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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung der Ursache einer Fehlfunktion einer Komponente einer Antriebsmaschine. Insbesondere lässt sich die Erfindung in OBD-Systemen (On-Board-Diagnosis) von Kraftfahrzeugen nutzen, und zwar in Form einer Erweiterung der Überwachungs- und Diagnosemöglichkeiten von Fahrzeugen im Alltagsgebrauch, indem das OBD-System, das in vielen Ländern zur Überwachung insbesondere der Motorfunktionen im Hinblick auf Abgasemissionen vorgeschrieben ist, ergänzt werden kann um weitere Diagnosefähigkeiten.
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Stand der Technik bei OBD ist, dass jeweils nur ein auftretender Fehler, der für relevante Motor-Überwachungsgrößen beim Überschreiten gewisser voreingestellter Schwellwerte festgestellt wird, zur Anzeige gebracht wird und aus dem Motorsteuergerät auslesbar ist. Weitere Informationen werden dabei nicht genutzt.
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Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Diagnose der Störung einer Maschine aus, bei dem mindestens ein Kennwert mit mindestens einem Schwellwert verglichen wird, um eine Fehlermeldung auszulösen. Eine Störung, das heißt ein anormales Verhalten einer Komponente der Maschine (z. B. eines Bauteils, eines Sensors oder eines Aktors) kann zu mindestens einer Fehlfunktion der Maschine oder einer ihrer Komponenten führen, das heißt mindestens eine Funktion der Maschine oder mindestens eine Funktion einer ihrer Komponenten kann nicht mehr ordnungsgemäß erfüllt werden. Durch Störungen oder Fehlfunktionen wird mindestens ein Fehler, d. h. eine Abweichung des Messwertes eines Kennwertes vom erwarteten Messwert dieses Kennwertes im Falle eines ungestörten Systems erzeugt.
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Das Verfahren setzt jeweils eine Fehlermeldung, wenn unter jeweils bestimmten, bekannten Randbedingungen einer dieser Fehler messbar und signifikant ist, das heißt wenn der entsprechende Kennwert einen entsprechenden oberen Schwellwert übersteigt, beziehungsweise wenn der entsprechende Kennwert einen entsprechenden unteren Schwellwert unterschreitet, wobei für jeden der beiden beschriebenen Fälle eine eigene Fehlermeldungen gesetzt wird. Das Verfahren setzt jeweils eine OK-Meldung, wenn jeweils unter denselben bestimmten und bekannten Randbedingungen der jeweilige Fehler nicht messbar oder messbar, jedoch nicht signifikant ist, das heißt, wenn der jeweilige Kennwert oberhalb des jeweiligen unteren Schwellwertes und gleichzeitig unterhalb des jeweiligen oberen Schwellwertes liegt. Das Verfahren kann daher für jeden Vergleich eines Kennwertes mit einem Schwellwert drei verschiedene Diagnosemeldungen ausgeben: Erstens, Vergleich noch nicht abgeschlossen; Zweitens, Vergleich abgeschlossen und keinen signifikanten Fehler erkannt (d. h. OK-Meldung); Drittens, Vergleich abgeschlossen und signifikanten Fehler erkannt (d. h. Fehlermeldung).
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Das Verfahren wird beendet nachdem eine erste Fehlermeldung ausgegeben wurde, da das System damit als fehlerhaft gilt.
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Aus
DE 10 2006 021 306 B3 ist bereits ein Verfahren bekannt, das durch eine gemeinsame Betrachtung mehrerer normierter Kennwerte eine möglicherweise fehlerhafte Komponente eines Kraftfahrzeuges identifiziert.
