DE10051781A1

DE10051781A1 - System diagnosis method involves conducting at least one component diagnosis taking into account component model data and measurable parameters, conducting central system diagnosis

Info

Publication number: DE10051781A1
Application number: DE2000151781
Authority: DE
Inventors: Bernard Baeker; Andreas Heinzelmann; Juergen Luka; Bernd Rehfus
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2002-04-25

Abstract

The method involves detecting measurable parameters in a system with several components, conducting a component diagnosis(es) (K1-K5) taking into account component model data and the measurable parameters, outputting a system parameter(s) and an associated state and conducting a central system diagnosis (10). The state of at least one system parameter is combined with at least one function state and faulty and/or suspect functions are determined. Independent claims are also included for the following: an arrangement for implementing the system diagnosis method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Systemdiagnoseverfahren, insbesonde re für die On-Board-Diagnose eines mechatronischen Fahrzeugsys tems, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Systemdiagno severfahrens.The invention relates to a system diagnosis method, in particular re for on-board diagnosis of a mechatronic vehicle system tems, as well as a device for carrying out the system diagnosis sever proceedings.

Aus der Patentschrift DE 197 42 448 C1 ist eine Diagnoseein richtung bekannt, die eine Fehleraussage über ein Gesamtsystem liefert. Bei der Diagnoseeinrichtung werden messbare Größen ei nes Systems erfasst und durch einen Reduktionsgraphen auf eine Ebene von Komponenten abgebildet. Mit Hilfe des Reduktionsgra phen können Systemgrößen und Funktionen von Komponenten mitein ander verknüpft werden. Die Verknüpfung der Systemgrößen und der Komponentenfunktion erfolgt mit einer dreidimensionalen Funktionsmatrix. Ist der Ausfall einer Funktion bekannt, können die verursachenden Komponenten sowie die kleinste tauschbare Einheit ermittelt werden.A diagnosis is known from the patent specification DE 197 42 448 C1 direction known, which is an error statement about an overall system supplies. With the diagnostic device, measurable quantities are obtained system and recorded by a reduction graph to a Component level mapped. With the help of the reduction gra phen can include system sizes and functions of components be linked. Linking the system sizes and the component function takes place with a three-dimensional Function matrix. If the failure of a function is known, you can the causing components as well as the smallest replaceable Unit can be determined.

Mit der Erfindung soll ein Systemdiagnoseverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Systemdiagnoseverfahrens be reitgestellt werden, die eine große Flexibilität aufweisen.With the invention, a system diagnosis method and Device for carrying out a system diagnostic procedure be provided that have great flexibility.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit einem Systemdiagnose verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einer Vorrich tung zur Durchführung eines Systemdiagnoseverfahrens mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.According to the invention, this problem is solved with a system diagnosis method with the features of claim 1 and a Vorrich to carry out a system diagnosis procedure with the Features of claim 10 solved.

Indem eine Diagnose in zwei Stufen erfolgt, nämlich einer Kom ponentendiagnose und einer zentralen Systemdiagnose, wobei von der Komponentendiagnose eine Systemgröße und ein der Systemgrö ße zugeordneter Zustand als Ergebnis an die zentrale System diagnose ausgegeben werden, kann der Diagnoseumfang bei den Komponentendiagnosen oder der zentralen Systemdiagnose flexibel erweitert oder verkleinert werden, ohne die jeweils andere Di agnose anpassen zu müssen. Dies ist insbesondere bei Fahrzeug systemen vorteilhaft, bei denen zahlreiche Komponenten nur als Sonderausstattung vorgesehen sind. Diese dezentrale Organisati on ermöglicht es auch, die Struktur der zentralen Systemdiagno se trotz erweiterten Diagnoseumfangs einfach halten zu können. Sowohl die Komponentendiagnosen als auch die zentrale Systemdi agnose können auf einer systemeinheitlichen Softwareplattform verwirklicht sein. Die Komponentendiagnosen können theoretisch in beliebiger Anzahl vorgelagert sein und flexibel mit ver schiedenen Technologien arbeiten, so z. B. mit Fuzzy-Technologie oder neuronalen Netzen. Eine von einer Komponentendiagnose aus gegebene Systemgröße kann auch eine messbare Größe des Systems sein.By making a diagnosis in two stages, namely a com component diagnosis and a central system diagnosis, whereby from the component diagnosis a system size and one of the system size The assigned state as a result to the central system diagnosis can be output, the scope of diagnosis can be Component diagnostics or central system diagnostics flexible be expanded or reduced without the other Di need to adjust agnose. This is particularly the case with vehicles systems advantageous in which numerous components only as Special equipment is provided. This decentralized organization on also enables the structure of the central system diagnostics to keep it simple despite the expanded diagnostic scope. Both the component diagnostics and the central system di agnose can be run on a uniform software platform be realized. The component diagnoses can theoretically be upstream in any number and flexible with ver different technologies work, e.g. B. with fuzzy technology or neural networks. One from a component diagnosis given system size can also be a measurable size of the system his.

