzeingangsvektoren durchge führt. Wiederum vereinfacht betrachtet, ist es vorgesehen, dass für die Orthanten, insbesondere für jeden der Orthanten, der dem Eingangsvektor in dem jewei ligen Orthant am nächsten liegende Referenzeingangsvektor als Nachbar vektor ausgewählt wird. Die Referenzeingangsvektoren sind also auf die Or thanten aufgeteilt. Liegen mehrere Referenzeingangsvektoren in demselben Orthant, so wird für diese der jeweilige Abstand zu dem Eingangsvektor er mittelt. Derjenige Referenzeingangsvektor mit dem geringsten Abstand in dem jeweiligen Orthant wird als Nachbarvektor herangezogen. Besonders bevorzugt wird diese Vorgehensweise für alle Orthanten durchgeführt, so- dass vorzugsweise in jedem der Orthanten einer der Referenzeingangsvek toren als Nachbarvektor vorliegt. Selbstredend gilt dies jedoch lediglich für den Fall, dass in jedem der Orthanten tatsächlich ein Referenzeingangsvek tor vorliegt. In dem oder den Orthanten, in welchem/welchen kein Referenz eingangsvektor vorliegt, kann entsprechend auch kein Nachbarvektor aus den Referenzeingangsvektoren ausgewählt werden. A further development of the invention provides that from the reference input vectors whose classification vectors are identical, that one is selected as the neighboring vector which has the smallest distance from the input vector. If there are reference input vectors that have the same classification vectors, then the distance from the input vector is determined for each of these. The smallest distance is then determined from the distances and the reference input vector, which has the smallest distance to the input vector, is used as the neighboring vector. A particularly high level of accuracy is achieved in this way. The described classification of the reference input vectors by means of the classification vectors is preferably carried out after each addition of an additional reference input vector to the reference input vectors. Again, viewed in a simplified manner, it is provided that for the orthants, in particular for each of the orthants, the reference input vector closest to the input vector in the respective orthant is selected as the neighbor vector. The reference input vectors are therefore divided between the Or thanten. Are several reference input vectors in the same Orthant, the respective distance to the input vector is determined for this. The reference input vector with the smallest distance in the respective orthant is used as the neighboring vector. This procedure is particularly preferably carried out for all orthants, so that one of the reference input vectors is preferably present as a neighboring vector in each of the orthants. Of course, however, this only applies in the event that a reference input vector is actually present in each of the orthants. Correspondingly, no neighboring vector can be selected from the reference input vectors in the orthant or orthants in which there is no reference input vector.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand berechnet wird, indem Komponenten der Referenzeingangsvektoren mit Komponenten des Eingangsvektors normiert und aufsummiert werden. Jede Komponente des Referenzeingangsvektors wird also mit der entsprechenden Komponente des Eingangsvektors normiert. Nachfolgend werden die normierten Komponen ten der Referenzeingangsvektoren aufsummiert, um die Abstände der Refe renzeingangsvektoren zu dem Eingangsvektor zu bestimmen. Es kann zu dem vorgesehen sein, die Komponenten vor dem Aufsummieren zu quadrie- ren, um eine Vorzeichenbereinigung zu erzielen. In diesem Fall entspricht der Abstand bevorzugt der Wurzel aus der Summe der Komponenten des jeweiligen Referenzeingangsvektors. Auf die beschriebene Art und Weise kann die Auswahl der Nachbarvektoren besonders rasch und effektiv vorge nommen werden. A further development of the invention provides that the distance is calculated by normalizing and adding up components of the reference input vectors with components of the input vector. Each component of the reference input vector is thus normalized with the corresponding component of the input vector. The normalized components of the reference input vectors are then added up in order to determine the distances between the reference input vectors and the input vector. Provision can also be made to square the components before adding them up in order to achieve a sign adjustment. In this case, the distance preferably corresponds to the root of the sum of the components of the respective reference input vector. In the manner described, the selection of the neighboring vectors can be made particularly quickly and effectively.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Referenzausgangsvek tor des zusätzlichen Referenzeingangsvektors aus den Referenzaus gangsvektoren der Nachbarvektoren berechnet wird, insbesondere durch Mittelwertbildung oder mittels inverser Distanzwichtung. Auf diese Vorge- hensweise wurde vorstehend bereits hingewiesen. Auch dem zusätzlichen Referenzeingangsvektor ist insoweit der Referenzausgangsvektor zugeord net. Der Referenzausgangsvektor des zusätzlichen Referenzeingangsvek tors wird aus den Referenzausgangsvektoren der Nachbarvektoren ermittelt. Beispielsweise kann es hierbei vorgesehen sein, den Referenzausgangsvek tor des zusätzlichen Referenzeingangsvektors gleich dem Referenzaus gangsvektor desjenigen der Nachbarvektoren zu setzen, welcher den ge ringsten Abstand zu dem Referenzeingangsvektor aufweist. Eine deutliche Erhöhung der Genauigkeit kann jedoch erzielt werden, indem die Referenz ausgangsvektoren mehrerer der Nachbarvektoren, insbesondere aller Nach barvektoren, zum Ermitteln des Referenzausgangsvektors herangezogen werden. Beispielsweise ergibt sich der Referenzausgangsvektor des zusätz lichen Referenzeingangsvektors durch Mittelwertbildung, insbesondere durch Bildung des arithmetischen Mittels, aus den Referenzausgangsvektoren der Nachbarvektoren. A further development of the invention provides that the reference output vector of the additional reference input vector is calculated from the reference output vectors of the neighboring vectors, in particular by averaging or by means of inverse distance weighting. This procedure has already been pointed out above. In this respect, the reference output vector is also assigned to the additional reference input vector. The reference output vector of the additional reference input vector is determined from the reference output vectors of the neighboring vectors. For example, it can be provided here to set the reference output vector of the additional reference input vector equal to the reference output vector of that one of the neighboring vectors which has the smallest distance from the reference input vector. However, a significant increase in accuracy can be achieved by using the reference output vectors of several of the neighboring vectors, in particular all neighboring vectors, to determine the reference output vector. For example, the reference output vector of the additional reference input vector is obtained by averaging, in particular by calculating the arithmetic mean, from the reference output vectors of the neighboring vectors.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ausgangsvektor aus dem dem wenigstens einen Berechnungsvektor zugeordneten Referenzaus- gangsvektor berechnet wird, insbesondere durch Mittelwertbildung oder mit tels inverser Distanzwichtung. Für die Berechnung des Ausgangsvektors gilt insoweit Entsprechendes wie für die Berechnung des Referenzausgangsvek tors des zusätzlichen Referenzeingangsvektors. Bevorzugt wird unabhängig von der Anzahl der ausgewählten Berechnungsvektoren der Ausgangsvektor aus allen Berechnungsvektoren beziehungsweise den ihnen zugeordneten Referenzausgangsvektoren berechnet. Auf die entsprechenden Ausführun gen wird daher verwiesen. A further development of the invention provides that the output vector is calculated from the reference output vector assigned to the at least one calculation vector, in particular by averaging or by means of inverse distance weighting. The same applies to the calculation of the output vector as to the calculation of the reference output vector of the additional reference input vector. The output vector is preferably calculated from all calculation vectors or the reference output vectors assigned to them, independently of the number of selected calculation vectors. Reference is therefore made to the corresponding explanations.
