DE102018109360A1

DE102018109360A1 - Hierarchische fehlerdiagnose und -prognose eines systems

Info

Publication number: DE102018109360A1
Application number: DE102018109360.8A
Authority: DE
Inventors: Chaitanya Sankavaram; Shengbing Jiang; Xinyu Du; Yilu Zhang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2018-10-25
Also published as: US20180306160A1; CN108730032A; US10316812B2

Abstract

Verfahren zur Diagnose eines Fehlermodus in einem System beinhaltet die Aufzeichnung einer hierarchischen Rangfolge-Regel, die Fehlermodi des Systems eine Prioritätsstufe zuordnet, und die Aufzeichnung von Fehlerberichten in einer Fehlerbericht-Matrix, die auf einen entsprechenden oder mehrere der Fehlermodi hinweist. Das Verfahren beinhaltet des Weiteren die Verwendung der hierarchischen Rangfolge-Regel, um die zugeordnete relative Prioritätsstufe für die Fehlerberichte als Reaktion auf eine vorbestimmte Bedingung zu ermitteln, z. B. ein angefordertes Motoranlassereignis und das Identifizieren eines Ursachenteilsystems als Teilsystem mit der höchsten zugeordneten Prioritätsstufe. Von der Steuerung ausgeführte Steuermaßnahme identifiziert das Ursachenteilsystem, indem ein Diagnosecode aufgezeichnet und/oder eine Nachricht gesendet wird. Das System wird auch als ein computerlesbares Medium offenbart, das mit Anweisungen programmiert wird, die das Verfahren umfassen.

Description

EINLEITUNG
Verbrennungsmotoren werden häufig als drehmomenterzeugende Vorrichtungen in Fahrzeugen, Kraftwerken und einer breiten Palette von anderen Systemen verwendet. Im Allgemeinen kann ein Anlassermotor während eines Anlassverfahrens eines Motors eingeschaltet werden, um den Motor auf eine Startdrehzahl zu bringen, die ausreicht, um eine Mischung aus Kraftstoff und Luft in die Motorzylinder zu saugen. Als Teil des Anlasserkreises kann ein Einrückmagnet als Reaktion auf die Bewegung eines Zündschlüssels oder das Drücken eines Startknopfs aktiviert werden. Die Drehung des Zündschlüssels oder das Drücken des Startknopfs fordert das Schließen des Anlasserkreises und das Aussenden von elektrischem Strom von einer Hilfsbatterie an den Einrückmagneten. Der aktivierte Einrückmagnet schließt einen Schalter, wodurch der Batteriestrom den Anlassermotor einschalten und mit dem Anlassen des Motors beginnen kann.
Wenn der Anlassermotor voll bestromt ist, geht ein Zahnradgetriebe des Anlassers in einen verzahnten Dauereingriff in ein Motorschwungrad über, wobei das Ausgabedrehmoment vom Startermotor das Schwungrad auf die Schwellen-Startdrehzahl bringt. Der Einrückmagnet entriegelt das Zahnradgetriebe vom Schwungrad, wenn der Motor erfolgreich angesprungen ist. Ein Kraftstofffördersystem führt anschließend den Motorzylindern Kraftstoff zu, um über die Steuerung des internen Verbrennungsprozesses eine Motordrehung zu erzielen.
Die Steuerung eines Motoranlasssystem und andere Systeme umfasst die komplette Interaktion von mehreren unterschiedlichen Teilsystemen, sowie die Kommunikation mit verbundenen elektronischen und Steuereinheiten, Kommunikations-Links, elektrischen Schalter und Relais. So umfasst z. B. die oben beschriebene Motoranlassfunktion die Steuerung von diversen Teilsystemen, wie die Hilfsbatterie und ein angeschlossenes Stromverteilersystem, einen Anlassermagneten, Anlassermotor und eine Kraftstoffversorgungsanlage. Die Motorparameter werden ebenfalls eng überwacht und geregelt, um den einwandfreien Betrieb zu gewährleisten. Eine Verschlechterung eines gegebenen miteinander verbundenen Teilsystems oder einer Steuereinheit auf der Teilsystemebene kann die Leistung von einem oder mehreren miteinander verbundenen Teilsystemen beeinträchtigen und möglicherweise zu einem gemeldeten Fehlermodus führen, wie z. B. zu einem „Startet nicht“- oder „Kein Anlassen“-Fehler in der oben beschriebenen exemplarischen Motoranlassfunktion. Während es verschiedene Ansätze zum Erkennen eines Fehlermodus in einem gegebenen Teilsystem gibt, bleibt immer noch der Bedarf für eine ganzheitliche Betrachtung des Systems und seiner einzelnen Teilsysteme, wenn eine Ursache für einen gegebenen Fehlermodus ermittelt wird.