Vorteilhafterweise berücksichtigen die Modelldaten der Kompo nenten dynamische Vorgänge. Zusammen mit der dezentralen Orga nisation des Systemdiagnoseverfahrens ermöglicht eine solche Ausbildung die Berücksichtigung dynamischer Vorgänge nur in ausgewählten, kritischen Komponenten. Trotz Berücksichtigung dy namischer Vorgänge kann die Struktur der zentralen Systemdiag nose einfach gehalten werden, da auch als Ergebnis einer Kompo nentendiagnose unter Berücksichtigung dynamischer Vorgänge stets nur eine Systemgröße mit einem zugeordneten Zustand an die zentrale Systemdiagnose übergeben werden.The model data of the compo advantageously take into account dynamic processes. Together with the decentralized organization The system diagnosis procedure enables this Training considering dynamic processes only in selected critical components. Despite considering dy The structure of the central system diag nose should be kept simple as a result of a compo Diagnostics taking into account dynamic processes always only one system size with an assigned state the central system diagnostics are transferred.

Zur Berücksichtigung dynamischer Vorgänge enthalten die Modell daten der Komponenten Übertragungsfunktionen zur Verknüpfung von messbaren Größen und/oder Systemgrößen. Dies ermöglicht ei ne Beurteilung des dynamischen Verhaltens von Komponenten. Die Modelldaten der Komponenten können weiter Grenzwerte, Struktur daten in Graphdarstellung und physikalisch-mathematische Be schreibungen der Komponenten enthalten. The model contains to take dynamic processes into account data of the components transfer functions for linking of measurable sizes and / or system sizes. This enables egg ne Assessment of the dynamic behavior of components. The Model data of the components can further limit values, structure data in graph representation and physical-mathematical loading component descriptions included.

Vorteilhafterweise können einer Systemgröße die Zustände Feh lerhaft, Unbekannt sowie Normal zugeordnet werden, und jeder Funktion können die Funktionszustände Defekt, Nicht Defekt so wie Möglicherweise Defekt zugeordnet werden. Dies ermöglicht beispielsweise die Feststellung von Bereichsüberschreitungen einer Systemgröße sowie die Kennzeichnung einer Funktion als verdächtigt.The states Feh can advantageously be a system variable learnable, unknown as well as normal, and everyone Function can be the functional states defect, not defect like this how possible defect can be assigned. this makes possible for example, the detection of exceedances a system size and the marking of a function as suspected.

Eine für die Verarbeitung bei einer On-Board-Diagnose besonders geeignete kompakte Darstellung ergibt sich, wenn alle Zustände der wenigstens einen Systemgröße und alle Zustände der Funktio nen über eine dreidimensionale Funktionsmatrix verknüpft sind. Die Funktionsmatrix wird anhand einer Komponenten- und Funkti onshierarchie erstellt.One especially for processing in on-board diagnostics suitable compact representation results when all states the at least one system size and all states of the function are linked via a three-dimensional function matrix. The function matrix is based on a component and functi hierarchy created.

Die Elemente der Funktionsmatrix können folgende Werte einneh men: Keine Wirkung (0), Verursacht durch eine fehlerhafte Funk tion (-1) sowie Verursacht durch eine nicht fehlerhafte Funkti on (1). Dadurch können im Rahmen der Diagnose nicht nur Fehl funktionen sondern auch Normalfunktionen berücksichtigt werden.The elements of the function matrix can have the following values men: No effect (0), caused by a faulty radio tion (-1) and caused by a non-faulty function on (1). As a result, not only errors can be made during diagnosis functions but also normal functions are taken into account.

