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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Sensors in einem Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, das dieses Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Stand der Technik
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Damit die vom Gesetzgeber geforderten Emissionsgrenzwerte im Alltag eingehalten werden, werden ein Motorsystem eines Kraftfahrzeugs und die Komponenten des Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb ständig durch On-Board-Diagnosen überwacht. Diese On-Board-Diagnosen finden allerdings unabhängig vom Fahrer und dessen Fahrstil statt.
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In der
DE 10 2006 060 306 A1 wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems eines Kraftfahrzeugs offenbart. Bei diesem Verfahren wird ein Fahrertyp ermittelt. Es wird vorgeschlagen, dass ein Kriterium für die Durchführung einer Diagnose oder einer Regeneration einer Komponente des Abgasnachbehandlungssystems von dem ermittelten Fahrertyp abhängt.
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In der
DE 100 46 699 B4 wird ein Informationsträger eines Kraftfahrzeugs offenbart. Beim Starten des Kraftfahrzeugs können auf dem Informationsträger abgespeicherte Display-Konfigurationen eingelesen und auf die Displays übertragen werden. Einem sportlichen Fahrertyp kann auf diese Weise ein Drehzahlmesser angezeigt werden, während einem ökonomischen Fahrertyp der Kraftstoffverbrauch angezeigt werden kann. Auch die Auflösung der Geschwindigkeitsanzeige kann in Abhängigkeit vom Fahrertyp angezeigt werden. Weiterhin ist es möglich benutzerspezifische Empfehlungen auf dem Display anzuzeigen.
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Offenbarung der Erfindung
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Diagnose eines Sensors in einem Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs werden folgende Schritte des Verfahrens durchgeführt: Es wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs klassifiziert, wobei das Klassifizieren des Fahrers dessen Fahrstil umfasst, es wird ein der Klassifizierung des Fahrers angepasster Parametersatz der Diagnose ausgewählt und die Diagnose wird mit dem angepassten Parametersatz durchgeführt. Hierdurch kann die Diagnosehäufigkeit bei nicht kontinuierlichen Diagnosen erhöht werden. Darüber hinaus wird die Robustheit der Diagnose gesteigert. Eine Vorhersage der Fahrweise des Fahrers ermöglicht auch eine Abstimmung von Diagnosen auf den Fahrstil des Fahrers. Hierbei kann bei unruhiger Fahrweise und wenn für eine Diagnose ein konstanter Betriebspunkt benötigt wird, die Durchführung der Diagnose priorisiert werden, indem andere Freigabebedingungen der Diagnose weniger streng bewertet werden als der Betriebspunkt.
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Bei der Diagnose im Abgastrakt handelt es sich in einer ersten bevorzugten Ausführungsform um eine NOx-Sensor-Verfügbarkeitsdiagnose. Ein Verfügbarkeitsstatus des NOx Sensors wird durch die Verfügbarkeitsdiagnoseüberwacht, wobei der Verfügbarkeitsstatus durch ein Modell zur Nachbildung dynamischer Veränderungen im Abgas dem dem Fahrstil angepassten Parametersatz des Fahrers des Kraftfahrzeugs entsprechend modelliert wird. Die Anpassung der Ermittlung des Verfügbarkeitsstatus an den Fahrstil des Fahrers des Kraftfahrzeugs steigert die Robustheit der Diagnose.
