DE102004056434A1

DE102004056434A1 - Diagnose- und Serviecesystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004056434A1
Application number: DE200410056434
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Braun; Jochen Dipl.-Ing. Feese; Michael Dipl.-Inform. Dr. Froehlich; Andreas Dipl.-Ing. Gusewski; Guozhong Wang; Ming Zhang
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2006-05-24
Also published as: WO2006056355A2; WO2006056355A3

Abstract

Bei bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik werden erst Maßnahmen vorgenommen, wenn ein auslösendes Ereignis vorliegt, wenn also beispielsweise Abtastwerte auf mindestens eine potentielle Abweichung einer Betriebskomponente von ihrem Sollbetriebszustand hinweisen. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Diagnose- und Servicesystems in einem Kraftfahrzeug, bei dem zur Überprüfung, Diagnose und/oder Kalibrierung Aktionen und/oder Messungen initiiert und sich daraus ergebende Reaktionen bzw. Ergebnisse in Auswerteeinheiten erfasst, gespeichert und weiterverarbeitet werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Aktionen und/oder Messungen in der Ruhephase des Fahrzeugs vorgenommen werden. DOLLAR A Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Betrieb eines Diagnose- und Servicesystems in einem Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Diagnose- und Serviecesystems in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der Druckschrift DE 103 19 493 A1 ist ein Ferndiagnose- und Prognoseverfahren für komplexe Systeme zur Überwachung der Leistung insbesondere eines Fahrzeugs bekannt. Von elektrischen Signalen, die Betriebskomponenten des Fahrzeugs in ihrem Betrieb erzeugen, werden Abtastwerte erfasst, gespeichert und von einem Analysator auf eine potentielle Abweichung einer Betriebskomponente von einem jeweiligen Sollbetriebszustand hin überprüft. Liegt ein auszulösendes Ereignis, d.h. eine Abweichung vom Sollbetriebszustand vor, werden zugehörige Abtastwerte an ein fern vom Fahrzeug angeordnetes Rechenzentrum übermittelt und dort anhand einer Datenbank klassifiziert, wodurch auf den Soll- oder Fehlerbetriebszustand einer Betriebskomponente geschlossen wird und ggf. Verbesserungs- bzw. Abhilfemaßnahmen vorgeschlagen oder vorgenommen werden.

Bei diesem Verfahren nach dem Stand der Technik werden jedoch erst Maßnahmen vorgenommen, wenn ein auslösendes Ereignis vorliegt, wenn also beispielsweise Abtastwerte auf mindestens eine potentielle Abweichung einer Betriebskomponente von ihrem Sollbetriebszustand hinweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Diagnose- und Serviecesystems bei einem Kraftfahrzeug weiterzubilden, so dass weitergehende Aktionen, Analysen oder Auswertungen bei einem Fahrzeug durchgeführt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Beim Gegenstand des Anspruchs 1 handelt es sich um ein Verfahren zum Betrieb eines Diagnose- und Serviecesystems in einem Kraftfahrzeug, bei dem zur Überprüfung, Diagnose oder Kalibrierung Aktionen oder Messungen initiiert und sich daraus ergebende Reaktionen bzw. Ergebnisse in Auswerteeinheiten erfasst, gespeichert und weiterverarbeitet werden.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass diese Aktionen oder Messungen in der Ruhephase des Fahrzeugs vorgenommen werden. Eine Ruhephase liegt dabei vor, wenn sich das Fahrzeug außerhalb des Fahrbetriebes oder in der Zeit der Nichtbenutzung befindet.

Von großem Vorteil ist, dass in der Ruhephase des Fahrzeugs solche Aktionen oder Messungen zum Zwecke einer Überprüfung, Diagnose oder (Re-) Kalibrierung durchgeführt werden können, die während des Fahrbetriebes nicht durchführbar sind, beispielsweise aufgrund mangelnder Rechenleistung, oder nicht durchgeführt werden dürfen, sei es aus Sicherheitsgründen oder aus sonstigen technischen oder rechtlichen Gründen.

Und es ist weiterhin möglich, zur Verbesserung der Verfügbarkeit auch Parameter, Einstellungen oder Zustände von solchen Einzelkomponenten des Fahrzeugs zu überprüfen oder (neu) einzustellen, die während des Fahrbetriebes nicht überprüfbar und/oder nicht einstellbar sind. Dies gilt beispielsweise, wie in den weiteren Ansprüchen vorgeschlagen wird, bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor für die Drosselklappe oder den Thermostaten und den zugehörigen Temperatursensor.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass diese Reaktionen bzw. Ergebnisse mittels der an Bord befindlichen Auswerteeinheiten weiterverarbeitet werden.

Im Gegensatz zum Fahrbetrieb sind in der Ruhephase, d.h. außerhalb des Fahrbetriebes oder in der Zeit der Nichtbenutzung, auch die verschiedenen Auswerteeinheiten eines Fahrzeugs weitgehend untätig bzw. abgeschaltet. Zudem steht in der Ruhephase die volle Leistung des elektrischen Bordnetzes des Fahrzeugs zur Verfügung, da Verbraucher mit wesentlicher Leistungsaufnahme in aller Regel ebenfalls abgeschaltet sind.

Somit steht in der Ruhephase eines Fahrzeugs neben der vollen Leistung des Bordnetzes auch die volle Leistung und Rechenkapazität der verschiednen Auswerteeinheiten zur Verfügung. Die Erfindung macht sich diese in der Ruhephase des Fahrzeugs verfügbaren Ressourcen zu Nutze, indem Aktionen oder Messungen zum Zwecke der Diagnose beispielsweise des Antriebsstranges, der Nach- oder Neueinstellung von Aktoren, der Kalibrierung von Sensoren oder der Aktualisierung von Software durchgeführt und Ergebnisse gespeichert und weiterverarbeitet werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 wird vorgeschlagen, dass als Auswerteeinheiten die Steuergeräte des Fahrzeugs genutzt werden.

In der Ruhephase des Fahrzeugs befinden sich auch die Steuergeräte in einer Ruhephase, da sie zum allergrößten Teil nur für den Fahrbetrieb zuständig bzw. erforderlich und in der Ruhephase ausgeschalte sind. Somit erspart man sich den Einbau zusätzlicher Rechenleistung zur Auswertung der Diagnosedaten, wenn hierfür die ohnehin vorhandenen und in der Ruhephase verfügbaren Steuergeräte des Fahrzeugs heran gezogen werden.

Da die verschiedenen Steuergeräte normalerweise über ein Bussystem, z.B. CAN, miteinander vernetzt sind, können sie zudem zum Zwecke einer höheren Rechenleistung bei Auswertungen von Messergebnissen ohne großen Aufwand zusammen geschaltet werden, oder es können Auswerteaufgaben auf verschiedene Steuergeräte verteilt und somit parallel verarbeitet werden, wodurch mit wenig Aufwand eine beachtliche Rechenleistung erzielt wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung nach Anspruch 4 wird vorgeschlagen, dass in den Auswerteeinheiten oder Steuergeräten die Speicher für die Software mittels elektrischer Signale gelöscht und wiederbeschrieben werden können.