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Die
DE 10 2009 044 076 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern der Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine, wobei mindestens eine Kenngröße während des Betriebs erfasst wird und anschließend ein Vergleich zwischen einem aus der Kenngröße ermittelten Betriebswert und einem Referenzwert durchgeführt wird, wobei mehrere Betriebswerte ermittelt werden und mit jeweils einem zugeordneten Referenzwert verglichen werden, um anschließend die Ergebnisse der einzelnen Vergleiche zwischen den Betriebswerten und den zugeordneten Referenzwerten in Beziehung zueinander zu setzen und zwischen verschiedenen Fehlern zu unterscheiden und einen Fehler zu identifizieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Diagnosemöglichkeiten von Störungen im Zusammenhang mit der Überwachung von Antriebsmaschinen zu verbessern und zu erweitern.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Untersuchung der Ursache einer Fehlfunktion einer Komponente einer Antriebsmaschine, wie z. B. einer Brennkraftmaschine, einem elektrischen oder einem Hybridantrieb, insbesondere emissionsrelevanten Komponente einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, wobei bei dem Verfahren
- – die Brennkraftmaschine im Betrieb mindestens zwei Kennwerte liefert,
- – jeder Kennwert mit mindestens einem Schwellwert verglichen wird,
- – in Abhängigkeit von den jeweiligen Ergebnissen der Vergleiche entsprechende Diagnosemeldungen erzeugt werden,
- – mindestens eine Diagnosemeldung eine Fehlfunktion signalisiert,
- – anhand der Diagnosemeldung oder Diagnosemeldungen eine potentielle Ursache oder potentielle Ursachen für die Fehlfunktion bzw. Fehlfunktionen diagnostiziert und entsprechende Störungsmeldungen erzeugt werden und
- – jeder Störungsmeldung eine Position in einer Rangfolge zugeordnet wird, wobei die Rangfolge die relativen Wahrscheinlichkeiten für das Vorliegen der jeweiligen zugeordneten Ursachen repräsentiert.
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Sinngemäß schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem eine Konstellation von mehreren vorhandenen Fehlermeldungen im Hinblick auf eine Ursache analysiert wird, wobei auch weitere Betriebsdaten des Verbrennungsmotors – gegebenenfalls auch entsprechend der Betriebssituation und Fahrsituation des Fahrzeugs – herangezogen werden können, um die Ursache eines Fehlers oder einer Störung mit einer Wahrscheinlichkeit aus der Konstellation der Fehlermeldungen und Betriebsdaten zu ermitteln. Darüber hinaus wird eine Rangfolge der möglichen Fehlerursachen an Hand der ermittelten Wahrscheinlichkeiten erzeugt. Dies geschieht vorteilhafterweise auf Basis der Gesamtheit der vorliegenden Informationen, der Vollständigkeit dieser Informationen und der Übereinstimmung mit den erwarteten Ergebnissen. Vorteilhafterweise wird die Rangfolge aktualisiert, automatisch oder aufgrund einer Anweisung, wenn neue, sich vom vorherigen Stand unterscheidende Ergebnisse vorliegen. Unter dem Begriff der „Wahrscheinlichkeit” sollen auch Bewertungen verstanden werden, die eine Zuordnung von bestimmten, vordefinierten und/oder ausgerechneten Werten zu den jeweiligen Störungen beinhalten, aber beispielsweise nicht notwendigerweise mit der Häufigkeit des Auftretens korrelieren.
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In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rangfolge anhand eines vorgebbaren Kriteriums wie z. B. der Relevanz einer einer Störungsmeldung zugeordneten Fehlfunktion für die Aufrechterhaltung/Beeinträchtigung des ordnungsgemäßen Betriebs der Antriebsmaschine oder anhand von mathematisch ermittelten Wahrscheinlichkeitswerten festgelegt wird.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Rangfolge anhand jeder einzelnen Diagnosemeldung oder anhand der Art der Diagnosemeldungen und ihrer Gesamtheit oder Kombination ermittelt werden.
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Bei einer Antriebsmaschine, die in mehreren Betriebszuständen betreibbar ist, kann für sämtliche Betriebszustände ein jeweils konstanter Schwellwert verwendet werden.
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Bei einer Antriebsmaschine, die in mehreren Betriebszuständen betreibbar ist, können alternativ für unterschiedliche Betriebszustände unterschiedliche jeweils konstante Schwellwerte verwendet werden.
