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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Fahrzeugsteuerungsstechnik, insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter.
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STAND DER TECHNIK
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Die Funktionsparameter der Bremskraftverstärkung (IPB) oder des elektronischen Stabilitätssystems (ESP) müssen vor der Freigabe der Software abgestimmt werden, wobei nach dem Stand der Technik die Abstimmung dieser Funktionsparameter durch Ausführen von Messaufzeichnungen im realen Fahrzeug und Analyse realisiert wird.
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Jedoch weist die derzeitige Technik beispielsweise die nachfolgenden Probleme auf:
- Einschränkungen der Fahrzeugressourcen und der Testumgebung;
- Der Abstimmungsprozess ist von dem Wissen und der Erfahrung von Anwendungsingenieuren abhängig, für bestimmte Betriebsbedingungen gibt es keine objektiven Standards, und die Ausführungskonsistenz der Betriebsbedingungen ist gering;
- Aus Zeitgründen ist es schwierig, die Parameterabstimmung unter mehreren Leistungsdimensionen abzuwägen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von den oben genannten Problemen im Stand der Technik zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Verfahren und ein System zum Optimieren von Fahrzeugbremssystemparametern bereitzustellen, das eine Simulationsumgebung als Ersatz für ein reales Fahrzeug verwenden kann.
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Des Weiteren zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Verfahren und System zur Optimierung von Fahrzeugbremssystemparametern bereitzustellen, die maschinelle Algorithmen zur Abstimmung der Parameter verwenden können und ein Gleichgewicht der Parameteroptimierung in unterschiedlichen Leistungsdimensionen erreichen können.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter Folgendes:
- einen Einstellschritt zum Einstellen des Ziels der Optimierung der Parameter eines Fahrzeugbremssystems und Bestimmen der zu optimierenden Fahrzeugbremssystemparameter sowie Einstellen der Betriebsbedingungen gemäß den zu optimierenden Fahrzeugbremsparametern;
- einen Simulationsschritt zum Einrichten einer Simulationsumgebung und Simulieren der eingestellten Betriebsbedingungen;
- einen Rechenschritt zum Extrahieren der Fahrzeugsignale aus den Simulationsergebnissen für jede Gruppe der Fahrzeugbremssystemparameter in Bezug auf die Bremsleistung und Berechnen eines Bewertungswerts der Bremsleistung jeder Gruppe der Fahrzeugbremssystemparameter auf der Grundlage des Fahrzeugsignals und des Ziels;
- einen Beurteilungsschritt zum Beurteilen, ob der Bewertungswert der Bremsleistung das Ziel erreicht hat, wenn nicht, Anpassen der Fahrzeugbremssystemparameter und Wiederholen und Iterieren des Simulationsschritts und des Rechenschritts, bis das Ziel erreicht ist, und wenn ja, Ausführen des nachfolgenden Ausgabeschritts; und
- einen Ausgabeschritt zum Ausgeben der Fahrzeugbremssystemparameter und des entsprechenden Bewertungswerts.
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Das System zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst:
- ein Einstellmodul zum Einstellen des Ziels der Optimierung der Parameter eines Fahrzeugbremssystems und Bestimmen der zu optimierenden Fahrzeugbremssystemparameter sowie Einstellen der Betriebsbedingungen gemäß den zu optimierenden Fahrzeugbremsparametern;
- ein Simulationsmodul zum Einrichten einer Simulationsumgebung und Simulieren der Betriebsbedingungen;
- ein Rechenmodul zum Extrahieren der Fahrzeugsignale aus den Simulationsergebnissen für jede Gruppe der Fahrzeugbremssystemparameter in Bezug auf die Bremsleistung und Berechnen eines Bewertungswerts der Bremsleistung jeder Gruppe der Fahrzeugbremssystemparameter auf der Grundlage des Fahrzeugsignals und des Ziels;
- ein Beurteilungsmodul zum Beurteilen, ob der Bewertungswert der Bremsleistung das Ziel erreicht hat, wenn nicht, Anpassen der Fahrzeugbremssystemparameter und Wiederholen und Iterieren des Simulationsmoduls und des Rechenmoduls, bis das Ziel erreicht ist, und wenn ja, Ausführen des nachfolgenden Ausgabemoduls; und
- ein Ausgabemodul zum Ausgeben der Fahrzeugbremssystemparameter und des entsprechenden Bewertungswerts.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die folgende detaillierte Beschreibung anhand der Figuren macht die beschriebenen und weitere Zwecke sowie Vorzüge der vorliegenden Anmeldung vollständiger und offensichtlicher, wobei dieselben oder ähnliche Elemente durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet werden.
- 1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Optimieren von Fahrzeugbremssystemparametern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines beispielhaften Optimierungsprozesses.