Elektrisch löschbare und wiederbeschreibbare Speicher haben den großen Vorteil, dass der Inhalt solcher Speicher ohne jegliches manuelles Zutun gelöscht und mit neuen Daten beschrieben werden können. Somit kann der Inhalt eines derartigen Speichers in einer Auswerteeinheit bzw. in einem Steuergerät an Bord eines Fahrzeugs beispielsweise auf unkomplizierte Art und Weise und allein durch eine Anweisung eines anderen Steuergerätes gelöscht und gleichfalls mit neuen Daten beschrieben werden. Es ist aber auch möglich, dass eine solche Anweisung zum Löschen und Wiederbeschreiben ferngesteuert an das Fahrzeug übermittelt wird.

Nach dem Speichern von Diagnosedaten und deren Weiterverarbeitung bzw. beim Wechsel in den Fahrzustand des Fahrzeugs kann der Speicher in der Auswerteeinheit oder im Steuergerät dann wiederum problemlos gelöscht und mit Daten für den Fahrzustand verwendet werden.

Eine optimale Diagnose wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ermöglicht, indem für die Aktionen oder Messungen zur Diagnose die Auswerteeinheiten mit einer speziellen Diagnosesoftware betrieben und nach diesen Aktionen oder Messungen wieder eine gewöhnliche, für den Fahrbetrieb optimierte Software in die Auswerteeinheiten geladen wird.

In einer speziellen (möglicherweise nicht für den Fahrbetrieb geeigneten) Diagnosesoftware können – durch den Wegfall von für den Fahrbetrieb notwendigen Funktionen – in den einzelnen Steuergeräten umfangreiche Algorithmen für weitergehende Untersuchungen am Fahrzeug untergebracht werden, und das selbst bei eingeschränktem Speicherplatz. Zudem sind auch über einen längeren Zeitraum ablaufende Messungen mit der Speicherung der hierbei anfallenden Daten möglich, da der zum Fahrbetrieb notwenidige Speicherplatz in der Ruhephase ausschließlich zur Speicherung der Diagnosedaten benutzt werden kann.

Es kann gemäß des Anspruchs 6 vorteilhaft sein, dass die Ergebnisse der Aktionen oder Messungen oder die weiterverarbeiteten Fahrzeugdaten an eine nicht an Bord des Fahrzeugs befindliche Auswerteeinheit übermittelt werden.

Diese Maßnahme bringt Vorteile, wenn beispielsweise trotz der parallelen Verarbeitung der Diagnosedaten durch Zusammenschaltung von Auswerteeinheiten bzw. Steuergeräten an Bord des Fahrzeugs in dessen Ruhephase die Größe des dann insgesamt zur Verfügung stehenden Speicherplatzes für die anfallenden Daten oder die zur Auswertung notwendige Software nicht ausreicht, oder wenn die Auswertung an Bord des Fahrzeugs zu aufwändig wäre oder zuviel Zeit in Anspruch nehmen würde, oder wenn die Auswertung unterbrochen werden muss, weil das Fahrzeug wieder für den Fahrbetrieb gebraucht und daher in den Fahrzustand versetzt wird.

Bei einer außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Auswerteeinheit kann es sich vorteilhaft, wie dies im Anspruch 7 vorgeschlagen wird, um einen Zentralrechner handeln, bei dem alle relevanten Diagnosedaten oder sonstigen auszuwertende Daten einer bestimmten Gruppe von Fahrzeugen zusammen laufen.

Bei der Gruppe von Fahrzeugen kann es sich dabei beispielsweise um die gesamte Flotte einer Marke handeln, oder einen bestimmten Teil davon, möglicherweise um eine bestimmte Baureihe oder wiederum um einen bestimmten Teil davon.

Mittels einer Auswertung in einem derartigen Zentralrechner von vielen vergleichbaren oder gleichartigen Fahrzeugen können Fehler oder Schwachstellen beispielsweise einer gesamten Baureihe oder eines bestimmten Teils davon sehr schnell aufgefunden und Maßnahmen zur Behebung des Fehlers oder der Schwachstelle bei allen vergleichbaren oder gleichartigen Fahrzeugen durchgeführt werden, bereits dann, wenn bei anderen vergleichbaren oder gleichartigen Fahrzeugen der Fehler oder die Schwachstelle noch nicht bemerkt worden ist.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung gemäß Anspruch 8 besteht die Möglichkeit, dass zur Überprüfung, Diagnose und/oder Kalibrierung Fahrzeugkomponenten oder Teile davon mittels Stellglieder betätigt und insbesondere, wie im Anspruch 9 vorgeschlagen wird, in Positionen oder Stellungen gebracht werden, die in der Betriebsphase des Fahrzeugs nicht möglich sind. So wird nach Anspruch 10 vorgeschlagen, bei einem Fahrzeug mit Brennkraftmaschine beispielsweise eine im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnete Drosselklappe mittels eines zugehörigen Drosselklappenstellers zu betätigen.

Bei laufender Brennkraftmaschine, hauptsächlich im Fahrbetrieb, aber auch im Stand, ist die Drosselklappe ein außerordentlich wichtiges Stellglied, ihre ordnungsgemäße Funktion ist unabdingbar zur Leistungssteuerung der Brennkraftmaschine. Zu diesem Zweck muss die Drosselklappe häufig in eine andere Stellung bewegt werden; ohne ihre ordnungsgemäße Funktion kann der Betrieb der Brennkraftmaschine nicht oder nur notdürftig aufrecht erhalten werden.

Eine Diagnose der Drosselklappe und ihrer ordnungsgemäßen Funktion musste bisher bei laufendem Betrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt werden; sie war dadurch nur in sehr eingeschränktem Umfang möglich und ihre Aussagekraft unzulänglich. Zudem beinträchtigt eine Diagnose bei laufender Brennkraftmaschine die Funktion der Drosselklappe und damit auch den Betrieb der Brennkraftmaschine erheblich.

Im Zuge der Erfindung ist es nun möglich, eine genaue Diagnose mit hoher Aussagekraft über die Drosselklappe und ihre Funktion durchzuführen. In der Ruhephase des Fahrzeugs kann der Drosselklappensteller beispielsweise durch ein Steuergerät veranlasst werden, die Drosselklappe in bestimmte Stellungen zu bewegen, so dass die daraufhin tatsächlich eingenommene Stellung der Drosselklappe mittels des Drosselklappensensors erfasst und der Reaktion der Drosselklappe entsprechende Daten in Form von elektrischen Signalen dem Steuergerät reflektiert werden können, so dass eine exakte Aussage über den Zustand der Drosselklappe möglich ist.

Darüber hinaus ist es auch möglich, in der Ruhephase des Fahrzeugs die Drosselklappe auf beschriebene Art und Weise in eine Extremstellung zu bringen, wie dies bei laufender Brennkraftmaschine nicht möglich ist, da ansonsten die Brennkraftmaschine nicht am Laufen gehalten werden könnte. Die Extremstellung liegt bei der Drosselklappe dann vor, wenn diese ganz geschlossen ist. Anhand des Drosselklappensensors kann nach einer derartigen Anweisung an den Drosselklappensteller zweifelsfrei festgestellt werden, inwieweit und ob überhaupt diese Stellung eingenommen wird. Beispielsweise könnten Verschmutzungen im Drosselklappenmodul oder ein defekter Drosselklappensteller ein vollständiges Schließen der Drosselklappe unmöglich machen, so dass diese nur noch eingeschränkt funktionsfähig wäre, was aber bisher nur bei einer Inspektion festzustellen war.

