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Die Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung und ein Diagnoseverfahren für ein in verschiedenen Betriebszuständen betreibbares Kraftfahrzeug.
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Es sind Diagnosevorrichtungen und Diagnoseverfahren für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen verschiedene Erkennungsmechanismen wie z.B. SW-Modelle oder Sensorerfassungen das Vorliegen eines Fehlers im Kraftfahrzeug erkannt wird. Als Reaktion auf einen erkannten Fehler werden im Stand der Technik Ersatzmaßnahmen ergriffen. Beispielsweise wird bei einem erkannten Zündaussetzer in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs der betroffene Zylinder bis zum Ende des Fahrzyklus deaktiviert.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative, verbesserte Diagnosevorrichtung und ein entsprechendes Verfahren anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere kann die Diagnosevorrichtung Bestandteil eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise eines Motorsteuergeräts.
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Die Diagnosevorrichtung ist dabei eingerichtet, das Vorliegen einer ein Teilsystem des Kraftfahrzeugs beeinträchtigenden Fehlerauswirkung bei Betrieb des Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebszustand mittels einer Fehlererkennungseinheit festzustellen.
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Bei dem Teilsystem kann es sich insbesondere um ein Antriebssystem des Kraftfahrzeugs oder um eine Komponente des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs handeln. Beispielsweise kann es sich um einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor oder ein Getriebe des Kraftfahrzeugs handeln. Es kann sich aber auch um ein Bestandteil der Komponente des Kraftfahrzeugs handeln, wie beispielsweise einen Zylinder des Verbrennungsmotors.
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Die Fehlerauswirkung ist dabei insbesondere die Folge einer Fehlerursache, wobei die Fehlerursache beispielsweise permanent, transient, bekannt oder unbekannt sein kann.
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Insbesondere beeinträchtigt die Fehlerauswirkung das Teilsystem derart, dass eine Ist-Funktion des Teilsystems von einer Soll-Funktion des Teilsystems abweicht.
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Der erste Betriebszustand ist dabei insbesondere derjenige Betriebszustand, in dem das Kraftfahrzeug zu dem Zeitpunkt betrieben wird, wenn die Fehlerauswirkung auftritt.
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Die Diagnosevorrichtung ist außerdem eingerichtet, die Fehlerauswirkung durch zumindest eine Isolationsmaßnahme mittels einer Fehlerisolationseinheit zu eliminieren.
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Die Eliminierung der Fehlerauswirkung bedeutet insbesondere, dass die Fehlerauswirkung nicht mehr feststellbar ist und womit kein Rückschluss mehr auf das tatsächliche Vorliegen der Fehlerursache gezogen werden kann.
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Insbesondere kann die Eliminierung der Fehlerauswirkung in Form einer Fehlermaskierung erfolgen, wobei beispielsweise die Fehlerauswirkung ausgeblendet wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Eliminierung der Fehlerauswirkung auch durch Nutzung von Fehlertoleranzreserven des Kraftfahrzeugs erfolgen, indem beispielsweise die Funktionalität des betroffenen Teilsystems durch ein zweites Teilsystem zumindest teilweise erbracht wird.
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Darüber hinaus ist die Diagnosevorrichtung eingerichtet, bei Betrieb des Kraftfahrzeugs in einem zweiten Betriebszustand nach Eliminierung der Fehlerauswirkung mittels einer Prüfeinheit zu prüfen, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt.
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Bei der zweiten Betriebsart kann es sich insbesondere um eine von der Fehlerauswirkung und/oder dem Teilsystem abhängige Betriebsart handeln.
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Die Diagnosevorrichtung kann beispielsweise auf das Eintreten der zweiten Betriebsart warten oder durch aktive Steuerhandlungen das Eintreten der zweiten Betriebsart herbeiführen oder beschleunigen.
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Die Prüfung, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt, kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Isolationsmaßnahme, die die Fehlerauswirkung eliminiert hat, ganz oder teilweise rückgängig gemacht wird. Tritt beispielsweise nach der ganzen oder teilweisen Rückgängigmachung der Isolationsmaßnahme die Fehlerauswirkung in derselben oder einer ähnlichen Form wieder auf, in der die Fehlerauswirkung vor Ausführung der Isolationsmaßnahme aufgetreten ist, so kann daraus geschlossen werden, dass die Fehlerursache und die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegen.
