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Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zum Überwachen einer Maschine, wobei das Überwachen basierend auf einem Vergleich einer relativen Position eines auf einem Mess- und/oder Betriebswert der Maschine basierenden Kriteriums bezogen auf einen Nominalwert der Maschine erfolgt.
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Aus der
DE 10 2014 115 485 B4 ist ein Verfahren zur Beurteilung der Robustheit zumindest einer Diagnosefunktion bekannt, wobei für zumindest eine charakteristische Größe der Diagnosefunktion zumindest ein Merkmalswert ermittelt wird.
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Das erfindungsgemäße Steuergerät zum Überwachen einer Maschine ist ausgebildet und eingerichtet, die folgenden Schritte durchzuführen:
- - Erfassen eines Mess- und/oder Betriebswerts der Maschine,
- - Ermitteln eines Kriteriums basierend auf dem erfassten Mess- und/oder Betriebswert,
- - Vergleichen des Kriteriums mit einem Nominalwert, wobei der Nominalwert einen intakten Zustand der Maschine repräsentiert, und Bestimmen einer relativen Position des Kriteriums zum Nominalwert und
- - Ermitteln eines Zustands der Maschine basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens und der bestimmten relativen Position.
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Dadurch, dass das Steuergerät einen Zustand der Maschine basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens und auf der bestimmten relativen Position des Kriteriums zum Nominalwert ermittelt, ermöglicht die Erfindung, dass die Robustheit des Ermittelns und damit des Überwachens gesteigert werden kann.
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Als Robustheit wird die Aussagekraft des Überwachens verstanden. Wenn das Überwachen eine intakte Maschine indiziert, obwohl die Maschine defekt ist, oder eine defekte Maschine indiziert, obwohl die Maschine intakt ist, ist das Überwachen nicht robust. Da die erfassten Mess- und/oder Betriebswerte üblicherweise gewissen Schwankungen unterliegen, ist auch das ermittelte Kriterium gewissen Schwankungen unterworfen. Wenn trotz dieser Schwankungen, das Überwachen einen korrekten Zustand der Maschine indiziert, kann das Überwachen als robust angesehen werden.
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Die Maschine ist bevorzugt ein Fahrzeug, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Steuergerät aber in allen Maschinen eingesetzt werden, für die eine Überwachung eines Mess- und/oder Betriebswerts in Betracht kommt.
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Als Mess- und/oder Betriebswert wird eine Größe verstanden, die den Zustand der Maschine beschreiben. Dies kann beispielsweise ein Wirkungsgrad, eine Geräusch- und/oder Schadstoffemission, eine Temperatur oder ein Druck sein. Als Erfassen wird hier sowohl ein Messen als auch ein Berechnen, beispielsweise durch ein Modell, oder ein Auslesen aus einem Kennfeld verstanden.
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Das basierend auf dem erfassten Mess- und/oder Betriebswert der Maschine ermittelte Kriterium charakterisiert den aktuellen Zustand der Maschine. Dabei kann das Kriterium dem erfassten Mess- und/oder Betriebswert entsprechen. Insbesondere, wenn mehr als ein Mess- und/oder Betriebswert der Maschine erfasst wird, ist es aber vorteilhaft, die erfassten Mess- und/oder Betriebswerte in ein Kriterium, das zur Charakterisierung der Maschine geeignet ist, umzurechnen. Befindet sich die Maschine in einem Nominalzustand, ist also intakt, nimmt das Kriterium einen Nominalwert an.
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Der Nominalwert repräsentiert einen intakten Zustand der Maschine. Der Nominalwert kann vom Betriebszustand der Maschine abhängen. Je weiter die Maschine vom Nominalzustand abweicht, desto weiter entfernt sich das Kriterium vom Nominalwert.
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Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, die Schritte des Erfassens, des Ermittelns des Kriteriums, des Vergleichens und des Ermittelns des Zustands wiederholt durchzuführen.
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Dadurch, dass das Steuergerät die Schritte des Erfassens, des Ermittelns des Kriteriums, des Vergleichens und des Ermittelns des Zustands wiederholt durchführt, ermöglicht die Erfindung, dass die Maschine über einen Zeitraum und/oder für eine Anzahl von Überwachungsvorgängen überwacht werden kann.
