DE10036391A1

DE10036391A1 - Fahrzeug-Überwachungssystem

Info

Publication number: DE10036391A1
Application number: DE2000136391
Authority: DE
Inventors: Klaus Dietzel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: DE10036391B4

Abstract

Es wird ein Fahrzeug-Überwachungssystem vorgeschlagen, welches die Funktionsfähigkeit einzelner Steuer/Regelgeräte (1-6) eines Kraftfahrzeugs nicht nur überwacht, sondern bei Feststellung einer Abweichung von vorgegebenen Standardwerten auch aktive Korrektur- oder Optimierungseingriffe während der Nutzung des Fahrzeugs erzeugt, wobei diese Eingriffe insbesondere in die Software der entsprechenden Steuer/Regelgeräte (1-6) erfolgen. Auf diese Weise wird ein komplettes elektronisches On-Board-Wartungs- oder Instandhaltungssystem für Fahrzeuge aller Art bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Überwachungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Fahrzeug-Überwachungssystem ist aus der DE 195 23 483 C2 bekannt. In dieser Druckschrift wird eine rechnergestützte Fehlerdiagnoseeinrichtung für ein komplexes technisches System aus einzelnen Teilsystemen mit mehreren zu diagnostizierenden Funktionen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen. Bei dieser Fehlerdiagnoseeinrichtung handelt es sich insbesondere um eine wissensbasierte Fehlerdiagnoseeinrichtung, da eine Wissenbasis vorgesehen ist, welche ein Strukturmodell über den hierarchischen Aufbau des aus den einzelnen Teilsystemen aufgebauten technischen Systems, ein Wirkungsmodell über die Wirkungsbeziehungen zwischen den einzelnen Teilsystemen sowie innerhalb der einzelnen Teilsysteme und ein den Diagnoseablauf bestimmendes Fehlermodell beinhaltet, wobei das Fehlermodell Zusammenhänge zwischen Fehlerursachen und deren Auswirkungen sowie geeigneten Prüfabläufen und Reparaturen darstellt. Auf Grundlage dieser Wissensbasis kann eine interaktive Fehlerdiagnose der verschiedenen Teilsysteme eines Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, wobei die zuvor beschriebene Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Einsatz, beispielsweise in einer Kraftfahrzeug-Werkstatt, außerhalb des zu überwachenden Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die einzelnen Teilsysteme des Kraftfahrzeugs werden auf diese Weise überwacht und entsprechende Diagnoseablaufprotokolle erstellt, ohne dass Eingriffe in die Teilsysteme erfolgen.

In der DE 196 36 443 A1 wird eine zentrale Überwachungsvorrichtung für verschiedene Sensoren eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei für die verschiedenen Sensoren gleich definierte Vergleichsgrößen ermittelt werden, um davon abhängig Referenzgrößen für die einzelnen Sensoren zu ermitteln und davon ausgehend wenigstens für einen Sensor des Kraftfahrzeugs eine Überwachung und/oder eine Korrektur des entsprechenden Sensorsignals durchzuführen. Diese Überwachungsvorrichtung dient jedoch ausschließlich der Überwachung von einzelnen Kraftfahrzeugsensoren. Eine Überwachung von einzelnen Teilsystemen eines Kraftfahrzeugs, wie insbesondere Steuer- und/oder Regelgeräten zum Steuern/Regeln unterschiedlicher Fahrzeugfunktionen, ist nicht möglich.

In der DE 197 22 188 A1 ist eine Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung eines elektronisch gesteuerten Kraftfahrzeug-Regelsystems beschrieben, wobei nach einem Fertigungsvorgang des Kraftfahrzeugs in einem Produktionswerk für die Dauer eines definierten Fahrzeugbetriebs während einer im Produktionswerk zurückzulegenden Fahrstrecke das zu überprüfende elektronisch gesteuerte Regelsystem nach seinem Einbau in das Kraftfahrzeug in Betrieb genommen und Zustandsdaten dieses Regelsystems in einem Prüfsystem erfasst und abgespeichert werden. Diese Vorrichtung ist jedoch extern von dem Kraftfahrzeug vorgesehen und auf den Einsatz in einem Produktionswerk beschränkt. Es kann lediglich ein bestimmtes Regelsystem des Kraftfahrzeugs überprüft werden, d. h. eine Überwachung mehrerer Steuer- und/oder Regelsysteme des Kraftfahrzeugs ist nicht möglich.