Schlussendlich ist es bei dem beschriebenen Verfahren vorgesehen, zu- nächst iterativ zusätzliche Referenzeingangsvektoren zu ermitteln, welche hinreichend nah an dem Eingangsvektor liegen. Dies erfolgt besonders be vorzugt durch Interpolation zwischen den vorhandenen Referenzein gangsvektoren, insbesondere den gespeicherten Referenzeingangsvektoren. Das iterative Hinzufügen der zusätzlichen Referenzeingangsvektoren erfolgt solange, bis wenigstens ein Referenzeingangsvektor einen hinreichend klei nen Abstand zu dem Eingangsvektor aufweist, oder bis die maximale Anzahl an Iterationen erreicht ist. Bevorzugt liegen mehrere Referenzeingangsvektoren vor, deren Abstand zu dem Eingangsvektor den Schwellenwert unterschreiten. Besonders bevor zugt wird für jeden der Orthanten ein derartiger Referenzeingangsvektor er mittelt, falls dies möglich ist. Insbesondere muss hierzu bereits vor dem Hin- zufügen des wenigstens einen zusätzlichen Ref e re n ze i n g an g sve kto rs in je dem der Orthanten mindestens ein Referenzeingangsvektor vorliegen. Dies ermöglicht die besonders gute Genauigkeit bei der Ermittlung des Aus gangsvektors. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum Ermitteln von Ein zelfehlern der Referenzeingangsvektoren für jeden der Referenzein gangsvektoren folgende Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihen folge, durchgeführt werden: a. Zwischenspeichern des jeweiligen Referenzeingangsvektors als Prüfvektor und Entfernen des Referenzeingangsvektors aus den Refe renzeingangsvektoren, b. Berechnen des Ausgangsvektors mit dem Prüfvektor als Eingangsvek tor, c. Ermitteln des jeweiligen Einzelfehlers aus einer Differenz zwischen dem Ausgangsvektor und dem dem Prüfvektor zugeordneten Refe renzausgangsvektor, d. Zuordnen des jeweiligen Einzelfehlers zu dem Prüfvektor, und e. Hinzufügen des Prüfvektors zu den Referenzeingangsvektoren. Von Zeit zu Zeit kann es sinnvoll sein, für jeden der Referenzeingangsvekto ren einen Einzelfehler zu ermitteln. Dieser Einzelfehler beschreibt schluss endlich die Genauigkeit, mit welcher der Referenzausgangsvektor eines der Referenzeingangsvektoren aus den anderen Referenzeingangsvektoren und denen ihnen zugeordneten Referenzausgangsvektoren ermittelt werden kann, ohne auf den einen Referenzeingangsvektor und seinen Referenzaus gangsvektor zurückzugreifen. Finally, it is provided in the described method to first iteratively determine additional reference input vectors which are sufficiently close to the input vector. This is done particularly preferably by interpolation between the existing reference input vectors, in particular the stored reference input vectors. The iterative addition of the additional reference input vectors takes place until at least one reference input vector has a sufficiently small distance from the input vector, or until the maximum number of iterations is reached. There are preferably several reference input vectors whose distance from the input vector is below the threshold value. Such a reference input vector is particularly preferably given for each of the orthants, if this is possible. In particular, at least one reference input vector must be present in each of the orthants before the at least one additional reference is added. This enables the particularly good accuracy when determining the output vector. A further development of the invention provides that, in order to determine individual errors in the reference input vectors, the following steps are carried out for each of the reference input vectors, in particular in the order specified: a. Intermediate storage of the respective reference input vector as a test vector and removal of the reference input vector from the reference input vectors, b. Calculating the output vector with the test vector as input vector, c. Determining the respective individual error from a difference between the output vector and the reference output vector assigned to the test vector, d. Assigning the respective individual error to the test vector, and e. Add the test vector to the reference input vectors. From time to time it can be useful to determine an individual error for each of the reference input vectors. This individual error finally describes the accuracy with which the reference output vector of one of the reference input vectors is determined from the other reference input vectors and the reference output vectors assigned to them can, without having to resort to a reference input vector and its reference output vector.
Hierzu wird der Referenzeingangsvektor als Prüfvektor zwischengespeichert, beispielsweise in einem entsprechenden Zwischenspeicher. Anschließend wird der Referenzeingangsvektor beziehungsweise Prüfvektor aus den Refe renzeingangsvektoren entfernt. Nachfolgend wird der Prüfvektor als Ein gangsvektor verwendet und der Ausgangsvektor aus den verbleibenden Re ferenzeingangsvektoren für den Eingangsvektor berechnet. Dann wird der Einzelfehler ermittelt, indem die Differenz zwischen dem Ausgangsvektor und demjenigen Referenzausgangsvektor berechnet wird, der dem Prüfvek tor zugeordnet ist. For this purpose, the reference input vector is buffered as a test vector, for example in a corresponding buffer. The reference input vector or test vector is then removed from the reference input vectors. The test vector is then used as the input vector and the output vector is calculated from the remaining reference input vectors for the input vector. The individual error is then determined by calculating the difference between the output vector and that reference output vector that is assigned to the test vector.
Danach wird der Einzelfehler dem Prüfvektor zugeordnet, also zusammen mit diesem abgespeichert. Abschließend wird der Prüfvektor wieder den Dif ferenz Vektoren hinzugefügt, sodass nachfolgend dieselben Referenzein gangsvektoren vorliegen wie vor dem Ermitteln des Einzelfehlers für den Re ferenzeingangsvektor. Die beschriebene Vorgehensweise wird vorzugsweise für jeden der Referenzeingangsvektoren durchgeführt. Nachfolgend ist eine Beurteilung möglich, ob alle Referenzeingangsvektoren notwendig sind, um eine hinreichend hohe Genauigkeit bei der Ermittlung des Ausgangsvektors zu erzielen. The individual fault is then assigned to the test vector, that is to say stored together with it. Finally, the test vector is added to the difference vectors again, so that the same reference input vectors are subsequently available as before the individual error was determined for the reference input vector. The procedure described is preferably carried out for each of the reference input vectors. It is then possible to assess whether all reference input vectors are necessary in order to achieve a sufficiently high level of accuracy when determining the output vector.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum Ermitteln des Ein- zelfehlers eine Vorzeichenbereinigung der Differenz durchgeführt wird. Bei dem Ermitteln des Einzelfehlers wird die Differenz zwischen dem Aus gangsvektor und dem dem Prüfvektor zugeordneten Referenzausgangsvek tor gebildet. Der Einzelfehler entspricht nun der vorzeichenbereinigten Diffe renz, um eine hohe Aussagekraft zu erzielen. Beispielsweise ist es vorgese- hen, die Differenz zur Vorzeichenbereinigung zu quadrieren. Der Einzelfehler entspricht in diesem Fall der Wurzel aus der quadrierten Differenz. Diese Vorgehensweise stellt eine äußerst genaue und zuverlässige Vorgehenswei se bei der Ermittlung des Einzelfehlers dar. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum Optimieren der Refe renzeingangsvektoren wenigstens einer der folgenden Schritte, insbesonde re alle folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt werden: a. Ermitteln der Einzelfehler der Referenzeingangsvektoren; b. Berechnen eines Ursprungsgesamtfehlers aus den Einzelfehlern, ins besondere dividiert durch die Anzahl der Referenzeingangsvektoren, bevorzugt aus quadrierten Einzelfehlern, c. Durchführen der folgenden Schritte, insbesondere in der angegebe nen Reihenfolge, für jeden der Referenzeingangsvektoren: i. Entfernen des jeweiligen Referenzeingangsvektors aus den Re ferenzeingangsvektoren, ii. Ermitteln des Einzelfehlers jedes der verbleibenden Referenz eingangsvektoren, iii. Berechnen eines Reduktionsgesamtfehlers des entfernten Re ferenzeingangsvektoren aus den Einzelfehlern der verbleiben den Referenzeingangsvektoren, insbesondere dividiert durch die Anzahl der Referenzeingangsvektoren, bevorzugt aus qua drierten Einzelfehlern, iv. Zuordnen des Reduktionsgesamtfehlers zu dem entfernten Re ferenzeingangsvektor; v. Hinzufügen des entfernten Referenzeingangsvektors zu den Referenzeingangsvektoren; d. Entfernen des Referenzeingangsvektors mit dem kleinsten Redukti onsgesamtfehler und/oder mit einem den Ursprungsgesamtfehler un- terschreitenden Reduktionsgesamtfehler aus den Referenzein gangsvektoren. Zunächst werden also auf die vorstehend beschriebene Art und Weise die Einzelfehler der Referenzeingangsvektoren berechnet und den einzelnen Referenzeingangsvektoren zugeordnet. Anschließend kann beispielsweise zum Optimieren der Referenzeingangsvektoren der Referenzeingangsvektor mit dem kleinsten Einzelfehler aus den Referenzeingangsvektoren entfernt und anschließen das Optimieren beendet werden. Bevorzugt wird jedoch aus den Einzelfehlern der Ursprungsgesamtfehler berechnet. Hierzu werden die Einzelfehler beispielsweise aufsummiert. Besonders bevorzugt ist es vorge sehen, dass der Ursprungsgesamtfehler gleich der Summe aus den Ein zelfehlern aller Referenzeingangsvektoren, dividiert durch die Anzahl der Referenzeingangsvektoren ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ein zelfehler vor dem Aufsummieren quadriert werden. In diesem Fall entspricht der Ursprungsgesamtfehler bevorzugt der Wurzel aus den aufsummierten quadrierten Einzelfehlern dividiert durch die Anzahl der Referenzein gangsvektoren. A further development of the invention provides that a sign correction of the difference is carried out in order to determine the individual error. When determining the individual error, the difference between the output vector and the reference output vector assigned to the test vector is formed. The individual error now corresponds to the sign-adjusted difference in order to achieve a high level of informative value. For example, provision is made for the difference to be squared for sign adjustment. In this case, the individual error corresponds to the square root of the squared difference. This procedure represents an extremely precise and reliable procedure for determining the individual error. A further development of the invention provides that, in order to optimize the reference input vectors, at least one of the following steps, in particular all of the following steps, are carried out, preferably in the specified order: a. Determining the individual errors of the reference input vectors; b. Calculating an original total error from the individual errors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors, c. Carrying out the following steps, in particular in the specified order, for each of the reference input vectors: i. Removing the respective reference input vector from the reference input vectors, ii. Determining the individual error of each of the remaining reference input vectors, iii. Calculating a total reduction error of the removed reference input vectors from the individual errors of the remaining reference input vectors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors, iv. Associating the total reduction error with the removed reference input vector; v. Adding the removed reference input vector to the reference input vectors; d. Removal of the reference input vector with the smallest total reduction error and / or with a total reduction error that is less than the original total error from the reference input vectors. First, the individual errors of the reference input vectors are calculated in the manner described above and assigned to the individual reference input vectors. Then, for example, to optimize the reference input vectors, the reference input vector with the smallest individual error can be removed from the reference input vectors and the optimization can then be terminated. However, the total original error is preferably calculated from the individual errors. For this purpose, the individual errors are added up, for example. It is particularly preferred that the total original error is equal to the sum of the individual errors of all reference input vectors divided by the number of reference input vectors. It can also be provided that the individual errors are squared before they are added up. In this case, the original total error preferably corresponds to the root of the summed up squared individual errors divided by the number of reference input vectors.
