DE102019115681A1

DE102019115681A1 - Erfassung und isolierung von hochwiderstandsfehlern in der fahrzeugelektronik

Info

Publication number: DE102019115681A1
Application number: DE102019115681.5A
Authority: DE
Inventors: Xinyu Du; Wen-Chiao Lin; Yilu Zhang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2020-05-20
Also published as: US20200158772A1; CN111208354A; CN111208354B; US10852340B2

Abstract

Es wird ein hochohmiges Fehlerdiagnosesystem für die Fahrzeugelektronik bereitgestellt, sowie ein Verfahren zum Erfassen und Isolieren eines hochohmigen Fehlers in der Fahrzeugelektronik eines Fahrzeugs. Das Verfahren schließt die Schritte des Bestimmens von elektrischen Daten für einen oder mehrere Abschnitte der Fahrzeugelektronik ein, wobei die elektrischen Daten Spannungsdaten und/oder Stromdaten bezüglich eines oder mehrerer Abschnitte der Fahrzeugelektronik einschließen; des Berechnens eines Widerstands für eine Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik basierend auf den elektrischen Daten, wobei jede der Vielzahl von Widerstandssätzen eine oder mehrere elektrische Komponenten einschließt; des Erhaltens eines Schwellenwerts des Widerstandssatzes für jede Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik; für jede Vielzahl von Widerstandssätzen, des Bewertens, ob der Widerstand des Widerstandssatzes den Schwellenwert des Widerstandssatzes übersteigt; und basierend auf dem Bewertungsschritt, des Identifizierens eines oder mehrerer hochohmiger Fehlerkandidaten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf das Erfassen von Fehlern in elektronischen Systemen und insbesondere das Erfassen und Isolieren von Hochwiderstandsfehlern in Fahrzeugelektroniksystemen.
HINTERGRUND
Fahrzeuge enthalten verschiedene elektronische Steuereinheiten (ECUs), die unterschiedliche Aufgaben für das Fahrzeug ausführen. Zum Beispiel haben viele Kraftfahrzeuge einen Startschaltkreis, der zum Starten eines Verbrennungsmotors verwendet werden kann. Auch haben viele Kraftfahrzeuge elektronische Servolenkungsmodule (EPS), die beim Drehen der Räder (oder anderweitigen Lenkmanövern) des Fahrzeugs helfen. Die EPS und der Startschaltkreis sind in der Regel mit einer Batterie verbunden, um elektrische Energie in einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten bereitzustellen. Die elektrischen Komponenten der Fahrzeugelektronik können verschleißen und fehlerhaft werden, was zu Hochwiderstandsfehlern führt. In diesem Szenario ist der Widerstand der elektrischen Schaltung (oder eines Teils davon) höher als ein Schwellenwiderstandswert für diese elektrische Schaltung (oder eines Teils davon). Das Isolieren der speziellen Komponente, des Moduls oder sogar des Subsystems, das den Hochwiderstandsfehler verursacht, kann aufgrund der Komplexität der Fahrzeugelektronik schwierig sein.
Somit kann es wünschenswert sein, ein System und/oder ein Verfahren zum Erfassen von Hochwiderstandsfehlern und/oder zum Identifizieren der Komponente, des Moduls oder des Subsystems bereitzustellen, welches den Hochwiderstandsfehler verursacht oder erfährt.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Erfassen und Isolieren eines Hochwiderstandsfehlers in der Elektronik eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren schließt die Schritte des Bestimmens der elektrischen Daten für einen oder mehrere Teile der Fahrzeugelektronik ein, wobei die elektrischen Daten die Spannungs- und/oder Stromstärkenwerte für einen oder mehrere Teile der Fahrzeugelektronik einschließen; Berechnen eines Widerstands für eine Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik auf Grundlage der elektrischen Daten, wobei jeder der Widerstandssätze eine oder mehrere elektrische Komponenten einschließt; Erhalten eines eingestellten Schwellenwerts für jeden der Widerstandssätze der Fahrzeugelektronik; Bewerten für jeden der Widerstandssätze, ob der Widerstandssatz den eingestellten Schwellenwert überschreitet; und basierend auf dem Auswertungsschritt Erfassen eines oder mehrerer Kandidaten für den Hochwiderstandsfehler, wobei der eine oder die mehreren Fehlerkandidaten mindestens eine der elektrischen Komponente(n) eines oder mehrerer Widerstandssätze einschließt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieses Verfahren ferner eines der folgenden Merkmale oder eine technisch durchführbare Kombination einiger oder aller dieser Merkmale umfassen:

• der Bestimmungsschritt schließt die Nutzung eines fahrzeugeigenen Fahrzeugsensors ein, um eine Stromstärke wenigstens für einen Teil des einen oder der mehreren Teile der Fahrzeugelektronik zu messen;
• der Bestimmungsschritt schließt die Nutzung eines fahrzeugeigenen Fahrzeugsensors ein, um eine Spannung wenigstens für einen Teil des einen oder der mehreren Teile der Fahrzeugelektronik zu messen;
• das eine oder die mehreren Teile der Fahrzeugelektronik erhalten elektrische Leistung durch eine Fahrzeugbatterie, die Teil der Fahrzeugelektronik ist, und wobei die gemessene Spannung eine Fahrzeugbatteriespannung ist, die mithilfe des fahrzeugeigenen Fahrzeugsensors gemessen wird;
• der Bestimmungsschritt schließt das Schätzen zumindest einiger der elektrischen Daten auf Grundlage einer bekannten Schaltungskonfiguration des einen oder der mehreren Teile der Fahrzeugelektronik ein;
• mindestens einer der Widerstandssätze umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Komponenten;
• mindestens ein elektrisches Bauteil der mehreren elektrischen Komponenten des mindestens einen Widerstandssatzes ist ein Element eines anderen der Widerstandssätze;
• das Verfahren schließt ferner das Erzeugen eines in Frage kommenden Hochwiderstandssatzes und einen in Frage kommenden normalen Widerstand auf Grundlage des Bewertungsschritts mit ein, wobei der Erfassungsschritt außerdem eine Filterung des in Frage kommenden Hochwiderstandssatzes auf Grundlage des in Frage kommenden normalen Widerstandssatzes einschließt, um einen gefilterten Hochwiderstandssatz zu erhalten;
• die Schwellenwerte des Widerstandssatzes werden aus einem Speicher erhalten, der als ein Teil der Fahrzeugelektronik enthalten ist;
• mindestens einer der Widerstandssatzschwellenwerte wird auf Grundlage eines gemessenen oder berechneten Widerstandswerts für den Widerstandssatz zu einem Zeitpunkt festgelegt, wenn die Gesamtfahrleistung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, wobei mindestens ein Widerstandssatzschwellenwert im Speicher abgelegt wird;
• mindestens einer der Widerstandssatzschwellenwerte wird auf Grundlage von technischen Spezifikationen der Fahrzeugelektronik bestimmt und im Speicher abgelegt;
• mindestens einer der Widerstandssatzschwellenwerte wird in der Fahrzeugelektronik von einem entfernten Server erhalten;
• der mindestens eine Widerstandssatzschwellenwert wird basierend auf den Onboard-Sensordaten aus einer Vielzahl von Fahrzeugen bestimmt, wobei die Vielzahl von Fahrzeugen eine ähnliche Fahrzeugelektronikarchitektur wie das Fahrzeug beinhaltet; und/oder
• die Fahrzeugelektronik umfasst eine elektronische Steuereinheit, wobei die elektronische Steuereinheit einen Prozessor und einen Speicher umfasst, und wobei der Prozessor zum Durchführen des Verfahrens auf Grundlage von im Speicher abgelegten Computeranweisungen konfiguriert ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Erfassen und Isolieren eines Hochwiderstandsfehlers in der Elektronik eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren schließt die folgenden Schritte ein: Bestimmen der elektrischen Daten für einen oder mehrere Abschnitte der Fahrzeugelektronik, wobei die elektrischen Daten Spannungsdaten und/oder Stromstärkedaten zu einer Batterie und einem Zielfahrzeugsystemmodul (VSM) der Fahrzeugelektronik beinhalten, Berechnen eines Widerstands für eine Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik basierend auf den elektrischen Daten, Abrufen eines Schwellenwerts für jeden Widerstandssatz der Fahrzeugelektronik, Bewerten, ob der Widerstand des Widerstandssatzes den Schwellenwert des Widerstandssatzes übersteigt, Bestimmen des in Frage kommenden Hochwiderstands mit einer oder mehreren elektrischen Komponenten eines Widerstandssatzes, der den Schwellenwert für Widerstandssätze überschritten hat, und Identifizieren eines oder mehrerer in Frage kommender Hochwiderstandsfehler einschließlich mindestens einer elektrischen Komponente eines oder mehrerer Widerstandssätze, die den Widerstandsschwellenwert überschritten haben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieses Verfahren ferner eines der folgenden Merkmale oder eine technisch durchführbare Kombination einiger oder aller dieser Merkmale umfassen:

• Benachrichtigen eines Fahrzeugnutzers über eine oder mehrere Fahrzeugbenutzerschnittstellen, die als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs installiert sind;
• Versenden einer Benachrichtigung an eine Backend-Fahrzeug-Servicevorrichtung mithilfe eines Fahrzeugkommunikationsmoduls, das als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs installiert ist;
• das Fahrzeugkommunikationsmodul ist eine Telematikeinheit; und/oder
• Normalisieren der berechneten Widerstände basierend auf einer Temperatur oder einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs.

Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenlegung werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Kommunikationssystems darstellt, das in der Lage ist, das hierin offenbarte Verfahren zu verwenden;
2 ein Flussdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Erfassen und Isolieren eines Hochwiderstandsfehlers in der Fahrzeugelektronik eines Fahrzeugs darstellt;
3 ein Schaltdiagramm ist, das eine Ausführungsform bestimmter Komponenten der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs in 1 darstellt; und
4 ein Schaltdiagramm ist, das eine Ausführungsform bestimmter Komponenten der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs in 1.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Das hierin bereitgestellte Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystem und -verfahren der Fahrzeugelektronik ermöglicht das Erkennen und Isolieren von Hochwiderstandsfehlern in der Fahrzeugelektronik eines Fahrzeugs. In zumindest einigen Ausführungsformen schließt das Verfahren im Allgemeinen das Erhalten elektrischer Daten (z. B. Spannungs- oder Stromstärkenwerte) über einen oder mehrere Abschnitte der Fahrzeugelektronik, das Bestimmen von Widerständen für eine Vielzahl von Widerstandssätzen (die jeweils einem Abschnitt der Fahrzeugelektronik entsprechen), das Bewerten der Widerstandssätze durch Vergleichen der bestimmten Widerstände mit Widerstandssatzschwellenwerten und das Identifizieren von in Frage kommenden Hochwiderstandssätzen auf Basis der Bewertungen ein. Wenn also bestimmt wird, dass ein Widerstand eines Widerstandssatzes den (zugehörigen) Widerstandsschwellenwert überschritten hat, kann bestimmt werden, dass mindestens eine elektrische Komponente dieses Widerstandssatzes die Ursache für den Hochwiderstandsfehler ist (oder zumindest dazu beiträgt).
In einer Ausführungsform kann eine einzelne elektrische Komponente (z. B. ein elektrischer Kabelverbinder) Teil mehrerer Widerstandssätze sein, wie beispielsweise eines ersten Widerstandssatzes und eines zweiten Widerstandssatzes. Ausgehend vom Bewertungsschritt kann bestimmt werden, dass der erste Widerstandssatz den Hochwiderstandsschwellenwert überschritten hat und der zweite Widerstandssatz den Hochwiderstandsschwellenwert nicht überschritten hat. Somit können die elektrischen Komponente(n), die Teil des zweiten Widerstandssatzes ist bzw. sind (unabhängig davon, ob sie nur Teil des zweiten Widerstandssatzes oder sowohl des ersten als auch des zweiten Widerstandssatzes ist bzw. sind) aus den in Frage kommenden Hochwiderstandssätzen eliminiert werden, um gefilterte (oder endgültige) in Frage kommende Hochwiderstandssätze zu erhalten, da diese elektrische(n) Komponente(n) als Teil eines Abschnitts der Fahrzeugelektronik bestimmt wurden, der keinen Hochwiderstand erfahren hat, was in diesem Beispiel der zweite Widerstandssatz ist.
1 veranschaulicht eine Betriebsumgebung, die ein Kommunikationssystem 10 umfasst und die verwendet werden kann, um das hierin offenbarte Verfahren zu implementieren. Kommunikationssystem 10 umfasst in der Regel ein Fahrzeug 12 mit einer Hochwiderstandsfehler-Diagnose der Fahrzeugelektronik 100, einem oder mehreren drahtlosen Systemen 70, einem Landkommunikationsnetzwerk 76 und einem Remote-Computer oder -Server 78. Es versteht sich, dass das offenbarte Verfahren mit einer beliebigen Anzahl verschiedener Systeme verwendet werden kann und nicht speziell auf die hier gezeigte Betriebsumgebung beschränkt ist. Somit geben die folgenden Abschnitte nur einen kurzen Überblick über ein solches Kommunikationssystem 10; andere, hier nicht gezeigte Systeme könnten jedoch auch das offenbarte Verfahren anwenden.
Das Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystem 100 kann sich an Bord des Fahrzeugs 12 befinden und ein oder mehrere Fahrzeugsystemmodule (VSMs) der Fahrzeugelektronik 20 enthalten. So kann das Fahrzeug 12 beispielsweise so konfiguriert werden, dass es das Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystem 100 als Teil der Fertigung des Fahrzeugs 12 aufnehmen kann. Oder in einem anderen Beispiel können dem Fahrzeug 12 Computeranweisungen von einem Remote-Server 78 gesendet werden, welcher in der Fahrzeugelektronik 20 installiert sein kann. In einer weiteren Ausführungsform kann das Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystem 100 ein von der Fahrzeugelektronik 20 getrenntes Elektronikmodul sein, wie beispielsweise ein elektronisches Spezialwerkzeug, das den Fahrzeugtechnikern zur Verfügung gestellt werden kann. Dieses Spezialwerkzeug kann ein Fahrzeugdiagnosewerkzeug sein, das so konfiguriert ist, dass es elektrische Daten für einen oder mehrere Teile der Fahrzeugelektronik 20 über eine festverdrahtete (oder drahtlose) Verbindung mit der Fahrzeugelektronik 20 erhält. Beispielsweise kann das Werkzeug eine Onboard-Diagnose-Verbindung (z. B. einen OBD-II-Stecker) umfassen, die mit einem OBD-Port der Fahrzeugelektronik 20 verbunden ist. Diese kann dem Werkzeug eine Verbindung zum Fahrzeug-Bus 40 bereitstellen. Fahrzeuginformationen, wie beispielsweise Widerstandsschwellenwerte für verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 12 können dem Werkzeug über eine Verbindung mit dem Remote-Server oder -Computer 78 oder über die Verbindung zur Fahrzeugelektronik 20 bereitgestellt werden.
Fahrzeug 12 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als ein Personenkraftwagen dargestellt, es sollte jedoch beachtet werden, dass auch jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorräder, Lastwagen, Geländewagen (SUVs), Campingfahrzeuge (RVs), Wasserfahrzeuge, Flugzeuge einschließlich unbemannter Luftfahrzeuge (UAVs) usw. ebenfalls verwendet werden kann. Teile der Fahrzeugelektronik 20 werden allgemein in 1 dargestellt und umfassen eine Fahrzeugbatterie 22, ein Batteriemanagementsystem 28, ein Kommunikationsmodul 30, einen Sicherungskasten 42, ein elektronisches Servolenkungsmodul (EPS) 44, einen Startschaltkreis 46, ein Karosseriesteuermodul (BCM) 48, die Fahrzeugbenutzerschnittstellen 50-56 und andere VSMs 60. Ein Teil oder die gesamte unterschiedliche Fahrzeugelektronik kann zur Kommunikation miteinander über einen oder mehrere Kommunikationsbusse, wie beispielsweise den Kommunikationsbus 40, verbunden sein. Der Kommunikationsbus 40 stellt der Fahrzeugelektronik Netzwerkverbindungen über ein oder mehrere Netzwerkprotokolle zur Verfügung und kann eine serielle Datenkommunikationsarchitektur verwenden. Beispiele geeigneter Netzwerkverbindungen beinhalten ein Controller Area Network (CAN), einen medienorientierten Systemtransfer (MOST), ein lokales Verbindungsnetz (LIN), ein lokales Netzwerk (LAN) und andere geeignete Verbindungen, wie etwa Ethernet oder andere, die u. a. den bekannten ISO-, SAE- und IEEE-Standards und -Spezifikationen entsprechen.