Schließlich ist in der DE 39 43 766 C2 ein Selbstdiagnosesystem zur Diagnose eines elektronischen Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs beschrieben, welches selbständig und kontinuierlich das Steuergerät durch Auswertung von Zustandsdaten von dem Steuergerät zugeordneten Sensoren überwacht. In Abhängigkeit von der Überwachung dieser Zustandsdaten wird bei Feststellen einer Abweichung von einem Sollzustand ein Fehlersignal erzeugt, wobei ein dem Fehlersignal entsprechender Fehlercode aus einem Festwertspeicher ausgelesen wird, welcher die Art und den Ort des Fehlers anzeigt. Dieses Selbstdiagnosesystem ist zwar zum Einsatz in dem Kraftfahrzeug selbst, d. h. on- Instandhaltung des überwachten Steuergeräts ist nicht möglich. Des weiteren ist mit Hilfe dieses Selbstdiagnosesystems ausschließlich die Überwachung oder Diagnose eines bestimmten elektronischen Steuergeräts des Kraftfahrzeugs möglich, d. h. mehrere Teilsysteme oder Steuergeräte können nicht gemeinsam überwacht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug- Überwachungssystem für ein Fahrzeug mit mehreren zum Steuern/Regeln unterschiedlicher Fahrzeugfunktionen vorgesehenen Steuer/Regelvorrichtungen vorzuschlagen, mit dessen Hilfe die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs bestmöglich aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug-Überwachungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug-Überwachungssystem umfasst zentrale Überwachungsmittel, welche Zustandsinformationen der einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen erfassen, um Abweichungen von vorgegebenen Soll- oder Standardwerten festzustellen. Auf diese Weise können die zentralen Überwachungsmittel die elektrischen und elektronischen Funktionen der einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen überwachen und prüfen, ob diese Funktionen störungsfrei ausgeführt werden, wobei sich dies sowohl auf Hard- als auch auf Softwarekomponenten beziehen kann. Wird auf diese Weise eine Fehlfunktion, d. h. eine Abweichung von den vorgegebenen Sollwerten, festgestellt, wird durch die zentralen Überwachungsmittel ein Eingriff in mindestens eine Steuer/Regelvorrichtung erzeugt, um diese Fehlfunktion bzw. diese Abweichung auszugleichen. Dabei erfolgt der Eingriff der zentralen Überwachungsmittel vorzugsweise in die Software der einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen.

Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug-Überwachungssystem handelt es sich somit nicht um eine rein passive Fahrzeug-Eigenüberwachung, sondern um ein erweitertes System mit einem aktiven Reparatur-/Korrektur- bzw. Optimierungseingriff während der Nutzung des entsprechenden Fahrzeugs. Das Fahrzeug-Überwachungssystem ist hierzu insbesondere on-board, d. h. in dem Fahrzeug, vorgesehen, so dass tatsächlich während der Nutzung des Fahrzeugs eine kontinuierliche Wartung oder Instandhaltung sämtlicher Steuer/Regelvorrichtungen des Fahrzeugs möglich ist.

Zur Überwachung der einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen sowie zur Durchführung der zuvor beschriebenen Eingriffe in die einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen durch die zentralen Überwachungsmittel ist vorzugsweise ein Bus, beispielsweise ein CAN-Bus, vorgesehen, über den einerseits von den Steuer/Regelvorrichtungen Zustandsinformationen an die zentralen Überwachungsmittel und andererseits von den zentralen Überwachungsmitteln entsprechende Steuersignale an die Steuer/Regelvorrichtungen zur Realisierung des gewünschten Eingriffs übertragen werden können.