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Bei der Diagnose im Abgastrakt handelt es sich in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform um eine NOx-Sensor-Dynamikdiagnose. Es wird durch Auswahl eines an den dem Fahrstil und der Dynamik des Fahrstils angepassten Parametersatz die Ermittlung eines Ergebnisses bei einer Analyse eines NOx-Signals im Frequenzbereich sichergestellt. Dies bedeutet, dass der Sensor als dynamisch langsam diagnostiziert wird, wenn das Sensorsignal nur Signalanteile unterhalb einer Frequenzschwelle hat. Dabei wird das Sensorsignal hochpassgefiltert, d. h. nur hohe Frequenzanteile des Signals werden durchgelassen. „Langsame“ Sensoren zeigen nach der Filterung keine bzw. geringere Ausschläge als „schnelle“ Sensoren. Bei der Analyse des NOx-Signals im Frequenzbereich werden besonders bevorzugt Signalenergien ermittelt und die NOx-Dynamikdiagnose nach Erreichen einer Mindestsignalenergie zur Durchführung der Diagnose durchgeführt, wobei eine Mindestdauer der Diagnose erreicht aber eine Maximaldauer der Diagnose nicht überschritten wird. Auch hierbei wird wiederum die Robustheit der Diagnose gesteigert.
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Bei der Diagnose im Abgastrakt handelt es sich in einer dritten bevorzugten Ausführungsform um eine Katalysatordiagnose, bei der als Voraussetzung für die Katalysatordiagnose als Einschaltbedingungen sowohl Bedingungen für Betriebsbereiche, eine Motordrehzahl, eine Motorlast und eine Katalysatortemperatur als auch Bedingungen für eine Gleichförmigkeit vorgegeben werden, wobei die Katalysatordiagnose in Abhängigkeit von dem dem Fahrstil des Fahrers angepassten Parametersatz unterschiedlich häufig ausgeführt wird. Unter Gleichförmigkeit wird erfindungsgemäß verstanden, dass ein Gradient, insbesondere ein Drehzahl-, Temperatur- und/oder Lastgradient kleiner als ein Schwellwert ist. Besonders bevorzugt sind hierbei die Bedingungen für Gleichförmigkeit ein unterhalb einer ersten vorgegebenen Schwelle befindlicher Massenstrom und ein unterhalb einer zweiten vorgegebenen Schwelle befindlicher Temperaturgradient. Auch dies hat wieder den Vorteil, dass die Diagnose robuster bzw. häufiger durchgeführt wird.
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Bei der Diagnose im Abgastrakt handelt es sich gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform um eine Lambdasondendiagnose, bei der als Voraussetzung für die Lambdasondendiagnose als Einschaltbedingungen sowohl Bedingungen für Betriebsbereiche eine Motordrehzahl, eine Motorlast und eine Temperatur der Lambdasonde als auch Bedingungen für die Gleichförmigkeit vorgegeben werden, wobei die Lambdasondendiagnose in Abhängigkeit von dem dem Fahrstil des Fahrers angepassten Parametersatz unterschiedlich häufig ausgeführt wird. Besonders bevorzugt sind hierbei die Bedingungen für Gleichförmigkeit ein unterhalb einer ersten vorgegebenen Schwelle befindlicher Massenstrom und ein unterhalb einer zweiten vorgegebenen Schwelle befindlicher Temperaturgradient. Hierdurch wird wiederum die Diagnose stabiler bzw. häufiger durchgeführt.
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Im Fahrzeug sind verschiedene Klassifikationen des Fahrstils mit entsprechenden Parametersätzen für die Regeneration bzw. Diagnosen hinterlegt.
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Erfindungsgemäß wird ein Fahrer bevorzugt erst identifiziert und danach einer hinterlegten Fahrstilklassifikation zugeordnet. Allerdings kann auch ohne eine Identifikation kann eine Klassifizierung durchgeführt werden, indem alle Fahrten eines Fahrzeugs einem „unbekannten“ Fahrer zugeordnet werden. Der Fahrer wird besonders bevorzugt anhand eines aktiven Abfragens in einem persönlichen Schlüssel des Fahrers, durch aktives Einloggen des Fahrers, durch Abfrage am Handy oder durch die Position des Sitzes und/oder Spiegels und/oder Lenkrads identifiziert. Außerdem können Strecken, die der Fahrer gewöhnlich fährt und Fahrziele des Fahrers zur Identifikation verwendet werden.