Anschließend wird für jeden der Referenzeingangsvektoren der Reduktions gesamtfehler berechnet. Hierzu dient eine Vorgehensweise, welche ähnlich der Vorgehensweise zum Bestimmen des Einzelfehlers ist. Es wird zunächst der jeweilige Referenzeingangsvektor aus den Referenzeingangsvektoren entfernt und der Einzelfehler jedes der verbleibenden Referenzeingangsvek toren mithilfe der verbleibenden Referenzeingangsvektoren berechnet. Je dem der verbleibenden Referenzeingangsvektoren ist insoweit wiederum der Einzelfehler zugeordnet, welcher ohne den entfernten Referenzeingangsvek tor vorliegt. The total reduction error is then calculated for each of the reference input vectors. A procedure is used for this which is similar to the procedure for determining the individual error. First, the respective reference input vector is removed from the reference input vectors and the individual error of each of the remaining reference input vectors is calculated using the remaining reference input vectors. The individual error that is present without the removed reference input vector is in turn assigned to each of the remaining reference input vectors.
Aus den Einzelfehlern der verbleibenden Referenzeingangsvektoren wird der Reduktionsgesamtfehler ermitteln. Dies erfolgt analog zu der Berechnung des Ursprungsgesamtfehlers, sodass insoweit auf die entsprechenden Aus führungen verwiesen wird. Der Reduktionsfehler wird dem entfernten Refe renzeingangsvektor zugeordnet und dieser den Referenzeingangsvektoren wieder hinzugefügt. Nachfolgend liegt also für jeden der Referenzein- gangsvektoren der Reduktionsgesamtfehler beziehungsweise ein Wert für den Reduktionsgesamtfehler vor. The total reduction error is determined from the individual errors of the remaining reference input vectors. This is done analogously to the calculation of the original total error, so that reference is made to the corresponding explanations. The reduction error is assigned to the removed reference input vector and this is added back to the reference input vectors. Below is therefore for each of the reference entries input vectors of the total reduction error or a value for the total reduction error.
Der Reduktionsgesamtfehler beschreibt die Genauigkeit des Verfahrens zur Ermittlung des Ausgangsvektors für den Eingangsvektor bei Verwendung lediglich eines Teils der Referenzeingangsvektoren, nämlich unter Aus schluss des jeweils entfernten Referenzeingangsvektors. Er ermöglicht inso weit eine Aussage, ob der entfernte Referenzeingangsvektor der Genauigkeit des Verfahrens zuträglich ist oder ob der Referenzeingangsvektor unter Um- ständen entfernt werden kann. The total reduction error describes the accuracy of the method for determining the output vector for the input vector when using only a part of the reference input vectors, namely excluding the reference input vector that has been removed in each case. In this respect, it enables a statement to be made as to whether the removed reference input vector is beneficial to the accuracy of the method or whether the reference input vector can be removed under certain circumstances.
Es ist vorgesehen, die Reduktionsgesamtfehler der Referenzeingangsvekto ren zu prüfen. Es kann vorgesehen sein, den Referenzeingangsvektor mit dem kleinsten Reduktionsgesamtfehler zu ermitteln und aus den Referenz- eingangsvektoren zu entfernen. Weil dem Referenzeingangsvektor der kleinste Reduktionsgesamtfehler zugeordnet ist, resultieren aus dem Entfer nen des Referenzeingangsvektors geringere Genauigkeitseinbußen als aus einem Entfernen der anderen Referenzeingangsvektoren. Zusätzlich oder alternativ wird überprüft, ob der Reduktionsgesamtfehler kleiner ist als der Ursprungsgesamtfehler. Beispielsweise werden alle Refe renzeingangsvektoren aus den Referenzeingangsvektoren entfernt, für wel che diese Bedingung erfüllt ist. Besonders bevorzugt ist es jedoch vorgese hen, lediglich den Referenzeingangsvektor mit dem kleinsten Reduktionsge- samtfehler aus den Referenzeingangsvektoren zu entfernen, sofern zusätz lich die Bedingung erfüllt ist, dass der Reduktionsgesamtfehler dieses Refe renzeingangsvektors den Ursprungsgesamtfehler unterschreitet, also kleiner ist als dieser. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine besonders effektive Re duzierung der Anzahl der Referenzeingangsvektoren und entsprechend eine Reduzierung des Speicherbedarfs zum Speichern der Referenzeingangsvek toren, insbesondere ohne eine unzulässige Verringerung der Genauigkeit des Modells, welches auf den Referenzeingangsvektoren beruht. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei Vorliegen eines neuen Referenzeingangsvektors mit dazugehörigem neuen Referenzausgangsvek tor folgende Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, durch geführt werden: a. Ermitteln der Einzelfehler der Referenzeingangsvektoren; b. Zwischenspeichern des Referenzeingangsvektors mit dem kleinsten Einzelfehler und Entfernen dieses Referenzeingangsvektors aus den Referenzeingangsvektoren; c. Berechnen des Ausgangsvektors mit dem neuen Referenzein gangsvektor als Eingangsvektor; d. Ermitteln des Einzelfehlers aus einer Differenz zwischen dem Aus gangsvektor und dem dem neuen Referenzeingangsvektor zugeord neten Referenzausgangsvektor; e. Hinzufügen des entfernten Referenzeingangsvektors zu den Referen zeingangsvektoren; f. Ersetzen des Referenzeingangsvektors mit dem kleinsten Einzelfehler durch den neuen Referenzeingangsvektor, falls der Einzelfehler des neuen Referenzeingangsvektors größer ist als der kleinste Einzelfeh ler. It is intended to check the total reduction errors of the reference input vectors. Provision can be made to determine the reference input vector with the smallest total reduction error and to remove it from the reference input vectors. Because the smallest total reduction error is assigned to the reference input vector, the removal of the reference input vector results in less loss of accuracy than the removal of the other reference input vectors. Additionally or alternatively, it is checked whether the total reduction error is smaller than the total original error. For example, all reference input vectors are removed from the reference input vectors for which this condition is met. However, it is particularly preferred to remove only the reference input vector with the smallest total reduction error from the reference input vectors, provided that the condition that the total reduction error of this reference input vector is below the original total error, i.e. smaller than this, is also met. The procedure described enables a particularly effective reduction in the number of reference input vectors and a corresponding reduction in the memory requirement for storing the reference input vectors, in particular without an impermissible reduction in the accuracy of the model based on the reference input vectors. A further development of the invention provides that when a new reference input vector is present with an associated new reference output vector, the following steps are carried out, in particular in the specified order: a. Determining the individual errors of the reference input vectors; b. Buffering the reference input vector with the smallest individual error and removing this reference input vector from the reference input vectors; c. Calculating the output vector with the new reference input vector as the input vector; d. Determining the individual error from a difference between the output vector and the new reference input vector zugeord Neten reference output vector; e. Adding the removed reference input vector to the reference input vectors; f. Replacing the reference input vector with the smallest individual error with the new reference input vector if the individual error of the new reference input vector is greater than the smallest individual error.
