CN105302014B - 用于分析和诊断驱动系统的控制器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于分析和诊断驱动系统的控制器的方法和装置。在单独的计算单元中对控制器执行分析和/或诊断的方法包括：执行针对驱动系统的测试过程，其中从检测的传感器参量（S）中基于驱动系统控制器的控制器功能生成多个中间参量（Z），它们间接或直接用于触发驱动系统的驱动马达；将输出参量（A）传达给计算单元，该参量作为在驱动系统内的传感器参量（S）检测或与传感器参量相关；在计算单元中在传达的输出参量（A）的基础上根据映射在计算单元中的控制器功能执行中间参量（Z）的计算，计算单元的映射的控制器功能对应控制器的控制器功能；在计算单元中基于传达的输出参量（A）和在计算单元中求出的中间参量（Z）执行分析和/或诊断。

Description

用于分析和诊断驱动系统的控制器的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于借助外部的计算单元来分析和诊断复杂的物理的系统，如用于汽车的驱动系统的方法。

背景技术

在控制器中，功能的计算基于输入参量和中间参量的好几千个值。当输入参量通常从外部被提供给控制器时，中间参量涉及由输入参量计算求出的参量或涉及作为驱动系统对所提供的输入参量的反应引起的所测得的物理的参量。

为了测试用于驱动系统的控制器，必须既评估输入参量、中间参量，也评估由此得出的驱动系统的输出参量。这种评估通常在通过通信连接而与控制器相连的计算单元上进行。在驱动系统的测试过程期间，需要传递输入参量、中间参量和输出参量的大量的值用于分析和诊断。但在测试结构中，用于传递这些值的测试通道的数量一般受到限制，因此不能笼统地选取所有的参量用于传递。因此执行测试过程的实施者，通常必须选出输入参量、中间参量和输出参量的一个子集用于传递给计算单元，计算单元看来适用于有待执行的分析和诊断。经验指出，经常在事后才表明并未事先选出迫切需要的参量。这导致，测试过程必须重复，这造成额外的时间耗费。

测试通道的数量的提高通常基于通信连接的有限的带宽而不可行，或仅用很高的耗费才可行。不过值得期望的是，更高数量的参量可供用于评估，也就是说用于分析和/或诊断。

发明内容

按照本发明，规定一种按权利要求1所述的对用于驱动系统的控制器执行分析和/或诊断的方法以及按一种按并列权利要求所述的计算机程序。

其它的设计方案在从属权利要求中说明。

按照第一个方面，规定一种用于在单独的计算单元中对驱动系统的控制器的执行分析和/或诊断的方法，其包括下列步骤：

- 在至少一个所提供的输入参量的基础上执行针对驱动系统的测试过程，其中，从至少一个输入参量在驱动系统的控制器的至少一个控制器功能的基础上产生若干中间参量，这些中间参量直接或间接地用于触发驱动系统的驱动马达；

- 在计算单元中根据至少一个映射在计算单元中的控制器功能在至少一个所提供的输入参量的基础上执行对中间参量的计算，其中，计算单元的至少一个映射的控制器功能对应控制器的至少一个控制器功能；

- 将至少一个作为在驱动系统中的传感器参量被检测的或与这个传感器参量相关的输出参量传达给计算单元，其中，至少一个输出参量由至少一个输入参量施加到驱动系统得出；以及

- 在计算单元中基于所提供的输入参量、至少一个所传达的输出参量和在计算单元中求出的中间参量来执行分析和/或诊断。

上述方法的思想在于，在与控制器分开的计算单元中提供尽可能多数量的、在控制器中作为有待进一步处理的数据存在的中间参量的值，计算单元执行对控制器的分析和/或诊断。因为传递通道的数量或在控制器和计算单元之间的通信连接的带宽受到限制，所以上述方法规定，按控制器的功能求出的中间参量，已经在计算单元中被计算，计算单元包含控制器的功能的一份拷贝。由此足以将仅输入参量，倘若这些输入参量不是由计算单元提供的话，以及将相应的输出参量通过通信连接传递给计算单元，其中，输出参量由用相应的输入参量运行驱动系统产生。由此甚至能在计算单元中实时实施对控制器或驱动系统的功能的分析和/或诊断，因为用于传递输入参量和输出参量的值的带宽需求相对较小。

