DE102017204171A1 - Verfahren und Steuergerät zum Bereitstellen einer Angabe über eine Verteilung von Parametern von Systemereignissen in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und Steuergerät zum Bereitstellen einer Angabe über eine Verteilung von Parametern von Systemereignissen in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102017204171A1 DE102017204171.4A DE102017204171A DE102017204171A1 DE 102017204171 A1 DE102017204171 A1 DE 102017204171A1 DE 102017204171 A DE102017204171 A DE 102017204171A DE 102017204171 A1 DE102017204171 A1 DE 102017204171A1
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Jan Mathias Koehler
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer oder mehrerer Verteilungsangaben von Parameterwerten von einem einem Systemereignis zugeordneten Parameter, mit folgenden Schritten:
- nach Erkennen eines Systemereignisses, Bereitstellen (S1) mindestens eines Parameterwerts mindestens eines Parameters;
- Aktualisieren (S2) der einen oder den mehreren Verteilungsangaben mit dem mindestens einen Parameterwert;
- Bereitstellen (S3) der mindestens einen Verteilungsangabe und der Anzahl der darin berücksichtigten Parameterwerte;
- Betreiben des Fahrzeugsystems abhängig von der Verteilungsangabe.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Steuergeräte in Kraftfahrzeugen, und insbesondere Maßnahmen zum Bereitstellen von Information über eine Verteilung von Parametern von Systemereignissen in dem Kraftfahrzeug.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei Systemereignissen in Kraftfahrzeugen werden das Systemereignis charakterisierende Parameter erfasst und eine Angabe über das betreffende Systemereignis in einem Steuergerät gespeichert. Da für jedes dieser Systemereignisse mehrere Parameter erfasst werden und eine hohe Anzahl von verschiedenen Systemereignissen detektiert werden, werden die Parameter aufgrund der beschränkten Speichermöglichkeiten in Steuergeräten aggregiert gespeichert. Hierfür werden bei einem Systemereignis die jeweiligen Parameter in Klassen bzw. in vordefinierte Wertebereiche eingeteilt und lediglich ein Wert der der betreffenden Klasse bzw. des betreffenden Wertebereichs zugeordneten Speicherzelle inkrementiert. Auf diese Weise liegt in der Speicherzelle für einen bei einem Systemereignis in eine Klasse oder Wertebereich fallenden Parameter eine Anzahl der entsprechenden Ereignisse vor. Dabei werden die Werte der Parameter des Systemereignisses verworfen.
  • Betrifft ein Parameter eines Systemereignisses beispielsweise die Dauer des Systemereignisses, wird ein Zähler für diejenige Klasse (definiert durch einen Zeitdauerbereich), in die die Zeitdauer des Systemereignisses fällt, entsprechend inkrementiert. Beispielsweise wird bei einem auftretenden ABS-Ereignis die Zeitdauer des Systemereignisses ermittelt und der Zähler für die entsprechende Zeitdauerklasse entsprechend erhöht.
  • Diese Vorgehensweise führt jedoch dazu, dass man Informationen verliert, da die Parameterinformation nur klassifiziert berücksichtigt wird. Insbesondere geht die genaue Verteilung der einzelnen Parameter, insbesondere innerhalb einer Klasse verloren. Da die Klassengrenzen in der Regel frei gewählt sind und die Breite der Wertebereiche der betreffenden Klassen für die zu speichernden Parameter ungleiche Größen aufweisen können, ist es schwierig, auf die ursprünglichen Parameterwerte oder die Verteilung der Parameterwerte zurückzuschließen. Daher stellt die Klassifizierung der Parameter bei auftretenden Systemereignissen eine ungeeignete Möglichkeit dar, die Information über die Systemereignisse zu komprimieren, da diese mit einem Informationsverlust, insbesondere über deren Verteilung behaftet ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Verteilungsangabe von Parameterwerten von einem einem Systemereignis zugeordneten Parameter gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch vorgesehen.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Bereitstellen einer oder mehrerer Verteilungsangaben von Parameterwerten von einem einem Systemereignis zugeordneten mindestens einen Parameter in einem Fahrzeugsystem vorgesehen, mit folgenden Schritten:
    • - nach Erkennen eines Systemereignisses, Bereitstellen mindestens eines Parameterwerts mindestens eines Parameters;
    • - Aktualisieren der einen oder der mehreren Verteilungsangaben mit dem mindestens einen Parameterwert;
    • - Bereitstellen der einen oder der mehreren Verteilungsangaben und der Anzahl der darin berücksichtigten Parameterwerte;
    • - Betreiben des Fahrzeugsystems abhängig von der Verteilungsangabe.