Des weiteren ist es nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 12 möglich, dass Sensoren des Fahrzeugs überprüft und/oder neu kalibriert werden. In Anspruch 13 wird vorgeschlagen, dass bei einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem zugehörigen Kühlsystem ein zum Kühlsystem gehörender Temperatursensor überprüft wird.

In Folge von Fertigungstoleranzen bei der Herstellung von Sensoren, übermäßiger thermischer und/oder mechanischer Beanspruchung, Umwelteinflüsse und/oder Alterung können Sensoren ihre Kennlinie verändern, so dass ihre Ausgangssignale abdriften und es aufgrund fehlerhafter Sensorsignale zu Störungen beim Betrieb des Kraftfahrzeuges kommt. Häufig hat dies dann eine teure Reparatur mit aufwändiger Fehlersuche, dem Austausch von Fahrzeugkomponenten, und damit verbundenen Stillstandszeiten zur Folge.

Einer sich verschiebenden Kennlinie eines Sensors und demzufolge abdriftenden Sensorsignalen oder gar einem drohenden Totalausfall eines Sensors kann gemäß dem Vorschlag der Erfindung begegnet werden, indem beispielsweise während der Ruhephase des Fahrzeugs mit Hilfe redundanter Sensoren oder durch Kombination und/oder Verknüpfung der Signale anderer Sensoren die aktuelle Kennlinie eines bestimmten Sensors erfasst bzw. die zugehörigen Sensorsignale auf ihre Plausibilität hin geprüft werden können.

Bei abgedrifteten Sensorsignalen kann beispielsweise die Sensorkennlinie neu kalibriert oder eine zugehörige Korrekturgröße entsprechend angepasst werden. Ein drohender Ausfall eines Sensors kann zum Beispiel am ständigen und/oder starken Abdriften seiner Kennlinie erkannt und der Sensor daraufhin gezielt, zeit- und kostengünstig erneuert werden.

Durch eine daraufhin folgende Warnung an den Fahrer und, wie dies in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen wird, eine entsprechende Mitteilung mittels drahtloser Kommunikationsverbindung an eine Servicestelle können rechtzeitig vor dem Ausfall des Sensors Abhilfemaßnahmen eingeleitet werden. Dies reduziert merklich zeit- und kostenintensiven Wartungsaufwand und erspart Werkstattaufenthalte und die damit verbundenen Stillstands- und Nutzungsausfallzeiten des Kraftfahrzeuges, was insbesondere bei Nutzfahrzeugen zu deutlichen Mehrkosten und spürbar niedrigerer Rentabilität führt.

Nach Anspruch 16 wird vorgeschlagen, dass Fahrzeugdaten des Fahrzeugs und seiner Komponenten im Betriebszustand (Fahrbetrieb) erfasst, in geeigneter Form gespeichert und in der Ruhephase (bei Nichtbenutzung, außerhalb des Fahrbetriebes) weiterverarbeitet werden.

Bei der hier vorgeschlagenen Lösung geht es vorrangig um die Erfassung und Weiterverarbeitung von Betriebsdaten eines Fahrzeugs. Dabei werden Betriebsdaten des Fahrzeugs während des Betriebszustandes, d.h. während des (Fahr-) Betriebes, erfasst, in geeigneter Form zwischengespeichert und in der Ruhephase des Fahrzeugs (bei Nichtbenutzung, außerhalb des Fahrbetriebes) weiterverarbeitet.

Durch die ständige Erfassung und Speicherung von Betriebsdaten und deren Weiterverarbeitung in der Ruhephase des Fahrzeugs können Veränderungen von Betriebsdaten im Anfangszustand erkannt und Maßnahmen ergriffen werden, bevor solche Veränderungen zu einer Verschlechterung beispielsweise von Fahr-, Leistungs- oder Verbrauchswerten führen oder gar infolge von nicht optimalen Einstellungen Fehlfunktionen, vorzeitiger Verschleiss oder eine zu schnelle Alterung bei Fahrzeugkomponenten auftreten.

Nach bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 17 bis 19 wird vorgeschlagen, dass erfasste, zwischengespeicherte oder abgelegte Betriebsdaten mit Hilfe statistischer Methoden aufbereitet, beispielsweise mittels Histogrammen erfasst und mit Hilfe einer Mustererkennung ausgewertet werden.

Ein Histogramm ermöglicht eine übersichtliche Darstellung einer großer Menge von erfassten, zwischengespeicherten oder abgelegten Betriebsdaten, wie sie beim (Fahr-) Betrieb eines Fahrzeugs anfallen und ermöglicht auf einfache Weise beispielsweise die Ableitung des Mittelwertes. Somit kann ein auf Basis der Betriebsdaten des Fahrzeugs erstelltes Histogramm zum Beispiel mit einem validierten Histogramm des betreffenden Fahrzeugs verglichen und Abweichungen davon, etwa in Form eines verschobenen Mittelwertes, leicht erkannt werden.

Durch Anwendung der Mustererkennung läßt sich aus den erfassten, zwischengespeicherten oder abgelegten bzw. aufbereiteten Betriebsdaten weiterhin auf eine wahrscheinliche Ursache einer Abweichung schließen, so dass die Abweichung klassifiziert werden kann und entsprechende Maßnahmen, beispielsweise eine Neueinstellung von Parametern, vorgenommen werden können. Genauso ermöglicht die Verteilungskurve des Histogrammes die Interpretation einer Streuungsursache, d.h. einer Abweichung von der optimalen Einstellung bzw. eine eingeschränkte Verfügbarkeit.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 20 wird vorgeschlagen, dass der Ablauf einzelner abzuarbeitender Programmschritte einer Software für den Fahrbetrieb mittels einer dafür geeigneten Vorrichtung bzw. eines dafür geeigneten Algorithmus mitverfolgt, gespeichert und analysiert wird.

Das Mitverfolgen, Speichern und Analysieren des Ablaufs einzelner Programmschritte wird auch als „program tracking" oder „program tracing" bezeichnet. Dabei werden alle Bewegungen eines Zeigers („program counter"), der auf eine jeweils abzuarbeitende Programmzeile zeigt, mitverfolgt, gespeichert und gegebenenfalls visualisiert. Dadurch lässt sich im Nachhinein der genaue Ablauf eines Programmes (Prgrammpfad) verfolgen, die genaue Abfolge aller durchlaufenen Programmzeilen, einschließlich aller Sprünge und des Verhaltens bei Verzweigungen, beispielsweise bei einer zum Fahrbetrieb dienenden Software.

Eine nachfolgende Analyse der gespeicherten Abfolge aller durchlaufenen Programmzeilen, d.h. also des Prgrammpfades, gibt genauen Aufschluss darüber, ob zum Beispiel bestimmte Programmteile oder -zeilen sehr oft oder überhaupt nicht durchlaufen wurden oder ob Bedingungen bei Verzweigungen (if...then...else) häufig oder nie erfüllt werden. Werden bestimmte Programmteile oder -zeilen häufig oder nie durchlaufen, kann dies auf eine Störung in einer Fahrzeugkomponente oder auf einen Softwarefehler hindeuten.

Eine Störung kann somit schon im Anfangsstadium, insbesondere während der Ruhephase des Fahrzeugs, lokalisiert und behoben werden, bevor beispielsweise Antriebskomponenten beschädigt werden oder gar ausfallen. Die Information über die Störüng und gegebenenfalls auch Informationen über ihre Behebung kann direkt oder indirekt an andere Fahrzeuge dieses Typs weitergegeben werden, so dass auch bei diesen Fahrzeugen die Störung schnell behoben und so möglicherweise eine Rückrufaktion vermieden werden kann.

