Beschreibungseinleitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung nach Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fahrzeugvorrichtung.

In WO 2020 147 870 A1 ist ein Verfahren zur Berechnung der Temperatur einer Fahrzeugvorrichtung, speziell einer Antriebseinheit beschrieben. Die Temperatur an dem jeweiligen Temperaturerfassungsbereich wird über ein Temperaturmodell berechnet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Fahrzeugvorrichtung effizienter und leistungsfähiger zu betreiben. Insbesondere soll ein Berechnungswert, beispielsweise die Temperatur der Fahrzeugvorrichtung, genauer und schneller berechnet werden.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann der derart ermittelte Berechnungswert eine genauere und zuverlässigere Einschätzung des Verhaltens der Fahrzeugvorrichtung ermöglichen. Der Berechnungswert kann genauer berechnet werden. Dadurch kann die Fahrzeugvorrichtung effizienter und leistungsfähiger betrieben werden.

Die Fahrzeugvorrichtung kann dem Fahrzeug zugeordnet sein. Die Fahrzeugvorrichtung kann ein Elektromotor, eine Leistungselektronik, ein Thermomanagementsystem, eine Batterie und/oder ein Getriebe sein. Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug sein.

Der Berechnungswert kann sich zeitlich ändern. Die Ermittlung des Berechnungswerts kann in Zeitabständen erfolgen. Die Zeitabstände können vorgegebene Zeitintervalle sein. Die Zeitabstände können konstant oder variabel sein. Die Zeitabstände können abhängig von Umgebungsbedingungen oder Messwerten einstellbar sein.

Der erste Parameter kann eine Variable sein. Der zweite Parameter kann eine Variable sein.

Durch die Anwendung des ersten und zweiten neuronalen Netzwerks kann der erste und zweite Parameter auch bei unbekannten Eingangsgrößen berechnet werden. Das erste und/oder zweite neuronale Netzwerk kann wenigstens ein input layer, ein oder mehrere hidden layer und ein output layer aufweisen. Das erste und/oder zweite neuronale Netzwerk kann ein feed forward neural network (FNN), ein recurrent neural network (RNN) oder ein convolutional neural network (CNN) sein.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Eingangswert eine gemessene und/oder berechnete physikalische Größe der Fahrzeugvorrichtung ist. Der Eingangswert kann ein ermittelter Berechnungswert einer zeitlich vorangehenden Ermittlung des Berechnungswerts sein.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das erste und zweite neuronale Netzwerk getrennt voneinander trainiert sind. Dadurch kann die Komplexität und der Aufwand zum Training der neuronalen Netzwerke verringert werden. Das erste und zweite neuronale Netzwerk können abhängig oder unabhängig voneinander trainiert sein. Das erste neuronale Netzwerk kann mit Trainingsdaten trainiert sein, die insbesondere vollständig von den Trainingsdaten des zweiten neuronalen Netzwerks abweichen. Die Trainingsdaten des ersten und zweiten neuronalen Netzwerks können sich wenigstens teilweise überschneiden.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der ermittelte Berechnungswert den Eingangswert einer zeitlich der Ermittlung nachfolgenden weiteren Ermittlung des Berechnungswerts bildet. Der Berechnungswert kann zeitlich dynamisch sein und dadurch zeitabhängig berechnet werden.

Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der analytische Zusammenhang durch ein Polynom n-ter Ordnung darstellbar ist. Der analytische Zusammenhang kann eine Addition, Subtraktion, Multiplikation und/oder Division umfassen. Häufig können keine exakten analytischen Zusammenhänge für eine Fahrzeugvorrichtung oder mehrere Fahrzeugvorrichtungen angegeben werden, beispielsweise weil die Systeme zu komplex sind. Eine Möglichkeit besteht darin, die Komplexität durch vereinfachende Annahmen, Zusammenfassungen von Bauteilen/Komponenten oder ähnlichem zu verringern. Dieses Vorgehen liefert angenäherte analytische Zusammenhänge. Auch für diese Art von analytischem Zusammenhang ist das hier beschriebene Verfahren anwendbar. Mit dem Begriff "System" können in diesem Zusammenhang Bauteile, Bauteilgruppen, Komponenten und/oder Einzelteile der Fahrzeugvorrichtung aufgefasst werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der die Anzahl der den ersten und zweiten Parameter einschließenden Parameter des analytischen Zusammenhangs gleich n+1 ist. Bevorzugt kann jeder Parameter durch ein eigenes neuronales Netzwerk, das erste und zweite neuronale Netzwerk eingeschlossen, berechnet werden. Dadurch kann die Komplexität der neuronalen Netzwerke verringert werden. Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der zur Ermittlung des Berechnungswerts eingesetzten und das erste und zweite neuronale Netzwerk einschließenden neuronalen Netzwerke gleich n+1 ist. Auch können einschließlich dem ersten und zweiten neuronalen Netzwerk weniger als n+1 oder n neuronale Netzwerke verwendet werden. Beispielsweise kann einer der Parameter des analytischen Zusammenhangs herkömmlich berechnet werden. Wenigstens einer der Parameter des analytischen Zusammenhangs kann fest vorgegeben sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Berechnungswert eine Temperaturänderung, der erste Parameter einen Wärmeeintrag, der zweite Parameter eine Wärmeabfuhr und/oder der Eingangswert eine Temperatur kennzeichnet. Die Temperaturänderung kann die Temperatur eines Elektromotors sein. Der Wärmeeintrag kann durch elektrische Energie entstehen. Die Wärmeabfuhr kann konduktiv, radiativ und/oder konvektiv sein.

Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine Fahrzeugvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Fahrzeugvorrichtung eine Antriebsstrangvorrichtung eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs ist. Die Antriebsstrangvorrichtung kann zur Fortbewegung des Fahrzeugs eingerichtet sein. Die Antriebsstrangvorrichtung kann eine Antriebsleistung zur Fortbewegung des Fahrzeugs aufbauen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und der Abbildung.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildung ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 10 zum Betrieb einer Fahrzeugvorrichtung 12 wird beispielsweise im Betrieb eines die Fahrzeugvorrichtung 12 aufweisenden Fahrzeugs angewendet. Die Fahrzeugvorrichtung 12 kann eine Antriebsstrangvorrichtung 14 des Fahrzeugs, speziell ein Elektromotor des Fahrzeugs sein. Der Betrieb der Fahrzeugvorrichtung 12 erfolgt abhängig von einem Berechnungswert 16.

Der Berechnungswert 16 kann eine Temperaturänderung AT einer Temperatur T des Elektromotors sein. Der Elektromotor kann bevorzugt abhängig von der Temperaturänderung AT und damit von der abhängig von der Temperaturänderung AT berechneten Temperatur T betrieben werden.

Der Berechnungswert 16 wird durch einen analytischen Zusammenhang 18 abhängig von wenigstens einem ersten Parameter a und zweiten Parameter b und einem Eingangswert T _R berechnet. Beispielsweise ist der analytische Zusammenhang 18 durch ein Polynom n-ter Ordnung, insbesondere erster Ordnung mit n = 1 wie folgt darstellbar:

AT = aT _R + b

Die Anzahl der Parameter des analytischen Zusammenhangs 18 ist damit gleich n + 1. Der ermittelte Berechnungswert 16 kann den Eingangswert T _R ⁺¹ einer zeitlich der Ermittlung nachfolgenden weiteren Ermittlung des Berechnungswerts 16 wie folgt bilden:

T _R ^t+1 = T _R + AT

Der erste Parameter a kann einen Wärmeeintrag P _in und der zweite Parameter b kann eine Wärmeabfuhr P _out kennzeichnen. Der erste Parameter a kann wie folgt von Eingangsgrößen abhängig aufgebaut sein: aA a ⁼ ~c~ mit dem Wärmeübergangskoeffizient a, der in den Wärmeübergang einbezogenen Kontaktfläche A und der spezifischen Wärmekapazität C _T der betroffenen Bauteile.

Der zweite Parameter b kann wie folgt von Eingangsgrößen abhängig aufgebaut sein: mit dem elektrischen Widerstand R. Dabei wurde die enstehende Wärmeleistung wie folgt angenommen:

P _in = I ² R mit dem elektrischen Strom I.

Der erste Parameter a wird durch ein erstes neuronales Netzwerk 20 und der zweite Parameter b durch ein zweites neuronales Netzwerk 22 berechnet. Das erste und zweite neuronale Netzwerk 20, 22 sind bevorzugt unabhängig voneinander trainiert. Die Anzahl der zur Ermittlung des Berechnungswerts 16 eingesetzten neuronalen Netzwerke ist gleich n + 1. Das erste neuronale Netzwerk 20 ist mit Trainingsdaten a bis a _m und das zweite neuronale Netzwerk 22 ist mit Trainingsdaten b bis b _k trainiert.

Bezugszeichenliste

P _in Wärmeeintrag P _O ut Wärmeabfuhr

T _R Eingangswert

AT Temperaturänderung a erster Parameter b zweiter Parameter 10 Verfahren

12 Fahrzeugvorrichtung

14 Antriebsstrangvorrichtung

16 Berechnungswert

18 analytischer Zusammenhang 20 erstes neuronales Netzwerk

22 zweites neuronales Netzwerk