DE102023001622A1 - Methods for optimizing vehicle functions - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) zur Optimierung von Fahrzeugfunktionen, wobei zumindest ein Fahrzeug (2) einer Fahrzeugflotte (3) Zustandswerte (Zi) zumindest eines Fahrzeugsystems zu einem Zeitpunkt (t0) an ein zentrales Rechenzentrum (5) übermittelt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem zentralen Rechenzentrum (5) zu den Zustandswerten (Zi) zu dem Zeitpunkt (t0) Steuerungsbefehle (Si) ermittelt werden, welche ein zu testendes Steuerungsziel mit einer zu optimierenden Funktionsabbildung abbilden, wobei die Steuerungsbefehle (Si) an die Fahrzeugflotte (3) gesendet werden, wobei die Fahrzeuge (2) der Fahrzeugflotte (3) Zustandswerte zu einem Zeitpunkt (t1) mit t1>t0 an das Rechenzentrum (5) übermitteln, um die Funktionsabbildung zu verbessern.
The invention relates to a method (1) for optimizing vehicle functions, wherein at least one vehicle (2) of a vehicle fleet (3) transmits state values (Zi) of at least one vehicle system to a central data center (5) at a time (t0).
The invention is characterized in that in the central data center (5) control commands (Si) are determined for the state values (Zi) at the time (t0), which map a control target to be tested with a functional mapping to be optimized, wherein the control commands (Si) are sent to the vehicle fleet (3), wherein the vehicles (2) of the vehicle fleet (3) transmit state values to the data center (5) at a time (t1) with t1>t0 in order to improve the functional mapping.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung von Fahrzeugfunktionen in Fahrzeugsystemen, welche von einem Nutzer direkt oder indirekt angesteuert werden können.The invention relates to a method for optimizing vehicle functions in vehicle systems which can be controlled directly or indirectly by a user.
Über zumindest ein Steuergerät können diverse Fahrzeugfunktionen realisiert werden. Das Steuergerät an sich wird dabei während einer Fahrzeugentwicklung stetig weiterentwickelt. So können für unterschiedliche Fahrzeugfunktionen unterschiedliche Sensoren und Steuergeräte verwendet werden, um die gewünschten Parameter einzustellen.Various vehicle functions can be implemented using at least one control unit. The control unit itself is constantly being further developed during vehicle development. This means that different sensors and control units can be used for different vehicle functions in order to set the desired parameters.
Bei der Fahrzeugfunktion kann es sich beispielsweise um die Klimaautomatik in einem Fahrzeug handeln. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, wobei auch andere Fahrzeugfunktionen derart angesteuert werden können. Im Falle einer Klimaautomatik können beispielsweise bei einer indirekten Ansteuerung, wenn eine neue Soll-Temperatur erreicht werden soll, diverse Sensoren und Steuergeräte im Fahrzeug zur Regelung verwendet werden. Die Sensoren können beispielsweise eine Temperaturverteilung im Fahrzeug messen und entsprechend einer Steuerung bzw. Steuerlogik, die während der Entwicklung des Fahrzeugs ausgearbeitet wurde, können Elemente der Klimaautomatik, welche insbesondere Klappen, Luftdüsen, Halteelemente sowie Kühlelemente umfassen, angesteuert werden.The vehicle function can be, for example, the automatic climate control in a vehicle. However, this is just one example, and other vehicle functions can also be controlled in this way. In the case of automatic climate control, for example, with indirect control, when a new target temperature is to be reached, various sensors and control units in the vehicle can be used for control. The sensors can, for example, measure a temperature distribution in the vehicle and, according to a control or control logic that was worked out during the development of the vehicle, elements of the automatic climate control, which in particular include flaps, air nozzles, holding elements and cooling elements, can be controlled.
Die Steuerung wird während der Entwicklung der Steuergeräte auf Basis von individueller Erfahrung und einem Können von Entwicklungsingenieuren ausgelegt. Dabei werden manuelle Analysen aus einem Testbetrieb, aus Simulationen des Testsystems und/oder aus gewissen Teilen des Testsystems zugrunde gelegt. Ebenso kann eine Steuerlogik einer früheren Entwicklung herangezogen werden.The control system is designed during the development of the control units based on the individual experience and skills of development engineers. This is based on manual analyses from a test operation, from simulations of the test system and/or from certain parts of the test system. Control logic from an earlier development can also be used.