Dies stellt eine besonders einfache und hinsichtlich des Rechenaufwands vorteilhafte Vorgehensweise zum Optimieren der Referenzeingangsvektoren dar. Schlussendlich wird anhand der Einzelfehler beurteilt, ob durch den Aus- tausch desjenigen Referenzeingangsvektors, welcher am wenigstens benö tigt wird, gegen den neuen Referenzeingangsvektor eine Verbesserung der Genauigkeit erzielt werden kann. Ergänzend sei auch die weiteren Ausfüh rungen im Rahmen dieser Beschreibung hingewiesen, insbesondere auf die nachfolgenden Ausführungen. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei Vorliegen des neuen Referenzeingangsvektors mit dazugehörigem neuen Referenzausgangsvek tor folgende Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, durch geführt werden: a. Ermitteln der Einzelfehler der Referenzeingangsvektoren; b. Berechnen eines Ursprungsgesamtfehlers aus den Einzelfehlern, ins besondere dividiert durch die Anzahl der Referenzeingangsvektoren, bevorzugt aus quadrierten Einzelfehlern; c. Durchführen der folgenden Schritte, insbesondere in der angegebe nen Reihenfolge, für einen oder mehrere der Referenzeingangsvekto ren, insbesondere für den Referenzeingangsvektor mit dem kleinsten Einzelfehler: i. Ersetzen des jeweiligen Referenzeingangsvektors in den Refe renzeingangsvektoren durch den neuen Referenzeingangsvek tor, ii. Ermitteln des Einzelfehlers jedes der Referenzeingangsvekto ren, iii. Berechnen eines Ersatzgesamtfehlers der Referenzein gangsvektoren aus den Einzelfehlern der Referenzein gangsvektoren, insbesondere dividiert durch die Anzahl der Re ferenzeingangsvektoren, bevorzugt aus quadrierten Einzelfeh lern, iv. Zuordnen des Ersatzgesamtfehlers zu dem ersetzten Referen zeingangsvektor, v. Entfernen des neuen Referenzeingangsvektors aus den Refe renzeingangsvektoren und Einfügen des ersetzten Referenz eingangsvektors in die Referenzeingangsvektoren; d. Ersetzen des Referenzeingangsvektors mit dem kleinsten Ersatzge samtfehler und/oder mit einem den Ursprungsgesamtfehler unter schreitenden Ersatzgesamtfehler durch den neuen Referenzein gangsvektor. This is a particularly simple and computationally advantageous procedure for optimizing the reference input vectors. Ultimately, the individual errors are used to assess whether the replacement of the reference input vector that is least required for the new reference input vector results in an improvement in accuracy can. In addition, reference should also be made to the other remarks in the context of this description, in particular to the remarks below. A further development of the invention provides that when the new reference input vector is present with the associated new reference output vector, the following steps, in particular in the order specified, are carried out: a. Determining the individual errors of the reference input vectors; b. Calculating an original total error from the individual errors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors; c. Carrying out the following steps, in particular in the specified order, for one or more of the reference input vectors, in particular for the reference input vector with the smallest individual error: i. Replacing the respective reference input vector in the reference input vectors with the new reference input vector, ii. Determining the individual error of each of the reference input vectors, iii. Calculating a total substitute error of the reference input vectors from the individual errors of the reference input vectors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors, iv. Assigning the total substitute error to the replaced reference input vector, v. Removing the new reference input vector from the reference input vectors and inserting the replaced reference input vector into the reference input vectors; d. Replacing the reference input vector with the smallest substitute total error and / or with a substitute total error that is below the original total error by the new reference input vector.
Der neue Referenzeingangsvektor und der dazugehörige neue Referenz ausgangsvektor werden beispielsweise ermittelt, indem der neue Referenz eingangsvektor eingestellt wird, insbesondere an der Antriebseinrichtung beziehungsweise dem Antriebsaggregat, und der sich hieraus ergebende Referenzausgangsvektor gemessen oder auf andere Art und Weise ermittelt wird. Zunächst werden dann auf die vorstehend bereits beschriebene Art und Weise die Einzelfehler sowie der Ursprungsgesamtfehler berechnet. Auf die entsprechenden Ausführungen wird verwiesen. Anschließend wird für wenigstens einen der Referenzeingangsvektoren ge prüft, ob sich die Genauigkeit des Modells durch ein Ersetzen des Referenz eingangsvektors durch den neuen Referenzeingangsvektor verbessern lässt. Besonders bevorzugt wird die Vorgehensweise zumindest für den Referenz eingangsvektor mit dem kleinsten Einzelfehler durchgeführt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Vorgehensweise für mehrere Referenzein gangsvektoren, insbesondere die Referenzeingangsvektoren mit den kleins ten Einzelfehlern, oder alle Referenzeingangsvektoren vorzunehmen. The new reference input vector and the associated new reference output vector are determined, for example, by setting the new reference input vector, in particular on the drive device or the drive unit, and the resulting reference output vector is measured or determined in some other way. First, the individual errors and the original total error are then calculated in the manner already described above. Reference is made to the relevant explanations. It is then checked for at least one of the reference input vectors whether the accuracy of the model can be improved by replacing the reference input vector with the new reference input vector. The procedure is particularly preferably carried out at least for the reference input vector with the smallest individual error. However, it can also be provided that the procedure is carried out for several reference input vectors, in particular the reference input vectors with the smallest individual errors, or all reference input vectors.
Grundsätzlich ist es dabei vorgesehen, den einen Referenzeingangsvektor durch den neuen Referenzeingangsvektor zu ersetzen, also den einen Refe renzeingangsvektor aus den Referenzeingangsvektoren zu entfernen und den neuen Referenzeingangsvektor in die Referenzeingangsvektoren einzu fügen. Anschließend wird für alle Referenzeingangsvektoren der Einzelfehler ermittelt, nämlich auf die bereits beschriebene Art und Weise. Aus den Ein- zelfehlern der Referenzeingangsvektoren wird der Ersatzgesamtfehler be stimmt. Dies erfolgt analog zu dem Bestimmen des Ursprungsgesamtfehlers, sodass auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Der Ersatzge samtfehler wird dem ersetzten Referenzeingangsvektor zugeordnet. Nach folgend wird der neue Referenzeingangsvektor aus den Referenzein- gangsvektoren entfernt und der ersetzte Referenzeingangsvektor wieder in diese eingefügt. Schlussendlich liegen nach den beschriebenen Schritten dieselben Referenzeingangsvektoren vor wie zuvor. Anschließend wird geprüft, ob das Ersetzen des Referenzeingangsvektors beziehungsweise eines der Referenzeingangsvektoren durch den neuen Re ferenzeingangsvektor einen Genauigkeitsvorteil bietet. Beispielsweise wird derjenige Referenzeingangsvektor, welcher den kleinsten Ersatzgesamtfeh ler aufweist, durch den neuen Referenzeingangsvektor in den Referenzein- gangsvektoren ersetzt. Alternativ ist es vorgesehen, denjenigen Referenz eingangsvektor durch den neuen Referenzeingangsvektor zu ersetzen, des sen Ersatzgesamtfehler den Ursprungsgesamtfehler unterschreitet. An schließend werden die Referenzeingangsvektoren vorzugsweise abgespei chert, also als gespeicherte Referenzeingangsvektoren hinterlegt. Basically, it is provided that one reference input vector is replaced by the new reference input vector, i.e. one reference input vector is removed from the reference input vectors and the new reference input vector is inserted into the reference input vectors. The individual error is then determined for all reference input vectors, namely in the manner already described. The total substitute error is determined from the individual errors of the reference input vectors. This is done analogously to the determination of the total original error, so that reference is made to the corresponding explanations. The total replacement error is assigned to the replaced reference input vector. Afterwards, the new reference input vector is derived from the reference input input vectors removed and the replaced reference input vector reinserted into them. Finally, after the steps described, the same reference input vectors are present as before. It is then checked whether replacing the reference input vector or one of the reference input vectors with the new reference input vector offers an advantage in terms of accuracy. For example, that reference input vector which has the smallest total substitute error is replaced by the new reference input vector in the reference input vectors. Alternatively, provision is made to replace that reference input vector with the new reference input vector whose substitute total error is below the original total error. The reference input vectors are then preferably stored, that is to say stored as stored reference input vectors.