Es ist von Vorteil, wie dies in den Ansprüchen 21 bis 23 beschrieben ist, wenn im Zuge einer Diagnose des Fahrzeugs erstmal die an Bord befindlichen Steuergeräte und das die Steuergeräte verbindende Netzwerk überprüft werden. Bei voller Verfügbarkeit des Netzwerkes und der Steuergeräte kann dann davon ausgegangen werden, dass die bei der weiteren Diagnose übertragenen Daten und Anweisungen fehlerfrei übertragen werden.

Im anderen Fall, wenn von einer nur eingeschränkten Verfügbarkeit des Netzwerkes und/oder der Steuergeräte ausgegangen werden muss, kann je nach vorliegender Einschränkung versucht werden, beispielsweise bei ausgefallenen Steuergeräten bestimmte Diagnoseaufträge von anderen Steuergeräten durchführen zu lassen, oder die Diagose abzubrechen, um eine aufgrund fehlerhaft übertragener Daten und/oder Anweisungen fehlerhafte Diagnose und deren negative Folgen zu verhindern.

Nach weiteren sehr vorteilhaften Vorschlägen gemäß den Ansprüchen 24 bis 27 beschränkt sich die Erfindung nicht auf das Erfassen, Speichern und Aufbereiten von Betriebs- und/oder Diagnosedaten des Fahrzeugs, sondern ermöglicht auch das Heilen von festgestellten Fehlern, und zwar möglichst schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt, bevor diese festgestellten Fehler Schäden am Fahrzeug bzw. seiner Komponenten auslösen und/oder Folgeschäden auftreten.

