DE102009053753A1

DE102009053753A1 - Verfahren zum Ermitteln der Ursache eines Fehlers an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009053753A1
Application number: DE200910053753
Authority: DE
Inventors: Heiko Zscharnack; Georg Menzel; Andreas Pilz; Andreas Dipl.-Math. Reich; Carsten Schnier; Robert Tappe; Andreas Unger
Original assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-19
Also published as: DE102009053753B4

Abstract

In einer Diagnoseeinrichtung (16) zum Ermitteln der Ursache eines Fehlers wird eine Entscheidung getroffen, nach welcher Vorgehensweise aus einer Mehrzahl von möglichen Vorgehensweisen vorgegangen wird, um den Fehler zu ermitteln. Die Entscheidung fällt in Abhängigkeit von den zur Verfügung stehenden Informationen. Diese werden aus Datenspeichern (12a bis 12c) des Kraftfahrzeugs (10) zur Verfügung gestellt, und/oder über eine Benutzerschnittstelle (18). Das Verfahren ermöglicht eine größere Flexibilität: Die jeweilige Vorgehensweise wird angepasst an Art, Umfang und Inhalt der zur Verfügung stehenden Informationen ausgewählt, die Vorgehensweise ist somit für die Situation maßgeschneidert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Ursache eines Fehlers an einem Kraftfahrzeug mit Hilfe einer kraftfahrzeugexternen Diagnoseeinrichtung.
In einem Kraftfahrzeug können unterschiedlichste Fehler auftreten. Beispielsweise ist in einem einfachen Fall eine Glühbirne defekt, sodass ein zugehöriger Stromkreis nicht mehr geschlossen ist. Bei anderen Fällen kann der Wirkzusammenhang extrem komplex sein, z. B. wenn der Fahrzeugführer bei bestimmten Geschwindigkeiten ein bestimmtes Verhalten wie etwa ein Ruckeln des Lenkrads feststellt.
In Kraftfahrzeugen werden bisher Zustandsinformationen in Datenspeichern abgelegt: Eine Mehrzahl von Steuergeräten erfasst solche Zustände, und jedes Steuergerät legt Daten in einem zugehörigen oder einem zentralen Datenspeicher ab. Ein Spezialfall ist, wenn für Fehler bestimmte Werte in einem Speicher gesetzt werden. Für die vorliegende Anmeldung muss nicht zwischen allgemeinen Zustandsdaten und spezifischen Fehlerdaten unterschieden werden.
Die in den Datenspeichern des Kraftfahrzeugs gespeicherten Daten können auch außerhalb des Kraftfahrzeugs genutzt werden. Die vorliegende Erfindung geht von dem Fall aus, dass solche Daten von einer kraftfahrzeugexternen Diagnoseeinrichtung ausgelesen werden können. Eine solche Diagnoseeinrichtung stellt eine Eingabemaske für eine Bedienperson bereit, gegebenenfalls können weitere Informationen betreffend den Fehlerzustand eingelesen werden. Die Diagnoseeinrichtung versucht dann, irgendwie die Fehlerursache aufzufinden. Im typischsten Fall geht die Diagnoseeinrichtung gemäß einem vorbestimmten Schema vor, das in Form eines Fehlersuchbaums darstellbar ist. Die Diagnoseeinrichtung beginnt an einem bestimmten Verzweigungspunkt des Fehlersuchbaums, und danach werden bestimmte Abfragen gemacht. Wenn z. B. aufgrund der eingelesenen Daten eine Unterbrechungsstelle in einem Stromkreis zu erwarten ist, kann zunächst nach der Stromquelle geprüft werden. Die Abfrage kann so aussehen, dass die Diagnoseeinrichtung selbst elektronische Signale aussendet und in Antwort darauf diese empfängt. Insbesondere kann sie zumindest einen Steuerbefehl an eine Einheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Aktor, aussenden. Setzt das Kraftfahrzeug dann diesen Befehl um, entstehen neue Daten, die dann ausgelesen werden, damit die Abfrage beantwortet ist. Genauso kann sich die Abfrage an eine Bedienperson richten, die dann bestimmte Messungen an dem Kraftfahrzeug vornimmt. Sie wird somit zu einer Eingabe an eine Benutzerschnittstelle veranlasst, sei es über eine herkömmliche Maske, bei der eine Eingabe mit einer alphanumerischen Tastatur erfolgt, sei es, dass die Benutzerschnittstelle selbst ein Teil der Messeinrichtung ist, die die abgefragte Größe misst. Je nach der Antwort auf die Abfrage, also dem Ergebnis der Abfrage, wird dann in dem Fehlersuchbaum ein von dem bisherigen Verzweigungspunkt ausgehender Zweig ausgewählt, der zu einer nächsten Stufe führt, an der es die nächste Abfrage gibt. Typischerweise fällt die nächste Stufe mit einem nächsten Verzweigungspunkt zusammen.