KURZDARSTELLUNG
Ein hier offengelegtes Verfahren für die Diagnose des Status eines Systems mit mehreren Teilsystemen oder Komponenten, beispielsweise, ein Motoranlasssystem wie hier beschrieben, und zum Identifizieren eines „Ursachenteilsystems“ als wahrscheinliche Ursache eines bevorstehenden oder vorliegenden Systemfehlermodus. In unterschiedlichen Systemen können unterschiedliche Fehlermodi auftreten. Durch die Art der verschiedenen Teilsysteme, aus denen ein gegebenes System besteht, kann die Verschlechterung eines oder mehrerer Teilsysteme die Leistung anderer Teilsysteme oder den Status des Systems als Ganzes gegenteilig beeinträchtigen. Daher können mit der Zeit als Ergebnis einer komplexen Interaktion zwischen den Teilsystemen neue Arten von Fehlermodi auftreten. So kann z. B. eine fehlerhafte Hilfsbatterie zu einer verlängerten Motoranlasszeit führen, was wiederum die Leistung oder strukturelle Integrität des Anlassermotors behindern kann.
Der vorliegende Ansatz soll bestehende Methoden verbessern, die sich auf die Diagnose der Leistung eines Teilsystems beschränken, wie die Verwendung einzelner teilsystem-spezifischer Steuerungen, um gemessene Parameter mit kalibrierten Werten zu vergleichen. So können z. B. einzelne Algorithmen verwendet werden, um die Hilfsbatterie, den Anlassermotor oder das Kraftstoffversorgungssystem separat zu diagnostizieren. Das hierin offenbarte Verfahren kann diese teilsystem-spezifischen Techniken ergänzen. Insbesondere arbeitet das Verfahren durch Zuweisung einer hierarchischen Prioritätsstufe an mehrere mögliche Fehlermodi. Die Ursache eines jeweiligen Fehlermodus kann unter Verwendung der zugeordneten Prioritätsstufe und Fehlerbericht-Matrix identifiziert werden. Danach kann eine entsprechende Steuermaßnahme als Reaktion auf die identifizierte Ursache ausgeführt werden. Somit wird der Status der einzelnen Teilsysteme festgestellt und danach gemäß einer zugeordneten hierarchischen Rangfolge ausgewertet, wobei die Teilsysteme, die sich im schlechtesten Zustand befinden, als die wahrscheinlichste Ursache des Fehlermodus identifiziert und behandelt werden.
Ein exemplarisches Verfahren zur Diagnose eines Fehlermodus in einem System mit mehreren Teilsystemen beinhaltet die Aufzeichnung im Speicher einer Steuerung, einer hierarchischen Rangfolge-Regel, die einer Vielzahl von Fehlermodi des Systems eine relative Prioritätsstufe zuordnet. Das Verfahren beinhaltet des Weiteren die Aufzeichnung, in einer Fehlerbericht-Matrix, eines oder mehrerer Fehlerberichte eines oder mehrerer entsprechenden Fehlermodi und die anschließende Verwendung der hierarchischen Rangfolge-Regel, um die zugeordnete relative Prioritätsstufe für die Fehlerberichte zu ermitteln.
Weiterhin kann das Verfahren das Identifizieren eines Ursachenteilsystems des Systems beinhalten, wie z. B. eines Teilsystems mit der höchsten der zugeordneten Prioritätsstufen und dem anschließenden Ausführen einer Steuermaßnahme mit Bezug auf das System über die Steuerung, die auf das identifizierte Ursachenteilsystem reagiert. Die Steuermaßnahme kann das Aufzeichnen eines Diagnosecodes und/oder das Senden einer Nachricht beinhalten, die auf das identifizierte Ursachenteilsystem hinweist. Somit erfüllt die vorliegende ganzheitliche Maßnahme den Zweck der Verbesserung des Betriebs und der Funktion von vorhandenen Diagnosevorrichtungen und -prozessen, was die Gesamtdiagnose und Prognose des Systems im Hinblick auf teilsystem-spezifische Methoden effizienter und nützlicher gestaltet.
Eine Aufzeichnung der Fehlerberichte kann das Aufzeichnen eines oder mehrerer Fehlerberichte für die entsprechenden Teilsysteme beinhalten, wobei die Berichte von elektronischen Steuergeräten bereitgestellt werden, die diesen Teilsystemen entsprechen; und/oder das Aufzeichnen eines Teilsystem-Fehlerberichts, der einen erkannten Fehlermodus oder den Status eines oder mehrerer Teilsysteme identifiziert.
Das vorbestimmte Ereignis in einer Beispiel-Motoranlassanwendung kann ein Zündkreis oder eine Zündschlüsselanwendung des Systems sein. Die Teilsysteme in einer solchen Motoranlass-Anwendung kann eine Hilfsbatterie, einen Anlassermotor, einen Anlass-Einrückmagneten, eine Lichtmaschine und ein Kraftstoffversorgungssystem beinhalten.
