CN100476666C - 用于基于模型的车载诊断的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是改善具有多个相互联网的功能元件的车辆系统的诊断。为此在具有数学模型的中央诊断控制器(15)中监控控制器(11，12，13，14)的各个状态数据。每个控制器可以附加地具有可能基于模型的自身诊断。通过借助于模型计算故障或故障原因，在控制器中不是必须设置用于故障诊断的大的数据库。

Description

用于基于模型的车载诊断的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于车载诊断的装置，尤其是用于包括其中至少有两个控制器的多个相互联网的功能元件的车辆系统的车载诊断装置。本发明还涉及用于系统车载诊断的相应方法。这样的车载诊断可以在汽车、轨迹导向(spurgefuehrt)车辆、船舶、飞机等中进行。为此，以下使用一般概念“车辆”。
背景技术
控制器和由其控制的元件的故障诊断，尤其是汽车的控制器和由其控制的元件的故障诊断，通常借助于自身诊断由控制器自身执行，这意味着，诊断只限于具有各自控制的元件的控制器。如果通过自身诊断确定故障，则在控制器中存储故障报告。然后，在车间中，借助于车间测试员调用故障报告。因为自身诊断分别只涉及控制器或其控制的元件，所以不能检测元件或系统全局的故障。但是，因为在汽车中使用越来越多的、可能相互联网的控制器，所以在这些联网的系统中也能够进行故障诊断越来越重要。
系统全局的故障诊断的困难在于，控制器和控制的元件通常来自不同的生产商，并且因此可能进行规范的不同实现或解释。
由德国公开文献DE 10051781A1已知系统全局的诊断方法。在那里，以两个阶段实现诊断，即元件诊断和中央系统诊断，其中从元件诊断向中央系统诊断输出系统量和对应于系统量的状态作为结果。元件和系统的所谓模型数据被存储在功能矩阵中。借助于功能矩阵张量实现系统量的状态与功能状态的联系和有故障功能的确定。其中，缺点在于，必须在相应的诊断设备中存储必须考虑各个元件全部功能关系的非常大个功能矩阵。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种简化的车载诊断方法及相应的简化的车载诊断装置。
根据本发明，通过用于车辆系统，尤其是具有其中有至少两个控制器的多个相互联网的功能元件的汽车系统，的车载诊断的装置来完成这个任务，该装置具有可通过连接设备与多个功能元件连接的计算设备，用于接收和分析多个元件的元件数据，其中计算设备具有数学模型，通过该数学模型可以计算多个元件、可选地包括连接设备，的功能关系，使得根据元件数据可以有目的地在车辆中确定元件全局故障和/或涉及连接设备的故障。
而且，根据本发明，提供了一种用于车辆系统，尤其是具有多个相互联网的功能元件的汽车系统，的车载诊断方法，通过接收和分析多个的元件数据进行车载诊断，其中为了分析元件数据，使用数学模型，借助于该模型计算多个元件、可选地包括用于元件联网的连接设备，的功能关系，使得根据元件数据可以有目的地在车辆中确定元件全局故障和/或涉及连接设备的故障。
基于模型的故障诊断具有优点，即不必在各个诊断或控制器中设置过大的数据库。
此外，通过基于模型的方法也可以检测所谓的未知故障原因。其中涉及没有被已知故障代码覆盖的故障原因。这些故障原因可以通过模型中所存储的功能相互关系来确定。其中，可以例如通过多个故障征候或作用关系的交集(Schnittmengenbildung)推断故障元件。
通过车载诊断装置，以有利的方式中央地执行用于全部元件、包括连接设备的全局性故障诊断。由此可以识别全部部件或系统全局故障或故障原因。而且，通过基于模型的故障诊断也可以识别由多个单独故障引起、并且不能由使用者立即确定的多重故障。此外，通过基于模型的中央诊断也可以有目的地处理或防止由单个错误引起、并例如作用于多个控制器、且导致相应多个故障报告的所谓报告簇射(Meldschauer)。
对应于根据本发明的变体，多个元件的元件数据包括关于故障诊断未处理的状态数据。在可选变体中，元件数据包括关于故障诊断被预处理的状态数据和/或故障数据，其中在各个元件中已经执行了自身诊断或自身诊断的预阶段。
根据本发明的车载诊断装置也可以具有用于执行车辆功能的功能设备。因此，它表现为既是功能装置又是诊断装置的单元。因此，功能单元也可以执行元件或系统全局诊断。
优选地，车辆系统包括多个相互联网的功能元件、以及至少一个基于模型的诊断装置。如果元件中的多个、包括连接设备各自具有诊断单元，则这些元件中的一个或多个可以承担诊断主功能(Diagnosemasterfunktion)，以管理或分析其他元件的诊断数据或自身诊断数据。由这个诊断主功能所获得的数据可以被传送给继续的系统诊断。
附图说明
现在借助于附图详细介绍本发明，在附图中：
图1表示根据本发明第一实施方式的汽车系统的框图；以及
图2表示根据本发明第二实施方式的汽车系统的框图。
具体实施方式
以下详细描述的实施方式表示本发明的优选实施例。
图1再现了简化的汽车系统的框图。汽车系统包括四个功能控制器11、12、13和14、以及诊断控制器15。功能控制器11和12通过总线系统II连接到诊断控制器15。功能控制器13和14则通过总线系统I与诊断控制器15连接。
功能控制器11到14分别具有自身诊断功能。各个功能控制器11到14的、由自身诊断所获得的故障报告可能与其他存储的过程数据一起通过相应总线系统I、II传输到诊断控制器15。在这个自身配置的控制器15中中央地运行用于检测系统故障候选者的系统全局模型。在这种实施方式中，也可以在常规的自身诊断上设置系统全局的、基于模型的诊断，使得产生分级诊断系统。
因为不是每个功能失误都能被自身诊断识别，所以从功能控制器11到14也传输过程数据到诊断控制器15。根据多个过程数据和故障报告，诊断控制器15可以中央地借助于模型判定那些故障原因基于数据，或者进行至少一个故障限制。因此，例如借助于发动机控制器的自身诊断可以确定发动机转动不均匀并停止相应的故障报告。如果诊断控制器15还附加地获得关于发动机不均匀转动与添加气体同时出现的过程数据，则故障报告和过程数据的共同处理基本有目的地导致了相应的故障原因。
在诊断控制器15中集成所谓的诊断机器。借助于根据de Kleer的“一般诊断引擎(general diagnostic engine)”原理或基于其的改进而工作、并且被加载到特定于车辆的故障诊断模型中的这个诊断机器，分析故障代码或征候。其中确定可能的故障候选者。
总线系统I和II可以表示通常的车载网络。作为其他选择，也可以连接(verschalten)汽车中的自身诊断网络，使得各个功能控制器既与通常的汽车总线连接，又与诊断总线连接。这些总线系统也在诊断控制器15中被建模，使得也可以识别各自总线故障。
在图2中表示根据本发明第二实施方式的汽车系统。系统的结构基本对应于图1的实施方式。诊断控制器25与诊断控制器15相同。但是，在这种情况下，功能控制器21到24具有基于模型的自身诊断。这意味着，这个系统分层地基于模型。在各个元件或功能控制器21到24中存储用于自身诊断的元件模型，而在诊断控制器25中使用用于系统全局诊断的故障模型。换言之，在控制器层，在每个控制器中进行基于模型的诊断，借助于该诊断可以检测控制器中以及其外围设备中的局部故障。为了识别系统故障，这里也通过各自总线系统将控制器诊断的结果传输到诊断控制器25，并且借助于系统全局的、基于模型的诊断以及可能的其他内部或外部数据，例如其他征候信息，确定系统故障候选者。
可以想到根据图1和图2的实施例的混合形式。