Durch die während der Ruhephase durchgeführte Diagnose und der gegebenenfalls durchgeführten Maßnahmen zur Selbstheilung von Hard- und Softwarekomponenten (Hardware-in-the-Loop, Software-in-the-Loop) wird eine größtmögliche Verfügbarkeit beispielsweise der Antriebskomponenten des Fahrzeugs sichergestellt, und darüber hinaus auch deren bestmögliche Einstellung gewährleistet. Reparaturen, Ausfallzeiten und Verschleiß verringern sich dadurch merklich, während sich die Nutzungsdauer des Fahrzeugs und der Fahrzeugkomponenten wesentlich verlängert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen:
1 ein Drosselklappenmodul für den Ansaugtrakt einer Verbrennungsmaschine,
2 eine schematische Darstellung des Drosselklappenmoduls und einer elektronischen Einheit zur Ansteuerung des Drosselklappenmoduls,
3 ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem zugehörigen Kühlsystem, ein im Kühlsystem angeordneter Thermostat und ein zugehöriger Temperatursensor,
4 eine prinzipielle Darstellung des Ablaufs von abzuarbeitenden Programmzeilen bei einer Software für den Fahrbetrieb, zudem das Mitverfolgen und die Weiterverarbeitung mittels statistischer Methoden dieses Ablaufs und
5 ein reales Histogramm, mit den Adresscodes von Programmzeilen auf der einen Achse, der Häufigkeit der Aufrufe von Prgrammzeilen auf der anderen Achse und Säulen aus zwei Abläufen mit unterschiedlicher Drehzahl der Brennkraftmaschine.
Die Erfindung beschreibt, wie sich die Abstell- oder Ruhephase eines Kraftfahrzeugs zur Verbesserung der Onboard-Diagnose und zur Adaption des Antriebsstranges nutzen lässt; sie eignet sich insbesondere zum Betrieb eines Diagnose- und Servicesystems in einem Kraftfahrzeug.
1 zeigt ein gewöhnliches Drosselklappenmodul 1 für den Ansaugtrakt einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug zur Drosselung des in die Brennkraftmaschine einströmenden Luftvolumens. Das Drosselklappenmodul 1 weist in einem Drosselklappengehäuse 6 eine Drosselklappe 2 auf, einen elektrisch betriebenen Drosselklappensteller 3, eine elektrische Anschlussleitung 4 und einen Rückstellmechanismus 5 für die Drosselklappe 2. Mit Hilfe eines in 1 nicht dargestellten Drosselklappensensors (2 Pos. 13), beispielsweise eines Potentiometers, kann die Stellung des Rückstellmechanismus 5 und somit die Stellung der Drosselklappe 2 erfasst werden.
In 2 sind schematisch nochmals das Drosselklappenmodul 1 mit Drosselklappengehäuse 6, elektrischer Anschlussleitung 4, Drosselklappensteller 3, sowie einer elektronischen Einheit 7 zur Ansteuerung des Drosselklappenmoduls 1 dargestellt. Zur elektronischen Einheit 7 gehören ein Fahrpedalsensor 8, der die Stellung eines vom Fahrer betätigten (nicht dargestellten) Fahrpedals erkennt, eine erste Verstärkereinheit 9, welche die elektrischen Signale des Fahrpedalsensors 8 verstärkt, eine Steuerungseinrichtung 10, in der die Steuergröße zur Öffnung der Drosselklappe 2 ( 1) bestimmt wird und entsprechende Steuersignale erzeugt werden, eine zweite Verstärkereinheit 11, in der die Steuersignale der Steuerungseinrichtung 10 zur Öffnung der Drosselklappe 2 in entsprechende Steuerspannungen und Steuerströme für den Drosselklappensteller 3 umgesetzt werden und schließlich eine Spannungsversorgungseinheit 12 zur Spannungsversorgung der elektronischen Einheit 7.
In der zweiten Verstärkereinheit 11 werden zudem die Signale des Drosselklappensensors 13 aufbereitet und anschließend an die Steuerungseinrichtung 10, bei der es sich beispielsweise um ein Steuergerät des Fahrzeugs handelt, weiter gegeben, insbesondere zur vollständigen oder teilweisen Auswertung.
Anhand eines Laboraufbaus gemäß 2 werden das dynamische Verhalten eines funktionierenden Drosselklappenmoduls 1 und gegebenenfalls verschiedener defekter Drosselklappenmodule 1 gemessen und aus den sich ergebenden Messdaten jeweils ein zugehöriges (rechnerisches) Modell abgeleitet. Beispielsweise durch Zwischenschalten von verschieden großen ohmschen Widerständen 14, beispielsweise 0,33 Ω, 0,68 Ω, 1 Ω, 1,5 Ω, 2,2 Ω oder 3,3 Ω, in die elektrische Anschlussleitung 4 können auch mögliche Störursachen am Drosselklappensteller 3 oder am Drosselklappensensor 13, beispielsweise korrodierte oder verschmutzte Kontakte, im jeweiligen Modell nachgebildet werden.
Mit Hilfe des jeweiligen (rechnerischen) Modells kann das Verhalten eines funktionierenden und/oder defekten Drosselklappenmoduls 1 nachgebildet, d.h. simuliert und somit das Verhalten von funktionierenden mit nicht funktionierenden Drosselklappenmodulen 1 verglichen werden. Mit Hilfe des erstellten Modells kann bei einem isolierten Test, d.h. ohne den Einfluss von Sensorsignalen und ohne die Abhängigkeit von Parametern, während der Ruhephase des Fahrzeugs 15 (3) eine aktive Prüfung des Drosselklappenstellers 3 als relevantem Akutator durchgeführt werden, d.h. anhand von hierfür geeigneten Prüf-, Mess- bzw. Diagnoseroutinen kann der exakte (Verschleiss-) Zustand, also die volle oder eingeschränkte Funktionsfähigkeit, sicher festgestellt werden.
Zum Beispiel wird direkt nach Beginn der Ruhephase des Fahrzeugs eine Prüf-, Mess- bzw. Diagnoseroutine gestartet und eine aktive Aktuatorprüfung durchgeführt, indem der Drosselklappensteller 3 durch die elektronische Einheit 7 veranlasst wird, die Drosselklappe 2 in eine bestimmte Stellung oder Position zu bewegen. Dies kann auch insbesondere eine Stellung oder Position sein, die in der Betriebsphase des Fahrzeugs (bei laufender Brennkraftmaschine) nicht möglich ist, wie dies bei einer vollkommen geschlossenen Stellung der Drosselklappe 2 der Fall ist. Mit Hilfe des Drosselklappensensors 13 werden die daraufhin von der Drosselklappe 2 eingenommene Stellung oder Position und ihr dynamisches Verhalten erfasst und dementsprechende (Diagnose-) Daten in Form von elektrischen Signalen erst der Verstärkereinheit 11 und danach der Steuerungseinrichtung 10 zugeführt.
Aus einem Vergleich zwischen dem Verhalten des im Fahrzeug eingebauten Drosselklappenmoduls 1 und den (rechnerischen) Modellen, der beispielsweise in der Steuerungseinrichtung 10 und/oder einer sonstigen Steuerungseinrichtung, insbesondere einem der weiteren Steuergeräte des Fahrzeugs, vorgenommen werden kann, können eventuelle Störungen oder Fehler aufgespürt und zudem klassifiziert werden. Wird eine solche aktive Aktuatorprüfung in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt, kann dadurch das Langzeitverhalten von Aktuatoren, hier des Drosselklappenstellers 3, in einem definierten Zustand, d.h. in einer bestimmten Stellung, beobachtet werden.
Hierzu können die bei der Diagnose als Auswerteeinheiten genutzten Steuergeräte für die in den Steuergeräten ablaufende Software Speicher aufweisen, die mittels elektrischer Signale lösch- und wiederbeschreibbar sind, so dass zur Diagnose und/oder zur Auswertung der Diagnose- oder Messdaten die Software temporär aus diesen Speichern gelöscht werden kann und somit mehr Speicher zur Verfügung steht.
Oder es ist bei lösch- und wiederbeschreibbaren Speichern auch möglich, dass die Steuergeräte, beispielsweise die Steuerungseinrichtung 10, für die zur Diagnose durchgeführten Messungen und Aktionen mit einer speziellen Diagnosesoftware betrieben werden und dass nach diesen Aktionen oder Messungen wieder eine gewöhnliche, für den Fahrbetrieb optimierte Software in die Steuergeräte geladen wird.
Sollte der Speicherplatz und/oder die Rechenleistung der Steuergeräte des Fahrzeugs nicht zur Auswertung der Diagnosedaten ausreichen, ist es ebenso denkbar, dass die Ergebnisse der Aktionen oder Messungen, oder weiterverarbeitete Diagnosedaten, an eine nicht an Bord des Fahrzeugs befindliche Auswerteeinheit übermittelt werden.
Bei dieser nicht an Bord des Fahrzeugs befindlichen Auswerteeinheit kann es sich um einen Zentralrechner handeln, der beispielsweise beim Hersteller des Fahrzeugs, in einer Servicestelle oder Werkstatt betrieben wird und bei dem alle relevanten Diagnosedaten oder sonstigen auszuwertende Daten einer bestimmten Gruppe von Fahrzeugen, wie beispielsweise einer bestimmten Baureihe oder allen Fahrzeugen mit der gleichen betreffenden Fahrzeugkomponente, zusammen laufen und auf dem beliebige Auswertungen dieser Daten vorgenommen werden können.
In 3 sind ein Kraftfahrzeug 15 mit einer Brennkraftmaschine 16, einem zugehörigen Kühlsystem 17, ein im Kühlsystem 17 angeordneter Thermostat 18 und ein zugehöriger Temperatursensor 19, der beispielsweise die Temperatur des Kühlwassers in der Brennkraftmaschine 16 misst, dargestellt.
Bei einem Defekt im Kühlsystem 17, in Folge dessen beispielsweise die Brennkraftmaschine 16 überhitzen kann, ist es äußerst schwierig festzustellen, ob der Defekt vom Thermostaten 18 oder vom zugehörigen Temperatursensor 19 verursacht wird. In den meisten Fällen werden daher bei einem derartigen Defekt in einer Werkstatt sowohl der Thermostat 18 als auch der zugehörige Temperatursensor 19 ausgetauscht.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, dass auch Sensoren des Fahrzeugs 15, beispielsweise der Temperatursensor 19, überprüft und/oder (neu) kalibriert werden und auch ein drohender Ausfall rechtzeitig vor dem tatsächlichen Ausfall erkannt wird. Wird eine solche aktive Sensorprüfung in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt, kann dadurch das Langzeitverhalten von Sensoren, hier des Temperatursensors 19, beobachtet werden.
Eine sich verändernde Sensorkennlinie und auch ein drohender oder tatsächlicher Defekt des Temperatursensors 19 kann wiederum durch einen Vergleich zwischen der aktuellen, tatsächlichen Kennlinie des Temperatursensors 19 und der Kennlinie aus einem zugehörigen (rechnerischen) Modell festgestellt werden.
Zur Herleitung des zugehörigen (rechnerischen) Modells werden am realen, nach dem Fahrbetrieb sich in der Ruhephase befindlichen Fahrzeug 15 bei realen Umgebungsbedingungen verschiedene Temperaturverläufe gemessen, beispielsweise der Verlauf der Umgebungstemperatur, des Kühlwassers, des Motoröls und/oder des Treibstoffs. Durch Zwischenschalten von verschieden großen ohmschen Widerständen, beispielsweise 10 Ω oder 100 Ω in die elektrische Anschlussleitung des Temperatursensors 19 (analog zu den zwischengeschalteten ohmschen Widerständen 14 in 2), werden mögliche Messfehlerursachen wie eine bauteilinterne Drift des Temperatursensors 19 oder korrodierte Kontakte, die Einfluss auf Messergebnis haben, simuliert.
Aus den ermittelten Messwerten der genannten verschiedenen Temperaturverläufe wird ein (rechnerisches) Modell für den Temperaturverlauf im Bereich des Temperatursensors 19 abgeleitet. Dabei soll es sich bewusst um ein einfaches (rechnerisches) Modell handeln, damit die Simulation an Bord und mittels der Steuergeräte des Fahrzeugs durchgeführt werden kann.
Ein Beispiel eines Modells für die Temperaturverläufe lautet: Tcool(t + 1) = Tcool(t) – k·(Tcool(t) – Tair(t)) mit:

T_cool(t): eine bestimmte Temperatur, z.B. des Kühlmittels, zu einem Zeitpunkt t,
T_cool(t + 1): eine bestimmte Temperatur, z.B. des Kühlmittels, zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t + 1,
T_air(t): die Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt t und
k: als einem Korrekturfaktor für den verwendeten Temperatursensor 19.