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Bevorzugt werden die Schritte des Erfassens, des Ermittelns des Kriteriums, des Vergleichens und des Ermittelns des Zustands kontinuierlich durchgeführt. Besonders bevorzugt wird das Steuergerät zu einer sogenannten On-Board Diagnose der Maschine eingesetzt.
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Um eine Robustheit des Überwachens zu steuern, kann das Steuergerät anhand der relativen Position des Kriteriums zum Nominalwert beispielsweise bestimmen, wie oft oder wie lange die Schritte wiederholt werden. Ist die relative Position des Kriteriums weiter entfernt vom Nominalwert, werden die Schritte öfter oder länger durchgeführt, um ein eindeutiges Ergebnis zu erhalten. Ist die relative Position des Kriteriums näher am Nominalwert, reichen hingegen weniger Wiederholungen der Schritte oder ein Durchführen über einen kürzeren Zeitraum aus, um ein eindeutiges Ergebnis zu erhalten.
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Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, beim Vergleichen zusätzlich einen Defektwert zu berücksichtigen und eine relative Position des Kriteriums zum Nominalwert und zum Defektwert zu bestimmen. Der Defektwert repräsentiert einen defekten Zustand der Maschine.
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Dadurch, dass das Steuergerät das Ermitteln des Zustands der Maschine basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens und der relativen Position des Kriteriums zum Nominalwert und zum Defektwert berücksichtigt, ermöglicht die Erfindung, dass die relative Position des Kriteriums sowohl hinsichtlich eines defekten Zustands als auch hinsichtlich eines intakten Zustands der Maschine bewertet werden kann. Die Aussagekraft der relativen Position kann dadurch erhöht werden, womit auch die Robustheit des Überwachens erhöht werden kann.
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Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, basierend auf der relativen Position des Kriteriums ein Defektheitsmaß zu bestimmen und beim Ermitteln des Zustands der Maschine das bestimmte Defektheitsmaß zu berücksichtigen.
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Dadurch, dass das Steuergerät beim Ermitteln des Zustands der Maschine das bestimmte Defektheitsmaß berücksichtigt, ermöglicht die Erfindung, dass beim Überwachen ein Grad eines Defekts der Maschine berücksichtigt wird.
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Bevorzugt bildet das Steuergerät zum Bestimmen des Defektheitsmaßes einen Wertebereich zwischen Nominalwert und Defektwert auf einen Wertebereich zwischen zwei definierten Werten A und B ab, vorteilhafterweise 0 und 1. Die abbildende Funktion ist dabei besonders bevorzugt stetig und monoton. Der Nominalwert wird auf den Wert A und der Defektwert auf den Wert B abgebildet. Beispiele für die abbildende Funktion sind eine lineare Abbildung oder eine S-Funktion. Die abbildende Funktion kann vom Betriebszustand der Maschine abhängen. Die Werte A und B sind hingegen unabhängig vom Betriebszustand.
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Werte des Kriteriums, die auf der dem Defektwert abgewandten Seite des Nominalwerts liegen, werden auf Werte kleiner oder gleich A abgebildet. Werte des Kriteriums, die auf der dem Nominalwert abgewandten Seite des Defektwerts liegen, werden auf Werte größer oder gleich B abgebildet. Für diese Abbildungen kann die gleiche abbildende Funktion, eine Extrapolation oder eine andere Funktion verwendet werden. Aber auch diese Funktion ist besonders bevorzugt stetig und monoton. Es ist vorteilhaft, wenn die Funktion nach oben und nach unten beschränkt ist und für Werte weit jenseits von Nominal- und/oder Defektwert gegen Grenzwerte strebt.
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Der durch die Abbildung des Kriteriums bestimmte Wert kann als Defektheitsmaß der Maschine angesehen werden. Ein Defektheitsmaß unterhalb oder in der Nähe von A indiziert eine intakte Maschine, ein Defektheitsmaß in der Nähe oder oberhalb von B indiziert eine defekte Maschine. Ein Defektheitsmaß zwischen A und B ist uneindeutig, wobei abhängig vom Defektheitsmaß beim Ermitteln des Zustands der Maschine indiziert werden kann, ob eher eine defekte oder eher eine intakte Maschine vorliegt. Auch kann anhand des Defektheitsmaßes eine Dauer oder eine Anzahl an Wiederholungen des Erfassens, des Ermittelns des Kriteriums, des Vergleichens und des Ermittelns des Zustands angepasst werden.