Die Zustandsinformationen der einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen des Fahrzeugs werden vorzugsweise von den einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen zugeordneten Sensoren erzeugt, die bestimmte Fahrzeugzustände oder Umgebungs- bzw. Betriebsparameter des Fahrzeugs erfassen. Den zentralen Überwachungsmitteln des erfindungsgemäßen Fahrzeug-Überwachungssystems können zusätzliche redundante Sensoren zugeordnet sein, so dass durch Auswertung der von diesen redundanten Sensoren gelieferten Zustandsinformationen eine Fehlfunktion der den einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen zugeordneten Sensoren festgestellt werden kann.

Des weiteren ist den zentralen Überwachungsmitteln vorzugsweise eine Schnittstelle zugeordnet, über welche beispielsweise durch entsprechende Programmierung der zentralen Überwachungsmittel die vorgegebenen Soll- oder Standardwerte und/oder der Algorithmus, mit dem die Eingriffe in die Steuer/Regelvorrichtungen bei Feststellung einer Abweichung von den Sollwerten erzeugt werden, angepasst werden können. Auf diese Weise können beispielsweise auch Verbesserungen durch den Hersteller während der Nutzung eingeschlossen sein, indem den zentralen Überwachungsmitteln, beispielsweise bei einem Service, zusätzliche Informationen zugeführt werden. Auf diese Weise kann die Funktionalität und die von den zentralen Überwachungsmitteln überwachten Soll- oder Standardwerte angepasst werden, wenn keine Hardwareänderung erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur näher anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.

In der Figur sind verschiedene Steuergeräte 1-6 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Insbesondere sind ein Getriebe-Steuergerät 1, ein Motor-Steuergerät 2, ein Airbag- Steuergerät 3, ein Verteilergetriebe-Steuergerät 4, ein Antiblockiersystem(ABS)- Steuergerät 5 und ein Antriebsschlupfregelung(ASR)-Steuergerät 6 dargestellt. Selbstverständlich kann das Kraftfahrzeug weitere Steuergeräte umfassen. So kann beispielsweise auch ein Steuergerät für die Wartungsintervallverlängerung, ein Steuergerät für das elektronische Stabilitätsprogramm, ein Steuergerät für die Fahrstabilitätsregelung (FSR), ein Steuergerät für die elektronische Differentialsperre (EDS) oder ein Steuergerät für das automatische Stabilitätsmanagementsystem des Kraftfahrzeugs etc. vorgesehen sein. Diese Steuergeräte können sowohl Antriebsfunktionen (vergleiche die Steuergeräte 1-6) als auch Sicherheitsfunktionen (vergleiche die Steuergeräte 3 und 5) des Kraftfahrzeugs betreffen. Neben den in der Figur gezeigten Sicherheitsfunktionen kommen beispielsweise auch als Sicherheitsfunktionen Rückhaltesysteme, Lenkunterstützung, Wegfahrsperre, Distanzregelung, Regenerkennung etc. in Frage. Des weiteren können die Steuergeräte auch Unterhaltungs- oder Servicefunktionen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Radio, TV, Navigationssysteme, Kommunikationssysteme etc., betreffen.

Den einzelnen Steuergeräten 1-6 sind jeweils Sensoren 7-12 zugeordnet, die bestimmte Fahrzeugzustände bzw. Betriebs- oder Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs überwachen und die auf diese Weise ermittelten Zustandsinformationen des entsprechenden Steuergeräten 1-6 zur Ausübung deren Steuer/Regelfunktionen zuführen.