Aufgrund des bewusst einfachen Modells ergeben sich naturgemäß Unterschiede zwischen den ermittelten Messwerten für die genannten verschiedenen Temperaturverläufe über der Zeit und den sich aus dem Modell ergebenden Temperaturverläufen, so dass sich im ungeünstigsten Fall, insbesondere bei einer durch ohmsche Widerstände simulierte Kontaktkorrosion und/oder Sensordrift, eine Differenz zwischen einer gemessenen und einer zugehörigen simulierten Temperatur von etwa 10 K ergeben kann.
Eine genaue Analyse der gemessenen und simulierten Temperaturverläufen ergab im voliegenden Beispiel, wo das Fahrzeug abends nach dem Fahrbetrieb abgestellt wurde, dass die Unterschiede im Zeitraum um Mitternacht (d.h. nach 6–8 Stunden) am geringsten waren; sie lagen bei nur wenigen Kelvin Temperaturdifferenz; die Temperaturunterschiede zu Beginn der Nacht bzw. am Ende der Nacht waren deutlich größer. Daher ist es im vorliegenden Fall am günstigsten, nach einem Fahrbetrieb in der darauffolgenden Ruhephase des Fahrzeugs während der Nacht eine Überprüfung des Temperatursensors 19 zu einem Zeitpunkt ungefähr um Mitternacht vorzunehmen.
Zur Überprüfung wird in einem geeigneten Steuergerät des Fahrzeugs, beispielsweise im Motorsteuergerät, eine Simulation durchgeführt und anhand des (rechnerischen) Modells eine Soll-Temperatur für den Bereich des Temperatursensors 19 und für einen bestimmten Zeitpunkt, der beispielsweise in der zeitlichen Nähe zu Mitternacht liegt, errechnet. Zu diesem bestimmten und vorher festgelegten Zeitpunkt wird die vom Temperatursensor 19 gemessene Ist-Temperatur abgefragt und beispielsweise im Motorsteuergerät diese Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur aus der Simulation verglichen.
Abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs zwischen Ist- und Soll-Temperatur wird über das weitere Vorgehen entschieden, ob beispielsweise nur eine geringe Abweichung vorliegt und somit keine weitere Maßnahme zu ergreifen ist. Oder ob bei merklicher Abweichung eine (Neu-) Kalibrierung des Temperatursensors 19 durchgeführt wird. Die Durchführung und das Ergebnis des Vergleichs wird protokolliert und das Protokoll an geeigneter Stelle, beispielsweise in einem Speicher eines Steuergerätes, abgelegt oder auch über eine drahtlose Datenübertragung zum Beispiel zur Speicherung und/oder weiteren Verarbeitung an einen Zentralrechner übertragen.
Anhand der diesbezüglichen Protokolle kann z.B. mittels der Drift des Temperatursensors 19 über einen größeren Zeitraum, der Häufigkeit durchgeführter (Neu-) Kalibrierungen und/oder aufgrund sonstiger Auffälligkeiten eine zu große Messungenauigkeit des Temperatursensors 19 oder gar ein drohender Ausfall festgestellt und eine entsprechende Warnung dem Fahrer mitgeteilt werden. Oder wenn im betreffenden Fall mittels des Temperatursensors 19 und auch mittels anderer, beispielsweise redundanter Sensoren eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur der Brennkraftmaschine 16 festgestellt wird, kann zweifelsfrei auf einen nicht korrekt funktionierenden Thermostat 18 geschlossen und der Fahrer auf den notwendigen Austausch aufmerksam gemacht werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel soll aufgezeigt werden, wie mit Hilfe der Erfindung Betriebsdaten des Fahrzeugs 15 und seiner Komponenten im Betriebszustand, d.h. im Fahrbetrieb erfasst, in geeigneter Form zwischengespeichert und in der Ruhephase des Fahrzeugs 15 weiterverarbeitet werden.
4 zeigt eine prinzipielle Darstellung des Ablaufs von abzuarbeitenden Programmzeilen bei einer Software für den Fahrbetrieb, zudem das Mitverfolgen und die Weiterverarbeitung mittels statistischer Methoden dieses Ablaufs, mit abzuarbeitenden Programmzeilen 20 und deren Adresscode, einem Programmzeilenzeiger oder -zähler (program counter) 21 zum Mitverfolgen der abzuarbeitenden Programmzeilen 20, einer Vorrichtung bzw. einem Algorithmus 22 zum Mitverfolgen der abzuarbeitenden Programmzeilen 20 und zum Weiterverarbeiten dieses Ablaufs mittels statistischer Methoden, und einem Histogramm 23 mit einer Achse 24 für den Adresscode der Programmzeilen 20, einer Achse 25 für die Häufigkeit der Aufrufe der Prgrammzeilen 20 und Säulen 26.
Die Programmzeilen 20 mit ihrem jeweiligen Adresscode sind beispielsweise Teil einer Software für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs 15 (3) und können auszuführende Anweisungen (Befehle), Entscheidungen oder dergleichen nach Art eines Algorithmus enthalten. Der Programmzeilenzeiger 21 deutet während der Abarbeitung des Algorithmus immer auf diejenige Programmzeile 20, die gerade ausgeführt/abgearbeitet wird. Alle diese Bewegungen des Programmzeilenzeigers 20 werden von der Vorrichtung bzw. dem Algorithmus 22, auch als Analysator bezeichnet, mitverfolgt, gespeichert und weiterverarbeitet, d.h. insbesondere mit Hilfe statistischer Methoden aufbereitet.
Beispielsweise wird durch die Vorrichtung bzw. den Algorithmus 22, wie hier dargestellt, ein Histogramm 23 erzeugt, aus dem hervor geht, wie häufig ein zu einer bestimmten Prgrammzeile 20 gehörender Adresscode aufgerufen bzw. abgearbeitet wird. Für den Ablauf eines bestimmten Algorithmus, beispielsweise einer Software für den Fahrbetrieb, können mehrere Histogramme 23 angelegt und gespeichert bzw. in einem Histogramm 23 mehrere Säulen 26 aufgetragen werden. Ein Vergleich der verschiedenen Histogramme 23 bzw. der verschiedenen Säulen 26, der beispielsweise mit Hilfe einer Mustererkennung durchgeführt wird, zeigt dann, ob bestimmte Abläufe identisch oder unterschiedlich sind. Unterschiedliche Abläufe können auf einen vorhandenen Fehler hinweisen.
5 zeigt ein reales Histogramm 23, mit den Adresscodes von Programmzeilen 20 auf der Achse 24, der Häufigkeit der Aufrufe von Prgrammzeilen 20 auf der Achse 25 und Säulen 26a und 26b aus zwei Abläufen, wobei ein erster Ablauf bei einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 16 (3) von 3000 l/min durch die Säulen 26a und ein zweiter Ablauf bei einer Drehzahl von 6000 l/min durch die Säulen 26b symbolisch dargestellt sind.
In einem ersten Bereich 27 des Histogramms 23 sind die Säulen 26a und 26b in etwa gleich hoch, was bedeutet, dass die zugehörigen Programmzeilen 20 beim ersten Ablauf mit einer Drehzahl von 3000 l/min genauso oder wenigstens ungefähr so oft durchlaufen worden sind wie beim zweiten Ablauf mit einer Drehzahl von 6000 l/min. Daraus, dass keine oder nur minimale Unterschiede zwischen den Säulen 26a und 26b vorhanden sind, kann geschlossen werden, dass beide Abläufe ordnungsgemäß funktioniert haben und kein Fehler vorliegt.