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Um einen Fahrstil des Fahrers des Kraftfahrzeugs zu klassifizieren ist eine hinreichend große Datenbasis und somit Zeit notwendig. Die Klassifikation des Fahrstils erfolgt insbesondere anhand von fahrzeugbezogenen Größen, beispielsweise einer Beschleunigungsstärke, einem Gaspedalgradienten, einer Häufigkeit der Beschleunigung und einer Querbeschleunigung, und/oder anhand von regenerationsbezogenen Größen und/oder diagnosebezogenen Größen. Die regenerationsbezogenen Größen und diagnosebezogenen sind insbesondere die Größen im Motorsteuergerät, die die Aktivierung und das Ergebnis der Regeneration/Diagnose beeinflussen, wie beispielsweise der NOx Massenstrom, ein Abgastemperaturbereich und Lastgradienten.
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Wenn der Fahrer identifiziert und ihm bereits eine Fahrstilklassifikation zugeordnet wurde, kann eine sofortige Umstellung auf den für seine Fahrstilklassifikation passenden Parametersatz erfolgen. Für einen Fahrer können auch mehrere Fahrstilklassifikationen hinterlegt sein, die beispielsweise in Abhängigkeit zur gewählten Fahrstrecke ausgewählt werden.
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Das erfindungsgemäße Computerprogramm ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren in einem vorhandenen elektronischen Steuergerät zu implementieren, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu führt es jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens aus, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder elektronischen Steuergerät abläuft. Das erfindungsgemäße maschinenlesbare Speichermedium speichert das erfindungsgemäße Computerprogramm. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, eine Diagnose eines Sensors in einem Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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2 zeigt schematisch die Identifikation und Klassifizierung eines Fahrers in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Steuerung eines Kraftfahrzeugs an einen Fahrertyp eines Fahrers des Kraftfahrzeugs angepasst. Dies erfolgt für eine Durchführung von Diagnosen des Kraftfahrzeugs.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Diagnose um eine NOx Verfügbarkeitsdiagnose, wobei das Verfahren in 1 mit Schritt 10 startet. Daraufhin erfolgt in Schritt 20 eine Erkennung des Fahrers. Dieser Schritt erfolgt anhand eines aktiven Abfragens in einem persönlichen Schlüssel des Fahrers 201, durch aktives Einloggen des Fahrers 202, durch eine Abfrage am Handy des Fahrers 203 oder durch die Position des Fahrersitzes und/oder Spiegels 204, von typischen Strecken, die der Fahrer gewöhnlich fährt 205, von Fahrzielen des Fahrers 206 und/oder von Lenkradeinstellungen 207. Daraufhin erfolgt eine Klassifizierung 30 des Fahrers anhand des Fahrstils durch die Beschleunigungsstärke 301, einen Gaspedalgradienten 302, einer Häufigkeit 303 der Beschleunigung und/oder einen Abgastemperaturbereich 304. Ist der Fahrer erkannt und bereits einem Fahrstil zugeordnet, kann direkt auf den jeweiligen Parametersatz umgeschaltet werden. Die Klassifizierung dient dann zur statistischen Bestätigung des Fahrstils.
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Bei der NOx Verfügbarkeitsdiagnose wird ein NOx Verfügbarkeitsstatus überwacht. Dieser Verfügbarkeitsstatus entfällt bei sehr dynamischen Veränderungen im Abgas. Es stehen verschiedene Modelle zu einer Nachbildung einer Dynamik der Veränderungen im Abgas und somit dem erwarteten Verlauf des Verfügbarkeitsstatus zur Verfügung, vorliegend ein erstes Modell 411 auf der Basis einer Einspritzmengenänderung und ein zweites Modell 412 auf der Basis einer Lambdaänderung. Nachdem das Modell aus dem ersten Modell 411 und dem zweiten Modell 412 ausgewählt wurde 41, wird die Berechnung dieses Verfügbarkeitsstatus zur Diagnose modelliert 42. Eine auf den Fahrstil angepasste Ermittlung des Verfügbarkeitsstatus steigert die Robustheit der Diagnose. In Schritt 50 erfolgt die Freigabe der Diagnose und in Schritt 60 die Durchführung der Diagnose mit angepasstem Modell zur Nachbildung der Dynamik der Veränderungen im Abgas. Nach Beendigung der angepassten Diagnose endet das Verfahren in Schritt 70.