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Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn als mindestens einer der Kennwerte ein Messwert oder eine Regelkreis-Führungsgröße als Abweichung eines Ist- oder Messwerts von einem Sollwert herangezogen wird.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Vertrauenswürdigkeit der Rangfolge der Störungsmeldungen bewertet wird, insbesondere bei Vorliegen unvollständiger oder widersprüchlicher Informationen.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass anhand der Diagnosemeldungen Betriebszustände für die Antriebsmaschine vorgegeben werden, in denen die Antriebsmaschine gegebenenfalls in einer ebenfalls vorgegebenen Reihenfolge und/oder gegebenenfalls mit einer ebenfalls vorgegebenen Zeitfolge zu betreiben ist, um weitere Informationen zu erlangen, um die Vertrauenswürdigkeit der Rangfolge der Störungsmeldungen zu erhöhen. Der Maschinenführer der Antriebsmaschine (z. B. der Fahrer eines Kraftfahrzeugs) oder das Wartungspersonal erhält Anweisungen zur Durchführung eines Testprogramms, sofern damit kein ungewolltes Gefahrenpotential verbunden ist.
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Es ist von Vorteil, wenn mindestens ein Vergleich von Kennwert und Sollwert eine Störung signalisiert, deren Art und/oder Grad vom Ausmaß abhängig ist, um das der Kennwert den Sollwert über- oder unterschreitet.
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Genauso kann es von Vorteil sein, wenn mindestens ein Vergleich von Kennwert und Sollwert eine Diagnosemeldung erzeugt, deren Art und/oder Grad von dem Betriebszustand der Antriebsmaschine abhängig ist, in dem die Diagnosemeldung erzeugt wird.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden anhand der Diagnosemeldungen Betriebszustände für die Antriebsmaschine durch die Steuerung herbeigeführt, in denen die Antriebsmaschine in einer vorgegebenen Reihenfolge und/oder mit einer vorgegebenen Zeitfolge automatisch betrieben wird, um weitere Informationen zu erlangen, um die Vertrauenswürdigkeit der Rangfolge der Störungsmeldungen zu erhöhen. Hierbei führt die Antriebsmaschine das Testprogramm selbstständig durch, sofern es dadurch nicht zu ungewollten Gefahrensituationen kommt.
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Die Erfindung lässt sich vor allem in einer Diagnoseeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine nutzen, wobei die Diagnoseeinrichtung gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungen arbeitet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass nach der ersten Fehlermeldung weitere Vergleiche ausgeführt werden und so die Kombination der verschiedenen Diagnosemeldungen genutzt werden kann, um eine Rangfolge der wahrscheinlich ursächlichen Störungen aufzustellen. Jede Störung löst ein Muster bzw. eine bestimmte Kombination von Diagnosemeldungen aus, so dass mit dem Verfahren durch die Analyse der erkannten Diagnosemeldungen eine Rangfolge aufgestellt werden kann, die die relativen Wahrscheinlichkeiten für das Vorliegen der möglichen Störungen repräsentiert. Bevorzugt werden Diagnosemeldungen, die vor der ersten Fehlermeldung ermittelt wurden, nicht zur Identifikation der Ursache herangezogen. Damit wird verhindert, dass das Ergebnis verfälscht wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Rangfolge erstellt, bevor alle möglichen Diagnosemeldungen erzeugt werden. Auf diese Weise kann eine Aussage über eine mögliche und/oder wahrscheinliche ursächliche Störung getroffen werden. Auf Basis dieser Informationen kann das weitere Vorgehen dann optimal auf eine schnelle, eindeutige Identifikation der ursächlichen Störung ausgerichtet werden.
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Die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erfindung verwendeten Begrifflichkeiten sind an die ISO 26262 angelehnt. Danach gilt folgendes:
- – Störung (Fault): Ursache einer Fehlfunktion (z. B. physikalischer Defekt wie Leckage)
- – Fehlfunktion (Failure): System/Maschine funktioniert nicht ordnungsgemäß (Soll-Druck kann nicht aufgebaut werden)
- – Fehler (Error): Abweichung zwischen Ist- und Sollwert bzw. Mess- und Sollwert
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Eine Diagnose überwacht bestimmte Messwerte. Falls der Fehler dieses Messwertes zu groß wird, wird eine Fehlfunktion des Systems erkannt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient nun dazu, die Ursache dieser Fehlfunktion, also die Störung, zu identifizieren.