Neuerdings hat man auch andere Vorgehensweisen zur Auffindung einer Fehlerursache entwickelt. So kann z. B. auf Datenbanken zurückgegriffen werden, die von dem Kraftfahrzeughersteller geführt werden und bei jeder erfolgreichen Fehlerdiagnose neue Daten erhalten. Es lässt sich dann gewissermaßen aufgrund von Erfahrungswerten die Fehlerursache nach und nach eingrenzen. Schließlich ist es auch bekannt, Bayes'sche Netze zu verwenden.
Grundsätzlich ist es möglich, unterschiedliche Vorgehensweisen (Fehlersuchbaum, Datenbank, Bayes'sche Netze) synchron ablaufen zu lassen. Aus der DE 10 2006 009 583 A1 ist es bekannt, mehrere Diagnosemodule zeitgleich parallel auszuführen. Dies erfolgt allerdings nicht in einer kraftfahrzeugexternen Diagnoseeinrichtung, sondern in dem Kraftfahrzeug selbst. Die in der DE 10 2006 009 583 A1 genannten Maßnahme, dass ein Speicher oder Rechenkapazität von mehreren Diagnosemodulen genutzt werden kann, lässt sich so außerhalb eines Kraftfahrzeugs nicht verwirklichen.
Manche neuartigen Vorgehensweisen sind insbesondere dann geeignet, wenn die von einer Bedienperson zusätzlich zu aus den Datenspeichern des Kraftfahrzeugs ausgelesenen Daten bereitgestellten Informationen knapp oder unpräzise sind. Bisherige Verfahren zum Ermitteln der Ursache eines Fehlers an einem Kraftfahrzeug mit Hilfe einer kraftfahrzeugexternen Diagnoseeinrichtung weisen den Nachteil auf, dass die von einer Bedienperson bereitgestellten Informationen nicht in optimaler Weise berücksichtigt werden. Dies ist umso schwerwiegender, als dass beim Auslesen von Daten aus Datenspeichern des Kraftfahrzeugs nicht immer Fehlermeldungen zu finden sind.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine bessere Nutzung der zur Verfügung gestellten Informationen bei der Fehlerdiagnose in einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Schritten gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß erfolgt somit zunächst ein Auslesen von Daten aus Datenspeichern des Kraftfahrzeugs durch die Diagnoseeinrichtung und/oder ein Empfangen einer Eingabe von einer Bedienperson durch die Diagnoseeinrichtung, sodass eine oder mehrere Informationen bezüglich eines Fehlerzustands des Kraftfahrzeugs in der Diagnoseeinrichtung gewonnen werden. Nun wird explizit die Art, der Umfang, und/oder der Inhalt der einen oder mehreren gewonnenen Information(en) durch die Diagnoseeinrichtung festgestellt. Das Feststellen kann somit eine Zuordnung in eine bestimmte Klassifikation beinhalten, z. B. in einem Teilaspekt, ob die von der Bedienperson bereitgestellten Informationen sehr präzise oder eher unpräzise sind. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Feststellens erfolgt sodann ein (selbsttätiges) Auswählen zumindest einer von mehreren Vorgehensweisen zur Ermittlung einer Fehlerursache durch die Diagnoseeinrichtung, und nachfolgend wird gemäß der zumindest einen ausgewählten Vorgehensweise durch die Diagnoseeinrichtung vorgegangen.
Durch die Erfindung wird somit eine kontextabhängige Vorgehensweise ermöglicht. Es gibt somit eine größere Flexibilität bei der konkreten Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sind z. B. besonders präzise Informationen bereitgestellt, und sind mehrere Informationen gleichzeitig präzise bereitgestellt, so lässt sich der Fehler z. B. mit Hilfe eines Fehlersuchbaumes gut finden. Hingegen ist es möglich, dass bei einer „unscharf” gegebenen Information ein Arbeiten mit Wahrscheinlichkeiten vorteilhafter ist, sodass hierzu Bayes'sche Netze sinnvoll eingesetzt werden könnten. Ähnelt der Inhalt der gewonnenen Informationen solchen Informationen, die auch in einer Datenbank abgelegten Fällen angegeben wurden, so könnte es sich empfehlen, auf diese Datenbank zurückzugreifen, um die Fehlerursache zu finden.