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Die Diagnosevorrichtung ist außerdem eingerichtet, wenn die Fehlerauswirkung nicht mehr vorliegt, die Isolationsmaßnahme mittels einer Wiederherstellungseinheit rückgängig zu machen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Diagnosevorrichtung eingerichtet, nach Eliminierung der Fehlerauswirkung ausgehend vom aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs den zweiten Betriebszustand einzustellen.
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Insbesondere ist die Diagnosevorrichtung hierfür mit zumindest einer weiteren Steuereinheit des Kraftfahrzeugs verbunden, die den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beeinflusst. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Motorsteuerung, Getriebesteuerung oder eine Fahrdynamiksteuerung handeln.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Fehlerauswirkung eine Fehlzündung eines Zylinders eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs.
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Die Fehlzündung kann verschiedene Fehlerursachen haben, wobei manche Fehlerursachen zu einer transienten, flüchtigen Fehlzündung führen und manchen Fehlerursachen zu permanenten Fehlzündungen.
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Die Isolationsmaßnahme ist insbesondere ein Abschalten des Zylinders. Durch das Abschalten des Zylinders wird eine erneute Fehlzündung des Zylinders verhindert, wobei dadurch allerdings die Fehlerursache nicht behoben wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug zumindest zwei Antriebsaggregate, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor.
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Das erste Antriebsaggregat, beispielsweise der Verbrennungsmotor, ist insbesondere mittels einer Trennkupplung von dem zweiten Antriebsaggregat, beispielsweise dem Elektromotor, abkoppelbar. Die Isolationsmaßnahme ist in diesem Fall beispielsweise ein Abschalten des ersten Antriebsaggregats und das Öffnen der Trennkupplung.
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Vorteil der Abkopplung als Isolationsmaßnahme ist, dass das abgekoppelte erste Antriebsaggregat in einen beliebigen Betriebszustand überführt werden kann, ohne einen größeren Einfluss auf das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zu haben.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Diagnosevorrichtung eingerichtet, die Auswirkung der Isolationsmaßnahme auf das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs durch Ausführung von zumindest einer geeigneten Ersatzmaßnahme zumindest zu verringern.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug zumindest zwei Antriebsaggregate.
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Die Diagnosevorrichtung ist eingerichtet, als Isolationsmaßnahme die von dem ersten Antriebsaggregat erzeugte Antriebsleistung zumindest zu verringern. Beispielsweise kann bei einem Verbrennungsmotor durch Deaktivierung eines Zylinders die Antriebsleistung verringert werden. Alternativ kann bei einem Kraftfahrzeug mit mehreren Antriebsaggregaten ein Antriebsaggregat auch komplett deaktiviert werden, was dessen Antriebsleistung ebenfalls verringert.
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Als Ersatzmaßnahme ist die Diagnosevorrichtung eingerichtet, das zweite Antriebsaggregat derart anzusteuern, dass die von dem zweiten Antriebsaggregat erzeugte Antriebsleistung sich erhöht, so dass die verringerte Antriebsleistung des ersten Antriebsaggregats zumindest teilweise ausgeglichen wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zweite Betriebszustand ein von dem ersten Betriebszustand verschiedener Betriebszustand ist.
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Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Annahme besteht, dass die Fehlerauswirkung von dem ersten Betriebszustand abhängt. Dadurch, dass in einem von dem ersten Betriebszustand verschiedenen Betriebszustand geprüft wird, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt, kann diese Annahme bestätigt oder widerlegt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der zweite Betriebszustand und der erste Betriebszustand identisch.
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Dies ist insbesondere ebenfalls dann vorteilhaft, wenn die Annahme besteht, dass die Fehlerauswirkung von dem ersten Betriebszustand abhängt. Dadurch, dass in einem zu dem ersten Betriebszustand identischen Betriebszustand geprüft wird, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt, kann diese Annahme bestätigt oder widerlegt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Betriebszustand ein Drehzahlbereich oder ein Lastbereich eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs oder ein Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren für ein in verschiedenen Betriebszuständen betreibbares Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug zumindest ein Teilsystem umfasst.
