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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Soll-Trajektorie eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, das eingerichtet ist, dieses Verfahren durchzuführen.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2012 211 189 A1 ist ein Verfahren zur Planung einer Fahrzeugdiagnose an einem Fahrzeug bekannt, mit den Schritten:
- – Schätzen eines Betriebsverhaltens des Fahrzeuges auf einer mit dem Fahrzeug zu fahrenden Route; und
- – Planen der Fahrzeugdiagnose basierend auf einer Wahrscheinlichkeit, dass das geschätzte Betriebsverhalten des Fahrzeugs einem für die Fahrzeugdiagnose geeigneten Betriebsverhalten entspricht.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1 hat hingegen den Vorteil, dass angeforderte Diagnosefunktionen mit größerer Zuverlässigkeit auch tatsächlich durchgeführt werden können, ohne dass das Kraftfahrzeug in einen für die Diagnose günstigen Betriebszustand überführt werden muss.
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In nebengeordneten Ansprüchen betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, ein elektronisches Speichermedium und ein Steuergerät.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Abgasnachbehandlungskomponenten und Sensoren können über On-Board-Diagnosen überwacht werden. Dabei sind aktive Diagnosen möglich, die eine Veränderung des aktuellen Motorbetriebspunkts benötigen, und passive Diagnosen, die dann durchgeführt werden, wenn ein zur Diagnose passender Betriebspunkt erreicht ist.
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Gesetzlich festgelegt ist, ob und wie oft eine Diagnose eines emissionsrelevanten Bauteils während eines Fahrzyklus ausgeführt werden muss. Wenn die Ausführung der Diagnose an einen günstigen Betriebspunkt verlegen werden soll, was den Start der Diagnose im Regelfall verzögert, muss auch sichergestellt sein, dass die Diagnose auf jeden Fall durchgeführt wird.
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Beispielsweise können diese Diagnosen über einen Scheduler koordiniert werden, d.h. jede der geschedulten Diagnosen hat eine Priorität, so dass, wenn für mehrere Diagnosen der Betriebspunkt günstig ist, diejenige mit der höheren Priorität durchgeführt wird.
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Die Erkennung, ob ein Motorbetriebspunkt günstig für die Durchführung einer aktiven oder passiven Diagnose ist, kann jeweils statisch als Momentaufnahme erfolgen. Es kann allerdings sein, dass die günstigen Bedingungen während eines Fahrzyklus abnehmen.
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Wenn die Umschaltung in bestimmte Betriebsarten zur Durchführung der Diagnosen nach Bedarf erfolgt, ist nicht bekannt ob sich die Bedingungen vielleicht im nächsten Moment ändern. Eine Umschaltung in bestimmte Betriebsarten zur Durchführung der aktiven Diagnosen bzw. des Starts der passiven Diagnosen erfolgt nach Freigabe in Abhängigkeit verschiedener Messgrößen. Diese Größen spiegeln eine Momentaufnahme wieder oder beruhen auf Werten, die in der Vergangenheit gesammelt wurden. Es ist daher nicht bekannt ob diese Freigabe-Bedingungen auch im nächsten Moment noch erfüllt sind. Dadurch kann es sein, dass in eine Betriebsart für eine aktive Diagnose unnötigerweise umgeschaltet wird (da diese aufgrund geänderter Bedingungen zu schnell wieder verlassen werden muss, und die Diagnose nicht ordnungsgemäß beendet werden kann) oder eine passive Diagnose nicht erfolgreich beendet werden kann.
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In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Planen der Durchführung von Diagnosefunktionen in einem Kraftfahrzeug, wobei eine in einem Vorausschauintervall voraussichtlich zu durchfahrende Strecke in Segmente unterteilt wird. Diese voraussichtlich zu durchfahrende Strecke kann beispielsweise von einem Streckenplanungsmodul, beispielsweise einem Navigationsgerät, empfangen werden. Hierbei wird ein Segment als ungeeignet zum Durchführen einer Diagnose gekennzeichnet, wenn ein prognostizierter Günstigkeitswert der angibt, ob ein Aggregat des Kraftfahrzeugs, dessen korrekte Funktionsweise mit der Diagnose überwacht werden soll, sich in diesem Sektor voraussichtlich in einem Betriebspunkt befindet, der zur Durchführung der Diagnose geeignet ist, kleiner ist als ein vorgebbarer Günstigkeitsschwellenwert. Der Günstigkeitsschwellenwert hat entlang der voraussichtlich zu durchfahrenden Strecke einen variablen Verlauf.