Aus der
Aus der
Nachteilig können dabei nur bereits bekannte Szenarien und Vorgänge in die Steuerung aufgenommen werden, wodurch die Fahrzeugfunktionen begrenzt werden. Insbesondere kann nachteilig nur der zum Zeitpunkt der Entwicklung bekannte Umfang von Fahrzeugfunktionen mit aufgenommen werden, wobei zukünftige Technologien oder weitere Entwicklungen sowie Trends unberücksichtigt bleiben. Weiterhin kann eine natürliche Streuung von Eigenschaften des Systems in Realität in der Simulation meist nicht ausreichend abgebildet werden.The disadvantage is that only known scenarios and processes can be included in the control system, which limits the vehicle functions. In particular, the disadvantage is that only the range of vehicle functions known at the time of development can be included, with future technologies or further developments and trends not being taken into account. Furthermore, a natural variation in the properties of the system in reality cannot usually be adequately represented in the simulation.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Optimierung von Fahrzeugfunktionen anzugeben, welches die zuvor genannten Nachteile überwindet.The object of the present invention is to provide a method for optimizing vehicle functions which overcomes the aforementioned disadvantages.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method having the features in
Im Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in dem zentralen Rechenzentrum zu den Zustandswerten zu dem Zeitpunkt t0 Steuerungsbefehle ermittelt, welche ein zu testendes Steuerungsziel mit einer zu optimierenden Funktionsabbildung abbilden, wobei die Steuerungsbefehle an die Fahrzeugflotte gesendet werden, wobei die Fahrzeuge der Fahrzeugflotte Zustandswerte zu einem Zeitpunkt t1 mit t1>t0 an das Rechenzentrum übermitteln, um die Funktionsabbildung zu verbessern. Das vorgeschlagene Verfahren bzw. Vorgehen ermöglicht es, Daten einer Fahrzeugflotte zur Verfügung zu stellen, wobei komplexe Fahrzeugsysteme optimiert bzw. in den Funktionen erweitert werden können. Dabei können Daten bzw. Testdaten mit natürlichen sowie spezifischen Variationen herangezogen werden, um die Komplexität der unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen zu erweitern. Im Unterschied zu bekannten Verfahren, bestehend aus beispielsweise einem simulierten Teilsystem (Software-in-the-Loop (SiL)) oder einzelnen Testsystemen, welche die natürlichen und spezifischen Varianten des Systemverhaltens nur unzureichend abbilden, können erfindungsgemäß die im Einsatz der Fahrzeugflotte vorkommende Verteilung, Anforderung und Belastung, welchen die Bauteile ausgesetzt sind bzw. waren, abgebildet werden.At the core of the method according to the invention, control commands are determined in the central data center for the state values at time t0, which map a control target to be tested with a functional mapping to be optimized, whereby the control commands are sent to the vehicle fleet, whereby the vehicles of the vehicle fleet transmit state values to the data center at a time t1 with t1>t0 in order to improve the functional mapping. The proposed method or approach makes it possible to make data available to a vehicle fleet, whereby complex vehicle systems can be optimized or their functions expanded. Data or test data with natural and specific variations can be used to expand the complexity of the different vehicle functions. In contrast to known methods, consisting of, for example, a simulated subsystem (software-in-the-loop (SiL)) or individual test systems, which only inadequately map the natural and specific variants of the system behavior, according to the invention the distribution, requirements and loads that occur during use of the vehicle fleet and to which the components are or were exposed can be mapped.
Das Verfahren ist zur Optimierung von Fahrzeugfunktionen ausgebildet, wobei zumindest ein Fahrzeug einer Fahrzeugflotte Zustandswerte zumindest eines Fahrzeugsystems zu einem Zeitpunkt t0 an ein zentrales Rechenzentrum übermittelt. Zur Übermittlung der Daten wird bevorzugt eine drahtlose Datenkommunikationseinrichtung verwendet.The method is designed to optimize vehicle functions, with at least one vehicle in a vehicle fleet transmitting status values of at least one vehicle system to a central data center at a time t0. A wireless data communication device is preferably used to transmit the data.