Obwohl in 1 einige beispielhafte Fahrzeugsystemmodule (VSMs) dargestellt sind, kann das Fahrzeug 12 auch andere VSMs 60 in Form von elektronischen Hardwarekomponenten beinhalten, die sich im gesamten Fahrzeug befinden und eine Eingabe von einem oder mehreren Sensoren empfangen und die erfasste Eingabe verwenden, um Diagnose, Überwachung, Steuerung, Berichterstattung und/oder andere Funktionen auszuführen. Jedes der VSMs (z. B. andere VSMs 60, BMS 28, das Fahrzeugkommunikationsmodul 30) kann durch den Kommunikationsbus 40 mit anderen VSMs verbunden und kann programmiert werden, um Fahrzeugsystem- und Subsystemdiagnosetests auszuführen. Darüber hinaus kann jedes der VSMs eine geeignete Hardware beinhalten und/oder damit kommunikativ gekoppelt werden, wodurch eine Kommunikation innerhalb des Fahrzeugs über den Kommunikationsbus 40 durchgeführt werden kann; diese Hardware kann beispielsweise Stecker und/oder Modems für Bus-Schnittstellen beinhalten. So können ein oder mehrere VSMs ein eigenständiges Modul oder in ein anderes VSM integriert sein, und ein oder mehrere VSMs können ihren eigenen Prozessor und/oder Speicher enthalten oder können einen Prozessor und/oder Speicher mit anderen VSMs gemeinsam nutzen. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass es sich bei den vorgenannten VSMs nur um Beispiele von einigen der Module handelt, die im Fahrzeug 12 verwendet werden können, da auch zahlreiche andere möglich sind.
Batterie 22 ist eine Fahrzeugbatterie, die einem oder mehreren VSMs oder deren elektrischen Komponenten Gleichstrom (DC) zuführt. Hier kann die Batterie 22 beispielsweise eine Spannung im Bereich von 10 bis 40 V liefern, wie sie in vielen Personenkraftfahrzeugen wie beispielsweise dem Fahrzeug 12 enthalten ist. In einer weiteren Ausführungsform kann die Batterie 22 eine primäre Antriebsbatterie sein, die in einem Elektrofahrzeug (EV), einem Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) oder einer Ableitung davon verwendet wird. In zumindest einigen Ausführungsformen, bei denen ein EV verwendet wird, kann ein Wechselrichter (oder ein anderes geeignetes elektronisches Modul oder Bauteil) eingebaut werden, um die Spannung der EV-Batterie (oder Antriebsbatterie) in 12 V oder eine andere geeignete Spannung für die Nutzung durch verschiedene Zubehör-VSMs (oder VSMs ohne Antriebssystem) umzuwandeln. Die Batterie 22 schließt einen Pluspol 24 und einen Minuspol 26 ein. Die Batterie 22 ist außerdem mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) 28 gekoppelt, das verwendet werden kann, um die Bedingungen zu überwachen oder Parameter der Batterie 22 zu messen, wie beispielsweise die Batterietemperatur oder elektrische Daten der Batterie 22. Wie hier verwendet, schließt der Begriff „elektrische Daten“ allgemein Daten mit ein, die eine oder mehrere elektrische Eigenschaften einer bestimmten elektrischen Komponente der Fahrzeugelektronik darstellen. So können beispielsweise elektrische Daten der Batterie 22 eine Batteriespannung, eine Batteriestromstärke, einen Batteriewiderstand, einen Batterieladezustand (SoC), einen Batteriegesundheitszustand (SoH) usw. einschließen. Der Begriff „elektrische Komponente“ bezieht sich auf jede Komponente, die Bauteil einer elektrischen Schaltung der Fahrzeugelektronik ist, wie beispielsweise ein elektrischer Drahtverbinder, ein Widerstand, ein Kondensator, ein Transistor, eine Batterie, ein Induktor, eine Diode, ein Wandler, ein Sensor, eine Antenne oder jede Kombination oder Gruppierung davon. In zumindest einigen Ausführungsformen kann ein Generator vorgesehen sein, der parallel zur Batterie 22 geschaltet ist und verwendet werden kann, um verschiedene Abschnitte (einschließlich eines oder aller VSMs) der Fahrzeugelektronik 20 mit Strom zu versorgen.
In einer Ausführungsform schließt das BMS 28 einen oder mehrere Batteriesensoren und eine Batteriesteuerung ein. Die Batteriesensoren des BMS 28 können Batteriesensorsignale an die Batteriesteuerung ausgeben. Diese Batteriesensorsignale können von der Batteriesteuerung zur Verwaltung der Batterie verwendet werden, und diese Signale können im Speicher der BMS 28 oder einem anderen Speicher der Fahrzeugelektronik 20 abgelegt werden. In einer Ausführungsform umfassen die Batteriesensoren einen Spannungssensor, der die Spannung der Batterie misst, und einen Stromstärkensensor, der die Stromstärke der Batterie misst. Ebenso können Batterieinformationen über relevante Batterieeigenschaften und Hintergrundinformationen zur Zellchemie der Batterie, der Zellkapazität, den oberen und unteren Grenzwerten der Batteriespannung, den Grenzwerten der Batteriestromstärke, den Grenzwerten der Batterietemperatur, den Temperaturprofilen, der Batterieimpedanz, der Anzahl oder dem Verlauf der Lade-/Entladungsereignisse usw. ebenfalls im Speicher des BMS 28 oder im Speicher eines anderen VSM abgelegt werden. In einer Ausführungsform kann das BMS 28 als Controller des Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystems 100 der Fahrzeugelektronik dienen.
Der Sicherungskasten 42 ist ein Modul oder Fach und beinhaltet eine oder mehrere Sicherungen, die einen oder mehrere Stromkreise der Fahrzeugelektronik 20 schützen. In einer Ausführungsform kann der Sicherungskasten 42 ein inneres Sicherungsfach oder -platte sein, das sich im Innenraum des Fahrzeugs 12 befindet, wie beispielsweise innerhalb oder unter dem Armaturenbrett des Fahrzeugs 12. In einer weiteren Ausführungsform kann der Sicherungskasten 20 ein Sicherungskasten oder -platte im Motorraum sein, der Sicherungen für ein oder mehrere VSMs oder Komponenten enthält, die sich im Motorraum befinden. Der Sicherungskasten 42 kann einen oder mehrere Sicherungsanschlüsse beinhalten, die jeweils zur Aufnahme einer Sicherung (beispielsweise einer Kraftfahrzeug-Sicherung) ausgelegt sind. Wie in 1 dargestellt, ist der Sicherungskasten 42 mit dem Pluspol 24 und dem Minuspol (oder Massepol 26) der Batterie 22 verbunden. In anderen Ausführungsformen kann der Minuspol 26 direkt mit der Masse (Fahrzeugrahmen) und der Pluspol 24 mit dem Sicherungskasten 42 verbunden sein. Außerdem wird der Sicherungskasten 42 als mit dem EPS 44 und dem Startschaltkreis 46 verbunden dargestellt. Der Sicherungskasten 42 kann auch an eine Vielzahl anderer VSMs angeschlossen werden, wie beispielsweise an das BMS 28, das Fahrzeugkommunikationsmodul 30, das BCM 48, die Benutzeroberflächen 50-56 des Fahrzeugs und andere VSMs 60, wie durch die abgeschnittenen Kabelleitungen angezeigt wird, die an der rechten Seite des abgebildeten Sicherungskastens 42 angeschlossen sind.
Das elektronische Servolenkungsmodul (EPS) 44 kann mit einem Motor, der eine Lenkhilfe für das Fahrzeug 12 bereitstellt, verbunden sein und dessen Steuerung unterstützen. Das EPS 44 kann mit einem oder mehreren Anschlüssen an den Sicherungskasten angeschlossen sein, wie beispielsweise einem EPS-2-Wege-Stecker (EPC), einem EPS-Erdungsstecker (EGC) und einem EPS + Mega-Fuse-Connector (EMFC), die in der beispielhaften Ausführungsform in 3 veranschaulicht werden.
Der Startschaltkreis 46 kann als System verwendet werden, um einen Anlassermotor, der zum Starten des Fahrzeugs verwendet wird, mit Strom zu versorgen. Wenn beispielsweise ein Zündschlüssel in der START-Position positioniert ist, kann dem Anlasser von der Batterie 22 Strom zugeführt werden. Der Startschaltkreis 46 kann mit einem oder mehreren Steckverbindern an den Sicherungskasten angeschlossen werden, wie beispielsweise einem Startschaltkreisstrecker (SPC), einem Startschaltkreis-Erdungsstecker (SGC) und einem Startschaltkreis-Mega-Connector (SMFC1), die im Ausführungsbeispiel in 4 veranschaulicht sind.
Das Karosserie-Steuermodul (BCM) 48 kann verwendet werden, um verschiedene VSMs des Fahrzeugs zu steuern sowie Informationen über die VSMs, einschließlich ihres aktuellen Zustands oder Status, was in Form von oder auf Grundlage von Sensorinformationen erfolgen kann. In einer Ausführungsform kann das BCM 48 als Steuerung des Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystems 100 der Fahrzeugelektronik dienen. Das BCM 48 kann in diesem Fall einen Prozessor und einen Speicher umfassen, auf den der Prozessor zugreifen kann. Mit der im Speicher abgelegten und vom Prozessor ausführbaren Software kann das BCM einen oder mehrere Schritte des nachfolgend beschriebenen Verfahrens ausführen.
Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 stellt dem Fahrzeug drahtlose Kommunikationsfähigkeiten mit kurzer und/oder großer Reichweite bereit, so dass das Fahrzeug mit anderen Geräten oder Systemen, die kein Teil der Fahrzeugelektronik sind, wie beispielsweise dem Remote-Computer 78, kommunizieren und Daten austauschen kann. Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 umfasst einen drahtlosen Transceiver 32, der ein zellularer Chipsatz sein kann, mit dem eine drahtlose Kommunikation über Mobilfunk (also eine weitreichende Kommunikation) ermöglicht wird. Zusätzlich oder alternativ kann der drahtlose Sender/Empfänger 32 eine kurzreichweitige drahtlose Kommunikationsschaltung (SRWC) sein oder umfassen, die eine drahtlose Nahbereichskommunikation mit einer beliebigen Anzahl von Geräten in der Nähe ermöglicht (z. B. Bluetooth, andere IEEE 802.15-Kommunikation, WLAN, andere IEEE 802.11-Kommunikation, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation usw.). Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 schließt auch eine Antenne 34 ein, die verwendet werden kann, um diese drahtlose Kommunikation zu senden und zu empfangen. Das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 schließt auch einen Prozessor 36 und einen Speicher 38 ein. In einem Ausführungsbeispiel kann das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 als die Steuerung des Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystems 100 der Fahrzeugelektronik dienen.
Die Fahrzeugelektronik 20 beinhaltet auch eine Reihe von Fahrzeug-Benutzeroberflächen, die den Fahrzeuginsassen ein Mittel zum Bereitstellen und/oder Empfangen von Informationen bereitstellen, einschließlich der visuellen Anzeige 50, der Drucktaste(n) 52, des Mikrofons 54 und des Audiosystems 56. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Fahrzeug-Benutzeroberfläche“ im Wesentlichen jede geeignete Form von elektronischen Vorrichtungen, einschließlich Hard- und Softwarekomponenten, die sich am Fahrzeug befinden und es einem Fahrzeugbenutzer ermöglichen, mit oder über eine Komponente des Fahrzeugs zu kommunizieren. Die Drucktaste(n) 52 ermöglicht/ermöglichen die manuelle Benutzereingabe in das Kommunikationsmodul 30, um andere Daten-, Antwort- und/oder Steuereingaben bereitzustellen. Das Audiosystem 56 stellt eine Audioausgabe an einen Kraftfahrzeuginsassen bereit und kann ein dediziertes, eigenständiges System oder Teil des primären Kraftfahrzeugaudiosystems sein. Das Mikrofon 54 stellt eine Audioeingabe für das Fahrzeugkommunikationsmodul 30 bereit, damit der Fahrer oder ein anderer Insasse über das drahtlose Mobilfunksystem 70 Sprachbefehle und/oder Freisprechfunktionen ausführen kann. Zu diesem Zweck kann es mit einer integrierten automatisierten Sprachverarbeitungseinheit verbunden werden, welche die in der Technik bekannte Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) nutzt. Die visuelle Anzeige oder der Touchscreen 50 kann ein Grafikdisplay sein und zum Bereitstellen einer Vielzahl von Ein- und Ausgabefunktionen verwendet werden. Die Anzeige 50 kann ein Touchscreen auf dem Armaturenbrett, ein Head-up-Display oder ein Projektor sein, der Grafiken zur Betrachtung durch einen Fahrzeuginsassen projizieren kann. Es können auch verschiedene andere Fahrzeugbenutzerschnittstellen verwendet werden, da die Schnittstellen von 1 nur ein Beispiel einer bestimmten Implementierung sind.
Das drahtlose Trägersystem 70 kann jedes geeignete Mobilfunksystem sein. Das Trägersystem 70 ist als ein Mobilfunkmast 72 dargestellt; das Trägersystem 70 kann jedoch eine oder mehrere der folgenden Komponenten (z. B. abhängig von der Mobilfunktechnologie) einschließen: Mobilfunkmasten, Basissender-/Empfängerstationen, Vermittlungsstellen in Mobilfunknetzen, Basisstations-Steuereinrichtungen, entwickelte Knoten (z. B. eNodeBs), Mobilitätsmanagement-Einheiten (MMEs), Dienst- und PGN-Gateways usw., sowie alle anderen Netzwerkkomponenten, die zum Verbinden des drahtlosen Trägersystems 70 mit dem Festnetz 76 oder zum Verbinden des drahtlosen Trägersystems mit Benutzergeräten (UEs, die z. B. Telematikgeräte in Fahrzeug 12 beinhalten können) erforderlich sind. Das Trägersystem 70 kann jede geeignete Kommunikationstechnologie implementieren, einschließlich GSM/GPRS-Technologie, CDMA- oder CDMA2000-Technologie, LTE-Technologie usw. Grundsätzlich sind drahtlose Trägersysteme 70, ihre Komponenten, die Anordnung ihrer Komponenten, die Interaktion zwischen den Komponenten usw. in der Technik allgemein bekannt.
Festnetz 76 kann ein herkömmliches landgestütztes Telekommunikationsnetz sein, das an ein oder mehrere Festnetztelefone angeschlossen ist und das drahtlose Trägersystem 70 mit dem entfernten Computer 78 verbindet. Beispielsweise kann das Festnetz 76 ein öffentliches Fernsprechwählnetz (PSTN) einschließen, wie es für die Bereitstellung von Festnetztelefonie, paketvermittelter Datenkommunikation und der Internetinfrastruktur verwendet wird. Ein oder mehrere Segmente des Festnetzes 76 könnten durch die Verwendung eines Standardkabelnetzes, eines Glasfasernetzwerks oder eines anderen optischen Netzes, eines Kabelnetzes, von Stromleitungen, anderer drahtloser Netze wie drahtloser lokaler Netze (WLANs), Netze, die einen drahtlosen Breitbandzugang (BWA) bereitstellen, oder einer beliebigen Kombination derselben implementiert werden.
Die Computer 78 (nur einer davon dargestellt) können einige von mehreren Computern sein, die über ein privates oder öffentliches Netzwerk wie das Internet zugänglich sind. Der Computer 78 kann Teil einer Remote-Vorrichtung sein, die zur Bereitstellung von Backend-Diensten für das Fahrzeug dienen kann, wie beispielsweise zur Bereitstellung von Informationen an das Fahrzeug, die im Fahrzeugbetrieb verwendet werden sollen.
Die Computer 78 können mit einer oder mehreren Datenbanken oder Netzwerken verbunden werden, die Fahrzeuginformationen speichern, wie beispielsweise Widerstandssatzwerte (oder Schwellenwerte) für verschiedene Fahrzeugtypen oder elektronische Fahrzeugsysteme, wie nachstehend näher erläutert wird. Die Computer 78 können als Server fungieren, der diese Informationen über eine drahtlose Fern- oder Langstreckenverbindung wie beispielsweise über das Festnetz 76 und das Mobilfunksystem 70 an ein oder mehrere Fahrzeuge übermitteln kann.
2 veranschaulicht ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Erfassen und Isolieren eines Hochwiderstandsfehlers in der Fahrzeugelektronik eines Fahrzeugs darstellt. Das Verfahren 200 kann von einem Hochwiderstandsfehler-Diagnosesystem der Fahrzeugelektronik, das eine Batterie, eine Steuerung, einen oder mehrere Spannungs- und/oder Stromstärkensensoren und ein von der Batterie gespeistes Ziel-VSM beinhalten kann, durchgeführt werden. Das Ziel-VSM oder Subsystem ist ein VSM oder Subsystem, das dahingehend bewertet wird, ob es einen Hochwiderstandsfehler aufweist oder verursacht hat. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Subsystem“ im Allgemeinen auf ein oder mehrere VSMs (und/oder andere Fahrzeugkomponenten), die eine bestimmte Gruppe zugehöriger, elektronisch gesteuerter Fahrzeugfunktionen ausführen. Der Controller kann einen Prozessor und einen Speicher einschließen, und der Prozessor kann so ausgelegt sein, dass er einen oder mehrere Schritte des Verfahrens 200 ausführt, die in einem im Speicher (oder im Speicher eines anderen VSM der Fahrzeugelektronik) abgelegten Computerprogramm enthalten sein können. Es versteht sich, dass es nicht notwendig ist, die Schritte im Verfahren 200 in der gezeigten und beschriebenen bestimmten Reihenfolge oder Sequenz auszuführen, und dass die Schritte in einer beliebigen, technisch machbaren Reihenfolge ausgeführt werden können.