- 3 ist ein Blockdiagramm der Struktur eines Systems zur Optimierung der Fahrzeugbremssystemparameter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden einige der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vorgestellt, um ein grundlegendes Verständnis der Erfindung zu vermitteln, jedoch nicht, um kritische oder entscheidende Faktoren der Erfindung zu definieren oder ihren Schutzbereich einzuschränken.
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1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Optimieren von Fahrzeugbremssystemparametern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Verfahren zur Optimierung von Fahrzeugbremssystemparametern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte:
- Schritt S1: Start;
- Schritt S2: Ziel einstellen, Definieren der Betriebsbedingungen und Bestimmen der zu optimierenden Fahrzeugbremssystemparameter (nachfolgend im Text kurz als „Parameter“ bezeichnet), wobei das sogenannte Ziel das Ziel bezeichnet, das durch die Optimierung der Fahrzeugbremssystemparameter erreicht werden soll, beispielsweise durch Anpassen der Fahrzeugbremssystemparameter zum Erhöhen der Geschwindigkeitsabnahme, Steuerung zur Erzielung kürzerer Bremswege (z. B. weniger als 50 m), wobei in diesem Fall das Ziel ein Bremsweg unter 50 m ist, die Betriebsbedingungen beziehen sich auf eine simulierte Straße eines Fahrzeugsimulationsmodells, und die Fahrzeugbremssystemparameter werden entsprechend den verschiedenen Zielen (wie z. B. die ABS-Funktion), die optimiert werden müssen, eingestellt, und eine den Betriebsbedingungen entsprechende Datei der simulierten Straße wird vom Simulationsingenieur geschrieben;
- Schritt S3: Einrichten einer Simulationsumgebung auf der Grundlage von Eingabedaten, wobei zu den Eingabedaten beispielsweise Softwareinformationen (die Softwareversion sollte mit der im Fahrzeug verwendeten Version übereinstimmen) und Fahrzeuginformationen (Masse, Radstand, Luftwiderstandsbeiwert usw.) gehören;
- Schritt S4: Simulieren der definierten Betriebsbedingungen;
- Schritt S5: Bewerten der Simulationsergebnisse und Anpassen der Parameter, beispielsweise durch Verwendung KI-basierter Algorithmen, um Simulationsergebnisse entsprechend den eingestellten Zielen zu bewerten, um Bewertungswerte zu erhalten, was konkret Folgendes umfasst: Extrahieren von Fahrzeugsignalen im Zusammenhang mit der Bremsleistung für jede Gruppe Parameter aus den durch die Simulation generierten Simulationsergebnissen (die mit den Sensoren am tatsächlichen Testfahrzeug übereinstimmen), wie Geschwindigkeitsabnahme, Radgeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit, Berechnen des dem eingestellten Ziel entsprechenden Bewertungswerts (wenn z. B. der aus dem Fahrzeugsignal berechnete Bremsweg 40 m beträgt, beträgt die Differenz zum Ziel, die kleiner als 50 m ist, -10 m), wobei relevante Inhalte unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden;
- Schritt S6: Beurteilen, ob das Ziel erreicht wurde, bei Nein (N) Anpassen der Parameter und Rückkehr zu Schritt S2, bei Ja (Y) weiter zu Schritt S7, wobei die sogenannte „Beurteilung, ob das Ziel erreicht wurde“ zwei Aspekte umfassen kann: in einem Aspekt ist zu beurteilen, ob die eingestellte maximale Anzahl an Iterationen erreicht wurde, im anderen Aspekt verbessert sich der Bewertungswert nach einer bestimmten Anzahl von Iterationen nicht mehr (z. B. zeigen nach einer Reihe von Parameteraktualisierungen 300 Iterationen keine besseren Parameter), und wenn einer der oben genannten Aspekte erfüllt ist, gilt das Iterationsziel als erreicht; und
- Schritt S7: Ordnen aller Simulationsergebnisse anhand des Bewertungswerts, wobei der relevante Inhalt unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wird.
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Dabei gelten als Fahrzeugbremssystemparameter die nachfolgenden Parameter, ohne darauf beschränkt zu sein:
- (1) ABS-Druckaufbauparameter: Druckanstieg des ersten Rades der Vorderachse, Druckanstieg des ersten Rades der Hinterachse, Druckgradient des ersten Rades der Vorderachse, Parameter der ABS-Auslöseschwellenwerts;
- (2) Schwellenwert der Vorderachsenschlupfrate;
- (3) Schwellenwert der Hinterachsenschlupfrate.