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Der zum Vergleich herangezogene Schwellwert kann in unterschiedlicher Form vorliegen: Der Schwellwert kann ein zeitlich unveränderlicher Wert sein, der z. B. aus einem Speicher ausgelesen wird, oder ein Wert sein, der von der Betriebsdauer, dem Betriebspunkt, den Betriebsbedingungen oder anderen Randbedingungen abhängt, wodurch je nach Bedingungen engere Schwellen gewählt werden können. Ebenso kann dieser Schwellwert als absoluter Wert gegeben sein oder als Wert relativ zum erwarteten Messwert des jeweiligen Kennwertes eines ungestörten Systems. Ebenso kann das Verfahren den jeweiligen Fehler eines Kennwertes mit einem absoluten oder relativen Schwellwert des Fehlers vergleichen, um eine Diagnosemeldung zu erzeugen. Der Schwellwert ist in den vorhergehenden Fällen jeweils ein Modellwert des zu erwartenden Kennwertes, wobei ein zeitlich unveränderlicher Schwellwert den einfachsten Fall eines Modells darstellt. Zeitlich veränderliche Schwellwerte sind in der Regel abhängig von bestimmten anderen Kennwerten. Das Verfahren kann auch Kennwerte zum Vergleich heranziehen, die sich aus der Abweichung zwischen dem Soll- und dem Istwert eines geregelten oder gesteuerten Wertes berechnen, wodurch eine Analyse des Störungseinflusses auf Regelungen beziehungsweise Steuerungen ermöglicht wird.
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Durch eine Auswertung der Vollständigkeit der Kombination von Diagnosemeldungen lässt sich eine Aussage über die Vertrauenswürdigkeit der Rangfolge der möglichen Störungen ableiten, so dass eine weitergehende Diagnose empfohlen werden kann. Des Weiteren können, davon abgeleitet, Betriebsweisen der Maschine empfohlen werden, die besonders geeignet sind, weitere Vergleiche einzuholen und so die Vertrauenswürdigkeit der Rangfolge, die die relativen Wahrscheinlichkeiten für das Vorliegen der möglichen Störungen repräsentiert, möglichst schnell zu maximieren. Ausgehend von diesen Empfehlungen kann das Verfahren ein zusätzliches Testprogramm durch die Steuerung durchführen oder Handlungsanweisungen an das Wartungspersonal, z. B. über eine Diagnoseschnittstelle, oder an den Maschinenführer, z. B. über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, geben. Das Verfahren zur Diagnose kann somit auch durch Wartungspersonal ausgelöst werden, wodurch bei einem Verdacht einer Störung das Personal bei der Identifizierung der Störung durch Prüfroutinen, die die Steuerung durchführt, unterstützt wird. Ebenso kann das Verfahren auch erst durch eine Fehlermeldung ausgelöst werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine, die nach dem Diesel-Verfahren arbeitet, und über eine Steuervorrichtung verfügt und
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2 eine qualitative Darstellung möglicher Kombinationen von Diagnosemeldungen für verschiedene Störungen an der Brennkraftmaschine aus 1.
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1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 2 mit vier Brennräumen. Über die Luftzuführung 12 wird den Brennräumen Luft zugeführt und über eine Brennstoffzuführung 13 mittels eines Einspritzsystems 3 Brennstoff zugeführt. Im Brennraum wird der Brennstoff mit der Luft verbrannt und die entstehenden Abgase über ein Abgasrohr 14 abgeführt. Ein- und Auslassventile für den Luftstrom bzw. den Abgasstrom sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch an anderen Antriebsmaschinen angewendet werden. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine und zur Einhaltung bestimmter Betriebsbedingungen sind eine Vielzahl von Sensoren, Aktoren und Bauteilen vorgesehen, die von einer Steuervorrichtung 1 ausgewertet werden oder von der Steuervorrichtung 1 angesteuert werden. In 1 sind exemplarisch einige dieser Komponenten dargestellt. Die Brennkraftmaschine verfügt über einen Abgasturbolader, der wiederum aus einer Turbine 4 und einem Verdichter 5 besteht. In der Turbine wird der Abgasstrom entspannt und so an der Turbine mechanische Arbeit verrichtet. Über eine Verstellvorrichtung, die durch die Steuervorrichtung 1 angesteuert wird, kann eingestellt werden, wie viel Arbeit verrichtet wird. Die Turbine 4 treibt über eine mechanische Welle, die vereinfachend nicht dargestellt ist, den Verdichter 5 an. Der Verdichter 5 komprimiert die einströmende Luft und erhöht somit den Druck und die Temperatur im Saugrohr. Ein Saugrohrdrucksensor 9 misst den Gasdruck im Saugrohr und sendet diesen an die Steuervorrichtung 1. Des Weiteren misst ein Luftmassenstromsensor 8 den in die Brennkraftmaschine strömenden Frischluftmassenstrom. Die dargestellte Brennkraftmaschine verfügt darüber hinaus über eine Vorrichtung zur Rückführung eines Teils des Abgasstromes in das Saugrohr, wobei dieser Massenstrom des rückgeführten Abgases über ein Ventil 6 von der Steuervorrichtung 1 eingestellt werden kann. Dieses Verfahren wird angewendet um die Bildung von Stickstoffoxiden (NOx) während der Verbrennung zu reduzieren. Die Steuervorrichtung nutzt die Informationen des Saugrohrdrucksensors 9, der Motordrehzahl sowie gegebenenfalls weiterer Größen, um den in die Brennräume einströmenden Gasmassenstrom zu bestimmen sowie unter Zuhilfenahme des Luftmassenstromsensors 8 den Massenstrom des rückgeführten Abgases zu bestimmen. Des Weiteren verfügt die dargestellte Brennkraftmaschine über eine Breitbandlambdasonde 10 zur Bestimmung des Verbrennungsluftverhältnisses, das als Verhältnis der an der Verbrennung teilnehmenden Luftmasse zur für eine vollständige und stöchiometrische Verbrennung benötigten Luftmasse definiert ist. Unter Zuhilfenahme des vom Luftmassenstromsensor 8 gemessenen Luftmassenstroms kann so der Brennstoffmassenstrom bestimmt werden. Außerdem verfügt das System über einen Sensor zur Bestimmung der Stickstoffoxidkonzentration im Abgas (NOx-Sensor 11) und über einen Umgebungsdrucksensor 7. Die Steuervorrichtung nutzt die Sensorwerte der Sensoren 7, 8, 9, 10 und 11, um abhängig vom Betriebspunkt, das heißt abhängig von der Motordrehzahl und der angeforderten Leistungsabgabe, den Saugrohrdruck und den Massenstrom des zurückgeführten Abgases einzuregeln. Die Menge an dosiertem Brennstoff ergibt sich für eine bestimmte Motordrehzahl unmittelbar aus der angeforderten Leistungsabgabe. Durch die so eingestellten Betriebsbedingungen ergibt sich bei bestimmten Umgebungsbedingungen und einem ungestörten, das heißt intakten, System bestimmte Messwerte der Sensoren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren führt eine Reihe verschiedener Diagnosefunktionen aus, das heißt es vergleicht den Messwert eines Sensors mit einem entsprechenden Sollwert oder einem entsprechenden Modellwert. Weicht der Messwert zu stark von dem bei diesen Betriebs- und Umgebungsbedingungen einzustellenden Sollwert beziehungsweise zu erwartendem Modellwert ab, wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgelöst. Im hier dargestellten Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Steuervorrichtung 1 durchgeführt. Exemplarisch werden die Reaktionen des Systems auf vier verschiedenen Störungen beschrieben. Diese Störungen sind:
- A. Leckage in der Luftzufuhr vor dem Verdichter 5
- B. Leckage in der Luftzufuhr nach dem Verdichter 5
- C. Erhöhter Brennstoffmassenstrom durch die Einspritzventile 3
- D. Verringerter Brennstoffmassenstrom durch die Einspritzventile 3
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Das Verfahren führt in dem vorliegenden Beispiel vier Vergleiche durch:
- I. Der Messwert des Saugrohrdrucksensors 9 wird mit dem Modellwert des Saugrohrdrucks verglichen.
- II. Der Messwert des Luftmassenstromsensors 8 wird mit dem Modellwert des Luftmassenstroms verglichen.
- III. Der Messwert der Breitbandlambdasonde 10 wird mit dem Modellwert des Verbrennungsluftverhältnisses verglichen.
- IV. Der Messwert des NOx-Sensors 11 wird mit dem Modellwert für die Stickoxidkonzentration im Abgas verglichen.