Indem ein Schritt der Anpassung des Ergebnisses der Komponen tendiagnose an ein bei der zentralen Systemdiagnose verwendetes Datenformat vorgesehen ist, ist das Systemdiagnoseverfahren be sonders flexibel, da eine dezentrale, unabhängige Organisation der Komponentendiagnosen möglich ist.By doing a step of adjusting the result of the components tendency to a used in the central system diagnosis Data format is provided, the system diagnosis procedure is particularly flexible because of a decentralized, independent organization component diagnosis is possible.

Indem bei einer Vorrichtung zur Durchführung eines Systemdiag noseverfahrens wenigstens ein erstes Diagnosemodul zum Durch führen der Komponentendiagnose, ein zweites Diagnosemodul zum Durchführen der zentralen Systemdiagnose und Mittel für den Da tenaustausch zwischen dem wenigstens einen ersten Diagnosemodul und dem zweiten Diagnosemodul vorgesehen sind, kann die Rechen last des Systemdiagnoseverfahrens verteilt werden. Dies ist be sonders vorteilhaft bei mechatronischen Fahrzeugsystemen, da eine Komponentendiagnose von einem einer Komponente zugeordne ten Diagnosemodul ausgeführt werden kann und das Diagnosemodul daher nur im System vorhanden ist, wenn es tatsächlich benötigt wird.In a device for carrying out a system diagram at least a first diagnostic module for through lead the component diagnosis, a second diagnosis module Execution of the central system diagnosis and means for the Da exchange between the at least one first diagnostic module and the second diagnostic module are provided, the computing system diagnostic procedure. This is be particularly advantageous in mechatronic vehicle systems because assign a component diagnosis from a component th diagnostic module can be executed and the diagnostic module therefore only exists in the system when it is actually needed becomes.

Indem eine Ein-/Ausgabeeinheit mit dem zweiten Diagnosemodul verbunden ist, ist eine Schnittstelle zur Kommunikation mit der Außenwelt, beispielsweise zur Visualisierung des Diagnoseergeb nisses, bereitgestellt. Über diese Schnittstelle kann auch eine Programmierung oder ein Update der verwendeten Algorithmen und/oder Modelldaten erfolgen.By an input / output unit with the second diagnostic module is an interface for communication with the Outside world, for example to visualize the diagnostic result nisses, provided. A Programming or an update of the algorithms used and / or model data.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erge ben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:Other features and advantages of the present invention ben from the following description in connection with the Drawings. The drawings show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Aus führungsform eines erfindungsgemäßen Systemdiagnose verfahrens, Fig. 1 is a schematic representation of a preferred execution form of a diagnostic system according to the invention method,

Fig. 2 eine detailliertere schematische Darstellung zur Ver deutlichung des Systemdiagnoseverfahrens der Fig. 1, FIG. 2 shows a more detailed schematic illustration to clarify the system diagnosis method of FIG. 1,

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung einer erfindungs gemäßen Funktionsmatrix, Fig. 3 is a diagram for explaining a proper function matrix Invention,

Fig. 4 eine bei der Erfindung verwendete Funktions- und Kom ponentenhierarchie und Fig. 4 is a functional and component hierarchy used in the invention and

Fig. 5 ein mechatronisches Fahrzeugsystem, mit dem das er findungsgemäße Systemdiagnoseverfahren durchgeführt werden kann. Fig. 5 shows a mechatronic vehicle system with which he system diagnostic method according to the invention can be carried out.

In der schematischen Darstellung der Fig. 1 sind mehrere Soft waremodule 1, 2, 4, 6 und 8 dargestellt, die zum Durchführen von Komponentendiagnosen K1, K2, K3, K4 bzw. K5 vorgesehen sind. Ein Softwaremodul 10 ist zum Durchführen einer zentralen Systemdiagnose vorgesehen. Um das Softwaremodul 10 ist ein Softwareinterface 12 als Datenanpassungsschicht dargestellt. In the schematic representation of FIG. 1, several software modules 1 , 2 , 4 , 6 and 8 are shown, which are provided for performing component diagnostics K1, K2, K3, K4 and K5. A software module 10 is provided for performing a central system diagnosis. A software interface 12 is shown around the software module 10 as a data adaptation layer.