Die Erfindung schließt nicht aus, dass gemäß mehreren ausgewählten Vorgehensweisen gleichzeitig vorgegangen wird. Es kann im Verlaufe des Vorgehens auch ein Wechsel ermöglicht sein.
Dies gilt insbesondere dann, wenn bei dem Vorgehen gemäß der zumindest einen ausgewählten Vorgehensweise zumindest eine weitere Information gewonnen wird. Dann lässt sich aufgrund der Art, des Umfangs und/oder des Inhalts dieser zumindest einen weiteren Information alleine oder auch aus der Gesamtheit sämtlicher zur Verfügung stehenden Informationen entscheiden, ob weiter gemäß der ausgewählten Vorgehensweise vorgegangen wird und/oder ob gemäß einer anderen, bisher nicht ausgewählten Vorgehensweise vorgegangen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass dies zwei Fälle beinhaltet: Entweder wird die ausgewählte Vorgehensweise beibehalten, und es passiert nichts weiter. Dann haben die weiter gewonnenen Informationen die bisher ursprüngliche Entscheidung bestätigt. Es ist auch möglich, dass die eine andere, bisher nicht ausgewählte Vorgehensweise ergänzend zu der bisher ausgewählten Vorgehensweise hinzutritt. Dann entscheidet sich das System, einen anderen Weg auszuprobieren, ohne aber den bisherigen gänzlich zu verlassen. Schließlich kann es sein, dass die weiter gewonnenen Informationen dergestalt sind, dass sich die bisher ausgewählte Vorgehensweise als unzureichend erwiesen hat, sodass zu einer bisher nicht ausgewählten Vorgehensweise gewechselt wird. In allen diesen drei genannten Fällen kann es sein, dass eine weitere ursprünglich ausgewählte Vorgehensweise, also eine dritte Vorgehensweise, unabhängig von der Überprüfung der erstgenannten Vorgehensweise beibehalten wird.
Die Vorgehensweisen sind grundsätzlich diejenigen, die oben bereits genannt worden sind, es sind jedoch vielfältige Arten von Vorgehensweisen denkbar, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswahl stehen können. Manche Vorgehensweisen können auf ganz bestimmte Fehlersituationen maßgeschneidert sein, andere Vorgehensweisen können den Anspruch auf Generalität haben. Beliebige Kombinationen sind möglich.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen veranschaulicht, in der
1 schematisch zur Beschreibung der Erfindung wesentliche Komponenten eines Systems zum Ermitteln einer Fehlerursache an einem Kraftfahrzeug zeigt und
2 ein Flussschaubild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln der Ursache eines Fehlers an einem Kraftfahrzeug ist.
In einem symbolisch gezeigten und mit 10 bezeichneten Kraftfahrzeug gibt es Datenspeicher 12a, 12b, 12c, in denen bestimmte Daten abgespeichert werden, um nachträglich im Laufe der Zeit des Betriebs des Kraftfahrzeugs 10 eingetretene Zustände ermitteln zu können. Beispielsweise ist der Datenspeicher 12a ein sog. Ereignisspeicher, in dem durch in der Figur nicht gezeigte Steuergeräte bei Vorkommen bestimmter Situationen Daten eingeschrieben werden. Und beispielsweise ist der Datenspeicher 12b ein Speicher, in dem bestimmte Messwerte abgelegt werden, die beim Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 ständig gewonnen werden, z. B. die Versorgungsspannung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs. Im Datenspeicher 12c können dann weitere Informationen abgelegt werden.
Das Kraftfahrzeug 10 ist über eine Schnittstelle 14 mit einer Diagnoseeinrichtung 16 gekoppelt. Die Diagnoseeinrichtung 16 ist auch über eine Schnittstelle 18 mit einer Eingabevorrichtung 20 gekoppelt, vorliegend als Personalcomputer gezeichnet, der als Eingabeeinrichtungen eine Computermaus 22 und eine Tastatur 24 aufweist. Es besteht neben den mechanischen Schnittstellen 14 und 18 auch eine Softwareschnittstelle 20 zu bestimmten Datenstrukturen in Speichen 28a und 28b. Diese Datenstrukturen können beinhalten, dass bestimmte Vorgehensweisen bei der Suche nach der Fehlerursache durchlaufen werden, es können insbesondere in den Speichern 28a und 28b eingeschriebene Routinen für die jeweilige Vorgehensweise vorhanden sein.