按照一种实施形式，分析可以用于监控控制器的功能或用于将至少一个控制器功能参数化。

可以规定，至少一个输入参量由计算单元或由一个单独的单元提供。

此外，在控制器中的至少一个控制器功能可以在硬件中被实现，其中，所映射的控制器功能在软件中映射在硬件中实现的控制器功能。

按照另一种实施形式，既可以在控制器中也可以在计算单元中储存中间参量以及至少一个发生在过去的计算循环的至少一个输出参量中的至少一个，以便在所储存的中间参量的基础上来实施控制器功能或映射的控制器功能。

按照另一个方面，设置一种用于对驱动系统的能连接的控制器执行分析和/或诊断的计算单元，其包括：

- 控制器功能映射块，其用于提供一个映射的控制器功能，以便在微处理器中根据至少一个映射的控制器功能在至少一个所提供的输入参量的基础上执行中间参量的计算，其中，计算单元的至少一个映射的控制器功能对应能连接的控制器的至少一个控制器功能；

- 用于接收至少一个输出参量的通信接口，该输出参量作为在能连接的驱动系统中的传感器参量被检测或与这个传感器参量相关，其中，至少一个输出参量由至少一个输入参量施加到能连接的驱动系统上产生；以及

- 用于提供测试软件的测试软件功能块，测试软件用于在所提供的输入参量、至少一个被传达的输出参量和在计算单元中求出的中间参量的基础上借助映射的控制器功能在微处理器内执行分析和/或诊断。

附图说明

接下来借助附图详细阐释若干实施形式。附图中：

图1示意性示出了用于分析和/或诊断驱动系统的测试系统；并且

图2是说明用于对驱动系统的功能执行分析或诊断的方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性示出了测试系统1。测试系统1包括驱动系统2，驱动系统带有控制器21和驱动马达22，驱动马达通过控制器21运行。驱动马达22例如可以在汽车（未示出）中运行。为此，控制器21在一个或多个输入参量E的基础上以及在一个或多个检测到的传感器参量S的基础上产生用于驱动马达22的执行器24的触发参量AS。输入参量E代表从驱动系统2的外部被提供的以及例如由通过汽车驾驶员的交互或由自动的控制得出的参量。这种输入参量E例如可以对应对加速踏板位置的说明。在内燃机作为驱动马达22的情形下，触发参量AS例如可以包括针对节气门的，喷射阀、废气门调节器或类似物的调整参量。

此外，驱动马达22具有若干传感器23，它们提供传感器参量S，传感器参量能够被控制器21接收和评估。这种传感器23可以例如在内燃机作为驱动马达22的情形下包括温度传感器，压力传感器，如增压传感器，用于确定发动机转速的转速传感器和类似物。传感器参量一般涉及由驱动系统2的传感器23提供的参量，也就是说在驱动系统2内部提供的参量。

控制器21包含多种控制器功能，它们在一个控制功能块25中被实现。控制器功能可以例如作为软件-控制器功能被提供，它们在控制器21的一个微控制器核26内被实施。此外，控制器功能也可以在硬件（固定布线）中作为硬件-控制器功能而在控制器21中被实现。控制器功能可以包括针对驱动马达22的控制功能，它们在从外部提供的输入参量E和所检测的传感器参量S的基础上求出了用于触发驱动马达22的触发参量AS，以便以预定的方式，也就是说根据控制器功能来运行驱动马达。在此，控制器功能求出了多个中间参量Z。

中间参量Z包括从输入参量E在控制器21中计算求出的参量，这些参量通过使用在控制功能块25中的控制器功能被求出以及此外还包括那些未作为驱动系统2的输出参量A被检测的传感器参量S。中间参量Z对应用于触发驱动马达22的触发参量AS和/或通过控制器功能确定了用于触发驱动马达22的触发参量AS。输出参量A对应一个或多个传感器参量S或准备好的传感器参量，准备好的传感器参量对应经过滤的、经标准化的和/或以其它方式处理的传感器参量S。

此外，可以针对一个或多个控制器功能规定，它们使用输入参量E、传感器参量S和中间参量Z的过去的（历史的）值来求出触发参量AS。输入参量E、传感器参量S和中间参量Z的过去的值可以例如储存在控制器21中的存储单元27内。