Die Softwaremodule 1, 2, 4, 6 und 8, das Softwaremodul 10 und das Softwareinterface 12 sind auf einer systemeinheitlichen Softwareplattform 14 verwirklicht. Doppelpfeile 16 zwischen den Softwaremodulen 1, 2, 4, 6 und 8 und dem Softwareinterface 12 symbolisieren eine Kommunikation und einen Datenaustausch. Ein Doppelpfeil 18 zwischen Softwaremodul 10 für die zentrale Sys temdiagnose und einer Schnittstelle 20 symbolisiert ebenfalls eine Kommunikation und einen Datenaustausch. Über die Schnitt stelle 20 können Ergebnisse der zentralen Systemdiagnose visua lisiert werden. Auch können über die Schnittstelle 20 Daten ein- und ausgegeben werden, so z. B. zur Programmierung oder für den Update der Softwaremodule 1, 2, 4, 6, 8 und 10.The software modules 1 , 2 , 4 , 6 and 8 , the software module 10 and the software interface 12 are implemented on a system-uniform software platform 14 . Double arrows 16 between the software modules 1 , 2 , 4 , 6 and 8 and the software interface 12 symbolize communication and data exchange. A double arrow 18 between software module 10 for central system diagnosis and an interface 20 also symbolizes communication and data exchange. On the average spot 20 to the central system diagnostics visua be lisiert results. Data can also be input and output via the interface 20 . B. for programming or for updating software modules 1 , 2 , 4 , 6 , 8 and 10 .

Die Darstellung der Fig. 1 verdeutlicht die dezentrale Organi sation des erfindungsgemäßen Systemdiagnoseverfahrens. Nach Durchführung der Komponentendiagnosen K1, K2, K3, K4 und K5 in den Softwaremodulen 1, 2, 4, 6, 8 werden die Ergebnisse dieser Komponentendiagnosen zur Weiterverarbeitung an das Softwaremo dul 10 übergeben, das dann die zentrale Systemdiagnose für das gesamte System durchführt. Vor der Übergabe wird das Datenfor mat im Softwareinterface 12 angepasst.The illustration of FIG. 1 illustrates the decentralized organization of the system diagnosis method according to the invention. After the component diagnostics K1, K2, K3, K4 and K5 have been carried out in the software modules 1 , 2 , 4 , 6 , 8 , the results of these component diagnostics are transferred to the software module 10 for further processing, which then carries out the central system diagnostics for the entire system. Before the transfer, the data format is adjusted in the software interface 12 .

Einzelheiten des erfindungsgemäßen Systemdiagnoseverfahrens sind der Darstellung der Fig. 2 zu entnehmen. Gemäß Fig. 2 wer den messbare Größen des Systems, die als Prozessgrößen bezeich net sind, erfasst und an einzelne Komponentendiagnosen 22, 24 und 26 übergeben. Im Rahmen der Komponentendiagnosen 22, 24 und 26 erfolgt für eine jeweilige Komponente eine Symptomerkennung, die zur Ausgabe eines Ergebnisses führt, sowie eine Datenanpas sung, um Datenintegrität zu einer zentralen Systemdiagnose 28 herzustellen. In der Komponentendiagnose werden die Prozessgrö ßen anhand von gespeicherten Strukturdaten in Graphdarstellung, die Größen beispielsweise durch Übertragungsfunktionen verknüp fen, mathematisch-physikalischen Beschreibungen der Komponenten sowie gespeicherten Grenzwerten überprüft und bewertet. Jede Komponentendiagnose 22, 24 und 26 gibt ein Ergebnis Set-state (Systemgröße, Zustand) aus, das an die zentrale Systemdiagnose 28 übergeben wird. Als Systemgrößen können messbare Größen des Systems, wie ein Drehmoment oder eine Drehzahl, aber auch be rechnete Größen verwendet werden.Details of the system diagnosis method according to the invention can be found in the illustration in FIG. 2. Referring to FIG. 2 who detects the measurable variables of the system, the net are designated as process variables and to individual components diagnoses 22, 24 and passed 26th In the context of component diagnoses 22 , 24 and 26 , symptom recognition, which leads to the output of a result, and data adaptation are carried out for a respective component in order to establish data integrity for a central system diagnosis 28 . In the component diagnosis, the process variables are checked and evaluated using stored structural data in a graph, the variables are linked, for example, by transfer functions, mathematical-physical descriptions of the components and stored limit values. Each component diagnosis 22 , 24 and 26 outputs a result set-state (system size, state), which is transferred to the central system diagnosis 28 . Measurable system variables, such as torque or speed, but also calculated variables can be used as system variables.