Das Verfahren 200 wird nachstehend mit Bezug auf die beispielhafte Schaltung 300 in 3 beschrieben. Die beispielhafte Schaltung 300 umfasst die Fahrzeugbatterie 22, das Servolenkungsmodul (EPS) 44 sowie weitere Fahrzeugschaltungen. Die Schaltung 300 umfasst einen gemeinsamen Pfad 310, der dann am Schaltungsteilungspunkt 302 in zwei parallele Pfade aufgeteilt wird. Diese beiden parallelen Pfade 306, 308 werden dann am Punkt 304 wieder in einen einzelnen Pfad zusammengeführt. Der erste Pfad 306 umfasst das EPS-Modul 44 sowie drei Steckverbinder (312, 314, 316). In einer beispielhaften Ausführungsform ist der EMFC1 ein EPS + Mega Fuse Connector, der EPC ein EPS-2-Wege-Stecker und der EGC ein EPS-Erdungsstecker. Diese Steckverbinder 312-316 können jeweils einen entsprechenden Widerstand haben (R_EMFC1 , R_EPC , R_EGC ). Der zweite Pfad 308 stellt andere VSMs oder Teile der Fahrzeugelektronik 20 dar, einschließlich anderer Steckverbinder und VSMs. Wie dargestellt, beinhaltet dieser zweite Pfad 308 beispielsweise andere VSM 60 und den Steckverbinder 318, der mit dem Widerstand R_EMFC2 verbunden ist. Die Batterie 22 kann über die Anschlüsse 322 und 324, die an den Pluspol 24 bzw. Minuspol 26 angeschlossen sind, mit dem Sicherungskasten 42 verbunden sein. Der Batterie-Plusanschluss (BPC) 322 ist dem Widerstand R_BPC und der Batterie-Minusanschluss (BNC) 324 dem Widerstand R_BNC zugeordnet. Die Spannung der Batterie 22 wird durch V_B dargestellt, die Stromstärke der Batterie wird durch I_B dargestellt, die Stromstärke des EPS (oder des Pfads 306) wird durch I_EPS dargestellt, die Spannung des EPS-Motors (oder der EPS-Schaltung, die Teil des Pfads 306 und zwischen dem Steckverbinder 314 und 316 ist) wird durch V_EPS dargestellt, während die Spannung des Pfads 308 durch V₁ dargestellt wird, und die Spannung über den Steckverbinder 316 wird als V_EGC gemessen.
In einer beispielhaften Ausführungsform repräsentieren die in 3 dargestellten Spannungen und Stromstärken mit Ausnahme der Spannung V₁ Spannungen und Stromstärken, die leicht gemessen oder geschätzt werden können. So kann beispielsweise die Spannung V_B durch das BMS 28 abgerufen werden, das einen Spannungssensor (oder Voltmeter) umfassen kann, der mit der Batterie 22 gekoppelt ist. Als weiteres Beispiel kann die Spannung V_EPS mit einem Spannungsmesser (oder einem anderen Sensor) gemessen werden, der gekoppelt ist oder die Spannung über das EPS 44 messen kann. Als ein weiteres Beispiel kann die Spannung V_EGC die Spannung über die Komponente 316 darstellen, die mit dem Kommunikationsbus (z. B. einem CAN-Bus) 40 gekoppelt sein kann. Diese Spannung V_EGC kann durch Messen der Spannung von CAN-Signalen, die vom EPS 44 gesendet wurden, erhalten werden. So kann beispielsweise der CAN-Bus eine vorgegebene Spannung (z. B. 2,5 V) für eine logische „1“ verwenden, und basierend auf der gemessenen Spannung der CAN-Signale aus dem EPS 44 kann die Spannung V_EGC bestimmt werden - so dass, wenn die Spannung einer Nachricht auf dem CAN-Bus aus dem EPS 44 3,5 V beträgt, bestimmt (oder angenommen) werden kann, dass die Spannung V_EGC 1,0 V beträgt. Somit kann der Widerstand des Steckverbinders 316 (der als R_EGC dargestellt wird) durch Verwendung von V_EGC und I_EPS bestimmt werden. Es sollte beachtet werden, dass die beispielhafte Schaltung 300 im Sinne einer Veranschaulichung vereinfacht wurde und dass ein Fachmann verstehen würde, wie man die hierin beschriebenen Verfahren und Prinzipien auf andere Schaltungen anwenden kann.
Wie erwähnt, wird das Verfahren 200 im Folgenden in Bezug auf die beispielhafte Schaltung 300 von 3 beschrieben. Obwohl das Verfahren 200 und die folgenden Gleichungen für die Durchführung des Verfahrens 200 für die beispielhafte Schaltung 300 verwendet werden, wird es der Fachmann verstehen, wie diese Prinzipien auf Schaltungen unterschiedlicher Architekturen angewendet werden können. Beispielsweise wird der Fachmann verstehen, wie Gleichungen für verschiedene Schaltungen ableitet und wie anschließend gemeinsame Widerstandspfade identifiziert werden, um Widerstandssätze für eine bestimmte Schaltung zu erhalten. Diese Widerstandssätze unterliegen der Architektur und den genauen Funktionen zur Spannungs-, Strom- und Widerstandsmessung oder -schätzung des Systems, auf das das Verfahren 200 angewendet wird. Das Verfahren 200 ist nicht auf eine bestimmte Architektur, Schaltung usw. beschränkt.
Das Verfahren 200 beginnt mit Schritt 205, wobei elektrische Daten für einen oder mehrere Abschnitte der Fahrzeugelektronik abgerufen werden. Die elektrischen Daten schließen Spannungs - und/oder Stromdaten ein. Ferner können in einer Ausführungsform die einen oder mehreren Teile der Fahrzeugelektronik einen oder mehrere Ziel-VSM einschließen. In vielen Ausführungsformen werden Spannungs- und Stromdaten für die Fahrzeugbatterie und das Ziel-VSM abgerufen. Die jeweiligen Spannungs- und Strommessungen können basierend auf der jeweiligen zu bewertenden Fahrzeugelektronikschaltung zusammengestellt werden. Als Beispiel kann die Schaltung 300 nach dem Verfahren 200 ausgewertet werden, und in diesem Fall können die Batteriespannung V_B und der Batteriestrom I_B durch die BMS 28 gemessen werden, die Spannung des Ziel-VSM (in diesem Fall das EPS, dargestellt durch V_EPS ) kann wie dargestellt gemessen werden, und der Strom des Ziel-VSM-Pfades (durch I_EPS dargestellt) kann bestimmt oder anderweitig gemessen werden. In einigen Ausführungsformen kann einer oder mehrere dieser Werte geschätzt werden, anstatt (oder zusätzlich) mit einem Sensor gemessen zu werden. So kann beispielsweise der Ziel-VSM-Strom I_EPS basierend auf einem Schaltplan und/oder technischen Spezifikationen der Fahrzeugelektronik geschätzt werden. Dieser Schätzwert kann ein Wert sein, der im Speicher vorprogrammiert ist oder zum Zeitpunkt der Ausführung von Schritt 210 abgerufen werden kann. In einer Ausführungsform kann der Schätzwert basierend auf anderen Fahrzeugsensormesswerten, wie beispielsweise anderen VSM-Strom-, Spannungs-, Widerstands- oder anderen Sensormesswerten, abgeleitet werden. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 210 fort.