  • Weiterhin kann die mindestens eine Verteilungsangabe einer suffizienten Statistik entsprechen.
  • Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, bei einem aufgetretenen Systemereignis in einem Fahrzeugsystem Parameterwerte eines oder mehrerer Parameter, die diesem Systemereignis zugeordnet sind, zu erfassen und statt der bloßen Klassifizierung eine Verteilungsangabe zu aktualisieren. Die Verteilungsangaben können suffizienten Statistiken entsprechen, die die Verteilung der Parameterwerte der Parameter über den gesamten Wertebereich abbilden. Die Verteilungsangabe in Form von suffizienten Statistiken stellt eine verbesserte Angabe dar, um das zugeordnete Systemereignis zu charakterisieren als dies durch die Klassifizierung und Aggregation möglich ist.
  • Weiterhin kann dadurch, dass nach einem Systemereignis eine oder mehrere Verteilungsangaben lediglich aktualisiert werden, eine ähnlich kapazitätsschonende Speicherung erreicht werden, wie dies mit dem herkömmlichen Verfahren der Fall ist. Somit muss für jeden Parameter lediglich die aktualisierte Verteilungsangabe und die Anzahl der Systemereignisse, die in der Verteilungsangabe berücksichtigt sind, gespeichert werden. Die Verteilungsangaben können beispielsweise dazu dienen, das Fahrzeugsystem entsprechend zu betreiben, wie z.B. in einem Steuergerät die Erkennung von Ausreißern der Parameterwerte eines Parameters bei einem Systemereignis festzustellen und so unter Umständen eine Fehlerbehandlung aufzurufen oder Notfallmaßnahmen zu aktivieren. Alternativ helfen die bereitgestellten Verteilungsangaben Systemereignisse nachträglich zu analysieren und die Verteilungen der Parameter für die Wartung des Gesamtsystems zu verwenden, insbesondere um einen Verschleißgrad von Verschleißteilen zu erkennen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die mindestens eine Verteilungsangabe einem der folgenden Angaben entsprechen: i = 1 n l n ( x i )
    Figure DE102017204171A1_0001
    i = 1 n ( l n ( x i ) ) 2
    Figure DE102017204171A1_0002
    i = 1 n x i
    Figure DE102017204171A1_0003
    i = 1 n x i 2
    Figure DE102017204171A1_0004
    i = 1 n 1 x i
    Figure DE102017204171A1_0005
    i = 1 n x i k  mit  k > 0
    Figure DE102017204171A1_0006
    i = 1 n ( 1 l n ( x i ) )
    Figure DE102017204171A1_0007
  • Es kann vorgesehen sein, dass ein Systemereignis eine Aktivierung einer ABS-Funktion und/oder einer ESP-Funktion umfasst.
  • Weiterhin kann der mindestens eine Parameter eine Zeitdauer des Systemereignisses und/ oder eine Zustandsgröße zu Beginn und/oder zum Ende des Systemereignisses und/oder eine Verlaufsangabe einer Zustandsgröße umfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Aktualisierung durch Addition des Summenterms des zuletzt erfassten Parameterwerts zu der zuvor vorliegenden Verteilungsangabe und Inkrementieren der Anzahl der berücksichtigten Parameterwerte durchgeführt werden.