Es wird ferner ein System offenbart, das eine Vielzahl von Teilsystemen beinhaltet, von denen mindestens eines eine funktionsfähige elektronische Steuereinheit beinhaltet, die, wenn sie aktiv ist, einen eingebetteten Fehlerbericht ausgibt, der auf einen Fehlermodus des entsprechenden Teilsystems hinweist. Wenn die elektronische Steuereinheit nicht funktionsfähig ist, kann dies durch die Abwesenheit eines derartig eingebetteten Fehlerberichts ausgewiesen werden. Das System umfasst des Weiteren eine Steuerung, die mit den diversen Teilsystemen kommuniziert. Die Steuerung ist mit einer hierarchischen Rangfolge-Regel programmiert, die einer Vielzahl von Systemfehlermodi eine relative Prioritätsstufe zuordnet und die dafür konfiguriert ist, einen Fehlermouds des Systems zu diagnostizieren, indem sie das oben beschriebene Verfahren ausführt.
Hier wird ferner ein computerlesbares Medium offenbart, auf dem eine hierarchische Rangfolge-Regel aufgezeichnet ist, die einer Vielzahl von Fehlermodi eines Systems eine hierarchische Rangfolge-Regel und diagnostische Anweisungen zuordnet, durch dessen Ausführung die Steuerung das o. g. Verfahren ausführt.
Die oben aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der besten Ausführungsweisen der Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrzeugs und einer Steuerung, die dazu programmiert ist, ein Verfahren zur Diagnose und Auswertung eines Beispiel-Motoranlasssystems auszuführen.
2 ist eine repräsentative Fehlerbericht-Matrix, die eingepflegt und als Teil des vorliegenden Verfahrens verwendet werden kann.
3 ist ein Muster einer grafischen Darstellung einer hierarchischen Rangfolge innerhalb der Fehlerbericht-Matrix in 2.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Diagnose und Auswertung des Motoranlasssystems in 1 beschreibt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin gleiche Referenznummern gleiche Komponenten referenzieren, wird in 1 ein Fahrzeug 10 als uneingeschränkte exemplarische Ausführungsform eines Systems höchsten Rang mit mehreren verbundenen Teilsystemen dargestellt. Das Fahrzeug 10 wird im Folgenden zur Darstellung eines uneingeschränkten Systems verwendet, das zur vorteilhaften Verwendung eines hierarchischen und ganzheitlichen Diagnoseverfahrens 100 verwendet wird; 4 zeigt ein Beispiel hierzu und dies wird im Folgenden erläutert. Das Verfahren 100 kann auch leicht an nicht-Fahrzeugsystemen und Teilsystemen angewandt werden, die nicht hier beschrieben sind. Zur Klarstellung und Kontinuität wird das Fahrzeug 10 in 1 im Folgenden im Kontext eines Motoranlasssystems 28 ohne einschränkende Anwendungen des Verfahrens 100 auf Systeme in Form des Fahrzeugs 10 oder des Motoranlasssystems 28 beschrieben.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet einen Verbrennungsmotor (E) 12, der mit einem Getriebe (T) 14 gekoppelt ist, das mit internen Radsätzen, Dreh- und/oder Bremskupplungen und Verbindungselementen (nicht dargestellt) ausgestattet ist. Der Motor 12 kann ein Antriebselement 13 und ein Abtriebselement 15 beinhalten. Das Abtriebselement 15 kann über eine Kupplungsvorrichtung C1, z. B. einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine Reibungskupplung, an ein Antriebselement 17 des Getriebes 14 gekoppelt werden. Das Motordrehmoment (Pfeil T_E) wird über den Betrieb der Kupplungsvorrichtung C1 vom Abtriebselement 15 des Motors 12 mit dem Antriebselement 17 des Getriebes 14 übertragen. Den wird das Antriebsdrehmoment (Pfeil T_I) vom Antriebselement 17, durch das Getriebe 14 und einem Abtriebselement 19 des Getriebes 14, mit Ausgangsdrehmoment (Pfeil To) vom Getriebe 14 übertragen; dies schaltet letztendlich die Antriebsräder 22 des Fahrzeugs 10 über eine oder mehrere Antriebsachsen 21 ein.
Der Motor 12 wird selektiv angelassen und über das Motoranlasssystem 28 gestartet, das hier zu darstellenden Zwecken als exemplarisches System verwendet wird, auf das das Verfahren 100 angewendet wird. Insbesondere das Motoranlasssystem 28 kann eine Hilfsbatterie (B) 18 beinhalten, die in einer vereinfachten darstellenden Ausführungsform über einen Startschalter (SS), wie z.B. über einen schlüsselbetätigbaren oder tasteraktivierten Schalter elektrisch an einen Einrückmagneten (S) 24, angeschlossen ist. Wenn es durch die Hilfsbatterie 18 bestromt wird, wenn der Anlasserschalter (SS) geschlossen wird, aktiviert das Einrückmagnet 24 einen Anlassermotor (Ms) 25. Der bestromte Anlassermotor 25 übersetzt dann ein Zahnradgetriebe 23 in einen direkten Dauereingriff mit einem Schwungrad 16, dessen resultierende Drehung ein Anlassdrehmoment (Pfeil Tc) an das Antriebselement 13 des Motors 12 liefert.
