CN103471855B - 对与汽车中控制设备连接的功能单元诊断的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对与汽车中的控制设备连接的功能单元进行诊断的方法，其中至少一个由功能单元（202）确定的测量值（210）与相应的模型值（211）比较以形成比较值（212），其中模型值（211）基于控制设备（201）中的基于数据的模型（205）来计算并且与模型（205）的有效值（213）一起输出，并且其中通过将有效值（213）与预给定的阈值（214）比较来激活或去活诊断（206）并且只有当诊断（206）激活时才分析比较值（212）。此外，本发明还涉及相应的系统。

Description

对与汽车中控制设备连接的功能单元诊断的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于对至少一个与汽车中的控制设备连接的功能单元尤其是传感器单元进行诊断的方法和系统。

背景技术

车辆诊断通常描述了结果与汽车中的电气和电子部件上的故障的精确相关性。术语“汽车诊断”涵盖了一系列技术方法和应用，其例如在维修情况下的故障分析时的应用、在统计分析的质量保证时的应用和在车辆开发时的应用。此外，车辆诊断也用于向驾驶员通知或告警出现的故障和用于当运行不能毫无疑问地保证时开始车辆功能单元的去活。在此期间，多个诊断功能被设置在相应的控制设备的软件中，使得控制设备通过其控制设备软件能够尤其控制与其连接的传感器单元。由于立法推动，在内燃机控制领域中越来越多地在控制设备软件中使用诊断功能。诊断功能包括其接通条件在内的校准占相应应用开销的比例并非无关紧要。

一类诊断功能尝试通过将测量值譬如利用HFM传感器测得的空气质量流与在相应的控制设备中所计算的模型值比较识别出有故障的部件例如传感器单元。以下在图1中示出了这种功能结构的原理构造。存储在控制设备中的模型在此基于物理方法或探索方法。模型值基于不受要振荡的部件影响的量来计算。这样，例如节流阀角度用于上述的空气质量流的计算，该空气质量流与要振荡的传感器单元无关。

在测量值与模型值之间的比价值例如可以通过求商或求差来计算。在许多情况下，所基于的模型并非在相应的传感器或汽车的整个工作范围中对于模型值的计算有效。因此，除了模型值之外还必须说明接通条件，在接通条件下也允许基于模型值的比较值进行实际分析，并且由此可以得到诊断结果。为此需要调整多个阈值，以便能够精确地限定框架条件或接通条件。阈值的调整是除调整模型中固有的参数之外的其他校准开销。

此外，在校准所述的接通条件的情况下通常必须解决在诊断的尽可能高的活动部分（Aktivanteil）和避免关于限制接通条件的误识别之间的目的冲突。使用者的问题在于，为了获得可靠的诊断结果，必须选择保守的接通条件，这意味着，不怎么信任该模型。然而，在此并非极少可能的是，甚至没有获得或只能获得较少的诊断结果。相反，在使用者不怎么保守地选择接通条件时，即在大范围中信任该模型时，则其更为频繁地获得诊断结果，但这与错误诊断结果的较高风险相联系，因为使用了不可靠的模型输出值。目标冲突现在在于，使用者两者都想要即：可靠的诊断和不仅有时而且比较频繁的诊断。

也可以时间有关的更为复杂的接通条件即将过去的值包含到该条件中的接通条件可能是有意义的但由于潜在的校准开销通常被避免。

此外目前发现，所谓的基于数据的模型譬如不带置信范围或有效范围的输出的神经网络的使用扩展到内燃机的控制设备上。

发明内容

以现有技术为基础，现在本发明的任务是设计一种可能性，以便减小诊断功能的应用开销，而不妨碍其质量。

为了解决该任务，提供一种根据本发明的方法和一种根据本发明的系统。

根据本发明，提供用于对与汽车中的控制设备连接的至少一个功能单元进行诊断的方法。在根据本发明的方法中，将至少一个由功能单元确定的测量值与相应的模型值比较，以形成比较值。在此，模型值基于控制设备中基于数据的模型来计算并且与模型的有效值一起输出。通过将有效值与预给定的阈值比较，将诊断激活或去活，并且只有在诊断激活时才分析比较值。

根据本发明的方法的一种可能的扩展方案，基于高斯过程的模型用作基于数据的模型。

此外可能的是，基于数据的模型作为控制设备中的相应控制设备软件集成的组成部分来提供。

在根据本发明的方法的扩展方案中，有效值与预给定的阈值的比较包括检验作为诊断输入条件预给定的在有效值与阈值之间的功能相关性，其中只有在满足诊断输入条件的情况下才激活诊断，否则去活或者保持不变。这种功能相关性例如可以在于，有效值大于阈值，即在检验这种诊断输入条件时检查有效值是否大于阈值。只有满足这，诊断才被激活。