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Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Günstigkeitsschwellenwert einen fallenden Verlauf hat. Er steigt also beispielsweise entlang der gesamten voraussichtlich zu durchfahrenden Strecke nicht an oder fällt entlang der gesamten voraussichtlich zu durchfahrenden Strecke ab. Beispielsweise kann jedem Segment zugeordnet werden, ob es für die Diagnose geeignet oder ungeeignet ist.
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Mögliche Diagnosefunktionen, deren Durchführung mit dem Verfahren geplant werden können, sind beispielsweise eine Diagnose eines Diesel-Oxidationskatalysators und/oder eine Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators und/oder eine Diagnose eines SCR-Katalysators.
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Beispielsweise bei der Diagnose des SCR-Katalysators kann eine Vorgehensweise zum Durchführen der Diagnose sein, dass bestimmte Betriebsarten einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs (beispielsweise eine NSC-DNOX-Betriebsart) gesperrt werden, um zu verhindern, dass es Konflikte mit der Durchführung der Diagnose gibt.
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Durch das Verfahren gemäß des ersten Aspekts können Konflikte der Durchführung der Diagnose mit dem Betrieb des Kraftfahrzeugs vermieden werden. Dies führt dann zu Kraftstoffersparnis (mithin weniger CO2-Emissionen) und geringeren Abgasemissionen.
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Erneut beim Beispiel des SCR-Katalysators kann eine weitere Vorgehensweise zur Durchführung der Diagnose sein, den SCR-Katalysator aufzuheizen. Ein solches Aufheizen wird mit dem Verfahren gemäß des ersten Aspekts überflüssig, da die Diagnose prädiktiv so geplant werden kann, dass sie auf ein Segment fällt, an dem der SCR-Katalysator warm genug sein wird. Dies führt zu geringerer thermischer Belastung der Komponenten im Abgassystem und mithin zu einer Verlängerung ihrer Lebenszeit.
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Zusätzlich wird durch dieses Verfahren der Fahrkomfort für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs erhöht, da unnötiges Wechseln zwischen Betriebsarten der Brennkraftmaschine vermieden wird. Etwaige Umschaltungen können zudem in günstige Betriebspunkte verlegt werden.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass dann, wenn ein Segment als ungeeignet zum Durchführen der Diagnose gekennzeichnet ist, die Diagnose nicht in diesem Segment gestartet wird. Dies ist eine besonders einfache Umsetzung des Verfahrens. Hierdurch lässt sich die Unschärfe des Verfahrens, dass nur segmentweise die Eignung für die Diagnose betrachtet wird, dahingehend ausnutzen, dass eine gestartete Diagnose nicht bereits deshalb unterdrückt wird, weil sich ein als ungeeignet markiertes Segment anschließt. Vielmehr lässt sich somit die Flexibilität erschließen, evtl. im Anfangsbereich des als ungeeignet markierten Segments die Diagnose noch abzuschließen.
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In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass dann, wenn ein Segment für mehr als eine Diagnose als geeignet zur Durchführung gekennzeichnet ist, d.h. nicht als ungeeignet zur Durchführung gekennzeichnet ist, überprüft wird, ob das Segment lang genug ist, um alle Diagnosen durchzuführen. Dies hat den Hintergrund, dass einige Diagnosefunktionen nicht zeitgleich sondern lediglich aufeinander folgend durchgeführt werden können. Diese Weiterbildung ermöglicht besonders einfach, herauszufinden, ob ein Priorisieren der Diagnosen notwendig ist.
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Eine solche Priorisierung kann vorteilhafterweise dadurch erfolgen, dass dann, wenn ein Segment für mehr als eine Diagnose als geeignet zur Durchführung gekennzeichnet ist, die Entscheidung, die Durchführung welcher Diagnosen geplant werden soll abhängig von den Diagnosen zugeordneten Priorisierungswerten durchgeführt wird.