Besonders bevorzugt werden die beiden Bedingungen miteinander ver knüpft. Insoweit wird derjenige Referenzeingangsvektor durch den neuen Referenzeingangsvektor ersetzt, der den kleinsten Ersatzgesamtfehler auf weist, jedoch lediglich dann, falls der Ersatzgesamtfehler des Referenzein- gangsvektors kleiner ist als der Ursprungsgesamtfehler. Auf die beschriebe ne Art und Weise kann die Genauigkeit des Modells zum Ermitteln des Aus gangsvektors aus dem Eingangsvektor deutlich verbessert werden. Ganz besonders bevorzugt wird die beschriebene Vorgehensweise zum Ersetzen des Ref e re n ze i n gan g sve kto rs durch den neuen Referenzeingangsvektor nur dann durchgeführt, wenn eine Anzahl der Referenzeingangsvektoren, insbe sondere eine Anzahl der gespeicherten Referenzeingangsvektoren, gleich einer festgelegten Maximalanzahl ist. Nur dann ist üblicherweise ein Austau schen bereits vorhandener Referenzeingangsvektoren notwendig. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei Vorliegen eines Refe renzeingangsvektors in den Referenzeingangsvektoren, der dem neuen Re ferenzeingangsvektor entspricht, der neue Referenzausgangsvektor aus dem dem entsprechenden Referenzeingangsvektor zugeordneten Referenzaus gangsvektor und dem neuen Referenzausgangsvektor ermittelt wird. Bei- spielsweise ist es vorgesehen, dass der neue Referenzausgangsvektor gleich dem Mittelwert aus dem dem entsprechenden Referenzeingangsvek tor zugeordneten Referenzausgangsvektor und dem neuen Referenzaus gangsvektor gesetzt wird. Sollte also der neue Referenzeingangsvektor gleich einem der bereits vorliegenden Referenzeingangsvektoren sein, so wird der diesem Referenzeingangsvektor zugeordnete Referenzaus gangsvektor unter Verwendung des neuen Referenzausgangsvektors ange passt. Anschließend werden die Referenzeingangsvektoren vorzugsweise abgespeichert, also als gespeicherte Referenzeingangsvektoren hinterlegt. Hieraus ergibt sich eine iterative Verbesserung des Modells. The two conditions are particularly preferably linked to one another. To this extent that reference input vector is replaced by the new reference input vector which has the smallest total substitute error, but only if the total substitute error of the reference input vector is smaller than the original total error. In the described manner, the accuracy of the model for determining the output vector from the input vector can be significantly improved. The procedure described for replacing the reference input vector with the new reference input vector is particularly preferred only when a number of reference input vectors, in particular a number of stored reference input vectors, is equal to a specified maximum number. Only then is it usually necessary to exchange existing reference input vectors. A further development of the invention provides that if a reference input vector is present in the reference input vectors that corresponds to the new reference input vector, the new reference output vector is determined from the reference output vector assigned to the corresponding reference input vector and the new reference output vector. At- For example, it is provided that the new reference output vector is set equal to the mean value from the reference output vector assigned to the corresponding reference input vector and the new reference output vector. Should the new reference input vector be equal to one of the reference input vectors already available, the reference output vector assigned to this reference input vector is adapted using the new reference output vector. The reference input vectors are then preferably stored, that is to say stored as stored reference input vectors. This results in an iterative improvement of the model.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei Vorliegen des neuen Referenzeingangsvektors mit dem dazugehörigen neuen Referenzaus gangsvektor folgende Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfol- ge, durchgeführt werden: a. Ermitteln der Einzelfehler der Referenzeingangsvektoren; b. Berechnen des Ursprungsgesamtfehlers als Summe aus den Ein zelfehlern, insbesondere dividiert durch die Anzahl der Referenzein gangsvektoren, bevorzugt aus quadrierten Einzelfehlern, c. Hinzufügen des neuen Referenzeingangsvektors zu den Referenzein gangsvektoren; d. Erneutes Ermitteln der Einzelfehler der Referenzeingangsvektoren; e. Berechnen eines neuen Ursprungsgesamtfehlers als Summe aus den Einzelfehlern, insbesondere dividiert durch die Anzahl der Referenz eingangsvektoren, bevorzugt aus quadrierten Einzelfehlern, f. Entfernen des neuen Referenzeingangsvektors aus den Referenzein gangsvektoren bei Überschreiten des Ursprungsgesamtfehlers durch den neuen Ursprungsgesamtfehler. Mithilfe dieser Vorgehensweise wird geprüft, ob ein Hinzufügen des neuen Referenzeingangsvektors und des dazugehörigen neuen Referenzaus gangsvektors einen Genauigkeitsvorteil bietet. Hierzu werden mit der grund sätzlich bereits bekannten Vorgehensweise der Ursprungsgesamtfehler und der neue Ursprungsgesamtfehler ermittelt. Der Ursprungsgesamtfehler ergibt sich aus der Summe der Einzelfehler vor dem Hinzufügen des neuen Refe renzeingangsvektors und der neue Ursprungsgesamtfehler nach dem Hinzu fügen des neuen Referenzeingangsvektors. Anhand des Ursprungsgesamtfehlers und des neuen Ursprungsgesamtfeh lers wird entschieden, ob das Hinzufügen des neuen Referenzeingangsvek tors zu den Referenzeingangsvektoren vorteilhaft ist oder nicht. So wird der neue Referenzeingangsvektor wieder aus den Referenzeingangsvektoren entfernt, sofern der neue Ursprungsgesamtfehler größer ist als der Ur- sprungsgesamtfehler. Anderenfalls wird der neue Referenzeingangsvektor als Bestandteil der Referenzeingangsvektoren beibehalten. Besonders be vorzugt wird diese Vorgehensweise durchgeführt, sofern keiner der vorhan denen Referenzeingangsvektoren durch den neuen Referenzeingangsvektor ersetzt wird, insbesondere aufgrund einer zu geringen Genauigkeit. An- schließend werden die Referenzeingangsvektoren vorzugsweise abgespei chert, also als gespeicherte Referenzeingangsvektoren hinterlegt. A further development of the invention provides that when the new reference input vector is present with the associated new reference output vector, the following steps are carried out, in particular in the specified order: a. Determining the individual errors of the reference input vectors; b. Calculating the original total error as the sum of the individual errors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors, c. Adding the new reference input vector to the reference input vectors; d. Renewed determination of the individual errors of the reference input vectors; e. Calculating a new total original error as the sum of the individual errors, in particular divided by the number of reference input vectors, preferably from squared individual errors, f. Removing the new reference input vector from the reference input vectors when the total original error is exceeded by the new total original error. This procedure is used to check whether adding the new reference input vector and the associated new reference output vector offers an advantage in terms of accuracy. For this purpose, the original total error and the new original total error are determined using the procedure that is already known in principle. The original total error results from the sum of the individual errors before adding the new reference input vector and the new original total error after adding the new reference input vector. Based on the original total error and the new original total error, a decision is made as to whether or not adding the new reference input vector to the reference input vectors is advantageous. The new reference input vector is thus removed again from the reference input vectors if the new total original error is greater than the total original error. Otherwise, the new reference input vector is retained as part of the reference input vectors. This procedure is particularly preferably carried out if none of the existing reference input vectors is replaced by the new reference input vector, in particular because the accuracy is too low. The reference input vectors are then preferably stored, that is to say stored as stored reference input vectors.
Beispielsweise wird also zunächst geprüft, ob einer der vorhanden Referen zeingangsvektoren durch den neuen Referenzeingangsvektor ersetzt werden kann, nämlich auf die vorstehend beschriebene Art und Weise. Ist dies nicht der Fall, sind die entsprechenden Bedingungen also nicht erfüllt, so wird auf die beschriebene Art und Weise geprüft, ob die Aufnahme des neuen Refe renzeingangsvektors in die Referenzeingangsvektoren zusätzlich zu den be reits vorhandenen Referenzeingangsvektoren Vorteile bietet. Auf die be- schriebene Art und Weise kann eine besonders hohe Genauigkeit des Mo dells realisiert werden. For example, it is first checked whether one of the existing reference input vectors can be replaced by the new reference input vector, namely in the manner described above. If this is not the case, ie the corresponding conditions are not met, a check is carried out in the manner described to determine whether the inclusion of the new reference input vector in the reference input vectors offers advantages in addition to the reference input vectors that are already available. A particularly high level of accuracy of the model can be achieved in the manner described.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, insbe sondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Dabei ist vorgesehen, dass n-dimensionalen Referenzeingangsvektoren jeweils ein Referenzausgangsvektor zugeordnet ist und das Steuergerät dazu vorgesehen und ausgebildet ist, aus den Refe renzeingangsvektoren zu einem n-dimensionalen Eingangsvektor einen Ausgangsvektor zu ermitteln, wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt werden: a. Wiederholen der folgenden Schritte, insbesondere in der angegebe nen Reihenfolge, bis in einem n-dimensionalen Raum, beispielsweise in einem oder mehreren Orthanten, insbesondere in jedem Orthant, des n-dimensionalen Raums, um den Eingangsvektor ein Referenz eingangsvektor vorliegt, dessen Abstand zu dem Eingangsvektor ei nen Schwellenwert unterschreitet, und/oder eine maximale Anzahl an Iterationen erreicht ist: i. Auswahlen wenigstens eines Nachbarvektors aus den Referen zeingangsvektoren, und ii. Ermitteln eines zusätzlichen Referenzeingangsvektors aus dem wenigstens einen Nachbarvektor und Hinzufügen des zusätzli chen Referenzeingangsvektors zu den Referenzeingangsvekto ren; b. Auswählen wenigstens eines dem Eingangsvektor am nächsten lie- genden Berechnungsvektors aus den Referenzeingangsvektoren undThe invention also relates to a control unit for a motor vehicle, in particular special for performing the method according to the statements in Framework of this description. It is provided that n-dimensional reference input vectors are each assigned a reference output vector and the control device is provided and designed to determine an output vector from the reference input vectors for an n-dimensional input vector, the following steps being carried out, in particular in the specified order will: a. Repeat the following steps, in particular in the specified order, until in an n-dimensional space, for example in one or more orthants, in particular in each orthant, of the n-dimensional space, around the input vector there is a reference input vector whose distance from the The input vector falls below a threshold value and / or a maximum number of iterations is reached: i. Selecting at least one neighbor vector from the reference input vectors, and ii. Determining an additional reference input vector from the at least one neighboring vector and adding the additional reference input vector to the reference input vectors; b. Selecting at least one calculation vector which is closest to the input vector from the reference input vectors and