Ein Kraftstoffversorgungssystem 30, das in bestimmten Ausführungsformen als ein Teil des Motoranlasssystems 28 betrachtet werden kann, kann eine Kraftstoffpumpe (P_F) 32 und eine Einspritzventilleiste 34 beinhalten. Wenn das Antriebselement 13 mit einem Drehzahlschwellenwert angelassen wird, wird brennbarer Kraftstoff (Pfeil F) über die Kraftstoffpumpe 32 an die Einspritzventilleiste 34 geführt. Die Motoranlassfunktion wird abgebrochen, wenn der Drehzahlschwellenwert erreicht ist, woraufhin sich der interne Verbrennungsprozess des Motors 12 dreht. Zusätzlich kann der rotierende Motor 12 eine Lichtmaschine (A) 11 bestromen, um Strom zu generieren und an die Hilfsbatterie 18 liefern. Wie unter Fachleuten bekannt, beinhaltet eine solche Lichtmaschine 11 einen Riemen (nicht dargestellt) oder ein anderes Antriebselement, das sich zusammen mit dem Motor 12 dreht, um Strom zu erzeugen.
Als Teil des Fahrzeugs 10 kann eine Steuerung (C) 50 mit erforderlichem Speicher (M) und einem Prozessor (P) sowie zugehöriger Hardware und Software, mit einem Oszillator, Eingangs-/Ausgangsschaltkreisen, usw. ausgestattet werden. Der Speicher (M) kann ein computerlesbares Medium oder Medien beinhalten, einschließlich ausreichendem Nur-Lese-Speicherplatz, wie z. B. magnetischer oder optischer Speicher, auf dem computerlesbare Diagnoseanweisungen aufgezeichnet werden, die ausführbare Abschnitte des im Folgenden beschriebenen Verfahrens 100 umfassen. In einigen Ausführungsformen ordnet eine hierarchische Rangfolge-Regel 60 Fehlermodi eines gegebenen Systems eine relative Prioritätsstufe zu, wobei das Motoranlasssystem 28 z. B. im Speicher (M) aufgezeichnet wird, mit der Ausführung des Prozessors (P) der Diagnoseanweisungen, die das Verfahren 100 umfassen, wodurch die Steuerung 50, wie im Folgenden in 4 dargestellt, die diversen Aspekte des Verfahrens 100 ausführt.
Zusätzlich empfängt die Steuerung 50 als Teil des Verfahrens 100, Eingangssignale (Pfeil CC₁) von mehreren Komponenten, Teilsystemen und/oder elektronischen Steuereinheiten des Fahrzeugs 10. Nach dem Ausführen des Verfahrens 100 unter Verwendung einer Fehlerbericht-Matrix 40 und einer hierarchische Rangfolge-Regel 60 überträgt die Steuerung 50 Ausgabesignale (Pfeil CCo) an eine Ausgabevorrichtung 33, z. B. an eine Bildschirmanzeige, ein Mobiltelefon oder einen externen/webbasierten Server, wie ein Fahrzeugtelematiksystem.
Beispiele der Fehlerbericht-Matrix 40 und der hierarchischen Rangfolge-Regel 60 werden jeweils in 2 und 3 dargestellt. Als Teil des Verfahrens 100 wird ein bestimmtes System innerhalb der Fehlerbericht-Matrix 40 in 2 zuerst in Teilsysteme unterteilt. Eingebettete Systeme (Spalte ES) stellen unter Verwendung des Motoranlasssystems 28 in 1 als Beispiel diverse eingebettete Fehlerberichte bereit. Wie hierin verwendet, bezieht sich „eingebetteter Fehlerbericht“ auf einen Fehlerbericht, der automatisch von einer entsprechenden elektronischen Steuereinheit (ECU) und/oder Logik eines gegebenen Teilsystems generiert wird. „Teilsystem-Fehlerbericht“ bezieht sich auf einen Bericht, der von einem Status-Verwaltungsmodul, einem Karosserie-Steuermodul, einem Motorsteuermodul, usw. generiert wird, was die Steuerung 50 oder andere Steuervorrichtungen in unterschiedlichen Ausführungsformen beinhaltet, und die sensorbasierte Fehlererkennung oder die fortwährende teilsystembasierte Statusbestimmung umfassen kann. So können sich z. B. im in 1 im Fahrzeug 10 eingebettete Fehlerberichte und/oder Teilsystem-Fehlerberichte auf die Funktionsdiagnose und -prognose des Motoranlasssystems beziehen, einschließlich der Batterie 18, des Einrückmagneten 24, des Anlassermotors 25, der Lichtmaschine 11 und/oder einer kritischen Komponente des Kraftstoffversorgungssystems 30, wie die Kraftstoffpumpe 32.