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Die Vergleiche werden jeweils nur unter bestimmten festgelegten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine durchgeführt. In diesem Beispiel sind die Betriebsbedingungen so gewählt, dass alle Vergleiche durchgeführt werden und die Diagnosemeldungen vorliegen. Jeder dieser Vergleiche wird in diesem Beispiel mit zwei Schwellwerten – einem oberen und einem unteren – verglichen. Weicht dabei der Messwert um mehr als der untere Schwellwert von dem entsprechenden Sollwert oder Modellwert nach unten ab, wird eine entsprechende erste Fehlermeldung abgesetzt. Weicht der Messwert um mehr als der obere Schwellwert von dem entsprechenden Sollwert oder Modellwert nach oben ab, wird eine entsprechende andere zweite Fehlermeldung abgesetzt. Liegt der Messwert innerhalb der Schwellwerte, wird eine OK-Meldung abgesetzt. Die einzelnen Schwellwerte sind so gewählt, dass eine Fehlermeldung ausgelöst wird, sobald ungeeignete Betriebszustände der Maschine nicht mehr sicher ausgeschlossen werden können, die zu einer Gefährdung der Maschine führen können, oder sobald der gesetzlich erlaubte Betriebsbereich verlassen wird, beispielsweise beim Überschreiten der On-Board-Diagnose-Grenzwerte bei einem Personenkraftwagen. Die einzelnen Störungen können dabei die Vergleiche auf zwei Arten beeinflussen: Entweder direkt dadurch, dass sie zu einer Änderung der Messwerte führen, oder indirekt dadurch, dass sie Eingangsgröße für das jeweilige Modell sind und so den Modellwert beeinflussen.
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2 zeigt die Kombination von Diagnosemeldungen für dieses Beispiel. Dabei steht ein Plus für einen implausibel hohen Messwert, das heißt, der Messwert überschreitet den oberen Schwellwert. Ein Minus steht für einen implausibel niedrigen Messwert, also ein Unterschreiten des unteren Schwellwerts. Eine Null steht für ein OK-Ergebnis, also für einen plausiblen Messwert, der innerhalb der unteren und der oberen Schwelle liegt.
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Tritt im System Störung A auf, das heißt eine Leckage vor dem Verdichter 5, so wird, bedingt durch den Unterdruck an dieser Stelle, Luft in das System angesaugt, die nicht vom Luftmassenstromsensor 8 gemessen wird. Daher steigt der Druck im Saugrohr aufgrund der größeren verdichteten Luftmasse. Die Steuervorrichtung wird nun durch Anpassung der Ventilstellung 6 und der Turbinengeometrie 4 den Saugrohrdruck und den Luftmassenstrom wieder auf die gewünschten Werte einregeln. Dies führt wiederum zu einem geringeren Anteil von zurückgeführtem Abgas am Gasgemisch, das den Brennräumen zugeführt wird, und damit zu höheren NOx-Konzentrationen im Abgas als im störungsfreien System. Des Weiteren wird der Anteil an Frischluft in diesem Gasgemisch zunehmen, was zu einem größeren Verbrennungsluftverhältnis als im störungsfreien System führt. Die Modellwerte der einzelnen Größen werden jedoch mit einer geringeren als der tatsächlich eingesetzten Luftmasse berechnet und werden daher eine Abweichung von den Messwerten aufweisen. Daher ergibt sich beispielsweise die in 2 für Störung A dargestellte Kombination von Diagnosemeldungen.
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Tritt jedoch im System die Störung B auf, das heißt eine Leckage nach dem Verdichter 5, so wird, bedingt durch den Überdruck an dieser Stelle, Luft aus dem System abgeblasen, die bereits vom Luftmassenstromsensor gemessen wurde. Nach dem Einregeln der Sollwerte für den Saugrohrdruck und den Luftmassenstrom ergibt sich die in 2 für Störung B dargestellte Kombination von Diagnosemeldungen. Ebenso führen die Störungen C und D zu charakteristischen Kombinationen von Diagnosemeldungen, die ebenfalls beispielhaft in 2 dargestellt sind.