Die Diagnoseeinrichtung 16 verfügt über ein Softwaremodul 30, das eine Initialisierungsphase bestimmt, bei der eine Auswahl zwischen mehreren Vorgehensweisen zur Fehlerursachensuche getroffen wird. Es gibt ferner ein weiteres Softwaremodul 32, das den Ablauf bei Vorgehen gemäß der ausgewählten Vorgehensweise bestimmt. Schließlich gibt es noch ein weiteres Softwaremodul 34, das eine Absicherung von Daten bestimmt. Während einer laufenden Diagnosesitzung werden Daten in einem Speicher 36 abgespeichert.
Das bisher beschriebene System ist erweiterbar: Es können weitere Vorgehensweisen bei der Suche nach einer Fehlerursache entwickelt werden, z. B. ist entsprechende Software in Datenspeichern 28c und 28d bereitgestellt. Diese Speicher sind gestrichelt gezeichnet, um zu verdeutlichen, dass sie zu dem übrigen System ergänzend hinzutreten können, auch wenn sie nicht ursprünglich bereitgestellt waren. Gleiches gilt für eine zugehörige Softwareschnittstelle 38. Es können auch die Datenstrukturen eines bestehenden Systems erweitert werden, siehe den symbolisch gezeichneten Speicher 128a, der den bisherigen Datenspeicher 28a beinhaltet, zu dessen Inhalt zusätzliche Daten (Metadaten) bereitgestellt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren verläuft nun gemäß einer Ausführungsform wie folgt:
Nach einem Schritt S10, bei dem das Verfahren gestartet wird, werden in einem Schritt S12 Anfangsinformationen gewonnen. In einem Aspekt des Schritts S12 werden Daten aus dem Kraftfahrzeug 10 ausgelesen, siehe Schritt S121. In einem anderen Aspekt wird eine Benutzereingabe über die Eingabeeinrichtungen 22 und 24 empfangen, siehe Schritt S122. Im Regelfall werden die Schritte S121 und S122 beide durchgeführt, es genügt aber, nur einen der Schritte durchzuführen, das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt diese Flexibilität. In Schritt S14 wird eine Methode, oder werden mehrere Methoden, ausgewählt. Die Auswahl erfolgt in Abhängigkeit von den gewonnenen Anfangsinformationen. Die Anfangsinformationen können unterschiedlichster Art sein: In einem Fall ist aus den aus dem Kraftfahrzeug eingelesenen Daten relativ gut ein Fehlerzustand zu erkennen. In einem anderen Fall kommt es auf die Benutzereingaben an, um die Fehlerursache eingrenzen zu können. Je nach dem Grad an Präzision in den Benutzereingaben können sich auch unterschiedliche Methoden anbieten. Jede Methode ist eine Vorgehensweise. Beispielsweise ist eine Methode 1 eine solche Methode, bei der der Fehler anhand eines Fehlersuchbaums abgefragt wird. Die Methode 2 arbeitet unter Verwendung von Daten zu früheren Fehlerfällen. Die Methode 3 arbeitet z. B. mit Hilfe von Bayes'schen Netzen unter Verwendung von Wahrscheinlichkeit.