Eingebettete Fehlerberichte stellen Informationen über den Status des Motoranlassprozesses bereit. Im Beispiel in 2 können die eingebetteten Systemberichte (ES) einen ersten Satz von eingebetteten Fehlern (F₁), wie „keine Anlassanforderung“, „kein Fehlerbericht“ oder „ECU-Erdschluss“ umfassen. Ein zweiter Satz von eingebetteten Fehlern (F₂) kann den Zustand „Anlasser deaktiviert“ beschrieben, der weiter in „keine Motordrehung“ (F_2A), „lange Zündverzögerung“ (F_2B) und „maximale Anlassdauer abgelaufen“ (F_2C) unterteilt werden kann. Ein dritter Satz von eingebetteten Fehlern (F₃) kann „Start und Abbruch/Motor beim Anlassen ausgeschaltet“ beinhalten.
Neben den eingebetteten Systemfehlerberichten skizziert die Fehlerbericht-Matrix 40 mögliche Ursachenteilsysteme. Im Beispiel Motoranlasssystem 28 kann dies das Anlassersystem 28 mit der Batterie (B) 18, eine Ladevorrichtung (CS), wie die Lichtmaschine 11 und zugehörige elektrische Sensoren und Anschlüsse, Fahrerverhalten (DB), mehrfache Anlassereignisse (MCE) mit numerischer Zählung, das Kraftstoffversorgungssystem 30 und den Motor (E) 12 beinhalten.
Für jede der möglichen Ursachen-Systeme kann die Fehlerbericht-Matrix 40 bestimmte Fehlermodi identifizieren. Die Batterie 18 kann einen niedrigen Ladezustand (SOC_L), einen schlechten Status (SOH_L) oder parasitäre Lasten und/oder Batteriesensorfehler (F_PL,B) aufweisen. Das Motoranlasssystem 28 kann einen schlechten Status (SOH_L) für den Anlassermotor 25 oder das Einrückmagnet 24 aufweisen. Die Ladevorrichtung (CS) kann einen Ladevorrichtungsfehler (Fcs) in Form eines schlechten Status der Lichtmaschine 11, Riemenschlupf der Lichtmaschine 11, eines defekten elektrischen Anschlusses zwischen der Batterie 18 und der Lichtmaschine 11 oder eines anderen Ladevorrichtungsfehlers (Fcs) aufweisen. Was das Fahrverhaltens (DB) betrifft, kann diese Spalte sich auf eine kalibrierte Anzahl an kurzen Fahrten oder verlängerten Parkzeiten beziehen, im Vergleich mit einer kalibrierten Zeit (t_c) oder mehrere Anlassereignisse (MCE) durch numerisches Zählen. Das Kraftstoffversorgungssystem 30 kann einen schlechten Status aufweisen, oder die Kraftstoffpumpe 32 kann blockiert sein oder einen Sensorfehler oder anderen Fehler (F₃₀) aufzeigen. Einer dieser Fehler kann die Ursache eines gemeldeten Fehlerzustands sein.
Während die besondere Weise, in der derartige Status- oder andere Statusbedingungen ermittelt werden, sich innerhalb des beabsichtigten Umfangs der Offenbarung unterscheiden können, kann ein Beispiel für eine derartige Methode in der US-Seriennummer 15/399.947 gefunden werden, welches hiermit in seiner Gesamtheit als Referenz integriert wird. Für die Hilfsbatterie 18 oder andere Gleichstromquellen können solche vorhandenen Verfahren z. B. das Ermitteln umfassen, wann der Ladezustand niedrig ist und das anschließende Auswerten der potenziellen Ursachen, die mit diesem niedrigen Ladezustand zusammenhängen. Eine Fehlerwahrscheinlichkeit kann für jede betroffene Ursache ermittelt werden, wobei die Ursache, die die höchste Fehlerwahrscheinlichkeit aufweist, als die Ursache für das jeweilige Teilsystem ausgewählt wird.
Desgleichen können derartige Teilsystem-Methoden einen Status als verfügbare Stromkapazität einer vollständig geladenen Batterie 18 definieren, als ein Verhältnis der Original-Stromkapazität der Batterie 18. Ein derartiger Status kann durch regelmäßiges Überwachen der Spannungs-, Strom- und Temperaturzustände der Batterie 18 während des Betriebs und durch Unterziehen dieser Messungen einem vordefinierten empirischen oder physikalischen Modell, das Differentialgleichungen und/oder äquivalente Schaltungen beinhalten kann ermittelt werden, die auf ausführbare Algorithmen und Kalibrierungen reduziert sind, die sich in der Batteriesteuerung befinden (nicht dargestellt). In einer Ausführungsform können die Spannungs-, Strom- und Temperaturzustände und das vordefinierte empirische oder physikalische Modell verwendet werden, um eine Leerlaufspannung und/oder einen internen Ladewiderstand der Batterie 18 zu ermitteln, die analysiert werden können, um einen Zustand für den Status zu ermitteln. Ähnliche Ansätze können für andere Teilsysteme innerhalb des Fahrzeugs 10 verwendet werden.