In Schritt 210 wird der Widerstand für eine Vielzahl von Widerstandssätzen berechnet. Wie hierin verwendet, ist ein Widerstandssatz ein Satz von einem oder mehreren Widerständen einer oder mehrerer elektrischer Komponenten der ausgewerteten Schaltung. In einer Ausführungsform kann ein Widerstandssatz Komponenten einschließen, die Teil desselben Schaltwegs sind. So kann beispielsweise ein erster Widerstandssatz RS₁ Anschlüsse (oder Komponenten) 312 bis 316 beinhalten, ein zweiter Widerstandssatz RS₂ Anschlüsse (oder Komponenten) 322 und 324 einschließen, und ein dritter Widerstandssatz RS₃ kann nur den Widerstand REGC für den Anschluss 316 einschließen. In diesem Beispiel können die folgenden Gleichungen mit Hilfe von Standardberechnungen und -prinzipien abgeleitet werden: $\frac{V_{1} - V_{E P S}}{I_{E P S}} = R_{E M F C 1} + R_{E P C} + R_{E G C}$
$V_{1} = V_{B} - I_{B} * (R_{B P C} + R_{B N C})$
Diese Gleichungen können dann verwendet werden, um V₁ auszuräumen, um die folgenden Gleichungen (3) und (4) zu erhalten: $\frac{V_{B} - V_{I} * (R_{B P C} + R_{B N C}) - V_{E P S}}{V_{E P S}} = R_{E M F C 1} + R_{E P C} + R_{E G C}$
$\frac{V_{B} - V_{E P S}}{I_{E P S}} = R_{E M F C 1} + R_{E P C} + R_{E G C} + \frac{I_{B} * (R_{B P C} + R_{B N C})}{I_{E P S}}$
Die Gleichung (4) kann verallgemeinert werden, so dass sie auf andere Szenarien mit ähnlichem Aufbau angewendet werden kann, indem die elektrischen Komponenten des Widerstandssatzes RS₁ entlang des Ziel-Schaltwegs 306 und die elektrischen Komponenten des Widerstandssatzes RS₂ auf dem gemeinsamen Weg 310 angeordnet sind: $R S_{1} + a \times R S_{2} = b$
$w o b e i a = \frac{I_{B}}{I_{T}} u n d b = \frac{V_{B} - V_{T}}{I_{T}}$
wobei RS₁ der Gesamtwiderstand ist, der den Anschlüssen R_EMFC1 , R_EPC und R_EGC zugeordnet ist, RS₂ der Gesamtwiderstand ist, der den Anschlüssen R_BPC und R_BNC zugeordnet ist, I_B der Strom der Batterie ist, I_-T der Strom des Ziel-VSM oder der Strom entlang des ersten Schaltweges 306 ist (der I_EPS in der beispielhaften Schaltung 300 ist), V_B die Spannung der Batterie ist, gemessen entlang eines Abschnitts des gemeinsamen Schaltweges 310, der keine Anschlüsse des zweiten Widerstandssatzes RS₂ einschließt, und V_T die Spannung des Ziel-VSM ist, gemessen entlang eines Abschnitts des ersten Schaltweges 306, der nicht die elektrischen Komponenten des ersten Widerstandssatzes RS₁ einschließt (der V_EPS in der beispielhaften Schaltung 300 ist). Somit kann Gleichung (5) für Schaltungen verwendet werden, in denen die Batteriespannung V_B und der Batteriestrom I_B bekannt sind oder geschätzt werden können und in denen die Ziel-VSM-Spannung V_T und der Strom I_T bekannt sind oder geschätzt werden können.
Die Gleichungen (1) bis (5) sind spezifisch für die beispielhafte Schaltung 300 (oder Schaltungen mit ähnlicher Beschaffenheit), in der die elektrischen Komponenten des ersten Widerstandssatzes RS₁ entlang des ersten Schaltweges 306, der das Ziel-VSM einschließt, angeordnet sind, und die elektrischen Komponenten des zweiten Widerstandssatzes RS₂ entlang des gemeinsamen Schaltweges 310, der die Batterie 322 einschließt, angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass die Batteriespannung V_B über die Batterie 22 gemessen wird und dass diese Messung an zwei Punkten entlang des gemeinsamen Schaltwegs 310 durchgeführt wird, so dass die elektrischen Komponenten des zweiten Widerstandssatzes RS₂ außerhalb dieser beiden Punkte liegen, sodass diese Messung (oder Schätzung) den Widerstand der elektrischen Komponenten des zweiten Widerstandssatzes RS₂ nicht berücksichtigt. Gleiches gilt für die Zielspannung V_T in Bezug auf die elektrischen Komponenten des ersten Widerstandssatzes RS₁.
Die Batteriespannung V_B , der Batteriestrom I_B , die VSM-Zielspannung V_T und der VSM-Zielstrom I_T können zu verschiedenen Zeiten gemessen und/oder geschätzt werden, um verschiedene Werte für α und b abzurufen. So können beispielsweise die Batteriespannung V_B , der Batteriestrom I_B , die VSM-Zielspannung V_T und der VSM-Zielstrom I_T für den Zeitpunkt t₁ gemessen, geschätzt oder anderweitig bestimmt werden, um die Werte a₁ und b₁ abzurufen. Gleiches kann für die Zeit t₂ erfolgen, um die Werte α₂ und b₂ abzurufen. Anschließend können die beiden unbekannten Variablen, die Widerstände für RS-₁ und RS-₂, berechnet werden. In einigen Ausführungsformen können verschiedene Filtertechniken angewendet werden, um den Widerstand des ersten Widerstandssatzes RS-₁ und des zweiten Widerstandssatzes RS-₂ rekursiv zu schätzen, wie beispielsweise ein rekursives Verfahren der kleinsten Quadrate, ein Kalman-Filter und/oder ein Partikelfilter. Sobald der Widerstand für die Widerstandssätze berechnet oder geschätzt wurde, fährt das Verfahren 200 mit Schritt 215 fort.
In Schritt 215 werden die Widerstände für die Widerstandssätze auf Basis der Temperatur normiert. Dieser Schritt ist optional, da er in einigen Ausführungsformen entfallen kann. In einigen Ausführungsformen kann die Temperatur des Ziel-VSM und/oder der Fahrzeugbatterie (oder im Bereich dieser) gemessen, geschätzt oder anderweitig abgerufen werden. In einer Ausführungsform kann diese Temperatur die Umgebungstemperatur, in der das Fahrzeug betrieben wird, berücksichtigen. So kann das Fahrzeug beispielsweise Wetterinformationen für den Standort des Fahrzeugs von einem entfernten Server oder Computer, wie beispielsweise Computer 78, abrufen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Temperatur basierend auf einem oder mehreren Sensormesswerten von einem oder mehreren fahrzeugeigenen Sensoren, wie beispielsweise von einem oder mehreren digitalen Thermometern oder Thermistoren, abgerufen werden. Sobald die Temperatur abgerufen wurde, können die Widerstände basierend auf dieser Temperatur normiert werden. In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug eine Widerstands-Temperatur-Normierungstabelle einschließen, die eine Nachschlagetabelle ist (oder als solche funktioniert), so dass eine Temperatur nachgeschlagen und zum Normieren (oder Einstellen) der Widerstände der Widerstandssätze verwendet werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Widerstands-Temperatur-Normierungsgleichung verwendet werden, die die Temperatur und die Widerstände als Eingabe verwendet und anschließend einen eingestellten Widerstand ausgibt. Das Verfahren 200 fährt dann mit Schritt 220 fort.
In Schritt 220 werden die Widerstandsatz-Schwellenwerte für jeden der Widerstandssätze abgerufen. Die Widerstandsatz-Schwellenwerte können im Speicher der Fahrzeugelektronik 20 gespeichert werden, wie beispielsweise im Speicher 38 des Fahrzeugkommunikationsmoduls 30 oder eines anderen VSM. In einer weiteren Ausführungsform können die Widerstandssatz-Schwellenwerte auf einem entfernten Server, wie beispielsweise dem entfernten Computer 78, gespeichert und vom entfernten Server heruntergeladen und anschließend im Speicher der Fahrzeugelektronik 20 gespeichert werden. In einer Ausführungsform werden die Widerstandssatz-Schwellenwerte basierend auf einer technischen Spezifikation der Fahrzeugelektronik 20 berechnet oder bereitgestellt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Fahrzeug den/die Anfangswiderstand/Anfangswiderstände der Widerstandssätze (beispielsweise bestimmt unter Verwendung der Gleichungen (1) bis (5) oben) abrufen und aufzeichnen, wenn das Fahrzeug 12 neu hergestellt und betrieben wird. Nachdem das Fahrzeug ein bestimmtes Alter, wie beispielsweise einen bestimmten Kilometerstands-Schwellenwert, erreicht hat, können diese aufgezeichneten Widerstände der Widerstandssätze als Widerstandssatz-Schwellenwerte in Schritt 225 verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann eine entfernte Einrichtung (oder ein Serversystem) verschiedene Widerstandsmessungen aus einer Vielzahl (oder Flotte) von Fahrzeugen abrufen, anschließend können durchschnittliche oder repräsentative Widerstände für die Widerstandssätze abgerufen werden. Diese repräsentativen Widerstände können dann vom Verfahren verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Widerstand eines bestimmten Widerstandssatzes zu hoch ist (oder einen hochohmigen Fehler anzeigt) (Schritt 225). Die repräsentativen Widerstände können aus einer Vielzahl von Fahrzeugen berechnet werden, die beispielsweise dem gleichen Modell/Modelljahr wie das Fahrzeug 12 angehören oder die ansonsten die gleiche (oder ähnliche) Fahrzeugelektronikarchitektur aufweisen. Nach Erreichen der Widerstandsatz-Schwellenwerte fährt das Verfahren 200 mit Schritt 225 fort.