控制器21同样包括一个通信接口28，通过其可以接收输入参量E的值和/或可以将所选出的中间参量Z以及一个或多个传感器参量S作为输出参量A传达。

为了分析和/或诊断控制器21的功能或驱动系统2的功能，总共可以设置一个外部的计算单元3。外部的计算单元3是测试系统1的一部分以及通过通信连接4与控制器21连接。计算单元3被构造用于监控在驱动系统2内的测试过程，也就是说分析驱动系统2的性能和/或诊断在驱动系统2中的误差和/或将驱动系统2参数化。

通信连接4可以包括一种有线的或无线的数据连接。作为备选，通信连接4也可以包括基于包的数据连接，例如因特网连接，因而计算单元在空间上也可以布置得比有待测试的物理的系统更为远离驱动系统2。

计算单元3包括通信接口31和微处理器32，微处理器构造用于实施软件功能。通信接口31用于形成与驱动系统2的控制器21的通信连接4。

在所示的实施例中，可以例如在测试台上通过计算单元3提供用于执行驱动系统2的测试过程的输入参量E以及可以将其通过计算单元3的通信接口31和通信连接4传递给控制器21的通信接口28。输入参量E的值的选取和顺序在此可以以恰当的方式被这样规定，使得驱动系统2的尽可能多的不同的运行点或运行范围能够被起动。作为备选，输入参量E的值也可以由一个和计算单元3分开的单元既提供给计算单元3也提供给控制器21。单独的单元例如可以包括加速踏板感受器，通过它可以将加速踏板位置说明作为输入参量E既提供给计算单元3也提供给控制器21。

在计算单元3的测试软件功能块33中可以设置一个测试软件，由它来提供测试功能，用测试功能可以执行针对驱动系统2的分析和/或诊断和/或参数化。测试软件可以在微处理器32中被实施，以便实现测试功能。

此外设一个控制器功能映射块34，在该控制器功能映射块中映射控制器21的在控制器功能块25中实现的软件和硬件控制器功能。换句话说，控制器功能映射块34的功能对应控制器21中的控制功能块25的控制器功能。

此外，通信接口31被构造用于，从控制器21接收传感器参量S的值作为输出参量A。此外，可以至少在测量开始时，将至少一个储存在存储单元27中的中间参量Z通过通信连接4作为输出参量A传递给外部的计算单元3。

计算单元3此外包括一个存储单元35，输入参量和中间参量E、Z的过去的值可以被储存到该存储单元中，它们是计算控制器功能块34的控制器功能所需的。存储单元35基本上对应控制器21的存储单元27以及应当被构造用于储存输入参量和中间参量E、Z的和在控制器21的存储单元27的情形中相同的值。

图2中示出了用于说明借助测试系统1来执行测试过程的方法的流程图。

在步骤S1中，一次性、定期或永久地提供一个或多个输入参量E以施加给用于运行驱动系统2的控制器21。输入参量E的值在此可以或由计算单元3或由一个单独的单元（例如加速踏板位置感受器）产生或提供。输入参量E的值用于在尽可能多的运行点中运行驱动系统2，以便能够分析或诊断驱动系统2的性能。分析尤其可以用于使得驱动系统2参数化。

在步骤S2中，在驱动系统2内基于一个或多个输入参量的值和传感器参量S的值来实施控制器功能（在控制功能块25中），以便相应地运行驱动马达22。控制功能块25的控制器功能的实施导致了对中间参量Z的计算，中间参量至少部分作为触发参量AS被施加给驱动马达22的执行器23。

在步骤S3中，包括一个或多个传感器参量S或准备好的传感器参量和/或一个或多个中间参量Z的输出参量A，以及一个或多个输入参量E，倘若这些输入参量已由计算单元3提供的话，经由通信连接4被传递给计算单元。

在步骤S4中，在计算单元3内基于输出参量A和一个或多个输入参量E（以及必要时一个或多个所传达的中间参量Z）的值，同样来实施在控制器功能映射块34中实现的控制器功能，以便获得用于（未所传达的）中间参量Z的在控制功能块25中实施控制器功能时得到的相同的值。现在在计算单元3中除了输入参量E外还提供所有的中间参量Z，如其在控制器21中被计算的那样。