Die Fehlerbericht-Matrix 40 wird dann mit einem Code oder anderen Informationen eingepflegt, die darauf hinweisen, ob ein Fehlerbericht generiert wurde, z. B. mit „X“, um das Vorhandensein eines solchen Fehlerberichts und mit „*“, um dessen Fehlen aufzuzeigen. Zusätzlich wird innerhalb der Fehlerbericht-Matrix 40, jedem der eingebetteten Systemfehlern F₁, F_2A, F_2B, F_2Cund F₃ und jedem Ursachenteilsystem eine entsprechende hierarchische Priorität zugeordnet, die nominal als einer von drei relativen Prioritäten (1), (2) oder (3) in 2 dargestellt ist. In anderen Ausführungsformen können weitere Prioritätsstufen verwendet werden. In einer Reihe R1 mit nur einem aufgenommenen Fehler, d. h. einem schlechten Status der Hilfsbatterie 18 ohne weitere Fehler, muss das Verfahren 100 nicht auf die zugeordnete Hierarchie zugreifen, um Fehler zu melden. Jedoch in einer Reihe R2 mit mehreren möglichen Fehlermodi, „Fehler - keine Anlassanforderung“, bei denen ein schlechter Status der Batterie 18 erkannt wird, zusammen mit Batteriesensorfehlern, einem Fehler in der Ladevorrichtung und einem Schwellenwert von kurzen Fahrten, kann die Steuerung 50 in 1 eine hierarchische Rangfolge-Strategie verfolgen, um eine geeignete Steuermaßnahme, einschließlich Ausgabe von einer oder mehreren Ursachen, zu ermitteln.
Hierarchische Behandlung mehrerer möglicher Fehlermodi können mit besonderer Referenz zu 3 beschrieben werden. In einer vereinfachten Ausführung hat die hierarchische Rangfolge-Regel 60 drei Prioritätsstufen L1, L2 und L3, die in der Fehlerbericht-Matrix 40 in 2 den Prioritäten (1), (2) und (3) entspricht. Auf der niedrigsten Stufe (L3) liegt die prinzipielle Wirkung eines erkannten Fehlers, z. B. einen ECU-Erdschlusszustand (F_STG). Stufe L2 ist ebenfalls eine grundlegende Auswirkung eines erkannten Fehlers, jedoch mit höherer Priorität in der Hierarchie als Stufe L3. So können z. B. ein niedriger Ladezustand der Batterie 18 (SOC_B = L) und mehrere Anlassereignisse (MCE) die zweite Stufe L2 der Hierarchie repräsentieren. Auf der höchsten Stufe L1 findet man die grundlegenden Ursachen für einen gegebenen Fehler, z. B. einen „kein Start“-Fehler des Fahrzeugs 10 in 1. Solche Ursachen können das Fahrverhalten (DB), die Ladevorrichtung (CS) und parasitäre Lasten (PL) sowie schlechten Batteriestatus (SOH_B = L), schlechten Status des Anlassers (SOH_M=L), schlechten Status des Kraftstoffversorgungssystems (SOH₃₀=L) und schlechten Status des Motors (SOH_E=L) beinhalten. Daher wird die hierarchische Rangfolge-Regel 60 verwendet, um die Ursachen und die Auswirkungen in absteigender Reihenfolge der Priorität darzulegen.
4 beschreibt eine exemplarische Ausführungsform des o. g. Verfahrens 100, im darstellenden Kontext der Diagnose eines Motoranlassprozesses, der mit Ansatz diagnostiziert wird, der oben dargestellt wird, d. h. unter Verwendung der Fehlerbericht-Matrix 40 und der zugeordneten hierarchischen Rangfolge-Regel 60. Während eine Ausführungsform an Bord mit Bezug auf 4 beschrieben wird, wie von einem Durchschnittsfachmannn bzgl. dieser Offenbarung geschätzt, kann das Verfahren 100 als Anweisungen zu einem Service-Werkzeug und/oder über Fern-/Zugriff auf eine Cloud anstatt an Bord des Fahrzeugs 10 ausgeführt werden. So kann das Fahrzeug 10 in einer möglichen Ausführungsform der Ausgabevorrichtung 33 in 1 z. B. aus der Ferne über eine Telematikeinheit mit einer Werkstatt kommunizieren, wobei das Verfahren 100 außerhalb des Fahrzeugs ausgeführt wird. Während die Steuerung 50 im Folgenden zur einfacheren Darstellung beschrieben wird, soll der Umfang der Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen auf Umsetzungen an Bord des Fahrzeugs und von diesem entfernt angewandt werden.