Berechnen des Ausgangsvektors anhand des wenigstens einen aus gewählten Berechnungsvektors. Calculating the output vector on the basis of the at least one calculation vector selected from.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Steuergeräts bezie- hungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Steuergerät als auch das Verfahren zu seinem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird. Die Erfindung betrifft selbstverständlich auch ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche ein Steuergerät auf weist, das gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung be trieben wird. Die Antriebseinrichtung verfügt zusätzlich zu dem Steuergerät über ein Antriebsaggregat, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, die mit Hilfe des Steuergeräts angesteuert wird. Beispielsweise werden dem An triebsaggregat und dem Steuergerät derselbe Eingangsvektor zugeführt, welcher Betriebsparameter für das Antriebsaggregat aufweist. Das Antriebs aggregat wird anhand der Betriebsparameter betrieben, wohingegen das Steuergerät aus dem Eingangsvektor, also den Betriebsparametern, den Ausgangsvektor ermittelt. Ein gemessener Messwert, der eine Ausgangs größe des Antriebsaggregats darstellt, wird mit dem Ausgangsvektor vergli chen und bei einer Abweichung, insbesondere bei einer über einer Toleranz grenze liegenden Abweichung, auf einen Fehler der B re n n kraftm asch i n e er kannt und/oder der Eingangsvektor derart angepasst, dass der Messwert dem Ausgangsvektor entspricht. Zudem betrifft die Erfindung eine Antriebs einrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche gemäß dem beschriebenen Verfah ren betrieben wird. The advantages of such a configuration of the control device and such a procedure have already been pointed out. Both the control device and the method for its operation can be developed in accordance with the statements in the context of this description, so that reference is made to them in this respect. The invention of course also relates to a method for operating a drive device for a motor vehicle, which has a control device that is operated according to the statements in the context of this description. In addition to the control device, the drive device has a drive unit, for example an internal combustion engine, which is controlled with the aid of the control device. For example, the drive unit and the control unit are supplied with the same input vector which has operating parameters for the drive unit. The drive unit is operated on the basis of the operating parameters, whereas the control unit determines the output vector from the input vector, i.e. the operating parameters. A measured value, which represents an output variable of the drive unit, is compared with the output vector and, in the event of a deviation, in particular if the deviation is above a tolerance limit, it is recognized as an error in the power engine and / or the input vector adjusted in such a way that the measured value corresponds to the output vector. In addition, the invention relates to a drive device for a motor vehicle, which is operated according to the method described Ren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Er findung erfolgt. Dabei zeigt: The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without the invention being restricted. It shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsaggregat und einem Steuer gerät, sowie Figure 1 is a schematic representation of a drive device for a motor vehicle, with a drive unit and a control device, and
Figur 2 ein Diagramm, anhand welchem ein Verfahren zum Betreiben des Steuergeräts erläutert wird. FIG. 2 shows a diagram on the basis of which a method for operating the control device is explained.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, welche ein Antriebsaggregat 2 sowie ein Steuergerät 3 zum Steuern des Antriebsaggregats 2 aufweist. Das Antriebsaggregat 2 liegt bevorzugt in Form einer Brennkraftmaschine vor. An dem Antriebsaggregat 2 wird ein Eingangsvektor 4 eingestellt, welcher sich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise aus einer Solldrehzahl 5 und wenigstens einem Einspritzparameter 6 zusammensetzt. Der Einspritzparameter 6 ist beispielsweise eine einzuspritzende Kraftstoffmenge, ein Einspritzzeitpunkt oder dergleichen. FIG. 1 shows a schematic representation of a drive device 1 for a motor vehicle, which has a drive unit 2 and a control unit 3 for controlling the drive unit 2. The drive unit 2 is preferably in the form of an internal combustion engine. On the drive unit 2 an input vector 4 is set which, in the exemplary embodiment shown here, is composed, for example, of a setpoint speed 5 and at least one injection parameter 6. The injection parameter 6 is, for example, an amount of fuel to be injected, an injection time or the like.
Der Betrieb des Antriebsaggregats 2 erfolgt insoweit auf Grundlage der Soll drehzahl 5 und des Einspritzparameters 6. Aus dem Betrieb des Antriebsag gregats 2 resultieren ein Messwert 7 für ein Drehmoment, ein Messwert 8 für einen Kraftstoffverbrauch sowie ein Messwert 9 für Emissionen. Die Mess werte 7, 8 und 9 für das Drehmoment, den Kraftstoffverbrauch und die Emis sionen bilden zusammen einen Istwert 10 oder jeweils einen Istwert 10. In erste rem Fall kann der Istwert 10 auch als Istwert vektor bezeichnet werden. Der Eingangsvektor 4 wird nicht nur dem Antriebsaggregat 2, sondern zu sätzlich auch dem Steuergerät 3 als Eingangsgröße bereitgestellt. In dem Steuergerät 3 sind in einem Speicher 11 mehrere n-dimensionale Referenz eingangsvektoren hinterlegt, welchen jeweils ein Referenzausgangsvektor zugeordnet ist. Der Referenzeingangsvektor ist von demselben Typ wie der Eingangsvektor 4 und der Referenzausgangsvektor ist vom selben Typ wie der Istwert 10. The drive unit 2 is operated on the basis of the target speed 5 and the injection parameter 6. The operation of the drive unit 2 results in a measured value 7 for torque, a measured value 8 for fuel consumption and a measured value 9 for emissions. The measured values 7, 8 and 9 for the torque, the fuel consumption and the emissions together form an actual value 10 or an actual value 10. In the first case, the actual value 10 can also be referred to as the actual value vector. The input vector 4 is provided not only to the drive unit 2, but also to the control unit 3 as an input variable. In the control device 3, several n-dimensional reference input vectors are stored in a memory 11, each of which is assigned a reference output vector. The reference input vector is of the same type as input vector 4 and the reference output vector is of the same type as actual value 10.
Auf Grundlage der Referenzeingangsvektoren ermittelt das Steuergerät 3 aus dem Eingangsvektor 4 einen Ausgangsvektor 12, welcher einen Modell- wert 13 für das Drehmoment, einen Modellwert 14 für den Kraftstoffver brauch und einen Modellwert 15 für die Emissionen enthält. Es kann nun vorgesehen sein, dass die Istwerte 10 unmittelbar an das Steuergerät 3 zu rückgeführt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zunächst aus dem Istwert 10 und dem Ausgangsvektor 12 eine Differenz 16 gebildet wird, welche anschließend an das Steuergerät 3 zurückgegeben wird. On the basis of the reference input vectors, the control unit 3 determines from the input vector 4 an output vector 12 which contains a model value 13 for the torque, a model value 14 for the fuel consumption and a model value 15 for the emissions. It can now be provided that the actual values 10 are fed back directly to the control device 3. However, it can also be provided that a difference 16 is initially formed from the actual value 10 and the output vector 12 and is then returned to the control device 3.
Die Figur 2 zeigt ein Diagramm, anhand welchem ein Verfahren zum Betrei ben des Steuergeräts 3 exemplarisch erläutert wird. Gezeigt sind Referenz eingangsvektoren 17 bis 24, welchen jeweils ein Referenzausgangsvektor zugeordnet ist. Zusätzlich angedeutet ist der Eingangsvektor 4. Ein n- dimensionaler Raum um den Eingangsvektor 4 wird beispielsweise in Or thanten 25, 26, 27 und 28 aufgeteilt. In dem hier beispielhaft dargestellten zweidimensionalen Raum können die Orthanten 25, 26, 27 und 28 auch als Quadranten bezeichnet werden. In jedem Fall gehen die Orthanten 25 bis 28 von dem Eingangsvektor 4 aus. Es ist erkennbar, dass (rein beispielhaft) in jedem der Orthanten 25 bis 28 mehrere der Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 vorliegen. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass für die Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 jeweils ein Klassifikationsvektor ermittelt wird und die Referenzein gangsvektoren 17 bis 24 anhand der Klassifikationsvektoren klassifiziert werden. Schlussendlich kann auf diese Art und Weise eine genauere Auftei lung erfolgen als durch die bloße Aufteilung der Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 auf die Orthanten 25, 26, 27 und 28, weil für jede Komponente derFIG. 2 shows a diagram on the basis of which a method for operating the control device 3 is explained by way of example. Reference input vectors 17 to 24 are shown, each of which has a reference output vector assigned. The input vector 4 is also indicated. An n-dimensional space around the input vector 4 is divided into objects 25, 26, 27 and 28, for example. In the two-dimensional space shown here as an example, the orthants 25, 26, 27 and 28 can also be referred to as quadrants. In any case, the orthants 25 to 28 are based on the input vector 4. It can be seen that (purely by way of example) several of the reference input vectors 17 to 24 are present in each of the orthants 25 to 28. It is preferably provided that a classification vector is determined for each of the reference input vectors 17 to 24 and the reference input vectors 17 to 24 are classified on the basis of the classification vectors. Ultimately, in this way a more precise division can take place than by simply dividing the reference input vectors 17 to 24 into the orthants 25, 26, 27 and 28, because for each component the
Klassifikationsvektoren die Werte -1 , 0 und +1 zum Klassifizieren verwendet werden, sodass sich für jede Komponente drei mögliche Klassen ergeben. Die Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 werden anhand der Klassifikations vektoren derart klassifiziert, dass Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 mit identischen Klassifikationsvektoren in derselben Klasse vorliegen. Alle Refe renzeingangsvektoren 17 bis 24, die den gleichen Klassifikationsvektoren aufweisen, werden also derselben Klasse zugeordnet. Insgesamt liegen also ebenso viele Klassen vor wie unterschiedliche Klassifikationsvektoren. Aus den Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 werden Nachbarvektoren aus gewählt, wobei unter diesen insbesondere die in jeder der Klassen oder in jedem der Orthanten 25 bis 28 den dem Eingangsvektor 4 am nächsten lie genden der Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 verstanden werden. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Referenzeingangsvekto- ren 18, 20, 22 und 24 als Nachbarvektoren herangezogen. Classification vectors the values -1, 0 and +1 are used for classification, so that there are three possible classes for each component. The reference input vectors 17 to 24 are classified on the basis of the classification vectors in such a way that reference input vectors 17 to 24 with identical classification vectors are in the same class. All reference input vectors 17 to 24 which have the same classification vectors are therefore assigned to the same class. Overall, there are as many classes as there are different classification vectors. Neighboring vectors are selected from the reference input vectors 17 to 24, these being understood in particular to be those of the reference input vectors 17 to 24 which are closest to the input vector 4 in each of the classes or in each of the orthants 25 to 28. In the present exemplary embodiment, the reference input vectors 18, 20, 22 and 24 are used as neighboring vectors.