Im Beispielsfall gemäß der 2 sind in Schritt S14 gleich zwei Methoden ausgewählt, nämlich die Methode 1 und die Methode 2. Demgemäß erfolgt in Schritt S161 ein Ablauf gemäß der Methode 1 und in Schritt S162 ein Ablauf gemäß der Methode 2. Jede Methode arbeitet damit, dass zunächst ein geänderter Zustand bewirkt wird und sodann eine Antwort abgefragt wird. Dies erfolgt gegebenenfalls wiederholt, sodass im Rahmen der Schritte S161 und 162 keine Pfeile dargestellt sind. Ein Schritt S181 des Bewirkens eines geänderten Zustands kann im Rahmen der Methode 1 mehrfach durchgeführt werden, genauso ein entsprechender Schritt S182 im Rahmen der Methode 2. Im Beispielfall erfolgt bei Methode 1 ein Einlesen von Daten aus dem Kraftfahrzeug in Schritt S20. Auch dieser Schritt kann wiederholt in Variationen durchgeführt werden. Bei Methode 2 hingegen werden keine Daten aus dem Kraftfahrzeug ausgelesen, sondern es wird eine Benutzereingabe gemäß Schritt S22 empfangen. Nach einer bestimmten Zeit, die durch eine bestimmte entstandene Situation definiert sein kann, wird in Schritt S24 nun nochmals überprüft, ob die in Schritt S14 ausgewählten Methoden weiter verwendet werden sollen, siehe Schritt S241, bei dem geprüft wird, ob die Methode 1 weiter verwendet werden soll, und siehe Schritt S242, bei dem geprüft wird, ob die Methode 2 weiterverwendet werden soll. Im Beispielfall wird entschieden, dass mit der Methode 1 fortgefahren wird, siehe Schritt S261. Hingegen wird entschieden, dass mit der Methode 2 nicht fortgefahren wird und stattdessen mit Methode 3 fortgefahren wird, siehe Schritt S262. Im Beispielfall wird im Rahmen des Vorgehens gemäß der Methode 3 schließlich der Fehler diagnostiziert, siehe Schritt S28 und/oder behoben.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem je nach den zur Verfügung stehenden Anfangsinformationen und den später gewonnenen Informationen Entscheidungen erfolgen (Schritte S14, S24), welche Methode(n) für das Weitere auszuwählen sind, gibt es eine erhöhte Flexibilität: Die Methoden können passend zu den zur Verfügung stehenden Informationen gewählt sein. Das System ist, wie anhand von 1 erläutert, erweiterbar im Falle, dass weitere Methoden entwickelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006009583 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Ermitteln der Ursache eines Fehlers an einem Kraftfahrzeug (10) mit Hilfe einer Diagnoseeinrichtung (16), mit den Schritten: – Auslesen (S121) von Daten aus Datenspeichern (12a, 12b, 12c) des Kraftfahrzeugs durch die Diagnoseeinrichtung und/oder Empfangen (S122) einer Eingabe von einer Bedienperson durch die Diagnoseeinrichtung (16), sodass zumindest eine Information bezüglich eines Fehlerzustands des Kraftfahrzeugs (10) in der Diagnoseeinrichtung gewonnen wird, – Feststellen der Art, des Umfangs und/oder des Inhalts der zumindest einen Information durch die Diagnoseeinrichtung (16), – in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Feststellens Auswählen (S14) zumindest einer von mehreren Vorgehensweisen zur Ermittlung einer Fehlerursache durch die Diagnoseeinrichtung (16) und nachfolgend Vorgehen (S161, S162) gemäß der zumindest einen ausgewählten Vorgehensweise durch die Diagnoseeinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei dem Vorgehen gemäß der zumindest einen ausgewählten Vorgehensweise zumindest eine weitere Information gewonnen wird (S20, S22) und aufgrund der Art, des Umfangs und/oder des Inhalts entweder der zumindest einen weiteren Information oder der Gesamtheit aus anfänglich und weiter gewonnenen Informationen entschieden wird (S24), ob weiter gemäß der ausgewählten Vorgehensweise vorgegangen wird und/oder ob gemäß einer anderen, bisher nicht ausgewählten Vorgehensweise vorgegangen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Diagnoseeinrichtung (16) Abfragen ausgibt, indem sie (a) zumindest einen Steuerbefehl an eine Einheit des Kraftfahrzeugs aussendet und in Folge der Umsetzung dieses Steuerbefehls entstehende Daten ausliest und/oder (b) eine Bedienperson an einer Benutzerschnittstelle zu einer Eingabe veranlasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Vorgehensweise beinhaltet, dass in der Diagnoseeinrichtung (16) ein Fehlersuchbaum abgelegt ist, wobei die Diagnoseeinrichtung (16) an einem Verzweigungspunkt des Fehlersuchbaums eine zu dem Verzweigungspunkt definierte Abfrage macht und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Abfrage einen von dem Verzweigungspunkt ausgehenden Zweig auswählt, der zu einer nächsten Stufe des Fehlersuchbaums führt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Vorgehensweise beinhaltet, dass die Diagnoseeinrichtung auf eine Datenbank von Fehlerzuständen und hierzu gefundenen Fehlerursachen zurückgreift und so Abfragen festlegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Vorgehensweise beinhaltet, dass unter Verwendung eines Bayes'schen Netzes Abfragen festgelegt werden.