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Tritt nun in der Maschine eine Störung auf, kann anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Reihenfolge aufgestellt werden, die basierend auf der Kombination die wahrscheinlichsten Ursachen auflistet, auch dann, wenn noch nicht alle Vergleiche ausgewertet wurden. Wird beispielsweise in dem in 2 dargestellten System von Diagnose IV eine positive Abweichung erkannt, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Störung A oder Störung D die Ursache ist, gleich hoch; dahingegen ist es unwahrscheinlich, dass Störung B oder Störung C die Ursache sind.
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Durch das Verfahren kann auch erkannt werden, dass Diagnose I für keine in diesem Beispiel betrachteten Störungen, und insbesondere in diesem Fall, keine zusätzlichen Informationen bietet. Es kann Betriebszustände von der Steuereinrichtung oder dem Maschinenführer anfordern, die es erlauben, eine der Diagnosen I oder II durchzuführen, um danach entscheiden zu können, welche der Störungen A oder D die wahrscheinlichere Ursache der Fehlfunktionen ist.
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Die Kombinationen sind dabei stark abhängig von der betrachteten Maschine und können beispielsweise bei Brennkraftmaschinen unterschiedlicher Baureihen unterschiedlich ausfallen, je nachdem welche Methode für das Steuern oder Regeln der Maschine verwendet wird, wie die Maschine auf die einzelnen Störungen reagiert und wie die einzelnen Schwellwerte gewählt wurden. Daher müssen die Kombinationen von Diagnosemeldungen für jede Störung experimentell bestimmt werden, wobei für eine möglichst genaue Identifizierung möglichst viele Störungen untersucht werden sollten.
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Die Erfindung lässt sich alternativ auch durch eine der nachfolgenden Merkmalsgruppen umschreiben:
- 1. Verfahren zur Identifikation einer Störung einer Maschine, bei dem mindestens zwei Kennwerte mit jeweils mindestens einem Schwellwert verglichen werden, um eine Vielzahl von möglichen Fehlermeldungen auszulösen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination von Diagnosemeldungen herangezogen wird und dass eine Rangfolge der wahrscheinlichen Störungen bestimmt wird.
- 2. Verfahren nach Ziffer 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein fester aus einem Speicher ausgelesener Schwellwerte verwendet wird.
- 3. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ziffern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwellwert verwendet wird, der abhängig von den Betriebszuständen der Maschine ist.
- 4. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ziffern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kennwert zum Vergleich herangezogen wird, der sich aus der Abweichung zwischen dem Soll- und dem Istwert eines geregelten oder gesteuerten Wertes berechnet.
- 5. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ziffern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertrauenswürdigkeit dieser Rangfolge bewertet wird.
- 6. Verfahren nach Ziffer 5, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsweisen der Maschine beschrieben werden, die zu einer Erhöhung dieser Vertrauenswürdigkeit führen.
- 7. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ziffern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vergleich von Kennwert und Schwellwert vom Ausmaß der Über- oder Unterschreitung des Schwellwertes abhängige Fehlermeldungen auslöst.
- 8. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ziffern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vergleich von Kennwert und Schwellwert von Betriebszuständen der Maschine abhängige Fehlermeldungen auslöst.
- 9. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ziffern, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erkennung einer möglicherweise fehlerhaften Komponente ein zusätzliches Testprogramm durch die Steuerung abgearbeitet wird, um die Ursache des möglichen Fehlers zu erkennen.
- 10. Verfahren nach Ziffern 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dem Wartungspersonal Handlungsanweisungen gibt um Betriebsweisen der Maschine herbeizuführen, die zu einer Erhöhung der Vertrauenswürdigkeit führen.
- 11. Verfahren nach Ziffern 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dem Maschinenführer Handlungsanweisungen gibt um Betriebsweisen der Maschine herbeizuführen, die zu einer Erhöhung der Vertrauenswürdigkeit führen.
- 12. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ziffern, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Diagnose durch das Wartungspersonal ausgelöst wird.
- 13. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges, die zur Identifikation einer Störung in einem Kraftfahrzeug mindestens zwei Kennwerte mit jeweils mindestens einem Schwellwert vergleicht, wobei die Kombination von gesetzten und nicht gesetzten Fehlermeldungen herangezogen wird, um eine Rangfolge der Wahrscheinlichkeiten der möglichen Störungen nach einer der vorhergehenden Ziffern zu bestimmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006021306 B3 [0006]
- DE 102009044076 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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