Beginnend mit Schritt S102 empfängt die Steuerung 50 in 1 als Beispiel einer „vorgegebenen Bedingung“, wie sie hier verwendet wird, eine Anlassanforderung für ein angefordertes Anlassen des Motors 12. In bestimmten Fahrzeug-Ausführungsformen kann eine solche Anforderung von einer elektronischen BCM-Steuereinheit generiert werden, wobei die BCM-Steuereinheit ein Teil der Steuerung 50 oder eine separate Vorrichtung mit unterschiedlicher Konfiguration sein kann. Die Steuerung 50 liest verfügbare Fehlerberichte der jeweiligen Teilsysteme, die ausgewertet werden. So kann z. B. Schritt S102 das Lesen eines oder mehrerer Fehlerberichte, die den Status einer Batterie 18 und/oder des Anlassermotors 25 beschreiben, sowie jeglicher anderer verbundener Diagnosecodes, die auf einen Fehlermodus hindeuten. Das Verfahren geht dann über zu Schritt S104.
Schritt S104 beinhaltet das Ermitteln, ob ein eingebetteter Fehlerbericht für den vorliegenden Zündzyklus, d. h., den Zündzyklus, der aktiv ist und läuft, verfügbar ist. Das Verfahren 100 geht über zu Schritt S106, wenn ein eingebetteter Fehlerbericht für den vorliegenden Zündzyklus verfügbar ist. Andernfalls fährt das Verfahren 100 mit Schritt S108 fort.
In Schritt S106 ermittelt die Steuerung 50, ob ein Teilsystem-Fehlerbericht beim vorliegenden Zündzyklus verfügbar ist. Wenn ja, geht das Verfahren 100 über zu Schritt S112. Andernfalls fährt das Verfahren 100 mit Schritt S109 fort.
Schritt S108 kann das Ermitteln umfassen, ob ein Teilsystem-Fehlerbericht für eine kalibrierte Anzahl an vorherigen Zündzyklen verfügbar ist. Das Verfahren 100 geht über zu Schritt S110, wenn derartige Berichte verfügbar sind, und zu Schritt S109 als Alternative, wenn keine vorherigen Teilsystem-Fehlerberichte verfügbar sind.
Schritt S109 beinhaltet das Auswerten und Prüfen der Fehlerwahrscheinlichkeiten der einzelnen ausgewerteten Teilsysteme. Als Teil von Schritt S109 ermittelt die Steuerung 50, dass das Teilsystem mit dem schlechtesten Status die wahrscheinliche Ursache des vorliegenden Fehlermodus ist, und als Reaktion auf eine derartige Bestimmung führt die Steuerung 50 eine entsprechende Steuermaßnahme aus. So kann beispielsweise die Steuerung 50 einen Diagnosecode aufzeichnen, der die Ursache/das identifizierte Teilsystem identifiziert, oder der eine Textnachricht an einen Bediener des Fahrzeugs 10 oder an eine Werkstatt senden kann. Verfahren 100 ist damit vollständig; dieser Status wird mit „**“ in 4 gezeigt.
Schritt S110 kann das Berechnen von probabilistisch gewichteten Teilsystem-Fehlerberichten von vorherigen Zündzyklen umfassen, z. B. durch das Anwenden von vorbestimmten Gewichten auf die verschiedenen Fehler, um damit jenen Fehlern höheres Gewicht zuzuweisen, die wichtiger sind und weniger Gewicht für Fehler, die als weniger kritisch eingestuft werden. Das Verfahren 100 geht dann über zu Schritt 112.
In Schritt S112 referenziert die Steuerung 50 als nächstes die Fehlerbericht-Matrix 40 und identifiziert die Ursache des vorliegenden Fehlermodus, bevor sie zu Schritt S114 fortschreitet.
In Schritt S114 ermittelt die Steuerung 50, ob es mehrere Ursachen-Ausgaben von der Fehlerbericht-Matrix 40 gibt und geht dann zu Schritt S116 über, wenn dies nicht der Fall ist.
Schritt S116 wird bei einzelne Ursachen-Ereignissen ausgeführt. In diesem Fall wird die Ursache des Nicht-Start-Zustands des Motors identifiziert und auf geeignete Weise kommuniziert, wie z. B. über Textnachricht, Registrierung eines entsprechenden Diagnosecodes oder ähnliches. Verfahren 100 ist damit vollständig, was „**“ in 4 gezeigt wird.
Schritt S118 beinhaltet einen Verweis auf die hierarchische Rangfolge-Regel 60, um die Ursache zu wählen und zu identifizieren. Das Verfahren 100 geht dann über zu Schritt S120.
In Schritt S120 gibt die Steuerung 50 die Ursache für das Nicht-Start-Ereignis des Fahrzeugs aus. Verfahren 100 ist damit vollständig, was „**“ in 4 gezeigt wird.