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In einem besonders einfachen Aspekt einer Umsetzung kann vorsehen sein, dass jedem der Segmente eine Liste der Diagnosen zugeordnet wird, zu deren Durchführung dieses Segment geeignet ist, wobei dann, wenn eine Diagnose zur Durchführung in einem Segment geplant wurde diese Diagnose aus den Listen entfernt wird, die allen übrigen Segmenten zugeordnet sind.
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In einem weiteren besonders einfachen Aspekt der Umsetzung kann vorgesehen sein, dass der Günstigkeitswert als eine gewichtete Summe von Radlast des Kraftfahrzeuges und/oder prognostizierter Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in dem jeweiligen Segment und/oder Länge des jeweiligen Segments und/oder einem Streckentypenwert ermittelt wird. Der Streckentypenwert kann hierbei für jedes Paar aus Segment und durchzuführender Diagnose einen festen Wert annehmen, beispielsweise den Wert „0“, wenn das Segment grundsätzlich nicht geeignet zur Durchführung dieser Diagnose ist und den Wert „1“, wenn das Segment grundsätzlich geeignet zur Durchführung dieser Diagnose ist. Hiermit lassen sich unterschiedliche Anforderungen besonders einfach gleichermaßen berücksichtigen.
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Die Figuren zeigen beispielhaft besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigen:
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1 ein Flussdiagramm zum Ablauf einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Illustration der Günstigkeitsbewertung bei konstantem Günstigkeitsschwellenwert;
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3 eine Illustration der Günstigkeitsbewertung bei konstantem Günstigkeitsschwellenwert.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Ausführungsform der Erfindung illustriert. 1a) zeigt einen ersten Programmteil, 1b) einen zweiten Programmteil.
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In Schritt 1000 wird eine voraussichtlich zu durchfahrende Strecke ermittelt. Beispielsweise kann eine geplante Route von einem Navigationssystem empfangen werden. Anschließen ist es möglich, dass entlang dieser Route Streckendaten ermittelt werden und diese Streckendaten über einen Rekonstruktor aufbereitet werden. Hierbei wird die Strecke in Segmente aufgeteilt und optional bestimmte Werte pro Streckensegment übermittelt (z.B. Länge und/oder voraussichtliche Durchschnittsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in jedem Streckensegment).
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Anschließend werden Günstigkeitswerte für Paare von Segmenten und dort potenziell durchzuführenden Diagnosen gebildet. Optional werden hierbei Gewichtswerte in Abhängigkeit der Segmentdaten berechnet. Für jedes Paar aus Segment und Diagnose sind Gewichtswerte für jede Einflussgröße möglich, die die Durchführbarkeit dieser Diagnose in diesem Segment beeinflusst, also beispielsweise Dauer der Durchführung der Diagnose, Zyklusstrecke der Durchführung der Diagnose, Radlast, prognostizierte Geschwindigkeit beim Durchfahren des Segments, Länge des Segment und Streckentyp in diesem Segment. Diese gewichtswerte werden optional mit Gewichtsfaktoren gewichtet und zu einer gewichteten Summe addiert. Diese gewichtete Summe ist ein Beispiel für einen Günstigkeitswert des Paars aus Segment und Diagnose.
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Beispielsweise ist es möglich, die Gewichte davon abhängig zu machen, ob im aktuellen Fahrzyklus schon eine Diagnose erfolgreich abgeschlossen wurde oder nicht.
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2 bzw. 3 illustrieren Günstigkeitswerte G (dargestellt als schwarze Balken) für eine bestimmte Diagnose für Segmente S, hier als S1, ... S21 nummeriert. Für jedes Segment ist ein Günstigkeitswert G ermittelt.
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In Schritt 1000 wird ferner ein Günstigkeitsschwellenwert für jedes Segment ermittelt. Dieser ist in 2 bzw. 3 mit dem Bezugszeichen „V“ dargestellt.