In einem zweiten Bereich 28 und einem dritten Bereich 29 des Histogramms 23 sind deutliche Unterschiede bezüglich der Höhe der Säulen 26a und 26b erkennbar, was bedeutet, dass die beiden Abläufe bei einer Drehzahl von 3000 l/min bzw. 6000 l/min sehr unterschiedlich sind und die zugehörigen Programmzeilen 20 unterschiedlich oft durchlaufen werden. Ob diese Auffälligkeiten lediglich auf die unterschiedliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 16 zurückzuführen sind oder ob ein Fehler, beispielsweise ein Software- oder Hardwarefehler oder ein fehlendes Sensorsignal, beispielsweise dass das Signal des Kurbelwellensensors fehlt, vorliegt, muss durch eine nachfolgende genaue Analyse geklärt werden.
Eine solche Analyse von Betriebs- oder Diagnosedaten kann mit vertretbarem Zusatzaufwand im Zusammenhang mit den Diagnose-Routinen und natürlich ebenfalls im Ruhezustand des Fahrzeugs 15 (3) durchgeführt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine solche Analyse beispielsweise im einfachsten Fall darin bestehen, auffällige Bereiche im Histogramm 23, beispielsweise die in 5 dargestellten Bereiche 28 und 29, und die in diesen Bereichen 28 und 29 auf der Achse 24 genannten Adresscodes der Prgrammzeilen 20 (4) erstmal detailliert, d.h. mit höherer Auflösung darzustellen bzw. einen Messauftrag für die nächste oder eine nachfolgende Betriebsphase zu erstellen, in der dann z.B. eine spezielle Messung mit verbesserter Auflösung durchgeführt wird.
Im Fall des Temperatursensors 19 (3) könnte ein Vergleich zwischen einem derart hoch aufgelösten Histogramm 23 des realen Temperatursensors 19 und einem beispielsweise in einem Zentralrechner gespeicherten (Referenz-) Histogramm 23 eines normal funktionierenden Temperatursensors 19 mittels einer Mustererkennung eine Diskrepanz erkannt werden.
Zusätzlich oder alternativ können zur Analyse von Betriebs- oder Diagnosedaten die Bewegungen des Programmzeilenzeigers 21 (4) wie auch relevante Sensorsignale mit einem Zeitsignal versehen und dergestalt aufgezeichnet werden, so dass innerhalb von deckungsgleichen Zeitfenstern ein Vergleich zwischen den Bewegungen des Programmzeilenzeigers 21 und den relevanten Sensorsignalen möglich ist. Auf diese Weise lässt sich mit vertretbarem Aufwand herausfinden, ob fehlende oder fehlerhafte Sensorsignale, wie beispielsweise die Signale des Temperatursensors 19, die Ursache für Auffälligkeiten im Histogramm 23 oder für Diskrepanzen zu einem Referenzhistogramm sind.
Um Ursachen oder Erklärungen für eine Diskrepanz zwischen einem realen und einem Referenzhistogramm zu finden, könnte beispielsweise erstmal mittels einer Art Frage- und Antwortspiel zwischen den Steuergeräten eine Prüfung des an Bord des Fahrzeugs 15 installierten Netzwerks und der Steuergeräte selbst durchgeführt werden. Beispielsweise wird hierzu von einem bestimmten oder zufällig ausgewählten Steuergerät eine bestimmte Datenfolge als Frage über das Netzwerk gesendet, worauf hin die übrigen Steuergeräte eine jeweils andere bestimmte Datenfolge als Antwort über das Netzwerk an das fragende Steuergerät zurücksenden müssen. Anhand erfolgter oder ausbleibender Antworten lässt sich die volle Verfügbarkeit bzw. ein teilweiser oder völliger Ausfall des Netzwerkes und/oder einzelner oder aller Steuergeräte feststellen.
Ergibt das Frage-Antwort-Spiel, dass Netzwerk und Steuergeräte voll verfügbar sind, kann eine Fehlerheilung bei der betreffenden Fahrzeugkomponente versucht werden. Zum Beispiel kann mittels spezieller und gegebenenfalls wiederholt durchgeführter Einstell- und Messroutinen geprüft werden, ob eine Adaption einer Kennlinie, insbesondere eines Sensors oder eines Aktuators, beispielsweise die Kennlinie des Drosselklappenstellers 3 (1, 2) oder die Kennlinie des Temperatursensors 19 (3), zur Verbesserung eines festgestellten Fehlers führt.
Weiterhin kann im Zuge einer Fehlerheilung eine gegebenenfalls mehrmalige Kalibrierung einer Software, insbesondere einer Software für den Fahrbetrieb, vorgenommen werden, indem z.B. die Alterung oder das Langzeitverhalten von Fahrzeugkomponenten wie Sensoren und Aktuatoren durch Verändern von Parametern berücksichtigt wird oder indem äußere Einflüsse wie die Höhenlage oder der Luftdruck berücksichtigt werden und somit eine Umgebungsanpassung der Parameter vorgenommen wird.
Für alle diese Diagnose-, Prüf- und/oder Heilungsroutinen gilt, dass sie direkt nach Beginn einer Ruhephase des Fahrzeugs 15 gestartet werden können, und dass hoch priorisierte und/oder mit wenig Zeitbedarf verbundene Routinen vorrangig durchgeführt werden, da es möglich ist, dass das Fahrzeug 15 schon nach relativ kurzer Zeit wieder für den Fahrbetrieb verwendet wird. Weniger wichtige und/oder langwierige Routinen können zu einem späteren Zeitpunkt während der Ruhephase durchgeführt werden.
Weiterhin gilt auch, dass spezielle Diagnoseroutinen auch permanent während einer Ruhephase des Fahrzeugs 15 betrieben werden können und dass Diagnose-, Prüf- und/oder Heilungsroutinen sowohl von sich aus, insbesondere auf Grund eines besonderen Ereignisses, als auch durch eine entsprechende, von außerhalb des Fahrzeugs 15 kommende Anweisung gestartet werden. Eine derartige von außerhalb kommende Anweisung kann beispielsweise durch eine Werkstatt, durch ein weiträumig verteiltes Netzwerk (WLAN) oder durch den Fahrer selbst veranlasst sein.
Das in den Ausführungsbeispielen beschriebene Vorgehen kann auch genutzt werden, um Diagnose-, Mess- und/oder Prüfroutinen zu verbessern, indem das Ergebnis einer aufgrund einer derartigen Routine vorgenommenen Änderung beobachtet und mit dem Zustand vor der Änderung verglichen wird. Oder indem nach einer Diagnose-, Mess- und/oder Prüfroutine verschiedene Veränderungen/Anpassungen, beispielsweise Parameteränderungen und/oder Kalibrierungen, durchgeführt und die jeweiligen Ergebnisse miteinander verglichen werden. Aufgrund des Vergleichsergebnis kann dann bei einer erneuten notwendigen Aktion diejenige Veränderung/Anpassung mit dem zuvor besten Ergebnis Anwendung finden.
Weiterhin können mit Hilfe der hier beschriebenen Erfindung eindeutige Fehlerursachen herausgefunden und jeder Fehlerursache ein Fehlercode zugewiesen werden. Im Zuge von gegebenenfalls wiederholt durchgeführten Diagnose-, Mess- und/oder Prüfroutinen können auch vorläufige und damit möglicherweise falsche oder irreführende Fehlercodes aus dem Fehlerspeicher eines Fahrzeugs gelöscht werden. Beide Maßnahmen führen zu einer wesentlich verbesserten Onboard-Diagnose bei einem Fahrzeug. Aus den Diagnose-, Mess- und/oder Prüfroutinen können zudem auch Werkzeuge zur verbesserten Offboard-Diagnose, also der Diagnose in einer Werkstatt, gewonnen werden.