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Beim Identifizieren 20 des Fahrers ist es möglich, dass ein konkreter Fahrer 21, 22 identifiziert werden kann, wie in 2 dargestellt ist. Es ist ebenfalls möglich, dass eine solche Identifizierung nicht gelingt. In diesem Fall wird dem Fahrer ein generischer Fahrertyp 23 zugeordnet. Beim Klassifizieren 30 wird bekannten Fahrern jeweils eine Fahrerklasse 31, 32 zugewiesen 311, 313, welche diesen Fahrern in der Vergangenheit bereits beim Klassifizieren 30 zugewiesen wurde. Die kann gegebenenfalls in Abhängigkeit von einer geplanten Fahrstrecke erfolgen 312, 322. Das Zuweisen 321 einer Fahrerklasse an den generischen Fahrer 23 erfolgt in der oben beschriebenen Weise.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Diagnose um eine NOx Dynamikdiagnose im Frequenzbereich, wobei das Verfahren in 3 mit Schritt 10 startet. Das Erkennen des Fahrers und das Klassifizieren des Fahrstils des Fahrers erfolgen analog der NOx Verfügbarkeitsdiagnose, welche in 1 in Schritt 20 und 30 dargestellt wurden. Bei der NOx Dynamikdiagnose im Frequenzbereich werden Signalenergien ermittelt und die Diagnose kann nach Erreichen einer Mindestenergie durchgeführt werden. Zusätzlich sollte eine Mindestdauer der Diagnose erreicht aber eine Maximaldauer der Diagnose nicht überschritten werden. Bei Fahrern mit dynamischem Fahrstil, welcher starkes Beschleunigen und Abbremsen beinhaltet, entsteht auch eine höhere Dynamik bei der NOx Dynamikdiagnose. Somit liegt schneller ein Diagnoseergebnis vor als bei ruhiger Fahrweise. Durch Auswahl 43 eines an den Fahrstil angepassten Datensatzes durch eine niedrigere Mindestsignalenergie 431 zur Auswertung der Diagnoseergebnisse und/oder eine Erhöhung der Maximaldauer 432 der Diagnose kann die Ermittlung eines Diagnoseergebnisses sichergestellt werden, bei dem sonst das Erreichen der Maximaldauer 432 der Diagnose zum Verwerfen der bisherigen Signalenergien führte. In Schritt 50 wird die Freigabe zur Diagnose mit angepasstem Datensatz erteilt und in Schritt 60 wird die Diagnose mit angepasstem Datensatz wie oben beschrieben durchgeführt. Somit endet das Verfahren in Schritt 70.