  • Weiterhin kann eine Ausreißererkennung durchgeführt werden, indem überprüft wird, ob der Parameterwert des mindestens einen Parameters außerhalb eines durch die mindestens eine Verteilungsangabe bestimmten Verteilungsbereichs der Parameterwerte des betreffenden Parameters liegt. Die Ausreißererkennung kann verwendet werden, um ein ungewöhnliches Verhalten des Systems zu erkennen, da mindestens ein Parameterwert identifiziert wird, welcher zu dem bisherigen Verhalten des Systems nicht passt.
  • Alternativ kann eine Ausreißererkennung durchgeführt werden, indem überprüft wird, ob die Verteilungsangabe vor der Aktualisierung und die Verteilungsangabe, welche durch Aktualisierung mit dem aktuellen Parameterwert gebildet wird, eine Abweichung aufweist, die größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
  • Abhängig von der Verteilungsangabe kann eine Meldung generiert und/oder ausgegeben werden, insbesondere eine Fehlermeldung oder Aufforderung zur Wartung des Fahrzeugsystems. Weiterhin kann abhängig von der Verteilungsangabe eine Notfallmaßnahme, insbesondere ein Notbetrieb eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer oder mehrerer Verteilungsangaben von Parameterwerten von einem einem Systemereignis zugeordneten Parameter vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
    • - nach Erkennen eines Systemereignisses mindestens einen Parameterwert mindestens eines Parameters bereitzustellen;
    • - den einen oder die mehreren Verteilungsangaben mit dem mindestens einen Parameterwert zu aktualisieren;
    • - die eine oder die mehreren Verteilungsangaben und die Anzahl der darin berücksichtigten Parameterwerte bereitzustellen; und
    • - das Fahrzeugsystem abhängig von der Verteilungsangabe zu betreiben.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Gesamtsystems mit einem Hauptsteuergerät und mit Hilfssteuereinrichtungen zum Durchführen von Systemfunktionen sowie von einem oder mehreren Sensoren; und
    • 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bereitstellen von Verteilungsangaben für Parameterwerte von Parametern, die einem Systemereignis zugeordnet sind.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gesamtsystems 1, z.B. ein Fahrzeugsystem in einem Kraftfahrzeug, mit einem Hauptsteuergerät 2, das mit einem oder mehreren Steuereinrichtungen 3 und einem oder mehreren Sensoren 4 verbunden ist. Das Hauptsteuergerät 2 und die Steuereinrichtung 3 führen eine Vielzahl von Funktionen aus. Ein Teil der Funktionen wird abhängig von einem Systemzustand aktiviert und kann ein Systemereignis definieren. Beispiele für Systemereignisse stellen beispielsweise die Aktivierung einer ABS-Funktion (ABS: Anti-Blockiersystem) einer ESP-Funktion (ESP: Elektronische Schlupfregelung) und dergleichen dar.
  • Die Funktionen liefern Parameterwerte für einen oder mehrere dem Systemereignis zugeordnete Parameter. Tritt ein derartiges Systemereignis auf, werden während oder nach Beendigung der zugehörigen Funktion Parameterwerte der Parameter an das Hauptsteuergerät 2 übermittelt. Gleichzeitig können durch das Hauptsteuergerät 2 Sensorwerte als Parameterwerte weiterer dem Systemereignis zugeordnete Parameter erfasst und entsprechend berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung erfolgt in dem Hauptsteuergerät 2 entsprechend dem durch das Flussdiagramm der 2 dargestellten Verfahren.
  • Das Flussdiagramm veranschaulicht einen in Hardware oder Software implementierten Algorithmus, der im Hauptsteuergerät 2 ausgeführt wird. Bei Auftreten eines zu überwachenden Systemereignisses, wie beispielsweise bei und/oder nach einer Aktivierung einer Fahrzeugfunktion, wie einer Antiblockierfunktion, oder dergleichen, werden in Schritt S1 dieser Funktion zugeordnete Parameter erfasst und entsprechende Parameterwerte gesammelt. Parameter können beispielsweise eine Zeitdauer sein, während der die entsprechende Funktion ausgeführt wird, ein Druckwert, ein Lenkwinkel, eine Geschwindigkeit und dergleichen. Für jedes Systemereignis können also ein oder mehrere Parameterwerte von Parametern an das Hauptsteuergerät 2 übermittelt werden oder durch dieses selbst mithilfe der Sensoren 4 erfasst werden.