Die Ergebnisse der Komponentendiagnosen 22, 24, 26 werden an eine funktionale Diagnose 30 im Rahmen der Systemdiagnose 28 übergeben, bei der der Zustand der Systemgrößen unter Berück sichtigung von Modelldaten des Systems mit wenigstens einem Funktionszustand einer Funktion der Komponenten verknüpft wird und fehlerhafte und/oder fehlerverdächtige Funktionen bestimmt werden. Die Verknüpfung der Zustände der Systemgrößen mit Funk tionszuständen und die Bestimmung fehlerhafter/fehlerverdächti ger Funktionen erfolgt mit Hilfe eines Funktions-Matrix-Ten sors, der in einem Speicher 32 gespeichert ist. Der Funktions- Matrix-Tensor ist detaillierter in der Fig. 3 dargestellt.The results of the component diagnoses 22 , 24 , 26 are transferred to a functional diagnosis 30 as part of the system diagnosis 28 , in which the state of the system variables is linked to at least one functional state of a function of the components, taking into account model data of the system, and incorrect and / or suspect functions are determined. The linking of the states of the system variables with functional states and the determination of faulty / suspect functions is carried out with the aid of a function matrix sensor that is stored in a memory 32 . The functional matrix tensor is shown in more detail in FIG. 3.

Als Ergebnis der funktionalen Diagnose 30 werden verdächtige Elementarfunktionen, d. h. fehlerhafte und/oder fehlerverdächti ge Funktionen in einem Speicher 34 abgelegt. Die Zuordnung der verdächtigen und/oder fehlerhaften Funktionen zu fehlerhaften und/oder fehlerverdächtigen Komponenten erfolgt mit einem Modul 36. Das Modul 36 enthält einen Algorithmus zur Auswertung einer Funktions- und Komponentenhierarchie und greift auf einen Spei cher 38 zu, in dem die Funktions- und Komponentenhierarchie des Fahrzeugsystems abgelegt ist. Durch das Modul 36 wird auch ein Schweregrad des Fehlers ermittelt. Der Schweregrad kann die Zu stände Leicht, Schwer und Gravierend einnehmen. Weiterhin er mittelt das Modul 36 die kleinste tauschbare Einheit des Fahr zeugsystems, die mehrere Komponenten umfassen kann.As a result of the functional diagnosis 30 , suspicious elementary functions, ie faulty and / or suspect functions, are stored in a memory 34 . A module 36 is used to assign the suspicious and / or defective functions to defective and / or suspect components. The module 36 contains an algorithm for evaluating a functional and component hierarchy and accesses a memory 38 in which the functional and component hierarchy of the vehicle system is stored. Module 36 also determines a severity of the error. The severity can be light, heavy, and serious. Furthermore, it averages module 36, the smallest interchangeable unit of the vehicle system, which can comprise several components.

Eine Liste mit der fehlerhaften Funktion, der fehlerhaften Kom ponente, der kleinsten tauschbaren Einheit sowie dem Schwere grad des Fehlers wird an ein Ein-/Ausgabemodul 40 übergeben. Die Ergebnisse der zentralen Systemdiagnose können dann durch das Ein-/Ausgabemodul 40 visualisiert werden. Über das Ein- /Ausgabemodul 40 können auch die Speicher 32 und 38 program miert bzw. mit Updates versehen werden. Dies ist durch gestri chelte Pfeile 42 und 44 angedeutet. Im Speicher 34 abgelegte verdächtige Funktionen können auch direkt an das Ein-/Ausgabe modul 40 übergeben und dort beispielsweise angezeigt oder vor verarbeitet werden.A list with the faulty function, the faulty component, the smallest exchangeable unit and the severity of the fault is passed to an input / output module 40 . The results of the central system diagnosis can then be visualized by the input / output module 40 . The memories 32 and 38 can also be programmed or provided with updates via the input / output module 40 . This is indicated by dashed arrows 42 and 44 . Suspicious functions stored in the memory 34 can also be transferred directly to the input / output module 40 and displayed there, for example, or processed beforehand.