Eine erste Bestimmungsregel (control policy) der Fahrzeugfunktionen bzw. der Funktionsabbildung für die Fahrzeugfunktionen kann während der Entwicklung des Fahrzeugs erstellt und mit den Neufahrzeugen ausgeliefert werden. Durch das vorgestellte Verfahren kann eine sogenannte Verhaltens-policy (behavior policy) ausgehend von der control policy abgeleitet werden. Insbesondere kann beispielsweise eine erste Bestimmung der Fahrzeugfunktionen zugrunde gelegt werden, wobei das weitere Systemverhalten untersucht wird, indem geringfügig abweichende und zufällige Aktionen ausgehend von der ersten Bestimmung ausgewählt werden.A first determination rule (control policy) of the vehicle functions or the functional mapping for the vehicle functions can be created during the development of the vehicle and delivered with the new vehicles. Using the method presented, a so-called behavior policy can be derived from the control policy. In particular, for example, an initial determination of the vehicle functions can be used as a basis, whereby the further system behavior is examined by selecting slightly deviating and random actions based on the first determination.
Bevorzugt kann es sich bei der Funktionsabbildung um eine Steuerung einer Klimaautomatik handeln. Die Fahrzeugfunktion kann dabei beispielsweise ein Absenken und/oder Erhöhen einer Innenraumtemperatur um einen relativen Wert sein. Des Weiteren kann beispielsweise ein Abstandsmaß von einem aktuellen Zustand, wie beispielsweise der aktuellen Innenraumtemperatur am Fahrersitz, zu einem Zielwert definiert werden.Preferably, the function mapping can be a control of an automatic climate control system. The vehicle function can be, for example, a lowering and/or raising of an interior temperature by a relative value. Furthermore, a distance measure from a current state, such as the current interior temperature at the driver's seat, to a target value can be defined.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass zusätzliche Belohnungswerte ermittelt werden, welche sich aus einem Vergleich des Steuerungsziels mit tatsächlichen Zustandsänderungen des Zustandswerts von dem Zeitpunkt t0 zu dem Zeitpunkt t1 ergeben. Diese Belohnungswerte können ein Kriterium darstellen, mit welchem die Steuerung bewertet werden kann. So kann beispielsweise ein möglichst schnelles Erreichen eines Zielzustandes aus jedem beliebigen Ausgangszustand oder aus einem definierten Ausgangszustand heraus bewertet werden. So kann beispielsweise eine negative Belohnung (Strafe) erfolgen, welche proportional zu einer benötigten Zeit zum Erreichen des gewünschten Ziels ist. Diese kann in Kombination mit einer konstanten positiven Belohnung beim Erreichen des Ziels kombiniert sein. Insbesondere ist nur die gesamte Belohnung des Verfahrens höher, wenn das Ziel in besonders kurzer Zeit erreicht wird. Ein weiteres Beispiel einer negativen Belohnung (Strafe) kann dadurch beschrieben werden, wenn ein Komfortkriterium verletzt wird. Dies liegt beispielsweise vor, wenn ein relativ kalter Luftstrom im Bereich des Gesichts, des Fußes oder einer Hand des Fahrers resultiert. Da der Komfort jedoch subjektiv beurteilt wird, müssen hierzu objektive Kriterien definiert werden. So kann beispielsweise ein relativ kalter Luftstrom als eine Funktion der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Innenraumtemperatur und der lokalen Luftströmung sowie einer Luftgeschwindigkeit an einem Ort definiert sein. Die Strafe ist daher bevorzugt ebenso proportional zum Wert der komfortbeschreibenden Funktion oder wird als konstant angesetzt. Liegt die komfortbeschreibende Funktion beispielsweise unterhalb eines Schwellenwerts, so kann die Strafe als konstant angesetzt werden. Weiterhin kann beispielsweise eine Belohnung von einem Zuverlässigkeitswert, einem Verschleißwert oder einer Kombination dieser beiden Werte angenommen sein. Ein Zuverlässigkeitswert zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, wie robust sich das Verfahren zu kleinen Zustandsvariationen verhält. Als Verschleiß kann betrachtet werden, wie stark die einzelnen Komponenten des Systems beansprucht werden.According to a very advantageous development of the idea, it can be provided that additional reward values are determined, which result from a comparison of the control target with actual state changes of the state value from time t0 to time t1. These reward values can represent a criterion with which the control can be evaluated. For example, reaching a target state as quickly as possible from any initial state or from a defined initial state can be evaluated. For example, a negative reward (penalty) can be given which is proportional to the time required to reach the desired goal. This can be combined with a constant positive reward when the goal is reached. In particular, the total reward of the process is only higher if the goal is reached in a particularly short time. Another example of a negative reward (penalty) can be described by the fact that a comfort criterion is violated. This is the case, for example, if a relatively cold air flow results in the area of the