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Diagnose- und Servicesystems in einem Kraftfahrzeug (15), bei dem zur Überprüfung, Diagnose und/oder Kalibrierung Aktionen und/oder Messungen initiiert und sich daraus ergebende Reaktionen bzw. Ergebnisse in Auswerteeinheiten erfasst, gespeichert und weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese Aktionen und/oder Messungen in der Ruhephase des Fahrzeugs (15) vorgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Reaktionen bzw. Ergebnisse mittels der an Bord befindlichen Auswerteeinheiten weiterverarbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Auswerteeinheiten die Steuergeräte des Fahrzeugs (15) genutzt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Auswerteeinheiten bzw. Steuergeräten die Speicher für die Software mittels elektrischer Signale gelöscht und wiederbeschrieben werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aktionen oder Messungen die Auswerteeinheiten bzw. Steuergeräte mit einer speziellen Diagnosesoftware betrieben und nach diesen Aktionen oder Messungen wieder eine gewöhnliche, für den Fahrbetrieb optimierte Software in die Auswerteeinheiten geladen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergebnisse der Aktionen oder Messungen zur Diagnose oder weiterverarbeitete Diagnosedaten an eine nicht an Bord des Fahrzeugs (15) befindliche Auswerteeinheit übermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Auswerteeinheit ein Zentralrechner verwendet wird, bei dem alle relevanten Diagnosedaten oder sonstigen auszuwertende Daten einer bestimmten Gruppe von Fahrzeugen zusammen laufen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung, Diagnose und/oder Kalibrierung Fahrzeugkomponenten (2) oder Teile davon mittels Stellglieder (3) betätigt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkomponenten (2) oder Teile davon mittels der Stellglieder (3) in Positionen oder Stellungen gebracht werden, die in der Betriebsphase des Fahrzeugs (15) nicht möglich sind.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Fahrzeug (15) mit Brennkraftmaschine eine im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnete Drosselklappe (2) mittels eines Drosselklappenstellers (3) betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappensteller (3) von einer Steuerungseinrichtung (10) veranlasst wird, die Drosselklappe (2) in eine bestimmte Stellung zu bewegen, dass von einem Drosselklappensensor (13) die von der Drosselklappe (2) eingenommene Stellung und ihr dynamisches Verhalten erfasst und entsprechende Signale der Steuerungseinrichtung (10) zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (19) des Fahrzeugs (15) überprüft und/oder neu kalibriert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kraftfahrzeug (15) mit einer Brennkraftmaschine (16) und einem zugehörigen Kühlsystem (17) ein im Kühlsystem (17) angeordneter Thermostat (18) und ein zugehöriger Temperatursensor (19) überprüft werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst am realen, nach dem Fahrbetrieb sich in der Ruhephase befindlichen Fahrzeug (15) bei realen Umgebungsbedingungen ein bestimmter Temperaturverlauf gemessen wird bzw. bestimmte Temperaturverläufe gemessen werden, dass anschließend aus den ermittelten Messwerten ein (rechnerisches) Modell für den Temperaturverlauf im Bereich des Temperatursensors (19) abgeleitet wird, dass eine Simulation durchgeführt und anhand des Modells eine Soll-Temperatur für einen bestimmten Zeitpunkt und für den Bereich des Temperatursensors (19) errechnet wird, dass zu diesem bestimmten Zeitpunkt die vom Temperatursensor (19) gemessene Ist-Temperatur abgefragt und mit der errechneten Soll-Temperatur verglichen wird und dass abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs weitere Maßnahmen ergriffen werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Umgebungstemperatur des Fahrzeugs (15) und der Temperaturverlauf des Kühlwassers gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsdaten des Fahrzeugs (15) und seiner Komponenten im Betriebszustand erfasst, in geeigneter Form zwischengespeichert und in der Ruhephase des Fahrzeugs (15) weiterverarbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass erfasste, zwischengespeicherte oder abgelegte Betriebsdaten mit Hilfe statistischer Methoden aufbereitet werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsdaten mittels Histogrammen (23) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsdaten und/oder Histogramme (23) mit Hilfe einer Mustererkennung ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf einzelner abzuarbeitender Programmzeilen (20) einer Software für den Fahrbetrieb mittels einer dafür geeigneten Vorrichtung bzw. eines dafür geeigneten Algorithmus (22) mitverfolgt, gespeichert und analysiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der an Bord des Fahrzeugs (15) installierten Steuergeräte und eines die Steuergeräte verbindenden Netzwerks mittels eines Frage- und Antwortspiels eine Prüfung des Netzwerkes und der Steuergeräte selbst durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung von einem bestimmten oder zufällig ausgewählten Steuergerät eine bestimmte Datenfolge als Frage über das Netzwerk gesendet und darauf hin die übrigen Steuergeräte eine jeweils andere bestimmte Datenfolge als Antwort über das Netzwerk an das fragende Steuergerät zurücksenden müssen.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass anhand erfolgter oder ausbleibender Antworten die Verfügbarkeit bzw. ein teilweiser oder völliger Ausfall des Netzwerkes und/oder einzelner oder aller Steuergeräte festgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge einer Fehlerheilung eine gegebenenfalls mehrmalige Kalibrierung einer Software vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge einer Fehlerheilung die Alterung von Fahrzeugkomponenten wie Sensoren (8, 13, 19) und/oder Aktuatoren (3) durch Verändern von Parametern berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge einer Fehlerheilung äußere Einflüsse wie die Höhenlage oder der Luftdruck berücksichtigt werden und somit eine Umgebungsanpassung der Parameter vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mittels spezieller Einstell- und Messroutinen geprüft wird, ob eine Adaption einer Kennlinie, insbesondere eines Sensors (8, 13, 19) und/oder eines Aktuators (3) zur Verbesserung eines festgestellten Fehlers führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass in der nächsten oder einer nachfolgenden Betriebsphase des Fahrzeugs (15) eine spezielle Messung mit verbesserter Auflösung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass Diagnose-, Prüf- und/oder Heilungsroutinen direkt nach Beginn einer Ruhephase des Fahrzeugs (15) gestartet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass hoch priorisierte und/oder mit wenig Zeitbedarf verbundene Diagnose-, Prüf- und/oder Heilungsroutinen zu Beginn der Ruhephase durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass Diagnose-Routine permanent während einer Ruhephase des Fahrzeugs (15) betrieben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass Diagnose-, Prüf- und/oder Heilungsroutinen aufgrund einer von außerhalb des Fahrzeugs (15) kommenden Anweisung gestartet werden.
Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass eine von außerhalb des Fahrzeugs (15) kommende Anweisung durch eine Werkstatt, durch ein weiträumig verteiltes Netzwerk (WLAN) oder durch den Fahrer selbst veranlasst wird.