  • In einem nachfolgenden Schritt S2 werden Verteilungsangaben, die suffiziente Statistiken darstellen, entsprechend der Parameterwerte der dem Systemereignis zugeordneten Parameter aktualisiert und in dem Hauptsteuergerät 2 gespeichert. Aus den suffizienten Statistiken können die Parameter einer gegebenen Verteilung verlustfrei zurück berechnet werden. Suffiziente Statistiken können beispielsweise sein: i = 1 n l n ( x i )
    Figure DE102017204171A1_0008
    i = 1 n ( l n ( x i ) ) 2
    Figure DE102017204171A1_0009
    i = 1 n x i
    Figure DE102017204171A1_0010
    i = 1 n x i 2
    Figure DE102017204171A1_0011
    i = 1 n 1 x i
    Figure DE102017204171A1_0012
    i = 1 n x i k  mit k > 0
    Figure DE102017204171A1_0013
    i = 1 n ( 1 l n ( x i ) )
    Figure DE102017204171A1_0014
  • Die Aktualisierung dieser Verteilungsangaben erfolgt durch Addition des Summenterms des zuletzt erfassten Parameterwerts zu der zuvor vorliegenden Verteilungsangabe und Inkrementieren der Anzahl der berücksichtigten Parameterwerte. Die Aktualisierung mehrerer der Verteilungsangaben ermöglicht es im Nachgang, die geeignete Verteilungsangabe für das betreffende Systemereignis zu berücksichtigen, insbesondere dann, wenn die tatsächliche Verteilung der Parameterwerte der betreffenden Parameter nicht bekannt ist.
  • Die Parameter werden also in Form einer oder mehrerer Verteilungsangaben und die Anzahl der in der jeweiligen Verteilungsangabe berücksichtigten Parameterwerte gespeichert. Dadurch kann die Verteilung der Parameterwerte der einer Art von Systemereignis zugeordneten Parameter in besonders kompakter Weise in dem Hauptsteuergerät 2 abgebildet werden, sodass der dafür benötigte Speicherplatz erheblich reduziert werden kann. Die Schritte S1 und S2 werden kontinuierlich durchgeführt und die Verteilungsangaben nach der Bereitstellung jedes neuen Parameterwerts ständig aktualisiert.
  • In Schritt S3 können nach Abruf die bisher ermittelten Verteilungsangaben für die Durchführung von Funktionen in dem Hauptsteuergerät 2 verwendet werden. Beispielsweise kann das Hauptsteuergerät 2 basierend auf einer Verteilungsangabe eine Ausreißererkennung durchführen, wenn beispielsweise der Parameterwert eines Parameters deutlich außerhalb des durch die Verteilungsangaben bestimmten Verteilungsbereichs der Parameterwerte des betreffenden Parameters angeben. Dies kann beispielsweise durch einen Vergleich der Verteilungsangabe vor der Aktualisierung und der Verteilungsangabe, welche aus dem mit dem aktuellen Parameterwert gebildeten Verteilungsangabe erhalten wird, erkannt werden. Tritt eine relative oder absolute Abweichung auf, die größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, so wird auf einen Ausreißer erkannt.