driver's face, foot or hand. However, since comfort is assessed subjectively, objective criteria must be defined for this. For example, a relatively cold air flow can be defined as a function of the temperature difference between the average interior temperature and the local air flow as well as an air speed at a location. The penalty is therefore preferably proportional to the value of the comfort-describing function or is set as constant. If the comfort-describing function is below a threshold value, for example, the penalty can be set as constant. Furthermore, a reward can be assumed from a reliability value, a wear value or a combination of these two values. A reliability value is characterized, for example, by how robust the process is in response to small state variations. Wear can be considered to be how much stress the individual components of the system are subjected to.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass auf Basis der Zustandsänderungen und der zugehörigen Belohnungswerte die Funktionsabbildung optimiert wird.According to an advantageous embodiment, it can be provided that the functional mapping is optimized on the basis of the state changes and the associated reward values.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass die verbesserte Funktionsabbildung an zumindest eine Teilmenge der Fahrzeuge der Fahrzeugflotte gesendet wird, wobei ein Update von Software zumindest der Teilmenge der Fahrzeuge erfolgt. Dies erfolgt bevorzugt mittels der drahtlosen Datenkommunikationseinrichtung von einem zentralen Rechenzentrum aus.A further advantageous embodiment can provide that the improved functional mapping is sent to at least a subset of the vehicles in the vehicle fleet, with a software update of at least the subset of vehicles taking place. This is preferably done by means of the wireless data communication device from a central data center.
Dabei kann vorgesehen sein, dass von allen oder eine Teilmenge an Fahrzeugen der Fahrzeugflotte Zustandswerte zumindest einer Fahrzeugfunktion zu dem Zeitpunkt t0 an das zentrale Rechenzentrum übermittelt werden. Von dem zentralen Rechenzentrum aus können Steuerungsbefehle Si zu einem Zeitpunkt t0 von einem Fahrzeugsystem, oder auch von mehreren Fahrzeugsystemen, mittels der drahtlosen Datenkommunikationsverbindung an alle Fahrzeuge oder an eine Teilmenge der Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte gesendet werden. Die Fahrzeuge können dann Zustandswerte Zi zu einem Zeitpunkt t1 übermitteln, welche aufgrund der Steuerbefehle Si des Zeitpunkts t0 erreicht wurden. Beispielsweise kann der Zeitpunkt t1 von einer Geschwindigkeit der Datenkommunikationsmethode limitiert sein und/oder an das zu steuernde System angepasst sein. So kann beispielsweise eine Zeitdifferenz bei Systemen, deren Systemzustände sich langsam ändern größer gewählt sein als es die maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit zuließe.It can be provided that state values of at least one vehicle function are transmitted to the central data center at time t0 from all or a subset of vehicles in the vehicle fleet. From the central data center, control commands Si can be sent at a time t0 from one vehicle system, or from several vehicle systems, to all vehicles or to a subset of the vehicles in a vehicle fleet using the wireless data communication connection. The vehicles can then transmit state values Zi at a time t1 that were reached based on the control commands Si at time t0. For example, time t1 can be limited by a speed of the data communication method and/or adapted to the system to be controlled. For example, a time difference for systems whose system states change slowly can be selected to be greater than the maximum data transmission speed would allow.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Teilmenge der Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte, an welche Steuerungsbefehle Si zu einem Zeitpunkt t0 gesendet werden, durch den Zustand, bzw. die Zustände der Fahrzeuge der Teilmenge zum Zeitpunkt t0 bestimmt. Im Besonderen kann eine Teilmenge der Fahrzeuge der Fahrzeugflotte dadurch festgelegt sein, dass die Zustände der Fahrzeuge der Teilmenge zum Zeitpunkt t0 gleich oder zumindest ähnlich sind.In an advantageous further development, the subset of vehicles of a vehicle fleet to which control commands Si are sent at a time t0 sent are determined by the state or states of the vehicles in the subset at time t0. In particular, a subset of the vehicles in the vehicle fleet can be determined by the states of the vehicles in the subset being the same or at least similar at time t0.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass eine Teilmenge an Fahrzeugen der Fahrzeugflotte eingesetzt wird, um Zustandswerte zumindest einer Fahrzeugfunktion zu dem Zeitpunkt t0 an das zentrale Rechenzentrum zu übermitteln.According to a very advantageous development of the idea, it can be provided that a subset of vehicles of the vehicle fleet is used to transmit status values of at least one vehicle function at the time t0 to the central data center.