根据应用，必要时也可以考虑在有效值与阈值之间的其他功能相关性，其作为诊断输入条件可被检验。

在其他扩展方案中，传感器单元用作功能单元，传感器单元与控制设备连接并且检测测量值，测量值被通知给控制设备。如果诊断被激活，则根据本发明出现对所确定的比较值的分析。在此可考虑的是，在分析比较值时检查比较值是否在预给定的值区间中。例如，在此可以检查，比较值是否在预给定的最小值与还预给定的最大值之间。

在根据本发明的方法的其他扩展方案中，要进行的再校准通过以相应的新数据更新基于数据的模型来实施。这意味着，再校准可以非常简单且省时地进行。

根据本发明的方法的核心是使用基于数据的模型，其具有模型或测量值模型的有效值或置信值的集成输出。有效值用于激活或去活要实施的诊断。这通过将模型的有效值与预给定的阈值或预给定的阈值比较来实现。该阈值优选存储在控制单元中。由此，根据现有技术所需的接通条件的大部分除了通过有效值与阈值之间的比较来查询模型有效性之外可以被取消。

这意味着，借助根据本发明的方法实现了应用开销的减小，因为例如不再必须单独地校准目前所需的接通条件。此外可以节省要校准的参数。前面所述的在最大活动时间与误识别的最小概率之间的目标冲突可以更为简单地解决。此外，可以订立质量改进，因为在模型与接通条件之间不会形成不一致性。这意味着，目前可能的通过对接通条件的不充分的校准来分析运行条件的模型的情况被排出，在运行条件下不能提供足够精确的结果。

此外，本发明涉及汽车中的至少一个控制设备的诊断系统，其中诊断系统至少具有：用于读取至少一个测量值的读取模块、用于计算和提供模型值和有效值的基于数据的模型、用于将模型值与测量值比较以形成比较值的比较模块和用于执行有效值与预给定的阈值之间的比较的控制模块，由此激活或去活诊断，其中只有当诊断激活时才分析比较值。

在根据本发明的系统的一种扩展方案中，有效值与预给定的阈值的比较包括检验作为诊断输入条件预给定的在有效值与阈值之间的功能相关性，其中只有在满足诊断输入条件的情况下才激活诊断，否则去活或者保持不变。 在预给定的功能相关性的情况下，尤其是检查有效值是否大于预给定的阈值。

在根据本发明的系统的另外的实施中，测量值由与系统尤其与读取模块相连的传感器单元来提供。

根据本发明的系统尤其适于实施根据本发明的方法。

附图说明

本发明的其他优点和扩展方案从说明书和所附的附图中得到。应理解的是，前面所提及的和下面还要阐述的特征不仅可以以响应所说明的组合而且可以以其他组合或者可以单独地应用，而不离开本发明的范围。

图1以示意图示出了作为控制设备集成的组成部分的诊断系统，如现有技术中已知的那样。

图2以示意图示出了根据本发明的系统的一种实施形式，如可以实施在控制设备中那样。

具体实施方式

借助附图中的实施形式示意性地示出了本发明并且以下参照附图详细地描述了本发明。

图1示出了传感器诊断的原理图，由控制设备对与其连接的传感器进行传感器诊断。在此所使用的模型在现有技术中已知并且基于物理方法或者探索方法。诊断系统100存储在控制设备101的控制设备软件中。要诊断的传感器102提供测量值110，该测量值通过连接110_1在传感器102与由系统100设置的读取模块103之间传输。测量值110从读取模块103读取并且随后通过连接100_2输送给比较模块104。所获得的并且要传送的值例如在此为测量值不仅在图1而且在图2中分别在表示相应连接的箭头之下说明，而相应的连接本身标示在相应的箭头之上。此外，比较模块104通过连接100_3获得由物理或者试探性测量值模块105计算出的模型值111。比较值112的计算例如可以通过模型值111与测量值之间求商来计算。比较值112于是通过连接100_4输送给实际诊断单元106。诊断单元106可以激活或去活。诊断单元106是否被激活取决于接通条件，所述接通条件可以在功能模块“接通条件”107中被检查。模块“接通条件”107记录一组参数U1、U2、...Un并且分别检验相应的参数U1、U2、...、Un是否在相应各自的区间U1_min＜U1＜U1_max或U2_min＜U2＜U2_max或...Un_min＜Un＜Un_max中。只有当满足所有n个条件时，这通过连接100_5通知诊断106，使得诊断单元106可以执行诊断并且可以分析比较值112。比较值112的分析例如表示比较值112是否在预给定的最小值与预给定的最大值之间。该结果于是通过连接100_6输出。