Fig. 3 verdeutlicht den Aufbau des Funktions-Matrix-Tensors F, der alle Zustände der Systemgrößen SW_i mit allen Funktionszu ständen von Funktionen SF_j der Komponenten verknüpft. Der Funk tions-Matrix-Tensor F ist ein dreidimensionaler Tensor mit den Dimensionen i, j und k und weist Elemente a_ijk auf. In der Rich tung der Dimension j ist eine konjunktive Verbindung der Ten sorelemente a_ijk vorgesehen, beispielsweise dergestalt, dass ein bestimmter Zustand einer Systemgröße SW_i durch eine konjunktive Verbindung mehrerer Zustände von Funktionen SF_j, SF_j+1, SF_j+2. . . verursacht ist. Verschiedene Zustände SF_j, SF_j+i. SF_j+2. . . sind dabei verschiedenen Komponentenzuständen und damit verschiede nen Komponenten zugeordnet. Die Tensorelemente a_ijk können die Werte Null, -1, +1 einnehmen, wobei der Wert Null der Aussage "Keine Wirkung", der Wert -1 der Aussage "Verursacht durch eine fehlerhafte Funktion" und der Wert +1 der Aussage "Verursacht durch eine nicht fehlerhafte Funktion" entspricht. Durch den Funktions-Matrix-Tensor F kann damit dargestellt werden, dass sich ein bestimmter Zustand einer Systemgröße SW_i durch die konjunktive Verknüpfung mehrerer Zustände von Funktionen SF_j, SF_j+1, SF_j+2. . . ergibt. In der Dimension k sind verschiedene Zu stände der Systemgrößen SW_i aufgeführt, die im dargestellten Beispiel die Werte "Fehlerhaft", "Unbekannt" und "Normal" ein nehmen können. In der Dimension k können die Funktionszustände bzw. die zugeordneten Zustände der Komponenten SC_j die Zustän de "Defekt", "Nicht defekt" und "Möglicherweise defekt" einneh men. Die verschiedenen Ebenen des Funktionstensors F mit je weils konstantem Wert k sind disjunktiv verbunden. Mit Hilfe des Funktions-Matrix-Tensors F können damit für einen bestimm ten Zustand einer Systemgröße SW_i verantwortliche Funktionszu stände und damit verantwortliche Funktionen SF_j ermittelt wer den. Fig. 3 illustrates the structure of the function matrix tensor F, which links all states of the system variables SW _i with all the functional states of functions SF _{j of} the components. The function matrix tensor F is a three-dimensional tensor with dimensions i, j and k and has elements a _ijk . In the direction of the dimension j, a conjunctive connection of the sensor elements a _{ijk is} provided, for example in such a way that a certain state of a system variable SW _i through a conjunctive connection of several states of functions SF _j , SF _{j + 1} , SF _{j + 2} . , , is caused. Different states SF _j , SF _{j + i} . SF _{j + 2} . , , are assigned to different component states and thus different components. The tensor elements a _ijk can _assume the values zero, -1, +1, the value zero of the statement "no effect", the value -1 of the statement "caused by a faulty function" and the value +1 of the statement "caused by corresponds to a non-faulty function ". The function matrix tensor F can thus be used to show that a certain state of a system variable SW _{i is} due to the conjunctive linking of several states of functions SF _j , SF _{j + 1} , SF _{j + 2} . , , results. In the dimension k, various states of the system variables SW _i are listed, which in the example shown can have the values "faulty", "unknown" and "normal". In dimension k, the functional states or the assigned states of the components SC _j can assume the states "Defect", "Not Defective" and "Possibly Defective". The different levels of the functional tensor F, each with a constant value k, are connected disjunctively. With the help of the function matrix tensor F, functional states responsible for a specific state of a system variable SW _i and thus responsible functions SF _j can be determined.