Aus den Nachbarvektoren 18, 20, 22 und 24 wird nun ein zusätzlicher Refe renzeingangsvektor 29 mitsamt dem dazugehörigen zusätzlichen Referenz ausgangsvektor ermittelt. Beispielsweise entspricht der Referenzein- gangsvektor 29 dem arithemtischen Mittelpunkt zwischen den Nachbarvekto ren 18, 20, 22 und 24. Er liegt in dem hier dargestellten Beispiel auf einem Schnittpunkt von Geraden, wobei eine der Geraden durch die Referenzein gangsvektoren 18 und 22 und eine zweite der Geraden durch die Referenz- eingangsvektoren 20 und 24 erläuft. Es ist erkennbar, dass der Referenzein gangsvektor 29 näher an dem Eingangsvektor 4 liegt als die bisherigen Refe renzeingangsvektoren 17 bis 24. From the neighboring vectors 18, 20, 22 and 24, an additional reference input vector 29 is now determined together with the associated additional reference output vector. For example, the reference entry corresponds to input vector 29 is the arithmetic midpoint between the neighboring vectors 18, 20, 22 and 24. In the example shown here, it lies at an intersection of straight lines, one of the straight lines through the reference input vectors 18 and 22 and a second of the straight lines through the reference input vectors 20 and 24 expires. It can be seen that the reference input vector 29 is closer to the input vector 4 than the previous reference input vectors 17 to 24.
Erneut werden nun die dem Eingangsvektor 4 am nächsten liegenden Refe- renzeingangsvektoren 17 bis 24 und 29 als Nachbarvektoren herangezogen, wobei hierzu bevorzugt das vorstehend beschriebene Klassifizieren erneut durchgeführt wird. Dies sind die Referenzeingangsvektoren 20, 22, 24 und 29. Aus diesen wird ein weiterer zusätzlicher Referenzeingangsvektor 30 bestimmt, der den Referenzeingangsvektoren hinzugefügt wird. Diese Vor- gehensweise wird wiederholt, bis wenigstens einer der Referenzein gangsvektoren 17 bis 24, 29 und 30 einen Abstand zu dem Eingangsvektor 4 aufweist, welcher kleiner ist als ein Schwellenwert. Besonders bevorzugt wird die Vorgehensweise jedoch wiederholt, bis für jede Klasse beziehungsweise in jedem der Orthanten 25 bis 28 jeweils ein Referenzeingangsvektor 17 bis 24, 29 und 30 vorliegt, welcher diese Bedingungen erfüllt. The reference input vectors 17 to 24 and 29 which are closest to the input vector 4 are now used again as neighboring vectors, the classification described above preferably being carried out again for this purpose. These are the reference input vectors 20, 22, 24 and 29. A further additional reference input vector 30, which is added to the reference input vectors, is determined from these. This procedure is repeated until at least one of the reference input vectors 17 to 24, 29 and 30 is at a distance from the input vector 4 which is smaller than a threshold value. However, the procedure is particularly preferably repeated until there is a reference input vector 17 to 24, 29 and 30 for each class or in each of the orthants 25 to 28, which fulfills these conditions.
Anschließend werden aus den Referenzeingangsvektoren 17 bis 24, 29 und 30 diejenigen als Berechnungsvektoren ausgewählt, welche dem Ein gangsvektor 4 am nächsten liegen. Besonders bevorzugt wird für jede der Klassen beziehungsweise aus jedem der Orthanten 25 bis 28 einer der Refe renzeingangsvektoren 17 bis 24, 29 und 30 als Berechnungsvektor herange zogen. Aus diesen Berechnungsvektoren und den ihnen zugeordneten Refe renzausgangsvektoren wird nun der Ausgangsvektor berechnet, insbesonde re durch Mittelwertbildung oder mittels inverser Distanzwichtung. Subsequently, from the reference input vectors 17 to 24, 29 and 30, those are selected as calculation vectors which are the input vector 4 closest. Particularly preferably, one of the reference input vectors 17 to 24, 29 and 30 is used as the calculation vector for each of the classes or from each of the orthants 25 to 28. The output vector is now calculated from these calculation vectors and the reference output vectors assigned to them, in particular by averaging or by means of inverse distance weighting.
Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht nicht nur ein rasches Zuord nen des Ausgangsvektors zu dem Eingangsvektor, sondern zusätzlich ein Verbessern des Modells, insbesondere ein Hinzufügen oder Ersetzen der Referenzeingangsvektoren 17 bis 24 mit weiteren Referenzeingangsvektoren und den dazugehörigen Referenzausgangsvektoren. Es ist also insbesonde re nicht notwendig, eine rechenaufwändige Bayes’sche Regression durchzu führen. Vielmehr ist das Anwenden und Verbessern des Modells im Rahmen eines normalen Betriebs der Antriebseinrichtung 1 möglich und vorgesehen. The procedure described enables not only a quick assignment of the output vector to the input vector, but also an improvement of the model, in particular adding or replacing the reference input vectors 17 to 24 with further reference input vectors and the associated reference output vectors. In particular, it is therefore not necessary to carry out a computationally complex Bayesian regression. Rather, the application and improvement of the model is possible and provided in the context of normal operation of the drive device 1.
BEZUGSZEICHENLISTE: REFERENCE CHARACTERISTICS LIST:
1 Antriebseinrichtung 1 drive device
2 Antriebsaggregat 3 Steuergerät 2 drive unit 3 control unit
4 Eingangsvektor 4 input vector
5 Solldrehzahl 5 target speed
6 Einspritzparameter 6 injection parameters
7 Drehmoment 8 Kraftstoffverbrauch 7 Torque 8 Fuel Consumption
9 Emissionen 9 emissions
10 Messwert 10 measured value
11 Speicher 11 memory
12 Ausgangsvektor 13 Modellart 12 output vector 13 type of model
14 Modellart 14 type of model
15 Modellart 15 model type
16 Differenz 16 difference
17 Referenzeingangsvektor 18 Referenzeingangsvektor 17 reference input vector 18 reference input vector
19 Referenzeingangsvektor 19 reference input vector
20 Referenzeingangsvektor 20 reference input vector
21 Referenzeingangsvektor 21 Reference input vector
22 Referenzeingangsvektor 23 Referenzeingangsvektor 22 Reference input vector 23 Reference input vector
24 Referenzeingangsvektor 24 reference input vector
25 Orthant 25 Orthant
26 Orthant 26 Orthant
27 Orthant 28 Orthant 27 Orthant 28 Orthant
29 Referenzeingangsvektor 29 Reference input vector
30 Referenzeingangsvektor 30 reference input vector

Claims

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:
1 . Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts (3) für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass n-dimensionalen Referenzein- gangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24) jeweils ein Referenzaus gangsvektor zugeordnet ist, aus welchen zu einem n-dimensionalen Eingangsvektor (4) ein Ausgangsvektor (12) ermittelt wird, wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden: a. Wiederholen der folgenden Schritte, bis in einem n-dimensionalen1 . Method for operating a control device (3) for a motor vehicle, characterized in that n-dimensional reference input vectors (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) are each assigned a reference output vector from which to one n-dimensional input vector (4) an output vector (12) is determined, the following steps being carried out: a. Repeat the following steps until in an n-dimensional
Raum um den Eingangsvektor (4) ein Referenzeingangsvektor (17,18,19,20,21 ,22,23,24) vorliegt, dessen Abstand zu dem Ein gangsvektor (4) einen Schwellenwert unterschreitet, und/oder eine maximale Anzahl an Iterationen erreicht ist: i. Auswahlen wenigstens eines Nachbarvektors aus den Referenzeingangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24), ii. Ermitteln eines zusätzlichen Referenzeingangsvektors aus dem wenigstens einen Nachbarvektor und Hinzufü gen des zusätzlichen Referenzeingangsvektors (29,30) zu den ReferenzeingangsvektorenSpace around the input vector (4) is a reference input vector (17,18,19,20,21, 22,23,24) whose distance from the input vector (4) falls below a threshold value and / or reaches a maximum number of iterations is: i. Selecting at least one neighbor vector from the reference input vectors (17,18,19,20,21, 22,23,24), ii. Determining an additional reference input vector from the at least one neighboring vector and adding the additional reference input vector (29, 30) to the reference input vectors
(17,18,19,20,21 ,22,23,24); b. Auswählen wenigstens eines dem Eingangsvektor (4) am nächs ten liegenden Berechnungsvektors aus den Referenzein gangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24) und Berechnen des Ausgangsvektors anhand des wenigstens einen ausgewählten Be rechnungsvektors. (17,18,19,20,21, 22,23,24); b. Selecting at least one calculation vector closest to the input vector (4) from the reference input vectors (17,18,19,20,21, 22,23,24) and calculating the output vector using the at least one selected calculation vector.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für das Auswählen des wenigstens einen Nachbarvektors für jeden der Refe renzeingangsvektoren (17,18,19,29,21 ,22,23,24) ein Klassifikationsvek tor ermittelt wird, der sich aus der Vorzeichenfunktion einer Differenz zwischen dem Eingangsvektor (4) und dem jeweiligen Referenzein gangsvektor (17,18,19,20,21 ,22,23,24) ergibt. 2. The method according to claim 1, characterized in that a classification vector is determined from the Sign function of a difference between the input vector (4) and the respective reference input vector (17,18,19,20,21, 22,23,24) results.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass aus den Klassifikationsvektoren unterschiedliche3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that different from the classification vectors