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2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines beispielhaften Optimierungsprozesses.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Beispiel des Optimierungsprozesses der Parameter der vorliegenden Erfindung die nachfolgenden Schritte:
- Schritt a1: Erhalten der Simulationsergebnisse;
- Schritt a2: Extrahieren von Fahrzeugsignalen im Zusammenhang mit der Bremsleistung aus den Simulationsergebnissen;
- Schritt a3: Bewerten des Fahrzeugsignals verschiedener Bremsleistungsdimensionen für jede Gruppe von Parametern zum Erhalten von Bewertungswerten, wobei die Bewertungswerte für die Suche nach optimierten Parametern verwendet werden;
- Schritt a4: Beurteilen, ob das Iterationsziel erreicht ist, falls Nein (N), Anpassen der Parameter und Rückkehr zu Schritt a1, falls Ja (Y), Fortfahren mit Schritt e; und
- Schritt 5a: Ausgabe des Optimierungsergebnisses, beispielsweise Anzeigen der Parameterordnung mit den Bewertungswerten, beispielsweise können die Bewertungswerte von hoch nach niedrig sortiert werden.
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Dabei werden leistungsbezogene Fahrzeugsignale extrahiert, beispielsweise in einem Szenario, in dem das Ziel das Optimieren des Bremswegs bei Auslösen der ABS-Funktion ist, wobei die der Bremsleistung entsprechenden Fahrzeugsignale eine Geschwindigkeitsabnahme, den Radzylinderdruck usw. umfassen. Dabei gehören als ein Beispiel verschiedene Bremsleistungsdimensionen für dieses Ziel, beispielsweise der Bremsweg, der Bremskomfort (der anhand der Schwankungsabweichung durch die Geschwindigkeitsabnahme berechnet werden kann, wobei je kleiner die Abweichung ist, desto größer der Komfort ist), und andere Dimensionen.
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Unter anderem wird für jede Gruppe Parameter das Fahrzeugsignal in verschiedenen Bremsleistungsdimensionen bewertet und der Bewertungswert erhalen, was durch ein Kl-Algorithmusmodell verwirklicht werden kann. Als Beispiel werden die Fahrzeugbremssystemparameter, die Fahrzeugsignale in Bezug auf die Bremsleistung und das eingestellte Ziel in das Kl-Algorithmusmodell eingegeben, wobei das Kl-Algorithmusmodell verwendet wird, um einen Bewertungswert anhand des Fahrzeugsignals in Bezug auf die Bremsleistung und des Ziels zu berechnen und jede Gruppe von Parametern und ihre entsprechenden Bewertungswerte auszugeben.
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Ein KI-Algorithmusmodell kann beispielsweise mit einem bayesschen Modell implementiert werden, wobei die Verwendung des bayesschen Modells die Effizienz der Parameteroptimierung verbessern kann, da im Wesentlichen, um den Suchraum der Optimierungsparameter während der Optimierung zu verkleinern, die optimalen Parameter durch erzwungene Traversierung aller Parameterkombinationen gefunden werden können, tatsächlich aber das Traversierungsverfahren sehr viel Zeit in Anspruch nimmt und die Anwendung des bayesschen Modells Zeit sparen kann und die Effizienz verbessert.
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In einem weiteren Aspekt kann der Gesamtbewertungswert jeder Gruppe Parameter auch mit der Gewichtung verschiedener Bremsleistungsdimensionen entsprechend den Präferenzen des Benutzers berechnet werden, wenn es mehrere Bremsleistungsdimensionen gibt.Hier können die Präferenzen des Benutzers durch Definieren von Gewichtungen umgesetzt werden, und letztendlich wird der Gesamtbewertungswert durch Gewichtung auf der Grundlage der Gewichtungen erhalten.
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Nachfolgend findet sich ein Beispiel für das Einstellen von Gewichtungen für verschieden Bremsleistungsdimensionen und die Berechnung umfassender Bewertungswerte.
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Für jede Gruppe Parameter kann ein entsprechendes Simulationsergebnis erhalten werden, wobei die sich auf die Bremsleistung beziehenden Fahrzeugsignale aus den Simulationsergebnissen extrahiert werden, um den Bewertungswert (als „score“ bezeichnet) der Bremsleistung zu berechnen (d. h. den oben beschriebenen Bremsweg, Bremskomfort usw.). Dabei ist davon auszugehen, dass es eine Parametergruppe 1, Parametergruppe 2, Parametergruppe 3... gibt, und es wird davon ausgegangen, dass eine Bewertung aus Leistung 1 und Leistung 2 erfolgt:
- Der Bewertungswert der Leistung 1 ist score1, der Bewertungswert der Leistung 2 ist score2
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Verwendet Benutzer 1 die Gewichtungen a1 und a2, lautet die Berechnungsformel für den Gesamtbewertungswert wie folgt:
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Dann beträgt die Punktzahl für jede Parametergruppe:
- Parametergruppe 1: score_a1
- Parametergruppe 2: score_a2
- Parametergruppe 3: score_a3
- .........