Die Zuordnung der ermittelten Funktionen zu Komponenten des Systems erfolgt mit Hilfe einer Funktions- und Komponentenhie rarchie, wie sie in der Fig. 4 abschnittsweise dargestellt ist. Im oberen Teil der Fig. 4 ist eine Komponentenhierarchie darge stellt, mit der Baugruppen des Systems in Unter- und Grundkom ponenten unterteilt werden. Beispielsweise können Heckleuchten eines Fahrzeugs in Unterkomponenten wie "Heckleuchten links" und "Heckleuchten rechts" unterteilt werden. Die Unterkomponen te "Heckleuchten links" ist wiederum aus Grundkomponenten wie Kabeln, Glühbirnen, Masseanschlüssen und Verbindern aufgebaut. Im unteren Teil der Fig. 4 ist eine Funktionshierarchie darge stellt, bei der Funktionen in Unter- und Grundfunktionen aufge teilt werden. Beispielsweise kann eine Funktion "Schlusslicht links anzeigen" in die Unterfunktionen "Leiten eines Zufüh rungskabels", "Leuchten einer Glühbirne", "Leiten eines Masse kabels" und "Verbinden eines Verbinders" unterteilt werden, die sämtlich konjunktiv verknüpft sein müssen, um die Funktion "Schlusslicht links anzeigen" zu ergeben. Für andere Funktionen sind auch disjunktive Verknüpfungen von Grund- und Unterfunkti onen denkbar. Auf der obersten Ebene der Funktionshierarchie, die Grundfunktionen darstellt, ist die Funktionshierarchie mit der untersten Ebene der Komponentenhierarchie, der Ebene der Grundkomponenten, verbunden. Mit Hilfe der Funktions- und Kom ponentenhierarchie kann ausgehend von einer mit Hilfe des Funk tions-Matrix-Tensors F ermittelten fehlerhaften Funktion eine zugehörige fehlerhafte Komponente sowie eine kleinste tauschba re Einheit, beispielsweise eine Heckleuchte links, ermittelt werden.The ascertained functions are assigned to components of the system with the aid of a function and component hierarchy, as is shown in sections in FIG. 4. In the upper part of FIG. 4, a component hierarchy is shown, with which components of the system are subdivided into subcomponents and basic components. For example, rear lights of a vehicle can be divided into subcomponents such as "rear lights on the left" and "rear lights on the right". The subcomponent te "rear lights on the left" is in turn made up of basic components such as cables, light bulbs, earth connections and connectors. In the lower part of FIG. 4, a function hierarchy is Darge, in which functions are divided into sub and basic functions. For example, a function "show tail light on the left" can be divided into the sub-functions "guiding a feed cable", "lighting a light bulb", "guiding a ground cable" and "connecting a connector", all of which must be conjunctively linked in order to function "Show tail light on the left". For other functions, disjunctive links between basic and sub-functions are also conceivable. At the top level of the function hierarchy, which represents basic functions, the function hierarchy is connected to the lowest level of the component hierarchy, the level of the basic components. With the aid of the function and component hierarchy, an associated faulty component and a smallest exchangeable unit, for example a rear light on the left, can be determined on the basis of a faulty function determined with the aid of the function matrix tensor F.