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der technischen Idee,können beispielsweise Fahrzeuge untersucht werden, die einen speziellen Typ älterer Klimaanlagen aufweisen. Dabei kann beispielsweise ein Zeitrahmen von 5 Jahren definiert sein, wie alt die Klimaanlagen mindestens oder höchstens sein müssen. Aus allen Fahrzeugen der Fahrzeugflotte können diejenigen Fahrzeuge ausgewählt werden, welche über eine derartige Klimaanlage verfügen und deren Klimaanlage gerade aktiv ist. According to a very advantageous development of the technical idea, vehicles that have a specific type of older air conditioning system can be examined. For example, a time frame of 5 years can be defined as the minimum or maximum age of the air conditioning system. From all the vehicles in the fleet, those vehicles can be selected that have this type of air conditioning system and whose air conditioning is currently active.
Die aktuellen Zustände der Klimaanlagen dieser Teilnehmer können an das zentrale Rechenzentrum gesendet werden. Für jeden einzelnen Zustand kann eine Aktion im zentralen Rechenzentrum ausgewählt und diese aussendet werden. Auf Basis eines zu einem späteren Zeitpunkt zurückgemeldeten Zustands des Fahrzeugs kann schließlich eine Funktionsabbildung optimiert werden. Hierbei kann im Besonderen eine spezielle Funktionsabbildung für Fahrzeuge, die einen speziellen Typ älterer Klimaanlagen aufweisen, erstellt und optimiert werden.The current status of the air conditioning systems of these participants can be sent to the central data center. For each individual status, an action can be selected in the central data center and sent out. Finally, a functional mapping can be optimized based on a status of the vehicle reported back at a later point in time. In particular, a special functional mapping can be created and optimized for vehicles that have a specific type of older air conditioning system.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine individuelle Steuerung von älteren Klimaanlagen, welche beispielsweise bereits seit 10 Jahren in einem Fahrzeug verbaut sind, dahingehend verbessert werden, dass bereits auftretende Defekte von Teilkomponenten, Verschleiß sowie Verschmutzung und eine damit einhergehende Minderleistung mitberücksichtigt werden. In einer derartigen Ausführungsform werden die Daten nicht wie zuvor beschrieben zentral von verschiedenen Fahrzeugen gesammelt, sondern ein individuelles Ansteuerungsmodell im Fahrzeug selber oder einem externen Rechenzentrum auf Basis von den in dem Fahrzeug vorherrschenden Datenkombinationen aus Zustand-Steuerung-Belohnung-zukünftiger Zustand erlernt.In a further advantageous embodiment, an individual control of older air conditioning systems, which have been installed in a vehicle for 10 years, for example, can be improved in such a way that defects in subcomponents, wear and tear, and the associated reduced performance are taken into account. In such an embodiment, the data is not collected centrally from different vehicles as described above, but an individual control model is learned in the vehicle itself or in an external data center based on the data combinations of state-control-reward-future state prevailing in the vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine individuelle Steuerung von gegenwärtigen Klimaanlagen dahingehend verbessert werden, dass Fertigungstoleranzen und damit Variationen von Teilkomponenten der Klimaanlage durch ein individuelles Ansteuerungsmodell erlernt werden. Dabei kann das individuelle Ansteuerungsmodell im Fahrzeug selber oder einem externen Rechenzentrum auf Basis der im Fahrzeug vorherrschenden Datenkombinationen aus Zustand-Steuerung-Belohnung-zukünftiger Zustand aufgebaut werden. Insgesamt kann damit eine vorteilhafte Klimaautomatiksteuerung realisiert werden.In a further embodiment, an individual control of current air conditioning systems can be improved in that manufacturing tolerances and thus variations of subcomponents of the air conditioning system are learned through an individual control model. The individual control model can be built in the vehicle itself or in an external data center based on the data combinations of state-control-reward-future state prevailing in the vehicle. Overall, an advantageous automatic air conditioning control can be realized in this way.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Zustandswerte Systemeinstellungen, Systemparameter und Sensorwerte für die zur Funktionsabbildung benötigten Sensoren umfassen, und/oder das oder die Steuerungsziel(e) Systemeinstellungen und Systemparameter umfassen, welche von einem Fahrzeugnutzer in einem User Interface oder im zentralen Rechenzentrum von einem Algorithmus oder Entwicklungsingenieur ausgewählte Zieldaten enthalten. Beispielsweise können die übermittelten Zustandswerte für das Fahrzeugsystem der Innenraumklimatisierung vielfältige Sensorwerte über die Temperaturen im Innern und außerhalb des Fahrzeugs, über eine Lichteinstrahlungsintensität, über eine Temperaturverteilung im Fahrzeug, Luftfeuchtigkeitswerte und ähnliches enthalten. Hingegen kann es sich