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Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, basierend auf der relativen Position des Kriteriums eine Entprellgeschwindigkeit zu bestimmen und beim Ermitteln des Zustands der Maschine die bestimmte Entprellgeschwindigkeit zu berücksichtigen.
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Dadurch, dass das Steuergerät beim Ermitteln des Zustands der Maschine die bestimmte Entprellgeschwindigkeit berücksichtigt, ermöglicht die Erfindung, dass die Entprellgeschwindigkeit beim Ermitteln des Zustands als Geschwindigkeitsparameter verwendet werden kann und so die Robustheit des Ermittelns und somit des Überwachens gesteigert werden kann.
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Bevorzugt bildet das Steuergerät das Defektheitsmaß auf einen weiteren Wertebereich ab, der von den Werten C, D und E definiert wird. Vorteilhafterweise ist C kleiner als D und D kleiner als E. Beispielsweise entspricht C dem Wert -1, D dem Wert 0 und E dem Wert 1. Dabei wird ein Defektheitsmaß an einem Punkt in der Nähe von A auf C abgebildet, ein Defektheitsmaß in der Nähe eines definierten Punktes zwischen A und B auf D abgebildet und ein Defektheitsmaß an einem Punkt in der Nähe von B auf E abgebildet. Der definierte Punkt entspricht besonders bevorzugt einem Grenzwert. Liegt das abgebildete Defektheitsmaß zwischen D und E, liegt eine defekte Maschine nahe, liegt das abgebildete Defektheitsmaß zwischen C und D, liegt eine intakte Maschine nahe.
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Bevorzugt ist die abbildende Funktion stetig und monoton. Es ist vorteilhaft, wenn die abbildende Funktion für sehr große und sehr kleine Werte des Defektheitsmaßes beschränkt ist und gegen einen unteren und/oder oberen Grenzwert strebt.
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Die Abbildung des Defektheitsmaßes, also die Entprellgeschwindigkeit, kann als Geschwindigkeitsparameter für das Ermitteln des Zustands der Maschine genutzt werden. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass bei einer hohen Entprellgeschwindigkeit wenige eindeutige Ergebnisse ausreichen, bei einer niedrigen Entprellgeschwindigkeit aber viele Ergebnisse erforderlich sind, bevor das Steuergerät das Ergebnis als robust ansieht und einen Zustand der Maschine ermittelt. Beispielsweise kann eine negative Entprellgeschwindigkeit eine Ermittlung eines intakten Zustands und eine positive Entprellgeschwindigkeit eine Ermittlung eines defekten Zustands auslösen.
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Bei einem uneindeutigen Defektheitsmaß zwischen A und B beträgt die Entprellgeschwindigkeit 0 oder ist in der Nähe von 0. Damit endet das Ermitteln nie oder dauert sehr lange. Dies ist konsistent mit einem uneindeutigen Ergebnis und löst das Problem von zufälligen Ergebnissen in einer solchen Situation.
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Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, basierend auf der relativen Position des Kriteriums eine Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass die Maschine intakt und/oder defekt ist, und beim Ermitteln des Zustands der Maschine die bestimmte Wahrscheinlichkeit zu berücksichtigen.
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Dadurch, dass das Steuergerät beim Ermitteln des Zustands der Maschine die bestimmte Wahrscheinlichkeit berücksichtigt, ermöglicht die Erfindung, dass die Dauer oder Anzahl an Wiederholungen der Schritte des Erfassens, des Ermittelns des Kriteriums, des Vergleichens und des Ermittelns des Zustands abhängig von der bestimmten Wahrscheinlichkeit angepasst wird.
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Bevorzugt bildet das Steuergerät zum Bestimmen einer ersten Wahrscheinlichkeit ein Defektheitsmaß auf einen Wertebereich ab, der für Defektheitsmaße unterhalb von A gleich oder leicht unterhalb von 1 ist und für Werte oberhalb von B gleich oder leicht oberhalb von 0 ist. Zwischen A und B findet ein monotoner Übergang statt. Das Ergebnis dieser Abbildung kann als Wahrscheinlichkeit betrachtet werden, dass sich ein Kriterium kleiner als das betrachtete Defektheitsmaß ergibt. Damit gibt das Ergebnis der Abbildung eine Wahrscheinlichkeit für eine intakte Maschine an.