In der Fig. 5 ist schematisch ein mechatronisches Fahrzeugsys tem dargestellt, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Systemdiagnoseverfahrens geeignet ist. In der Darstellung der Fig. 5 sind durch fett gezeichnete Pfeile Signal-, Material-, Energie- und/oder Informationsflüsse zwischen den einzelnen Einheiten des Systems dargestellt. Das System weist drei Steu ergeräte CU1, CU2 und CU3 auf, in denen eingezeichnete Punkte messbare Systemgrößen symbolisieren. Diese messbaren Systemgrö ßen werden zur Durchführung einer Komponentendiagnose verwen det. Im dargestellten Fahrzeugsystem wird eine Komponentendiag nose jeweils in den Steuergeräten CU1, CU2 und CU3 durchge führt, die hierzu jeweils ein Diagnosemodul für eine Komponen tendiagnose aufweisen. Die Ergebnisse dieser Komponentendiagno sen werden dann an ein zweites Diagnosemodul in dem Steuergerät CU1 übergeben, das eine zentrale Systemdiagnose durchführt. Ein Datenaustausch zwischen den Steuergeräten CU1, CU2 und CU3 er folgt über ein Kommunikationsmedium, beispielsweise eine fahr zeuginterne Feldbusvernetzung. Zur Durchführung der zentralen Systemdiagnose und der Komponentendiagnosen sind Modelldaten des mechatronischen Fahrzeugsystems, wie der Funktions-Matrix- Tensor und die Funktions- und Komponentenhierarchie, in Spei chern der Steuergeräte CU1, CU2 und CU3 abgelegt. Zum flexiblen Austausch der Modelldaten sind die Speicher in Form von wieder beschreibbaren Speichern, sogenannten Flash-Datenspeichern, vorgesehen.In Fig. 5 a mechatronic system Fahrzeugsys is shown schematically, which is suitable for implementing the system diagnosing method according to the invention. In the illustration in FIG. 5, signal, material, energy and / or information flows between the individual units of the system are shown by bold arrows. The system has three control units CU1, CU2 and CU3, in which the dots symbolize measurable system variables. These measurable system sizes are used to carry out a component diagnosis. In the vehicle system shown, component diagnosis is carried out in the control units CU1, CU2 and CU3, each of which has a diagnosis module for a component diagnosis. The results of these component diagnoses are then transferred to a second diagnostic module in the control unit CU1, which carries out a central system diagnosis. Data is exchanged between the control units CU1, CU2 and CU3 via a communication medium, for example an in-vehicle fieldbus network. To carry out the central system diagnosis and component diagnosis, model data of the mechatronic vehicle system, such as the function matrix tensor and the function and component hierarchy, are stored in memories of the control units CU1, CU2 and CU3. For the flexible exchange of the model data, the memories are provided in the form of rewritable memories, so-called flash data memories.

Claims

1. System diagnostic procedure, in particular for the on-board diagnosis of a mechatronic vehicle system, with the steps:
Acquisition of measurable quantities in a system with several components,
Performing at least one component diagnosis (K1, K2, K3, K4, K5) taking into account model data of the components and the measurable quantities,
Outputting at least one system variable (SW _i ) and a state assigned to the system variable as a result of the at least one component diagnosis and
Carrying out a central system diagnosis ( 10 ), the status of the at least one system variable (SW _i ), taking into account model data of the system, being linked to at least one functional state of a function (SF _j ) of the components and faulty and / or suspect functions ( SF _j ) be determined.

2. System diagnostic method according to claim 1, characterized by the step of assigning the faulty and / or mistaken functions (SF _j ) to components of the system.

3. System diagnostic method according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the model data of the components are dynamic Take operations into account.

4. System diagnosis method according to claim 3, characterized in that the model data of the components transmission functions for linking measurable quantities and / or system sizes (SW _i ) contain.

5. System diagnostic method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one system size (SW _i ) can be assigned the following states: faulty, unknown and normal.

6. System diagnostic method according to one of the preceding claims, characterized in that each r function (SF _j ) can be assigned the following functional states: defective, not defective, possibly defective.

7. System diagnosis method according to one of the preceding claims, characterized in that all states of the at least one system variable (SW _i ) and all function states are linked via a three-dimensional function matrix (F).

8. System diagnostic method according to claim 7, characterized in that the elements (a _ijk ) of the function _matrix (F) can have the following values: No effect (0), caused by a faulty function (-1) and caused by a non-faulty one Function ( 1 ).

9. System diagnosis method according to one of the preceding claims, characterized in that a step ( 12 ) of adapting the result of the component diagnosis (K1, K2, K3, K4, K5) to a data format used in the central system diagnosis ( 10 ) is provided ,

10. Device for performing a system diagnostic procedure according to one of the preceding claims, characterized in that that at least a first diagnostic unit for performing the Component diagnosis, a second diagnosis unit to carry out central system diagnostics and means for data acquisition exchange between the at least one first diagnostic unit and the second diagnostic unit are provided.

11. The device according to claim 10, characterized in that an interface for data adaptation between the at least a first diagnostic unit and the second diagnostic unit are provided.

12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that an input / output unit ( 40 ) is connected to the second diagnostic unit.