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Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Diagnose um eine Katalysatordiagnose, wobei das Verfahren in 4 mit Schritt 10 startet. Das Erkennen des Fahrers und das Klassifizieren des Fahrstils des Fahrers erfolgt analog wie bei der NOx Verfügbarkeitsdiagnose, welche mit 1 in Schritt 20 und 30 dargestellt werden. Hierbei werden ein ruhiger und ein unruhiger Fahrstil über die Beschleunigungsstärke, eine Häufigkeit der Beschleunigung und einer Querbeschleunigung definiert. Die Katalysatordiagnose wird mit einer vorgegebenen Häufigkeit durchgeführt. Als Voraussetzung für die Diagnose werden in Schritt 44 als Einschaltbedingungen sowohl Bedingungen für Betriebsbereiche wie Motordrehzahl 441, Motorlast 442, Katalysatortemperatur 443 als auch Bedingungen für eine Gleichförmigkeit vorgegeben. Letztere Bedingungen sind ein unterhalb einer vorgegebenen Schwelle befindlicher erster Massenstrom 444 und ein erster Temperaturgradient 445. Die Auswahl dieser Schwellenwerte stellt einen Kompromiss zwischen Einschränkungen für hohe Genauigkeit und Ausweitung zugunsten der geforderten Häufigkeit der Diagnose dar. Diese Bedingungen werden für die Betriebsbereiche 441 bis 445 unter Verwendung der Klassifizierung in Schritt 45 angepasst. Bei ruhigem Fahrstil werden die Bedingungen für die Betriebsbereiche 441 bis 445 verschärft, um die Diagnoseergebnisse zu verbessern. In diesem Fall versteht man unter Verschärfen, dass die Bedingungen für die Betriebsbereiche 441 bis 445 strenger gewertet werden. Bei unruhigem Fahren werden die Bedingungen für die Betriebsbereiche 441 bis 445 erweitert, um die Wahrscheinlichkeit für eine nicht von Fahrerdynamik betroffene Messung zu vergrößern. In diesem Fall versteht man unter Erweitern, dass die Bedingungen für die Betriebsbereiche 441 bis 445 weniger streng gewertet werden. In Schritt 50 erfolgt die Freigabe und in Schritt 60 die Durchführung der Katalysatordiagnose mit angepassten Bedingungen für die Betriebsbereiche 441 bis 445. Somit ist das Verfahren in Schritt 70 beendet.
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Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Diagnose um eine Dynamikdiagnose einer Lambdasonde, wobei das Verfahren in 5 mit Schritt 10 startet. Das Erkennen des Fahrers und das Klassifizieren des Fahrstils des Fahrers erfolgt analog wie bei der NOx Verfügbarkeitsdiagnose, welche mit 1 in Schritt 20 und 30 dargestellt wurden. Die Lambdasondendiagnose wird mit einer vorgegebenen Häufigkeit durchgeführt. Als Voraussetzung für die Diagnose werden in Schritt 46 als zweite Einschaltbedingungen sowohl Bedingungen für Betriebsbereiche wie eine zweite Motordrehzahl 461, eine zweite Motorlast 462, eine Temperatur der Lambdasonde 463 als auch Bedingungen für eine zweite Gleichförmigkeit vorgegeben. Letztere Bedingungen sind ein unterhalb einer vorgegebenen Schwelle befindlicher zweiter Massenstrom 464 und ein zweiter Temperaturgradient 465. Die Auswahl dieser Schwellenwerte stellt einen Kompromiss zwischen Einschränkungen für hohe Genauigkeit und Ausweitung zugunsten der geforderten Häufigkeit der Diagnose dar. Diese Bedingungen für die Betriebsbereiche 461 bis 465 werden unter Verwendung der Klassifizierung in Schritt 47 angepasst. Bei ruhigem Fahrstil werden die Bedingungen für die Betriebsbereiche 461 bis 465 verschärft, um die Diagnoseergebnisse zu verbessern. In diesem Fall versteht man unter verschärfen, dass die Bedingungen für die Betriebsbereiche 461 bis 465 strenger gewertet werden. Bei unruhigem Fahren werden die Bedingungen für die Betriebsbereiche 461 bis 465 erweitert, um die Wahrscheinlichkeit für eine nicht von Fahrerdynamik betroffene Messung zu vergrößern. In diesem Fall versteht man unter erweitern, dass die Bedingungen für die Betriebsbereiche 461 bis 465 weniger streng gewertet werden. In Schritt 50 erfolgt die Freigabe und in Schritt 60 die Durchführung der Lambdasondendiagnose mit angepassten Bedingungen für die Betriebsbereiche 461 bis 465. Somit ist das Verfahren in Schritt 70 beendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006060306 A1 [0003]
- DE 10046699 B4 [0004]