bei den Systemeinstellungen bzw. bei den Systemparametern um die vom Nutzer gewünschten und im User Interface (UI) ausgewählten Zielzustände der Klimatisierung handeln, wie beispielsweise einer Temperatur von 20 °C auf dem linken und 19 °C auf dem rechten Sitzplatz. Insbesondere kann das Ziel der Steuerung nicht vom Handelnde/Agenten festgelegt, sondern von einem Nutzer des Fahrzeuges oder zum Testen im Rechenzentrum von einem Algorithmus oder Entwicklungsingenieur.According to an advantageous embodiment, it can be provided that the state values include system settings, system parameters and sensor values for the sensors required for functional mapping, and/or the control target(s) include system settings and system parameters which contain target data selected by a vehicle user in a user interface or in the central data center by an algorithm or development engineer. For example, the transmitted state values for the vehicle system of the interior air conditioning can contain a variety of sensor values about the temperatures inside and outside the vehicle, about light irradiation intensity, about temperature distribution in the vehicle, air humidity values and the like. On the other hand, the system settings or the system parameters can be the target states of the air conditioning desired by the user and selected in the user interface (UI), such as a temperature of 20 °C on the left seat and 19 °C on the right seat. In particular, the control target can not be set by the actor/agent, but by a user of the vehicle or for testing in the data center by an algorithm or development engineer.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass Zustandswerte von zufällig aus der Fahrzeugflotte ausgewählten Fahrzeugen zu zufällig ausgewählten Zeitpunkten t0 als Startpunkt gesetzt werden. Dadurch kann eine realistische Verteilung der Zustände des Systems in der Flotte mitberücksichtigt werden.A further advantageous embodiment can provide that state values of vehicles randomly selected from the vehicle fleet are set as starting points at randomly selected times t0. This allows a realistic distribution of the states of the system in the fleet to be taken into account.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass eine Sequenz von Zustandswerten als ein einzelner Zustandswert definiert wird. Insbesondere ist es dadurch möglich, Sequenzen über einen Zeitraum t zu betrachten ohne Markov-Eigenschaften der Zustandsdefinition des Systems zu verletzen.According to an advantageous embodiment, it can be provided that a sequence of state values is defined as a single state value. In particular, this makes it possible to consider sequences over a period of time t without violating Markov properties of the state definition of the system.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass zum Erlernen der Funktionsabbildung Algorithmen des verstärkenden Lernens eingesetzt werden. Dabei können vorteilhafterweise für das Erlernen von Regeln bzw. Steuerungsfunktionen und/oder Funktionsabbildungen neben Methoden des klassischen Reinforcement Learnings mit diskreten, diskretisierten kontinuierlichen oder genäherten kontinuierlichen Zustands- und Aktionsräumen auch Methoden des Deep Reinforcement Learnings eingesetzt werden. Damit kann beispielsweise mit kontinuierlichen Aktionswerten und Zustandswerten in einem oder mehreren tiefen neuronalen Netzwerken das Verfahren trainiert werden. So können beispielsweise kontinuierliche Zustandsgrößen als Eingabe zu einem tiefen neuronalen Netzwerk dienen, welche eine bestimmte Handlung, beispielsweise welche die erwartende zukünftige Belohnung maximiert, approximieren. Dabei können beispielsweise DeepQ Netzwerke oder Kombinationen aus Aktion- und Kritikernetzwerken verwendet werden.According to a very advantageous development of the idea, it can be provided that reinforcement learning algorithms are used to learn the function mapping. In this case, it is advantageous to use of rules or control functions and/or function mappings, in addition to methods of classical reinforcement learning with discrete, discretized continuous or approximated continuous state and action spaces, methods of deep reinforcement learning can also be used. This means that the process can be trained, for example, with continuous action values and state values in one or more deep neural networks. For example, continuous state variables can serve as input to a deep neural network that approximates a specific action, for example one that maximizes the expected future reward. For example, DeepQ networks or combinations of action and critic networks can be used.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt ist.Further advantageous embodiments of the method according to the invention also emerge from the embodiment, which is presented in more detail below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
-
1 eine mögliche Ausführungsform des Verfahrens; -
2 eine weitere mögliche Ausführungsform des Verfahrens; -
3 eine weitere mögliche Ausführungsform des Verfahrens; und -
4 eine weitere mögliche Ausführungsform des Verfahrens.