Die einzelnen Steuergeräte 1-6 sind über einen CAN-Bus 13 zum Zwecke eines bidirektionalen Daten- und Informationsaustausches mit einer zentralen On-Board- Instandhaltungseinheit 14 verbunden. Diese zentrale Instandhaltungseinheit 14 kann mit Hilfe einer geeigneten Analyse- und Auswertungs-Software die von den einzelnen Steuergeräten 1-6 bzw. deren Sensoren 7-12 bereitgestellten Zustandsinformationen über den CAN-Bus erfassen und mit vorgegebenen Standard- oder Sollwerten vergleichen, um Abweichungen von dem Soll-Betriebszustand der einzelnen Steuergeräte 1-6 festzustellen. Werden auf diese Weise von der zentralen Instandhaltungseinheit 14 Abweichungen festgestellt, werden diese anhand eines vorgegebenen Algorithmus bewertet und gegebenenfalls korrigiert. Zu diesem Zweck erzeugt die Instandhaltungseinheit 14 über den CAN-Bus 13 einen Eingriff in die Software der einzelnen Steuergeräte 1-6, um die festgestellten Abweichungen korrigieren zu können. Dabei erfolgt der Eingriff vorzugsweise in dasjenige Steuergerät 1-6, bei dem eine Abweichung von dem Soll-Betriebszustand festgestellt worden ist. Ebenso ist jedoch auch denkbar, Abweichungen von dem gewünschten Betriebszustand des Kraftfahrzeugs durch einen Eingriff in ein anderes Steuergerät oder in mehrere Steuergeräte gleichzeitig auszugleichen. Vorzugsweise wird dieser Vorgang von der Instandhaltungseinheit 14 sooft wiederholt, bis der gewünschte Fahrzustand erreicht wurde.

Bei dem in der Figur dargestellten Fahrzeug-Überwachungssystem handelt es sich insbesondere um ein lernendes System. Alle von der Instandhaltungseinheit 14 in der Vergangenheit durchgeführten Überwachungs- und Eingriffsvorgänge werden gesammelt und entsprechende Informationen in einem der Instandhaltungseinheit 14 zugeordneten Speicher 17 gespeichert. Die auf diese Weise gesammelten Informationen können bei den nächsten Entscheidungen der Instandhaltungseinheit 14 mit berücksichtigt werden, so dass das System mit der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs lernt und sich dem Alter des Kraftfahrzeugs anpasst.

Neben den einzelnen Steuergeräten 1-6 zugeordneten Sensoren 7-12 können auch der Instandhaltungseinheit 14 zusätzliche Sensoren 15 zugeordnet sein, deren Zustandsinformationen ebenfalls in die Überwachung, Wartung und Instandhaltung der einzelnen Steuergeräte 1-6 durch die Instandhaltungseinheit 14 mit einfließen können. Bei diesen zusätzlichen Sensoren 15 kann es sich insbesondere um redundante Sensoren handeln, welche dieselben Fahrzeugzustände bzw. Betriebsparameter (beispielsweise die Beschleunigung oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs) überwachen, so dass durch Auswertung der von den entsprechenden Sensoren gelieferten Zustandsinformationen Fehlfunktionen von einzelnen Sensoren der Steuergeräte festgestellt werden können.

Über eine Schnittstelle 16 kann die Funktionalität der Instandhaltungseinheit 14 variiert werden, wozu beispielsweise die von der Instandhaltungseinheit 14 überwachten Soll- oder Standardwerte bzw. die Software der Instandhaltungseinheit 14 entsprechend angepasst werden kann. Ebenso können über diese Schnittstelle 16 von der Instandhaltungseinheit 14 bereitgestellte Überwachungsprotokolle über die in der Vergangenheit durchgeführten Vorgänge der Instandhaltungseinheit 14 bzw. über den Zustand der einzelnen Steuergeräte 1-6 extern bereitgestellt werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Getriebe-Steuergerät