  • Alternativ können in Schritt S3 die Verteilungsangaben und die Anzahl der jeweils darin berücksichtigten Parameterwerte zum Auslesen gespeichert werden, um daraus Wartungsinformationen zu ermitteln, beispielsweise zum Erkennen von Verschleißgraden von Verschleißteilen. Dies kann durch Vergleich mit Referenzwerten für bestimmte den betreffenden Verschleißteilen zugeordnete Parameter und Erkennen von Abweichungen durchgeführt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Gesamtsystem 1 basierend auf den Verteilungsangaben betrieben werden. Beispielsweise kann abhängig von einer oder mehrerer der Verteilungsangaben eine Fehler- oder Warnmeldung generiert und ausgegeben werden

Claims (13)

  1. Verfahren zum Bereitstellen einer oder mehrerer Verteilungsangaben von Parameterwerten von einem einem Systemereignis zugeordneten Parameter in einem Fahrzeugsystem, mit folgenden Schritten: - nach Erkennen eines Systemereignisses, Bereitstellen (S1) mindestens eines Parameterwerts mindestens eines Parameters; - Aktualisieren (S2) der einen oder der mehreren Verteilungsangaben mit dem mindestens einen Parameterwert; - Bereitstellen (S3) der einen oder der mehreren Verteilungsangabe und der Anzahl der darin berücksichtigten Parameterwerte; - Betreiben des Fahrzeugsystems abhängig von der Verteilungsangabe.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Verteilungsangabe einer suffizienten Statistik entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Verteilungsangabe einem der folgenden Angaben entspricht: i = 1 n l n ( x i )
    Figure DE102017204171A1_0015
    i = 1 n ( l n ( x i ) ) 2
    Figure DE102017204171A1_0016
    i = 1 n x i
    Figure DE102017204171A1_0017
    i = 1 n x i 2
    Figure DE102017204171A1_0018
    i = 1 n 1 x i
    Figure DE102017204171A1_0019
    i = 1 n x i k  mit k > 0
    Figure DE102017204171A1_0020
    i = 1 n ( 1 l n ( x i ) )
    Figure DE102017204171A1_0021
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Systemereignis eine Aktivierung einer ABS-Funktion und/oder einer ESP-Funktion umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der mindestens eine Parameter eine Zeitdauer des Systemereignis und/ oder eine Zustandsgröße zu Beginn und/oder zum Ende des Systemereignisses und/oder eine Verlaufsangabe einer Zustandsgröße umfasst.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Aktualisierung durch Addition des Summenterms der zuvor vorliegenden Verteilungsangabe zu dem zuletzt erfassten Parameterwert und Inkrementieren der Anzahl der berücksichtigten Parameterwerte durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Ausreißererkennung durchgeführt wird, indem überprüft wird, ob der Parameterwert des mindestens einen Parameters außerhalb eines durch die mindestens eine Verteilungsangabe bestimmten Verteilungsbereichs der Parameterwerte des betreffenden Parameters liegt und das Fahrzeugsystem entsprechend dem Ergebnis der Überprüfung betrieben wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Ausreißererkennung durchgeführt wird, indem überprüft wird, ob die Verteilungsangabe vor der Aktualisierung und die Verteilungsangabe, welche durch Aktualisierung mit dem aktuellen Parameterwert gebildet wird, eine Abweichung aufweist, die größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, und das Fahrzeugsystem entsprechend dem Ergebnis der Überprüfung betrieben wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei abhängig von der Verteilungsangabe eine Meldung generiert und/oder ausgegeben wird, insbesondere eine Fehlermeldung oder Aufforderung zur Wartung des Fahrzeugsystems.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei abhängig von der Verteilungsangabe eine Notfallmaßnahme, insbesondere ein Notbetrieb eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
  11. Vorrichtung (2) zum Bereitstellen einer oder mehrerer Verteilungsangaben von Parameterwerten von einem einem Systemereignis zugeordneten Parameter, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um: - nach Erkennen eines Systemereignisses mindestens einen Parameterwert mindestens eines Parameters bereitzustellen; - den einen oder die mehreren Verteilungsangaben mit dem mindestens einen Parameterwert zu aktualisieren; - die eine oder die mehreren Verteilungsangaben und die Anzahl der darin berücksichtigten Parameterwerte bereitzustellen; - das Fahrzeugsystem abhängig von der Verteilungsangabe zu betreiben.
  12. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
  13. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.
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