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Weiterhin bevorzugt bestimmt das Steuergerät eine zweite Wahrscheinlichkeit, die die Wahrscheinlichkeit einer defekten Maschine angibt. Hierzu bildet das Steuergerät ein Defektheitsmaß auf einen Wertebereich ab, der für Defektheitsmaße unterhalb von A gleich oder leicht oberhalb von 0 und für Werte oberhalb von B gleich oder leicht unterhalb von 1 ist. Das Ergebnis dieser Abbildung gibt eine Wahrscheinlichkeit für eine defekte Maschine an.
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Zum Ermitteln des Zustands wiederholt das Steuergerät die Schritte des Erfassens, des Ermittelns des Kriteriums, des Vergleichens und des Ermittelns des Zustands und berechnet durch getrenntes Multiplizieren der berechneten ersten und zweiten Wahrscheinlichkeiten ein erstes und ein zweites Wahrscheinlichkeitsprodukt. Das Ermitteln des Zustands ist abgeschlossen, wenn eines der beiden Wahrscheinlichkeitsprodukte unter einen ersten Grenzwert fällt, gleichzeitig aber das andere oberhalb eines zweiten Grenzwertes geblieben ist. Beide Grenzwerte können von der Anzahl berechneter Wahrscheinlichkeiten abhängen.
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Das Ergebnis des Ermittelns des Zustands der Maschine ergibt sich aus dem Verhältnis der beiden Wahrscheinlichkeitsprodukte zueinander. Wenn das erste Wahrscheinlichkeitsprodukt kleiner als zweite ist, ermittelt das Steuergerät einen defekten Zustand der Maschine. Andernfalls ermittelt das Steuergerät einen intakten Zustand der Maschine.
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Besonders bevorzugt bricht das Steuergerät das Ermitteln des Zustands ohne Ergebnis ab, wenn beide Wahrscheinlichkeitsprodukte unter den zweiten Grenzwert fallen und/oder mindestens eines der Wahrscheinlichkeitsprodukte unter einen dritten Grenzwert fällt.
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Ergänzend oder alternativ kann eine maximale Anzahl an bestimmten Wahrscheinlichkeiten definiert werden, bei deren Erreichen das Steuergerät das Ermitteln des Zustands ohne Ergebnis abbricht.
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Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs mit einem Steuergerät,
- 2 ein Ausführungsbeispiel von durch ein Steuergerät ausgeführten Schritten zum Ermitteln eines Zustands einer Maschine,
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Bestimmens eines Defektheitsmaßes und einer Entprellgeschwindigkeit und
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines Bestimmens einer ersten und einer zweiten Wahrscheinlichkeit.
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1 zeigt einen Antriebsstrang 2 für ein Fahrzeug. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine Ansaugstrecke 9, einen Verbrennungsmotor 3, eine Abgasstrecke 10 sowie eine erste 11 und eine zweite 12 Abgasrückführstrecke. Dabei ist die Ansaugstrecke 9 stromauf des Verbrennungsmotors 3 angeordnet. Die Abgasstrecke 10 ist stromab des Verbrennungsmotors 3 angeordnet und umfasst ein Abgasreinigungssystem 4.
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Der Verbrennungsmotor 3 ist als aufgeladener, direkteinspritzender Dieselmotor mit vier Zylindern 13 ausgeführt. Dazu umfasst der Verbrennungsmotor 3 einen Abgasturbolader 14. Der Abgasturbolader 14 umfasst einen in der Ansaugstrecke 9 angeordneten Verdichter 15 und eine in der Abgasstrecke 10 angeordnete Turbine 16. Die Turbine 16 und der Verdichter 15 sind miteinander gekoppelt, so dass die durch die Turbine 16 vom Abgas aufgenommene Energie vom Verdichter 15 genutzt werden kann, um das Frischgas auf ein erhöhtes Druckniveau zu verdichten.
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Zum Einbringen des Diesels in die Zylinder 13 umfasst der Verbrennungsmotor 3 eine Einspritzvorrichtung 30. Die Einspritzvorrichtung 30 umfasst einen Injektor je Zylinder 13, Zuleitungen und eine Kraftstoffversorgung.
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Das Abgasreinigungssystem 4 umfasst einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 5, ein SCR System und einen Ammoniakschlupfkatalysator (ASK) 7. Der DOC 5 ist ausgebildet Emissionen von Kohlenstoffmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen zu reduzieren.