2

Motor-Steuergerät

3

Airbag-Steuergerät

4

Verteilergetriebe-Steuergerät

5

ABS-Steuergerät

6

ASR-Steuergerät

7-12

,

15

Sensor

13

Busleitung

14

On-Board-Instandhaltungseinheit

16

Schnittstelle

17

Speicher

Claims

1. Fahrzeug-Überwachungssystem für ein Fahrzeug mit mehreren Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) zum Steuern/Regeln unterschiedlicher Fahrzeugfunktionen, mit zentralen Überwachungsmitteln (14) zum Erfassen von Zustandsinformationen der einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen (1-6), um Abweichungen von vorgegebenen Sollwerten festzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Überwachungsmittel (14) derart ausgestaltet sind, dass sie bei Feststellung einer Abweichung zwischen den Zustandsinformationen einer Steuer/Regelvorrichtung (1-6) und den entsprechenden vorgegebenen Sollwerten mindestens einen Eingriff zur Beeinflussung mindestens einer Steuer/Regelvorrichtung (1-6) erzeugen.

2. Fahrzeug-Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Überwachungsmittel (14) in dem Fahrzeug on-board vorgesehen sind.

3. Fahrzeug-Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Busleitung (13) zur Kommunikation zwischen den Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) und den zentralen Überwachungsmitteln (14) vorgesehen ist, wobei über die Busleitung (13) einerseits die Zustandsinformationen von den Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) an die zentralen Überwachungsmittel (14) und andererseits Steuersignale von den zentralen Überwachungsmitteln (14) an die Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) zur Bewerkstelligung eines entsprechenden Eingriffs zu übertragen sind.

4. Fahrzeug-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei den einzelnen Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) Sensormittel (7-12) zum Erfassen bestimmter Fahrzeugparameter zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, die von den zentralen Überwachungsmitteln (14) erfassten Zustandsinformationen den von den Sensormitteln (7-12) der entsprechenden Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) augenblicklich erfassten Fahrzeugparametern entsprechen.

5. Fahrzeug-Überwachungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass den zentralen Überwachungsmitteln (14) eigene Sensormittel (15) zugeordnet sind, welche denselben Fahrzeugparameter wie mindestens ein den Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) zugeordnetes Sensormittel (7-12) erfassen, wobei die zentralen Überwachungsmittel (14) durch Vergleichen der von den eigenen Sensormitteln (15) gelieferten Zustandsinformationen mit den von den entsprechenden Sensormitteln (7-12) der entsprechenden Steuer/Regelvorrich tungen (1-6) gelieferten Zustandsinformationen die Funktionsfähigkeit der den Steuer/Regelvorrichtungen (1-6) zugeordneten Sensormitteln (7-12) überwachen.

6. Fahrzeug-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den zentralen Überwachungsmitteln (14) Speichermittel (17) zum Speichern von in der Vergangenheit durchgeführten Überwachungs- und Eingriffsvorgängen der zentralen Überwachungsmittel (14) zugeordnet sind, wobei die in den Speichermitteln (17) gespeicherten Informationen bei nachfolgenden Überwachungs- und Eingriffsvorgängen der zentralen Überwachungsmittel (14) mit berücksichtigt werden.

7. Fahrzeug-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff in eine Steuer/Regelvorrichtung (1-6) durch die zentralen Überwachungsmittel (14) in Form eines Eingriffs in die Software der entsprechenden Steuer/Regelvorrichtung (1-6) erfolgt.

8. Fahrzeug-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Überwachungsmittel (14) derart ausgestaltet sind, dass sie eine Abweichung zwischen den Zustandsinformationen einer Steuer/Regelvorrichtung (1-6) und den entsprechenden vorgegebenen Sollwerten durch einen Eingriff in dieselbe Steuer/Regelvorrichtung (1-6) ausgleichen.

9. Fahrzeug-Überwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Überwachungsmittel (14) derart ausgestaltet sind, dass sie einen Eingriff in eine Steuer/Regelvorrichtung (1-6) gemäß einem vorgegebenen Algorithmus erzeugen.

10. Fahrzeug-Überwachungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass den zentralen Überwachungsmitteln (14) eine Schnittstelle (16) zur Anpassung des Algorithmus und/oder der Sollwerte zugeordnet ist.