-
1 a possible embodiment of the method; -
2 another possible embodiment of the method; -
3 another possible embodiment of the method; and -
4 another possible embodiment of the method.
Das Verfahren 1 ist zur Optimierung von Fahrzeugfunktionen ausgebildet, wobei zumindest ein Fahrzeug 2 einer Fahrzeugflotte 3 Zustandswerte Zi zumindest eines Fahrzeugsystems zu einem Zeitpunkt t0 an ein zentrales Rechenzentrum 5 übermittelt. Dies ist schematisch in den folgenden Figuren gezeigt.The
In dem zentralen Rechenzentrum 5 werden zu den Zustandswerten Zi zu dem Zeitpunkt t0 Steuerungsbefehle Si ermittelt, welche ein zu testendes Steuerungsziel mit einer zu optimierenden Funktionsabbildung abbilden, wobei die Steuerungsbefehle Si an die Fahrzeugflotte 3 gesendet werden. Die Fahrzeuge 2 der Fahrzeugflotte 3 übermitteln Zustandswerte Zi zu einem Zeitpunkt t1 mit t1>t0 an das Rechenzentrum 5, um die Funktionsabbildung zu verbessern. Insbesondere kann ein Nutzer 6, der ein Handelnder ist und insbesondere in dem zentralen Rechenzentrum sitzt, die Steuerungsbefehle Si der Zustandswerte Zi zum Zeitpunkt t0 auf Basis der Verhaltens-policy (behavior policy) ausführen.In the
In der Darstellung der
Eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 ist in
In
In
In
Es ist möglich, wie in
Sind keine Nutzer 6 im Fahrzeug 2, kann dies durch eine Innenraumkamera, durch Drucksensoren oder dergleichen erkannt werden. Beispielsweise kann bei einem Vorwärmen des Fahrzeugs 2 mit der Klimaautomatik in einer Garage das Fahrzeugsystem getestet werden, welches nicht vom Zustand des Fahrzeugs 2 an sich abhängt. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Testen auf Teilgruppen der Fahrzeugflotte 3 beschränkt werden, deren Systemzustände in einem speziellen Zustand sind. So kann die Systemsteuerung speziell aus diesem Zustand heraus untersucht und optimiert werden. Beispielsweise können ebenso Teilgruppen gefunden werden, welche durch Eigenschaften der Fahrzeuge oder Nutzungsbedingungen der Fahrzeuge charakterisiert werden. So kann beispielsweise eine altersabhängige oder nutzerabhängige Änderung der Steuerung von Fahrzeugsystemen erkannt und umgesetzt werden. Dies betrifft insbesondere Fahrzeuge mit speziell ausgestalteten Klimaanlagen, welche ein Alter von beispielsweise 5 Jahren oder auch beispielsweise 10 Jahren aufweisen. So können bei älteren Klimaanlagen ein bereits eingesetzter Verschleiß und eine damit einhergehende Minderleistung der Teilkomponenten berücksichtigt werden. Bei neueren Modellen können Fertigungstoleranzen mit einberechnet werden.If there are no
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