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Das SCR System ist stromab des DOC 5 angeordnet und umfasst einen SCR Katalysator 6, eine Dosiereinheit 19 und einen Mischer 20. Die Dosiereinheit 19 ist ausgebildet und eingerichtet Ammoniak (NH3) stromauf des SCR Katalysators 6 in die Abgasstrecke 10 einzubringen. In dem zwischen der Dosiereinheit 19 und dem SCR Katalysator 6 angeordneten Mischer 20 werden das eingebrachte Ammoniak und das Abgas gemischt. Der SCR Katalysator 6 ist ausgebildet und eingerichtet, NOx Emissionen unter Nutzung des Ammoniaks zu reduzieren.
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Zum Erfassen von NOx Emissionen ist ein NOx Sensor 22 stromab des Abgasnachbehandlungssystems 4 angeordnet.
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Die erste Abgasrückführstrecke 11 ist stromauf des Abgasreinigungssystems 4 angeordnet und ausgebildet, Abgas stromauf der Turbine 16 des Abgasturboladers 14 aus der Abgasstrecke 10 abzuführen und der Ansaugstrecke 9 stromab des Verdichters 15 des Abgasturboladers 14 zuzuführen. Die zweite Abgasrückführstrecke 12 ist ausgebildet, Abgas stromab des DOC 5 aus der Abgasstrecke 10 abzuführen und stromauf des Verdichters 15 des Abgasturboladers 14 der Ansaugstrecke 9 zuzuführen. Mit der ersten 11 und der zweiten 12 Abgasrückführstrecke können für den Betrieb des Verbrennungsmotors 3 bevorzugte Abgasrückführungsraten bereitgestellt und ein möglichst effizienter Betrieb des Verbrennungsmotors 3 erreicht werden.
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Der Antriebsstrang 2 umfasst ein Steuergerät 1. Das Steuergerät 1 ist ausgebildet und eingerichtet, ein Steuerprogramm auszuführen. Das Steuerprogramm umfasst Befehle, die in 2 dargestellten Schritte durchzuführen:
- - Erfassen S10 mehrerer Mess- und Betriebswerte der Maschine 2,
- - Ermitteln eines Kriteriums S20 basierend auf den erfassten Mess- und Betriebswerten,
- - Vergleichen S30 des Kriteriums mit einem Nominalwert und einem Defektwert, wobei der Nominalwert einen intakten Zustand der Maschine 2 repräsentiert und der Defektwert einen defekten Zustand der Maschine 2 repräsentiert, und Bestimmen S31 einer relativen Position des Kriteriums zum Nominalwert und zum Defektwert,
- - Bestimmen ein Defektheitsmaßes S32 basierend auf der bestimmten relativen Position S31 des Kriteriums,
- - Bestimmen einer Entprellgeschwindigkeit S33 basierend auf dem bestimmten Defektheitsmaß S32 und
- - Ermitteln eines Zustands S40 der Maschine 2 basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens S30, der bestimmten relativen Position S31, dem bestimmten Defektheitsmaß S32 und der bestimmten Entprellgeschwindigkeit S33.
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Das Steuergeräteprogramm wird hier zu einem On-Board Monitoring des Antriebsstrangs eingesetzt. Hierzu führt es die Schritte des Erfassens S10, des Ermittelns des Kriteriums S20, des Vergleichens S30, des Bestimmens der relativen Position des Kriteriums S31, des Bestimmens des Defektheitsmaßes S32, des Bestimmens der Entprellgeschwindigkeit S33 und des Ermittelns des Zustands S40 kontinuierlich durch.
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Das Steuergeräteprogramm erfasst als Mess- und Betriebswerte Informationen über den SCR Katalysator 6, eine NOx Emission stromab des Abgasnachbehandlungssystems 4 sowie eine Drehzahl und eine Last des Verbrennungsmotors 3. Drehzahl und Last werden dem Steuergerät durch eine Motorsteuerung zur Verfügung gestellt, die NOx Emission wird durch den NOx Sensor 22 gemessen und den Zustand des SCR Katalysators 6 ermittelt das Steuergeräteprogramm durch Ausführen eines Modells zum Berechnen einer Alterung, einer Beladung und einer Temperatur des SCR Katalysators 6.