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In einem Schritt des Diagnoseverfahrens wird das Vorliegen einer das Teilsystem beeinträchtigenden Fehlerauswirkung bei Betrieb des Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebszustand festgestellt.
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In einem weiteren Schritt wird die Fehlerauswirkung durch zumindest eine Isolationsmaßnahme eliminiert.
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In einem weiteren Schritt wird bei Betrieb des Kraftfahrzeugs in einem zweiten Betriebszustand nach Eliminieren der Fehlerauswirkung geprüft, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt.
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In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird, wenn die Fehlerauswirkung nicht mehr vorliegt, die Isolationsmaßnahme rückgängig gemacht.
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Die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung, und
- 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens.
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1 zeigt eine Diagnosevorrichtung A für ein Kraftfahrzeug KFZ. Die Diagnosevorrichtung A ist dabei eingerichtet, das Vorliegen einer ein Teilsystem Z1 des Kraftfahrzeugs KFZ beeinträchtigenden Fehlerauswirkung bei Betrieb des Kraftfahrzeugs KFZ in einem ersten Betriebszustand mittels einer Fehlererkennungseinheit FE festzustellen.
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Das Teilsystem Z1 ist dabei beispielsweise ein Zylinder eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs KFZ und bei der Fehlerauswirkung handelt es sich beispielsweise um einen Zündaussetzer des Zylinders Z1. Der Zündaussetzer kann dabei eine Vielzahl von verschiedenen Fehlerursachen haben, wobei manche Fehlerursachen nicht mittels der Sensorik des Kraftfahrzeugs KFZ erkannt werden können.
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Der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs KFZ, in dem das Kraftfahrzeug KFZ betrieben wird, wenn die Fehlerauswirkung eintritt, wird von der Diagnosevorrichtung A gespeichert und im weiteren Verlauf als erster Betriebszustand bezeichnet. Beispielsweise kann es sich bei dem Betriebszustand um einen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors oder um einen Lastbereich (z.B. Volllast oder Schub) des Verbrennungsmotors handeln.
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Die Fehlerauswirkung wird durch zumindest eine Isolationsmaßnahme mittels einer Fehlerisolationseinheit FI eliminiert. Beispielsweise kann die Isolation eine Abschaltung des Zylinders Z1 sein, da in einem abgeschalteten Zylinder keine Fehlzündungen mehr auftreten können.
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Bei Betrieb des Kraftfahrzeugs KFZ in einem zweiten Betriebszustand nach Eliminierung der Fehlerauswirkung wird mittels einer Prüfeinheit WP geprüft, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt
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Der zweite Betriebszustand ist somit insbesondere ein Prüfbetriebszustand. Bei manchen Teilsystemen und Fehlerauswirkungen (bzw. Fehlerursachen) ist es nicht möglich zu prüfen, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt, ohne die Isolationsmaßnahme zumindest teilweise, zeitweise rückgängig zu machen.
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Um beispielsweise festzustellen, dass in einem Zylinder kein Zündaussetzer mehr erfolgen wird, wobei die Fehlerursache eines vorangegangenen Zündaussetzers nicht bekannt war, muss der Zylinder zeitweise, zumindest für einen Zündvorgang, wieder betrieben werden.
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In anderen Fällen ist ein rückgängig machen der Isolationsmaßnahme nicht notwendig, um festzustellen, ob eine Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt.
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Wenn die Fehlerauswirkung nicht mehr vorliegt wird die Isolationsmaßnahme mittels einer Wiederherstellungseinheit RM rückgängig gemachen.
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2 zeigt ein Diagnoseverfahren für ein in verschiedenen Betriebszuständen betreibbares Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug zumindest ein Teilsystem umfasst. Wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise nur ein Antriebsaggregat umfasst und es sich dabei um einen Verbrennungsmotor handelt, so kann beispielsweise das Teilsystem ein Zylinder des Verbrennungsmotors sein.