Wie in 2 veranschaulicht ist, werden die Schritte 225 bis 235 für jeden Widerstandssatz durchgeführt und, wenn alle Widerstandssätze verarbeitet werden (Schritt 240), fährt das Verfahren 200 mit Schritt 245 fort. In Schritt 225 wird der Widerstand des ersten Widerstandssatzes RS₁ mit dem Widerstandsschwellenwert für diesen Widerstandssatz verglichen. Wenn bestimmt wird, dass der Widerstand des ersten Widerstandssatzes RS₁ größer als der erste Widerstandssatz-Schwellenwert ist, fährt das Verfahren 200 mit Schritt 230 fort, anderenfalls fährt das Verfahren 200 mit Schritt 235 fort. In Schritt 230 werden die elektrischen Komponenten des ersten Widerstandssatzes in einem hochohmigen Kandidatensatz gespeichert oder anderweitig als hochohmiger Kandidat gekennzeichnet. Der hochohmige Kandidatensatz schließt elektrische Komponenten ein, die als potenzielle Ursache des hochohmigen Fehlers identifiziert wurden und die aufgrund ihrer Zuordnung zu einem Widerstandssatz, der seinen Widerstandssatz-Schwellenwert überschritten hat (Schritt 225), als solche identifiziert werden können. In Schritt 235 werden die elektrischen Komponenten des Widerstandssatzes in einem normalohmigen Widerstandssatz gespeichert, der elektrische Komponenten einschließt, die aufgrund ihrer Zuordnung zu einem Widerstandssatz, der seinen Widerstandssatz-Schwellenwert nicht überschritten hat (Schritt 225), nicht als Ursache (oder Mitverursacher) für den hochohmigen Fehler identifiziert wurden. Wie in Schritt 240 veranschaulicht, fährt das Verfahren 200 mit Schritt 245 fort, sobald alle Widerstandssätze gemäß den Schritten 225 bis 235 verarbeitet wurden.
In Schritt 245 wird der hochohmige Kandidatensatz basierend auf dem normalohmigen Widerstandssatz gefiltert, um die Kandidaten einzugrenzen, die die Ursache für den hochohmigen Fehler sein können (z. B. durch einen Ausschlussprozess). In vielen Ausführungsformen kann die folgende Gleichung verwendet werden: $R S_{C} = R S_{H} - R S_{H} \cap R S_{N}$
wobei RSc der endgültige (oder gefilterte) hochohmige Kandidatensatz ist, RS_H der hochohmige Kandidatensatz (abgerufen aus Schritt 230) ist und RS_N der normalohmige Widerstandssatz ist (abgerufen aus Schritt 235). Somit schließt der gefilterte hochohmige Kandidatensatz RSc die elektrischen Komponenten des hochohmigen Kandidatensatzes RS_H ein, die nicht ebenfalls Teil des normalohmigen Widerstandssatzes RS-_N sind. In einigen Ausführungsformen dürfen der hochohmige Kandidatensatz RS_H und der normalohmige Widerstandssatz RS-_N keine gemeinsamen elektrischen Komponenten einschließen, so dass der hochohmige Kandidatensatz RS_H nicht mehr gefiltert wird - in solchen Fällen schließt der endgültige hochohmige Kandidatensatz die gleichen elektrischen Komponenten wie der hochohmige Kandidatensatz RS_H ein. Ferner kann in diesen Fällen, obwohl der endgültige hochohmige Kandidatensatz nicht mit Gleichung (6) weiter gefiltert wird, das Verfahren weiterhin anzeigen, welche der Widerstandssätze elektrische Komponenten einschließen, die gesichert (oder möglicherweise) die Ursache für den hochohmigen Fehler sind (oder mindestens zu diesem beitragen).
Wie vorstehend erwähnt, können die folgenden drei Widerstandssätze basierend auf der beispielhaften Schaltung 300 abgerufen werden:

RS₁ = {R_EMFC1, R_EPC, R_EGC}
RS₂ = {R_BPC, R_BNC}
RS₃ = {R_EGC}

In einem exemplarischen Szenario kann bestimmt werden, dass die Widerstände des zweiten Widerstandssatzes RS-₂ und des dritten Widerstandssatzes RS-₃ (R_EGC ) normal sind (d. h. nicht über dem Schwellenwert des Widerstandssatzes für den zugeordneten Widerstandssatz) und dass der Widerstand des ersten Widerstandssatzes RS₁ hoch ist (d. h. über dem Schwellenwert des Widerstandssatzes für den zugeordneten Widerstandssatz). So kann durch die Verwendung des Verfahrens 200 bestimmt werden, dass der gefilterte (oder endgültige) hochohmige Kandidatensatz RSc = {R_EMFC1, R_EPC} ist. In diesem Beispiel wurde der dem R_EGC (oder der Komponente 316) zugeordnete Stecker aus dem hochohmigen Kandidatensatz eliminiert, da er Teil eines Widerstandssatzes war, der dem normalen Widerstandsbereich entsprach (d. h. dem dritten Widerstandssatz RS₃). Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 250 fort.
In Schritt 250 wird der endgültige hochohmige Kandidatensatz berichtet. In einer Ausführungsform kann dies das Benachrichtigen eines Fahrzeugnutzers über eine oder mehrere Fahrzeug-Benutzeroberflächen, wie etwa die Anzeige 50 oder das Audiosystem 56, einschließen. Alternativ oder zusätzlich kann ein entfernter Server oder ein entferntes System benachrichtigt werden, wie etwa eine Backend-Fahrzeug-Dienste-Einrichtung, oder es kann eine Anwendung der persönlichen mobilen Vorrichtung (z. B. Smartphone) eines Fahrzeugnutzers benachrichtigt werden. Es kann eine Benachrichtigung vorgelegt werden, die die hochohmigen Kandidaten und/oder das zugeordnete VSM anzeigt oder anderweitig identifiziert. In einer weiteren Ausführungsform kann das Fahrzeug den hochohmigen Kandidatensatz zusammen mit anderen Fahrzeuginformationen, wie etwa Fahrzeugsensorinformationen oder Diagnoseinformationen (z. B. Diagnosefehlercodes (DTCs, diagnostic trouble codes)), verarbeiten, um eine Fahrzeugprognose zu erhalten. Die Fahrzeugprognose kann Informationen über ein oder mehrere Probleme mit dem Fahrzeug, der Fahrzeugelektronik oder einem oder mehreren bestimmten VSMs der Fahrzeugelektronik anzeigen. Das Verfahren 200 endet dann.
4 veranschaulicht eine exemplarische Schaltung 400 der Fahrzeugelektronik, die für einen hochohmigen Fehler ausgewertet werden kann. Die exemplarische Schaltung 400 schließt die Fahrzeugbatterie 22, das Modul 44 der elektronischen Servolenkung (EPS, electronic power steering), die Starter-Schaltung 46 und andere Fahrzeug-Schaltlogik ein, die parallel zum EPS-Modul 44 und der Starter-Schaltung 46 sind. Die Schaltung 400 schließt die Schaltung 300 aus 3 ein und veranschaulicht auch einen dritten Schaltungspfad 406, der dann von den parallelen Pfaden (306, 308) am Schaltungsaufteilungspunkt 402 getrennt wird und der am Schaltungsaufteilungspunkt 404 wieder verbunden wird. Der erste Schaltungspfad 306 und der zweite Schaltungspfad 308 können dieselben Stecker, Komponenten und VSM(s) (z. B. das EPS 44) einschließen, wie vorstehend besprochen unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Die Starter-Schaltung 46 kann beim Starten des Fahrzeugs 12 unter Spannung gesetzt oder mit elektrischer Energie versorgt werden, wie etwa wenn ein Fahrzeugnutzer einen Zündschlüssel in die START-Position dreht. In einem solchen Fall kann beispielsweise die Fahrzeugbatterie 22 die Starter-Schaltung 46 mit elektrischer Energie versorgen und in vielen Ausführungsformen kann die Fahrzeugelektronik 20 konfiguriert werden, um der Starter-Schaltung 46 einen hohen Strom zuzuführen. In solchen Fällen ist der Strom der Starter-Schaltung Is gleich (oder im Wesentlichen gleich) dem Strom der Batterie I_B . Ausgehend von dieser Schaltung 400 kann die folgende Gleichung abgeleitet werden: $\frac{V_{B} - I_{B} * (R_{B P C} + R_{B N C}) - V_{S}}{I_{S}} = R_{S M F C 1} + R_{S P C} + R_{S G C}$
$\frac{V_{B}}{I_{B}} = R_{S M F C 1} + R_{S P C} + R_{S G C} + R_{S} + R_{B P C} + R_{B N C}$
wobei V_S die Spannung der Starter-Schaltung 46, Is der Strom der Starter-Schaltung 46 und Rs der Widerstand der Starter-Schaltung 46 ist. In einigen Fällen kann davon ausgegangen werden, dass der Batteriestrom I-_B gleich dem Strom der Starter-Schaltung Is ist, da die Fahrzeugelektronik 20 den gesamten (oder im Wesentlichen den gesamten) Strom von der Batterie 22 auf die Starter-Schaltung 46 zum Starten des Fahrzeugs 12 leitet. In einem solchen Fall kann die Gleichung (7) vereinfacht werden, um Gleichung (8) zu erhalten, die eine Möglichkeit zum Berechnen eines vierten Widerstandssatzes RS₄ bietet:

RS₄ = {RS_SMFC1, R_SPC, R_SGC, R_S, R-_BPC, R_BNC}

Dieser Widerstand des vierten Widerstandssatzes RS₄ kann zusammen mit dem ersten, zweiten und dritten Widerstandssatz verwendet werden, um die Ursache des hochohmigen Fehlers weiter zu isolieren, wie etwa durch die Verwendung der vorstehenden Gleichung (6). Und in einigen Ausführungsformen kann dieser Widerstand des vierten Widerstandssatzes RS₄ verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein hochohmiger Fehler falsch erfasst wurde. So kann beispielsweise die Verwendung des ersten, zweiten und dritten Widerstandssatzes in dem Verfahren 200 anzeigen, dass ein hochohmiger Fehler unter Bezugnahme auf die elektrischen Komponenten des Widerstandssatzes RS₂ (R_BPC , R_BNC ) aufgetreten ist. Wenn jedoch der Widerstand des vierten Widerstandssatzes RS₄, der auch R_BPC und R_BNC einschließt, normal ist, kann bestimmt werden, dass kein hochohmiger Fehler vorliegt oder dass der hochohmige Fehler nicht zu melden ist. Oder in einem solchen Fall kann der hochohmige Fehler an eine Fahrzeug-Backend-Einrichtung gemeldet, aber einem Fahrzeugnutzer nicht vorgelegt werden, da unklar sein kann, ob tatsächlich ein Problem mit der Fahrzeugelektronik vorhanden ist (oder ob das Verfahren lediglich zu einem falsch-positiven Ergebnis geführt hat).
Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung keine Definition der Erfindung ist, sondern eine Beschreibung einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung ist. Die Erfindung ist nicht auf die spezielle(n) hier offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern wird lediglich durch die nachstehenden Ansprüche definiert. Ferner beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen Aussagen auf bestimmte Ausführungsformen und sollen nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs der Erfindung oder der Definition von in den Ansprüchen verwendeten Begriffen ausgelegt werden, es sei denn, ein Begriff oder eine Formulierung wird vorstehend ausdrücklich definiert. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen der offenbarten Ausführungsform(en) werden für den Fachmann offensichtlich werden. Beispielsweise ist die spezifische Kombination und Reihenfolge der Schritte nur eine Möglichkeit, da das vorliegende Verfahren eine Kombination von Schritten einschließen kann, die weniger, mehr oder andere Schritte als die hier gezeigten aufweist. Alle derartigen anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollen in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche fallen.
Wie in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, sollen die Begriffe „zum Beispiel“, „z. B.“, „beispielsweise“, „wie etwa“, und „wie“, und die Verben „umfassen“, „aufweisen“, „einschließen“ und ihre anderen Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils offen auszulegen sein, sodass die Auflistung nicht als andere, weitere Komponenten oder Elemente ausschließend betrachtet werden soll. Andere Ausdrücke sind mit ihrer weitesten sinnvollen Bedeutung auszulegen, es sei denn, sie werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert. Außerdem ist der Ausdruck, „und/oder“ als ein einschließendes „oder“ auszulegen. Als ein Beispiel schließt der Ausdruck „A, B und/oder C“ Folgendes ein: „A“; „B“; „C“; „A und B“; „A und C“; „B und C“; und „A, B und C.“

Claims

Verfahren zum Erfassen und Isolieren eines hochohmigen Fehlers in der Fahrzeugelektronik eines Fahrzeugs, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend: bestimmen elektrischer Daten für einen oder mehrere Abschnitte der Fahrzeugelektronik, wobei die elektrischen Daten Spannungsdaten und/oder Stromdaten bezüglich des einen oder mehrerer Abschnitte der Fahrzeugelektronik einschließen; berechnen eines Widerstands für eine Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik basierend auf den elektrischen Daten, wobei jeder der Vielzahl von Widerstandssätzen eine oder mehrere elektrische Komponenten einschließt; erhalten eines Schwellenwerts des Widerstandssatzes für jede der Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik; für jede der Vielzahl von Widerstandssätzen, bewerten, ob der Widerstand des Widerstandssatzes den eingestellten Schwellenwert übersteigt; und basierend auf dem Auswertungsschritt identifizieren eines oder mehrerer hochohmiger Fehlerkandidaten, wobei der eine oder die mehreren hochohmigen Fehlerkandidaten mindestens eine der elektrischen Komponente(n) aus einem oder mehreren der Widerstandssätze einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der Widerstandssätze eine Vielzahl von elektrischen Komponenten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei mindestens eine elektrische Komponente der Vielzahl der elektrischen Komponenten des mindestens einen Widerstandssatzes ein Element eines anderen der Widerstandssätze ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner das Erzeugen eines hochohmigen Kandidatensatzes und eines normalohmigen Kandidatensatzes basierend auf dem Bewertungsschritt einschließt, und wobei der Identifizierungsschritt ferner das Filtern des hochohmigen Kandidatensatzes basierend auf dem normalohmigen Kandidatensatz einschließt, um einen gefilterten hochohmigen Kandidatensatz zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwerte des Widerstandssatzes aus dem Speicher erhalten werden, der als Teil der Fahrzeugelektronik eingeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei mindestens einer der Schwellenwerte des Widerstandssatzes basierend auf einem gemessenen oder berechneten Widerstandswert für den Widerstand zu einem Zeitpunkt vor der Durchführung des Verfahrens erhalten wird und wenn eine Gesamtlaufleistung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, und wobei der mindestens eine Schwellenwert des Widerstandssatzes im Speicher gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei mindestens einer der Schwellenwerte des Widerstandssatzes basierend auf technischen Spezifikationen der Fahrzeugelektronik bestimmt und im Speicher gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der Schwellenwerte des Widerstandssatzes an der Fahrzeugelektronik von einem entfernten Server erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Schwellenwert des Widerstandssatzes basierend auf Onboard-Sensordaten aus einer Vielzahl von Fahrzeugen bestimmt wird, und wobei die Vielzahl von Fahrzeugen eine ähnliche Fahrzeugelektronikarchitektur wie das Fahrzeug einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugelektronik eine elektronische Steuerung einschließt, wobei die elektronische Steuerung einen Prozessor und einen Speicher einschließt, und wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass das Verfahren basierend auf im Speicher gespeicherten Computerbefehlen ausgeführt wird.
Verfahren zum Erfassen und Isolieren eines hochohmigen Fehlers in der Fahrzeugelektronik eines Fahrzeugs, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend: Bestimmen elektrischer Daten für einen oder mehrere Abschnitte der Fahrzeugelektronik, wobei die elektrischen Daten Spannungsdaten und/oder Stromdaten bezüglich einer Batterie und eines Ziel-Fahrzeugsystemmoduls (VSM, vehicle system module) der Fahrzeugelektronik einschließen; Berechnen eines Widerstands für eine Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik basierend auf den elektrischen Daten; Erhalten eines Schwellenwerts des Widerstandssatzes für jede der Vielzahl von Widerstandssätzen der Fahrzeugelektronik; für jede der Vielzahl von Widerstandssätzen, Bewerten, ob der Widerstand des Widerstandssatzes den eingestellten Schwellenwert übersteigt; Füllen eines hochohmigen Kandidatensatzes, der eine oder mehrere elektrische Komponenten jedes Widerstandssatzes einschließt, der bestimmt wird, den Schwellenwert des Widerstandssatzes überstiegen zu haben; und Identifizieren eines oder mehrerer hochohmiger Fehlerkandidaten, wobei der eine oder die mehreren hochohmigen Fehlerkandidaten mindestens eine der elektrischen Komponente(n) aus einem oder mehreren der Widerstandssätze einschließt, der bestimmt wird, den Schwellenwert des Widerstandssatzes überstiegen zu haben.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Benachrichtigens eines Fahrzeugnutzers über eine oder mehrere als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs installierte Fahrzeug-Benutzeroberflächen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Sendens einer Benachrichtigung an eine Backend-Fahrzeug-Dienste-Einrichtung unter Verwendung eines als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs installierten Fahrzeugkommunikationsmoduls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Fahrzeugkommunikationsmodul eine Telematikeinheit ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Normalisierens der berechneten Widerstände basierend auf einer Temperatur des Fahrzeugs oder einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs umfasst.