Klassifikationsvektoren ermittelt werden und für unterschiedliche Klassi fikationsvektoren jeweils genau ein ReferenzeingangsvektorClassification vectors are determined and exactly one reference input vector for different classification vectors
(17.18.19.20.21.22.23.24) als Nachbarvektor ausgewählt wird. (17.18.19.20.21.22.23.24) is selected as the neighbor vector.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Referenzeingangsvektoren4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that from the reference input vectors
(17.18.19.20.21.22.23.24), deren Klassifikationsvektoren identisch sind, derjenige als Nachbarvektor ausgewählt wird, der den geringsten Ab stand zu dem Eingangsvektor (4) aufweist. (17.18.19.20.21.22.23.24), the classification vectors of which are identical, the one selected as the neighboring vector that has the smallest distance to the input vector (4).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand berechnet wird, indem Komponenten der Referenzeingangsvektoren (17,18) mit Komponenten des Ein gangsvektors (4) normiert und aufsummiert werden. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the distance is calculated in that components of the reference input vectors (17, 18) are normalized and summed up with components of the input vector (4).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzausgangsvektor des zusätzlichen Re ferenzeingangsvektors (29,30) aus den Referenzausgangsvektoren der Nachbarvektoren berechnet wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reference output vector of the additional reference input vector (29,30) is calculated from the reference output vectors of the neighboring vectors.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsvektor (12) aus dem dem wenigstens einen Berechnungsvektor zugeordneten Referenzausgangsvektor be rechnet wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the output vector (12) is calculated from the reference output vector assigned to the at least one calculation vector.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln von Einzelfehlern der Referenzein gangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24) für jeden der Referenzein- gangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24) folgende Schritte durchge führt werden: a. Zwischenspeichern des jeweiligen Referenzeingangsvektors (17,18,19,20,21 ,22,23,24) als Prüfvektor und Entfernen des Refe renzeingangsvektors (17,18,19,20,21 ,22,23,24) aus den Referen zeingangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24); b. Berechnen des Ausgangsvektors (12) mit dem Prüfvektor als Ein gangsvektor (4); c. Ermitteln des jeweiligen Einzelfehlers aus einer Differenz zwi schen dem Ausgangsvektor (12) und dem dem Prüfvektor zuge ordneten Referenzausgangsvektor; d. Zuordnen des jeweiligen Einzelfehlers zu dem Prüfvektor; und e. Hinzufügen des Prüfvektors zu den Referenzeingangsvektoren8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for determining individual errors of the reference input vectors (17,18,19,20,21, 22,23,24) for each of the reference input gear vectors (17,18,19,20,21, 22,23,24) the following steps are carried out: a. Temporary storage of the respective reference input vector (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) as a test vector and removal of the reference input vector (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) from the reference input vectors ( 17,18,19,20,21, 22,23,24); b. Calculating the output vector (12) with the test vector as an input vector (4); c. Determining the respective individual error from a difference between tween the output vector (12) and the reference output vector assigned to the test vector; d. Assigning the respective individual error to the test vector; and e. Add the test vector to the reference input vectors
(17.18.19.20.21.22.23.24). (17.18.19.20.21.22.23.24).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines neuen Referenzeingangsvek tors mit dazugehörigem neuen Referenzausgangsvektor wenigstens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird: a. Ermitteln der Einzelfehler der Referenzeingangsvektoren9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when a new reference input vector is present with an associated new reference output vector, at least one of the following steps is carried out: a. Determining the individual errors of the reference input vectors
(17.18.19.20.21.22.23.24); b. Zwischenspeichern des Referenzeingangsvektors (17,18,19,20,21 ,22,23,24) mit dem kleinsten Einzelfehler und Ent fernen dieses Referenzeingangsvektors (17,18,19,20,21 ,22,23,24) aus den Referenzeingangsvektoren (17,18,19,20,21,22,23,24); c. Berechnen des Ausgangsvektors (12) mit dem neuen Referenz eingangsvektor als Eingangsvektor (4); d. Ermitteln des Einzelfehlers aus einer Differenz zwischen dem Ausgangsvektor (12) und dem dem neuen Referenzeingangsvek tor zugeordneten Referenzausgangsvektor; e. Hinzufügen des entfernten Referenzeingangsvektors(17.18.19.20.21.22.23.24); b. Temporary storage of the reference input vector (17,18,19,20,21, 22,23,24) with the smallest individual error and removal of this reference input vector (17,18,19,20,21, 22,23,24) from the reference input vectors ( 17,18,19,20,21,22,23,24); c. Calculating the output vector (12) with the new reference input vector as the input vector (4); d. Determining the individual error from a difference between the output vector (12) and the reference output vector assigned to the new reference input vector; e. Adding the removed reference input vector
(17.18.19.20.21.22.23.24) zu den Referenzeingangsvektoren(17.18.19.20.21.22.23.24) to the reference input vectors
(17.18.19.20.21.22.23.24); f. Ersetzen des Referenzeingangsvektors (17,18,19,20,21 ,22,23,24) mit dem kleinsten Einzelfehler durch den neuen Referenzein gangsvektor, falls der Einzelfehler des neuen Referenzein gangsvektors größer ist als der kleinste Einzelfehler. (17.18.19.20.21.22.23.24); f. Replace the reference input vector (17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) with the smallest individual error with the new reference input vector if the individual error of the new reference input vector is greater than the smallest individual error.
10. Steuergerät (3) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass n-dimensionalen Referenz- eingangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24) jeweils einem Referenz ausgangsvektor zugeordnet ist und das Steuergerät (3) dazu vorgese hen und ausgebildet ist, aus den Referenzeingangsvektoren10. Control device (3) for a motor vehicle, in particular for performing the method according to one or more of the preceding claims, characterized in that n-dimensional reference input vectors (17,18,19,20,21, 22,23,24 ) is assigned to a reference output vector and the control unit (3) is provided and designed for this purpose from the reference input vectors
(17,18,19,20,21 ,22,23,24) zu einem n-dimensionalen Eingangsvektor (4) einen Ausgangsvektor (12) zu ermitteln, wobei die folgenden Schrit- te durchgeführt werden: a. Wiederholen der folgenden Schritte, bis in einem n-dimensionalen Raum um den Eingangsvektor (4) ein Referenzeingangsvektor(17,18,19,20,21, 22,23,24) to determine an output vector (12) for an n-dimensional input vector (4), the following steps being carried out: a. Repeat the following steps until there is a reference input vector in an n-dimensional space around the input vector (4)
(17,18,19,20,21 ,22,23,24) vorliegt, dessen Abstand zu dem Ein- gangsvektor (4) einen Schwellenwert unterschreitet, und/oder eine maximale Anzahl an Iterationen erreicht ist: i. Auswählen wenigstens eines Nachbarvektors aus den Referenzeingangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24), ii. Ermitteln eines zusätzlichen Referenzeingangsvektors aus dem wenigstens einen Nachbarvektor und Hinzufü gen des zusätzlichen Referenzeingangsvektors (29,30) zu den Referenzeingangsvektoren (17,18,19,20,21,22,23,24); b. Auswählen wenigstens eines dem Eingangsvektor (4) am nächs ten liegenden Berechnungsvektors aus den Referenzein gangsvektoren (17,18,19,20,21 ,22,23,24) und Berechnen des Ausgangsvektors anhand des wenigstens einen ausgewählten Be rechnungsvektors. (17,18,19,20,21, 22,23,24) is present, the distance of which from the input vector (4) falls below a threshold value and / or a maximum number of iterations has been reached: i. Selecting at least one neighboring vector from the reference input vectors (17,18,19,20,21, 22,23,24), ii. Determining an additional reference input vector from the at least one neighboring vector and adding the additional reference input vector (29,30) to the reference input vectors (17,18,19,20,21,22,23,24); b. Selecting at least one calculation vector closest to the input vector (4) from the reference input vectors (17,18,19,20,21, 22,23,24) and calculating the output vector using the at least one selected calculation vector.
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