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Wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise ein zwei Antriebsaggregate umfassendes Hybridfahrzeug ist, so kann beispielsweise das Teilsystem ein Verbrennungsmotor als Ganzes das Teilsystem sein.
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Ein Schritt des Verfahrens ist das Feststellen 100 des Vorliegens einer das Teilsystem beeinträchtigenden Fehlerauswirkung bei Betrieb des Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebszustand.
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Die Fehlerauswirkung kann beispielsweise eine Fehlzündung eines Zylinders eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs sein.
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Der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, in dem das Kraftfahrzeug betrieben wird, wenn die Fehlerauswirkung eintritt, wird gespeichert und im weiteren Verlauf als erster Betriebszustand bezeichnet. Beispielsweise kann es sich bei dem Betriebszustand um einen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors oder um einen Lastbereich (z.B. Volllast oder Schub) des Verbrennungsmotors handeln.
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In Schritt 105 wird geprüft, ob es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug handelt.
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Wenn dabei festgestellt wird, dass es sich um kein Hybridfahrzeug handelt kann die Fehlerauswirkung in Schritt 110 beispielsweise durch ein Abschalten des von der Fehlzündung betroffenen Zylinders als Isolationsmaßnahme eliminiert werden.
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Nach der Eliminierung der Fehlerauswirkung wartet das Verfahren beispielsweise in Schritt 115 auf das Eintreten eines zweiten Betriebszustands. Der zweite Betriebszustand kann dabei beispielsweise ein von dem ersten Betriebszustand verschiedener Betriebszustand sein, um Festzustellen, ob die Fehlerauswirkung gegebenenfalls vom aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs abhängt.
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Wenn der zweite Betriebszustand eintritt wird in Schritt 120 geprüft, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der von der Fehlzündung betroffene Zylinder kurzfristig wieder aktiviert wird, um zu prüfen, ob weitere Fehlzündungen auftreten.
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Wird in Schritt 105 hingegen festgestellt, dass es sich beim dem Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug handelt, so kann die Fehlerauswirkung mittels mehrerer Isolationsmaßnahme eliminiert werden.
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Beispielsweise wird in Schritt 210 der Verbrennungsmotor des Hybridfahrzeugs vollständig deaktiviert. Außerdem wird in Schritt 215 die Trennkupplung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor geöffnet, so dass der Verbrennungsmotor nicht von dem Elektromotor mitgeschleppt werden muss.
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Um die durch die Deaktivierung des Verbrennungsmotors verursachten Auswirkungen auf das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise zu kompensieren wird als Ersatzmaßnahme in Schritt 217 der Elektromotor als zweites Antriebsaggregat derart angesteuert, dass die von dem Elektromotor erzeugte Antriebsleistung sich erhöht, so dass die verringerte Antriebsleistung des Verbrennungsmotors als erstes Antriebsaggregats zumindest teilweise ausgeglichen wird.
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Im Falle eines Hybridfahrzeugs kann der zweite Betriebszustand, in dem das Vorliegen der Fehlerauswirkung geprüft werden soll, aktiv nach Eliminierung der Fehlerauswirkung ausgehend vom aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs den zweiten Betriebszustand eingestellt werden. Der zweite Betriebszustand ist dabei insbesondere identisch zu dem ersten Betriebszustand. Beispielsweise handelt es sich dabei um einen spezifischen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors. Dieser kann, bei geöffneter Trennkupplung aktiv angesteuert werden um zu prüfen, ob weiterhin eine Fehlzündung eines Zylinders auftritt.
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Unabhängig davon, ob es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Kraftfahrzeug mit ausschließlich einem Verbrennungsmotor oder um ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb handelt wird in Schritt 130 geprüft, ob die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt.
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Wenn dabei festgestellt wird, dass die Fehlerauswirkung nicht mehr vorliegt, werden in Schritt 140 die Isolationsmaßnahme rückgängig gemacht.
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Wird stattdessen festgestellt, dass die Fehlerauswirkung weiterhin vorliegt, so bleiben die Isolationsmaßnahmen ausgehend von Schritt 150 weiterhin aktiv und werden beispielsweise erst am Ende des aktuellen Fahrzyklus oder beim nächsten Klemmenwechsel rückgängig gemacht.