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Basierend auf den erfassten Mess- und Betriebswerten ermittelt das Steuergeräteprogramm das Kriterium S20. Hierzu vergleicht es die ermittelte NOx Emission und den ermittelten Zustand des SCR Katalysators 6 mit erwarteten Werten für die ermittelte Drehzahl und Last. Die erwarteten Werte sind hier in einem für das Steuergeräteprogramm abrufbaren Kennfeld hinterlegt. Das ermittelte Kriterium S20 charakterisiert somit, inwieweit die Mess- und Betriebswerte einem erwarteten Zustand des Antriebsstrangs 2 entsprechen.
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Das Steuergeräteprogramm umfasst Befehle, das ermittelte Kriterium S20 mit einem Nominalwert und einem Defektwert zu vergleichen S30. Der Nominalwert repräsentiert einen intakten Zustand des Antriebsstrangs 2, der Defektwert einen defekten Zustand des Antriebsstrangs 2. Befindet sich der Antriebsstrang 2 im Nominalzustand, entspricht das ermittelte Kriterium S20 im Wesentlichen dem Nominalwert. Je weiter der Antriebsstrang vom Nominalzustand abweicht, also zunehmend defekt ist, desto weiter entfernt sich das ermittelte Kriterium S20 vom Nominalwert und nähert sich dem Defektwert an.
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Wenn die erfasste NOx Emission und der erfasste Zustand des SCR Katalysators 6 weitgehend den erwarteten Werten für die erfasste Drehzahl und erfasste Last entsprechen, liegt das ermittelte Kriterium S20 näher am Nominalwert als am Defektwert. Wenn erfasste NOx Emission und erfasster Zustand des SCR Katalysators 6 den erwarteten Werten nicht entsprechen, liegt das ermittelte Kriterium S20 näher am Defektwert als am Nominalwert. Entspricht nur die NOx Emission oder nur der erfasste Zustand des SCR Katalysators 6 den erwarteten Werten, liegt das ermittelte Kriterium S20 eventuell relativ mittig zwischen Nominal- und Defektwert. Damit wäre nicht eindeutig klar, ob der Antriebsstrang 2 defekt oder intakt ist.
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Zum robusten Ermitteln des Zustands S40 des Antriebsstrangs umfasst das Steuergeräteprogramm daher Befehle, beim Ermitteln des Zustands S40 die relative Position des Kriteriums, das Defektheitsmaß und die Entprellgeschwindigkeit zu berücksichtigen. Dazu bestimmt es zunächst die relative Position des Kriteriums S31, indem es den Abstand des Kriteriums zum Nominalwert und zum Defektwert berechnet.
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Zum Bestimmen des Defektheitsmaßes S32 umfasst das Steuergeräteprogramm Befehle einen Wertebereich zwischen Nominalwert und Defektwert auf einen Wertebereich zwischen zwei definierten Werten A und B abzubilden. Die Werte A und B sind hier, wie in der oberen Abbildung von 3 gezeigt, 0 und 1. Als abbildende Funktion verwendet das Steuergeräteprogramm für einen beispielhaften Betriebspunkt des Antriebsstrangs 2 eine lineare Funktion. Für einige Betriebspunkte verwendet es andere Funktionen. Der Nominalwert NW wird auf den Wert A und der Defektwert DW auf den Wert B abgebildet.
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Werte des Kriteriums, die auf der dem Defektwert abgewandten Seite des Nominalwerts liegen, werden auf Werte kleiner A abgebildet. Werte des Kriteriums, die auf der dem Nominalwert abgewandten Seite des Defektwerts liegen, werden auf Werte größer B abgebildet. Für diese Abbildungen verwendet das Steuergeräteprogramm hier die gleiche lineare Funktion, für einige Betriebspunkte verwendet es zum Abbilden des Kriteriums eine andere Funktion oder eine Extrapolation. Die lineare Funktion ist hier so nach oben und unten beschränkt, so dass Werte jenseits von Nominal- und Grenzwert, also kleiner als A oder größer als B, gegen Grenzwerte streben.
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Der abgebildete Wert des Kriteriums entspricht dem Defektheitsmaß des Antriebsstrangs 2. Ein abgebildeter Wert unterhalb oder in der Nähe von A legt einen intakten Antriebsstrang 2 nahe, ein Ergebnis in der Nähe oder oberhalb von B legt einen defekten Antriebsstrang 2 nahe. Ein Ergebnis zwischen A und B ist uneindeutig.