Somit kann das Verfahren 100 als Anweisungen auf dem computerlesbaren Medium des Speichers (M) aufgezeichnet werden, wie oben erwähnt. Derartige Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor (P) ausgeführt werden, führen dazu, dass die Steuerung 50 in der Fehlerbericht-Matrix 40 einen oder mehrere Fehlerberichte aufzeichnen, die auf einen oder mehrere Fehlerberichte hinweisen, und dass sie die hierarchischen Rangfolge-Regel 60 zum Ermitteln der zugeordneten relativen Prioritätsstufe für solche Fehlerberichte verwendet. Dies geschieht als Reaktion auf eine vorbestimmte Bedingung, wie z. B. eines erfassten angeforderten Motoranlass- oder Zündungsmoments. Die Ausführung der Anweisungen führt ebenso dazu, dass die Steuerung ein Ursachenteilsystem als ein jeweiliges Teilsystem mit den höchsten der zugeordneten Prioritätsstufen identifiziert und eine Steuermaßnahme in Bezug auf das System als Reaktion auf das identifizierte Ursachenteilsystem ausführt. Eine derartige Steuermaßnahme kann das Aufzeichnen eines Diagnosecodes und/oder das Senden einer Nachricht, die auf das identifizierte Ursachenteilsystem hinweist, sowie weiterer geeignete Steuermaßnahmen im Rahmen der Offenbarung beinhalten.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, doch der Erfindungsumfang wird einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen für die Umsetzung der Ansprüche hierin im Detail beschrieben wurden, existieren jedoch verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Fehlermodus in einem System, das Verfahren umfassend: das Aufzeichnen, im Speicher einer Steuerung, einer hierarchischen Prioritätsregel, die einer Vielzahl von Fehlermodi des Systems eine relative Prioritätsstufe zuordnet; das Aufzeichnen, in einer Fehlerbericht-Matrix im Speicher der Steuerung, einen oder mehrere Fehlerberichte, die auf einen entsprechenden der Fehlermodi hindeuten; das Verwenden der hierarchischen Prioritätsregel zum Ermitteln der zugeordneten relativen Prioritätsstufe für den einen oder mehrere Fehlerberichte über die Steuerung als Reaktion auf eine zuvor festgelegte Bedingung; das Identifizieren eines Ursachenteilsystems des Systems als Teilsystem mit der höchsten der zugeordneten Prioritätsstufen; und das Ausführen einer Steuermaßnahme in Bezug auf das System über die Steuerung als Reaktion auf das identifizierte Ursachenteilsystem, einschließlich mindestens einem der Aufzeichnung eines Diagnosecodes und dem Senden einer Nachricht, wobei jedes indikativ ist für das identifizierte Ursachenteilsystem.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Aufzeichnen einer oder mehrere Fehlerberichte das Aufzeichnen eines eingebetteten Fehlerberichts von einer elektronischen Steuerung eines entsprechenden oder mehrerer Teilsysteme beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Aufzeichnen eines oder mehrerer Fehlerberichte das Aufzeichnen eines Komponenten-Fehlerberichts beinhaltet, der einen erkannten Fehler eines oder mehrerer der Teilsysteme identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das vorgegebene Ereignis ein Zündkreis oder ein Zündschlüsselbetrieb ist, der das System aktiviert.
Verfahren nach Anspruch 4, worin das System ein Motoranlasssystem in einem Fahrzeug ist, das mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist.
System, umfassend: eine Vielzahl von Teilsystemen, von denen mindestens eines eine funktionsfähige elektronische Steuereinheit beinhaltet, die einen eingebetteten Fehlerbericht ausgibt, der auf einen Fehlermodus eines entsprechenden Teilsystems oder mehrerer Teilsysteme hinweist; und eine Steuerung, die mit der Vielzahl von Teilsystemen kommuniziert, worin die Steuerung mit einer hierarchischen Rangfolge-Regel programmiert ist, die einer Vielzahl von Systemfehlermodi eine relative Prioritätsstufe zuordnet und die dafür konfiguriert ist, einen Fehlermodus des Systems zu diagnostizieren, indem sie: in einer Fehlerbericht-Matrix einen oder mehrere Fehlerberichte aufzeichnet, die auf einen entsprechenden der Fehlermodi hindeuten; die hierarchische Prioritätsregel zum Ermitteln der zugeordneten relativen Prioritätsstufe für den einen oder mehrere Fehlerberichte über die Steuerung als Reaktion auf eine zuvor festgelegte Bedingung verwendet; ein Ursachenteilsystem des Systems als Teilsystem identifiziert, das die höchste der zugeordneten Prioritätsstufen hat; und eine Steuermaßnahme in Bezug auf das System über die Steuerung ausführen, als Reaktion auf das identifizierte Teilsystem, einschließlich mindestens einer der Aufzeichnungen eines Diagnosecodes und des Sendens einer Nachricht, wobei beide auf das identifizierte Ursachenteilsystem hinweisen.
System nach Anspruch 6, worin einer oder mehrere Fehlerberichte einen eingebetteten Fehlerbericht von der elektronischen Steuerung beinhalten.
System nach Anspruch 6, worin die Fehlerberichte einen Komponenten-Fehlerbericht beinhalten, der einen erkannten Fehlermodus eines der Teilsysteme identifiziert.
System nach Anspruch 6, worin das vorgegebene Ereignis ein Zündkreis oder ein Zündschlüsselbetrieb des Systems ist.