Claims (15)

1.用于包括多个相互联网的功能元件(11到14，21到24)的车辆系统的车载诊断装置，其中所述功能元件中有至少两个控制器，所述装置具有
计算设备(15，25)，所述计算设备可通过连接设备(I，II)与所述多个功能元件(11到14，21到24)连接，用于接收和分析所述多个元件的元件数据，
其特征在于，
所述计算设备(15，25)具有基于一般诊断引擎的数学模型，借助于所述数学模型可以计算所述多个元件(11到14，21到24)的功能关系，使得根据所述元件数据可以在车辆中有目的地确定元件全局故障和/或涉及所述连接设备(I，II)的故障。
2.根据权利要求1的装置，其中还借助所述数学模型计算所述连接设备(I，II)的功能关系。
3.根据权利要求1的装置，其中对于所述车辆系统的全部所述多个元件以及所述连接设备(I，II)，所述装置可中央地用于故障诊断。
4.根据权利要求1的装置，其中所述多个元件(11到14，21到24)的元件数据包括关于故障诊断未处理的状态数据。
5.根据权利要求1的装置，其中所述多个元件(11到14，21到24)的元件数据包括关于故障诊断被预处理的状态数据或故障数据。
6.根据权利要求1的装置，其中所述装置包括用于执行车辆功能的功能设备。
7.具有多个相互联网的功能元件(11到14，21到24)和连接设备(I，II)以及至少一个根据权利要求1、4、5、6中任一项的装置的车辆系统。
8.根据权利要求7的车辆系统，其中借助于所述多个元件(21到24)中至少一个，可执行基于模型的自身诊断。
9.用于包括多个相互联网的功能元件(11到14，21到24)的汽车系统的车载诊断的方法，所述方法通过接收和分析所述多个元件的元件数据来进行车载诊断，
其特征在于，为了分析所述元件数据，使用基于一般诊断引擎的数学模型，借助于所述数学模型计算所述多个元件(11到14，21到24)的功能关系，使得根据所述元件数据可以在车辆中有目的地确定元件全局故障和/或涉及所述连接设备(I，II)的故障。
10.根据权利要求9的方法，其中还借助所述数学模型计算连接设备(I，II)的功能关系。
11.根据权利要求9的方法，其中对于全部所述多个元件(11到14，21到24)，中央地执行故障诊断。
12.根据权利要求9的方法，其中所述多个元件(11到14，21到24)的元件数据包括关于故障诊断的未处理状态数据。
13.根据权利要求9的方法，其中所述多个元件(11到14，21到24)的元件数据包括关于故障诊断的被预处理的状态数据或故障数据。
14.根据权利要求9的方法，其中在所述多个元件中至少两个元件中执行元件全局的、基于模型的诊断。
15.根据权利要求9的方法，其中在所述多个元件(21到24)中至少一个元件中执行基于模型的自身诊断。
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