图2以示意图示出了根据本发明的系统200，如在控制设备201中可以以相应的控制设备软件实现的那样。又设置传感器单元202，其检测测量值210并且使其通过连接200_1达到系统200的读取模块203。根据本发明的系统200的读取模块203读取测量值210并且将测量值通过连接200_2引导至比较模块204。此外，比较模块204从基于数据的模块205通过连接200_3得到由此计算出的测量值211。比较值212可以在比较模块204中例如通过测量值210与模型值211之间求差或通过在测量值210与模型至211之间求商形成。比较值212于是通过连接200_4输送给诊断单元206。诊断在此只有当诊断被激活时被实施。为了激活，在此也可以如前面结合现有技术在图1中所阐述的那样，必须满足确定的接通条件。然而与前面在图1中所描述的系统100相比，在这里本系统200中，仅由模型205计算有效值213并且输出，并且通过连接200_7输送给控制模块207。控制模块207将有效值213与提供给控制模块207的预给定的阈值214比较，该阈值通常存储在控制设备中。该比较在此可以包括在有效值213与阈值214之间的功能相关性的检验，如例如检验有效值213是否大于阈值214。该功能相关性用作诊断输入条件，并且只有当满足该诊断输入条件时，才通过路径200_5激活诊断。在诊断激活时，分析比较值212。在此，例如检验比较值212是否在预给定的最小值215与还预给定的最大值216之间，即比较值212是否大于预给定的最小值215并且小于可预给定的最大值216。根据如何进行分析，这通过连接200_6作为结果输出。

Claims (13)

1.一种用于对至少一个与汽车中的控制设备连接的功能单元进行诊断的方法，其中至少一个由功能单元（202）确定的测量值（210）与相应的模型值（211）比较以形成比较值（212），其中模型值（211）基于控制设备（201）中的基于数据的模型（205）来计算并且与模型（205）的有效值（213）一起输出，所述有效值由所述模型（205）计算并且被用于激活或去活要实施的诊断，并且其中所述模型具有所述模型的有效值的集成输出，并且其中通过将有效值（213）与预给定的阈值（214）比较来激活或去活诊断（206）并且只有当诊断（206）激活时才分析比较值（212）。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中基于高斯过程的模型被用作基于数据的模型（205）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中基于数据的模型（205）作为相应控制设备软件的集成的组成部分来提供。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其中有效值（213）与预给定的阈值（214）的比较包括检验在有效值（213）与阈值（214）之间的作为诊断输入条件预给定的功能相关性，其中在满足诊断输入条件时激活诊断（206），否则去活所述诊断。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其中有效值（213）与预给定的阈值（214）的比较包括检验有效值（213）是否大于预给定的阈值（214），其中在满足诊断输入条件时激活诊断（206），否则去活所述诊断。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中传感器单元被用作功能单元（202）。

7.根据权利要求1或2所述的方法，

其中在分析比较值（212）时检查比较值（212）是否在预给定的值区间中。

8.根据权利要求1或2所述的方法，

其中要进行的再校准通过以相应的新数据更新基于数据的模型（205）来实施。

9.汽车中的至少一个控制设备的诊断系统，

其中诊断系统至少具有：用于读取至少一个测量值（210）的读取模块（203）、用于计算和提供模型值（211）和被用于激活或去活要实施的诊断的有效值（213）的基于数据的模型（205）、用于将模型值（211）与测量值（210）进行比较以形成比较值（212）的比较模块（204）和用于执行有效值（213）与预给定的阈值（214）之间的比较的控制模块（207），由此激活或去活诊断（206），其中只有当诊断激活时才能分析比较值（212），并且其中所述模型具有所述模型的有效值的集成输出。

10.根据权利要求9所述的系统，

其中有效值（213）与预给定的阈值（214）的比较包括检验在有效值与阈值之间的作为诊断输入条件预给定的功能相关性，其中在满足诊断输入条件时能够激活诊断，否则去活所述诊断。

11.根据权利要求9所述的系统，

其中有效值（213）与预给定的阈值（214）的比较包括检验有效值是否大于预给定的阈值，其中在满足诊断输入条件时能够激活诊断，否则去活所述诊断。

12.根据权利要求9至11之一所述的系统，

其中测量值（210）由与系统（200）连接的传感器单元（202）来提供。

13.根据权利要求9至11之一所述的系统，

其中测量值（210）由与读取模块（203）连接的传感器单元（202）来提供。