在计算单元3中以及在控制器21中循环地进行计算，因而所传递的输出参量A被分配给各附属于此的输入参量E。若需要输入参量E或中间参量Z的发生在过去的循环的值来执行一个或多个控制器功能，那么这些值就被事先储存在各自的存储单元27、35中，以便被提供用于在接下来的循环中执行控制器功能。

现在，在步骤S5中可以分别基于在计算单元3中计算的中间参量Z和所提供的输入参量E以及所接收的输出参量A来分析和评估数据记录，以便监控驱动系统2，研究误差，诊断误差和/或将驱动系统2参数化。

上述的方法可以被连续地实施，因而测试过程期间可以在计算单元3内对驱动系统2的运行作持久的分析。

此外可以规定，储存所传递的输出参量A。事后可以离线地在计算单元3中从这些所储存的输出参量A中计算出中间参量Z以及将它们用于分析。

尤其可以通过上述的方法将输出参量A通过传统的通信通道传递给远离驱动系统2的计算单元3，因为诊断和测试所需的数据量明显减少。

Claims (8)

1.用于在单独的计算单元（3）中对驱动系统（2）的控制器（21）执行分析和/或诊断的方法，包括步骤：

- 执行针对驱动系统（2）的测试过程，其中从至少一个所检测的传感器参量（S）中基于驱动系统（2）的控制器（21）的至少一个控制器功能生成多个中间参量（Z），中间参量间接或直接地用于触发驱动系统（2）的驱动马达（22）；

- 将至少一个输出参量（A）传达给计算单元（3），该输出参量作为在驱动系统（2）内的至少一个传感器参量（S）被检测或与这个传感器参量相关；以及

- 在计算单元（3）中在至少一个所传达的输出参量（A）的基础上根据至少一个映射在计算单元（3）中的控制器功能来执行对中间参量（Z）的计算，其中计算单元（3）的至少一个所映射的控制器功能对应控制器（21）的至少一个控制器功能；

- 在计算单元（3）中基于至少一个所传达的输出参量（A）以及在计算单元（3）中求出的中间参量（Z）来执行分析和/或诊断，

其中，由计算单元（3）或单独的单元提供所述至少一个输入参量（E）以施加给用于运行驱动系统（2）的控制器（21）。

2.按权利要求1所述的方法，其中，分析用于监控控制器（21）的功能或将至少一个控制器功能参数化。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中，在控制器（21）中的至少一个控制器功能中的至少一个在硬件中被实现，其中所映射的控制器功能在软件中映射在硬件中实现的控制器功能。

4.按权利要求1或2所述的方法，其中，既在控制器（21）中又在计算单元（3）中储存中间参量（Z），以便在所储存的中间参量（Z）的基础上实施控制器功能或映射的控制器功能。

5.按权利要求1或2所述的方法，其中，计算单元在空间上布置得比有待测试的物理系统更为远离驱动系统2。

6.用于对驱动系统（2）的能连接的控制器（21）执行分析和/或诊断的计算单元（3），包括：

- 用于提供映射的控制器功能的控制器功能映射块（34），以便在至少一个所传达的输出参量（A）的基础上根据至少一个映射的控制器功能来在微处理器（32）内执行对中间参量（Z）的计算，其中计算单元（3）的至少一个映射的控制器功能对应能连接的控制器（21）的至少一个控制器功能；

- 用于接收至少一个输出参量（A）的通信接口（31），输出参量作为在能连接的驱动系统（2）中的传感器参量（S）被检测或与这个传感器参量相关；以及

- 用于提供测试软件的测试软件功能块（33），以便用于在所提供的施加给用于运行驱动系统（2）的控制器（21）的输入参量（E）、至少一个所传达的输出参量（A）和在计算单元（3）中求出的中间参量（Z）的基础上借助映射的控制器功能在微处理器（32）内执行分析和/或诊断。

7.可机读的存储介质，其上储存有用于实施按权利要求1至5中任一项所述的方法的所有步骤的计算机程序。

8.电子的控制单元，其被设置用于实施按权利要求1至5中任一项所述的方法的所有步骤。