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Liegt in einem Segment (S1, ... S21) der Günstigkeitswert über dem Günstigkeitsschwellenwert V, ist das Segment günstig, ansonsten nicht. In 2 ist der Fall eines konstanten Günstigkeitsschwellenwerts V illustriert, d.h. eines Günstigkeitsschwellenwerts V, der bei allen Segmenten denselben Wert hat. Mit zunehmender Dauer / Fahrstrecke wird die Dringlichkeit für eine Diagnose höher. Es wurde erkannt, dass es daher sinnvoll ist, den Günstigkeitsschwellwert V variabel zu gestalten, und ihn beispielsweise abhängig von der Dauer der Durchführung der Diagnose abhängig zu machen. Desweiteren ist es möglich den Günstigkeitsschwellwert V davon abhängig zu machen, ob im aktuellen Fahrzyklus schon eine Diagnose erfolgreich abgeschlossen wurde oder nicht. Um ein Toggeln des Günstigkeitschwellwerts zu verhindern kann es dann sinnvoll sein, die Schwelle als Hysterese umzusetzen.
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Ebenso können aus den Segmentdaten Zwischengrößen, wie z.B. eine prognostizierte SCR Temperatur ermittelt werden, die optional in die Ermittlung der Günstigkeitswerte eingehen.
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Wird der Günstigkeitsschwellwert V wie in 2 illustriert sehr hoch gewählt, wird zwar sicherstellt, dass die Diagnose emissionsoptimal abläuft. Allerdings würde die Ausführung der Diagnose generell verhindert. Demgegenüber illustriert 3 einen Fall, in dem der Günstigkeitsschwellwert V abhängig von der gefahrenen Strecke fallend gewählt wird. Damit wird ein Durchführen der Diagnose sichergestellt.
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In Schritt 2000 wird für jede durchzuführende Diagnose und jedes Segment (S1, ..., S21) ermittelt, ob der Günstigkeitswert G unter dem Günstigkeitsschwellwert V liegt. Ist dies der Fall, wird dieses Segment für diese Diagnose als ungünstig markiert, andernfalls als günstig. Selbstverständlich ist auch eine graduelle Einstufung denkbar.
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In dem in 2 illustrierten Fall wird lediglich das Segment S12 als günstig markiert, alle anderen Segmente als ungünstig. In dem in 3 illustrierten Fall hingegen werden alle auf Segment S21 folgenden Segmente als günstig markiert.
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In Schritt 3000 wird für jedes der Segmente überprüft, ob es zur Durchführung genau einer Diagnose geeignet ist. Ist dies der Fall, folgt je Segment Schritt 4000, in dem bestimmt wird, dass diese Diagnose in diesem Segment durchgeführt wird. Ist dies nicht der Fall, folgt Schritt 5000, in dem der erste Teil des Verfahrens endet.
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In Anschluss an Schritt 5000 folgt der in 1b) illustrierte zweite Teil des Verfahrens mit Schritt 6000. Es folgt Schritt 7000, in dem für jedes der Segmente ermittelt wird, ob dieses Segment günstig für eine Mehrzahl von Diagnosen ist. Ist dies nicht der Fall, endet für dieses Segments das Verfahren in Schritt 8000, und in diesem Segment wird keine Diagnose geplant.
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Andernfalls folgt Schritt 9000 in dem für dieses Segment priorisiert wird, welche Diagnose in diesem Segment durchgeführt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass jeder Diagnose ein Priorisierungswert zugeordnet ist, und aus den Diagnosen, für deren Durchführung dieses Segment als günstig markiert ist, diejenige Diagnose mit dem höchsten Priorisierungswert zur Durchführung geplant wird. Es ist auch möglich, dass mehr als eine Diagnose in einem Segment zur Durchführung geplant werden, wenn beispielsweise ermittelt wird, dass das Segment lang genug ist, sodass mehr als eine Diagnose durchgeführt werden kann.
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Es ist selbstverständlich denkbar, dass das Verfahren (z.B. mit einem jeweils abgesenkten Günstigkeitsschwellwert V) iterativ durchgeführt wird, sofern nach Abschluss der Planung Diagnosen verbleiben, deren Durchführung in keinem Segment geplant ist.
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Damit endet das Planungsverfahren. In einem optionalen weiteren Schritt wird dann, wenn das Kraftfahrzeug tatsächlich in das jeweilige Segment einfährt, in diesem Segment die diesem Segment zugeordnete Diagnose gestartet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012211189 A1 [0002]