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Verwendet Benutzer 2 die Gewichtungen b1 und b2, lautet die Berechnungsformel für den Gesamtbewertungswert wie folgt:
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Dann beträgt die Punktzahl für jede Parametergruppe:
- Parametergruppe 1: score_b1
- Parametergruppe 2: score_b2
- Parametergruppe 3: score_b3
- ..........
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Durch die Verwendung dieser Art der Einstellgewichtung anhand der Präferenzen des Benutzers können sowohl die Leistungsindikatoren als auch die Benutzerpräferenzen berücksichtigt werden.
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Das Verfahren zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter der vorliegenden Erfindung wurde bereits oben beschrieben, und nachfolgend wird das System zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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3 ist ein Blockdiagramm der Struktur eines Systems zur Optimierung der Fahrzeugbremssystemparameter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst das System 100 zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes:
- ein Einstellmodul 110 zum Einstellen des Ziels der Optimierung der Parameter eines Fahrzeugbremssystems und Bestimmen der zu optimierenden Fahrzeugbremssystemparameter sowie Einstellen der Betriebsbedingungen gemäß den zu optimierenden Fahrzeugbremsparametern;
- ein Simulationsmodul 120 zum Einrichten einer Simulationsumgebung und Simulieren der Betriebsbedingungen;
- ein Rechenmodul 130 zum Extrahieren der Fahrzeugsignale aus den Simulationsergebnissen für jede Gruppe der Fahrzeugbremssystemparameter in Bezug auf die Bremsleistung und Berechnen eines Bewertungswerts der Bremsleistung jeder Gruppe der Fahrzeugbremssystemparameter auf der Grundlage des Fahrzeugsignals und des Ziels;
- ein Beurteilungsmodul 140 zum Beurteilen, ob der Bewertungswert der Bremsleistung das Ziel erreicht hat, wenn nicht, Anpassen der Fahrzeugbremssystemparameter und Wiederholen und Iterieren des Simulationsmoduls und des Rechenmoduls, bis das Ziel erreicht ist, und wenn ja, Ausführen des nachfolgenden Ausgabemoduls; und
- ein Ausgabemodul 150 zum Ausgeben der Fahrzeugbremssystemparameter und des entsprechenden Bewertungswerts.
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Dabei wird in dem Rechenmodul 130 ein bayessches Modell zum Berechnen des Bewertungswerts der Bremsleistung jeder Gruppe der Fahrzeugbremssystemparameter auf der Grundlage des Fahrzeugsignals und des Ziels verwendet. Außerdem werden in dem Rechenmodul 130 mehrere Bewertungswerte der Bremsleistung in verschiedenen Bremsleistungsdimensionen je nach Präferenzen des Benutzers berechnet und der Gesamtbewertungswert der verschiedenen Bremsleistungsdimensionen entsprechend der Gewichtung der verschiedenen Bremsleistungsdimensionen berechnet.
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Dabei wird in dem Ausgabemodul 150 die Parameterordnung der Fahrzeugbremssystems mit den Bewertungswerten angezeigt, beispielsweise können die Bewertungswerte von hoch nach niedrig sortiert angezeigt werden.
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Wie oben beschrieben, können das Verfahren zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter und dessen System der vorliegenden Erfindung zur Abstimmung der Leistungsparameter für integrierte Bremssysteme (IPB) und elektronische Stabilitätssysteme (ESP) verwendet werden.
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Zusätzlich können das Verfahren zum Optimieren der Fahrzeugbremssystemparameter und dessen System der vorliegenden Erfindung für simulierte Umgebungen anstelle von realen Fahrzeugen in vordefinierten Szenarien verwendet werden, wodurch Fahrzeugressourcen und Teststandortressourcen eingespart und die Kosten effektiv gesenkt werden können.
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Darüber hinaus kann durch den KI-Optimierungsalgorithmus im Rechenschritt der Prozess der Parameterabstimmung standardisiert werden, indem eine automatisierte Messauswertung und Parameterabstimmung auf der Grundlage objektiver Kriterien durchgeführt werden, die aus empirisch erprobten Messungen und der Erfahrung von Ingenieuren extrahiert wurden.
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Darüber hinaus werden bei der Feinabstimmung der Parameter durch den Einsatz von bayesschen Algorithmen die Präferenzen der Benutzer berücksichtigt, so dass in den verschiedenen Leistungsdimensionen optimal ausgewogene Ergebnisse erzielt werden können.
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Oben wurden nur konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben, doch der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung ist nicht auf diese beschränkt. Fachleuten auf diesem Gebiet können gemäß dem durch die vorliegende Anmeldung offenbarten technischen Bereich weitere mögliche Änderungen und Alternativen einfallen, wobei alle derartigen Änderungen oder Alternativen in den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung fallen. Wenn keine Konflikte bestehen, können die Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung und die Merkmale in den Ausführungsformen ferner miteinander kombiniert werden. Der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung richtet sich nach den Angaben in den Patentansprüchen.