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Zum Bestimmen der Entprellgeschwindigkeit S33 umfasst das Steuergeräteprogramm Befehle, das bestimmte Defektheitsmaß S32 auf einen weiteren Wertebereich, wie in der unteren Abbildung von 3 gezeigt, abzubilden. Der weitere Wertebereich wird von drei Werten C, D und E definiert. Hier ist C kleiner als D und D kleiner als E, nämlich C = -1, D = 0 und E = 1. Dabei wird ein Defektheitsmaß an einem Punkt in der Nähe von A auf C abgebildet, ein Defektheitsmaß in der Nähe eines vorgegebenen Defektheitsmaßes zwischen A und B auf D abgebildet und ein Defektheitsmaß an einem Punkt in der Nähe von B auf E abgebildet. Das vorgegebene Defektheitsmaß entspricht einem Grenzwert, der die Grenze zwischen einem intakten und einem defektem Antriebsstrang 2 definiert.
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Die abbildende Funktion ist stetig, weißt aber eine Steigung von null im Bereich des Wertes D auf. Für sehr große und sehr kleine Werte des Defektheitsmaßes ist die Funktion beschränkt und strebt gegen einen unteren und einen oberen Grenzwert.
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Das Steuergeräteprogramm nutzt die bestimmte Entprellgechwindigkeit S33 als Parameter für das Ermitteln des Zustands S40 des Antriebsstrangs 2. Bei einer hohen Entprellgeschwindigkeit, also in der Nähe von 1 oder -1, reichen wenige eindeutige Ergebnisse aus, bei einer niedrigen Entprellgeschwindigkeit, also in der Nähe von 0, sind viele Ergebnisse erforderlich, bevor das Ermitteln des Zustands S40 als robust angesehen wird. Hier entspricht eine negative Entprellgeschwindigkeit einem intakten Antriebsstrang 2, eine positive Entprellgeschwindigkeit einem defekten Antriebsstrang 2.
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Bei einem uneindeutigen Defektheitsmaß zwischen A und B ist die Entprellgeschwindigkeit 0 oder nahe bei 0 und die Ermittlung des Zustands S40 des Antriebsstrangs 2 endet nie oder dauert sehr lange. Dies ist konsistent mit einem uneindeutigen Ergebnis und löst das Problem von zufälligen Ergebnissen in dieser Situation.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Steuergeräteprogramm Befehle, anstelle der Entprellgeschwindigkeit ein erstes und ein zweites Wahrscheinlichkeitsprodukt zu ermitteln, das erste und das zweite Wahrscheinlichkeitsprodukt mit einem ersten und einem zweiten Grenzwert zu vergleichen und das Ermitteln des Zustands S40 des Antriebsstrangs 2 basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens der Wahrscheinlichkeitsprodukte mit den Grenzwerten durchzuführen.
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Hierzu führt das Steuergeräteprogramm eine erste Abbildung, wie in der oberen Abbildung von 4 gezeigt, des bestimmten Defektheitsmaßes S32 auf einen Wertebereich von null bis eins durch. Dabei wird ein Defektheitsmaß kleiner oder gleich A auf den Wert 1 und ein Defektheitsmaß größer oder gleich B auf den Wert 0 abgebildet. Ein Defektheitsmaß zwischen A und B wird über eine S-Funktion auf einen Wert zwischen null und eins abgebildet. Das Ergebnis dieser Abbildung ergibt eine Wahrscheinlichkeit, dass der Antriebsstrang 2 intakt ist.
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Eine zweite Abbildung, wie in der unteren Abbildung von 4 gezeigt, des Defektheitsmaßes auf einen Wertebereich von null bis eins führt das Steuergeräteprogramm so durch, dass ein Defektheitsmaß kleiner oder gleich A auf den Wert 0, ein Defektheitsmaß größer oder gleich B auf den Wert 1 und ein Defektheitsmaß zwischen A und B mittels der gezeigten S-Funktion auf einen Wert zwischen 0 und 1 abgebildet wird. Das Ergebnis der zweiten Abbildung ergibt eine Wahrscheinlichkeit, dass der Antriebsstrang 2 defekt ist.
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Zum Ermitteln des Zustands S40 des Antriebsstrangs 2 umfasst das Steuergeräteprogramm Befehle, ein erstes und ein zweites Wahrscheinlichkeitsprodukt zu ermitteln, indem es die ersten und die zweiten berechneten Wahrscheinlichkeiten getrennt voneinander multipliziert. Das Ermitteln des Zustands des Antriebsstrangs 2 ist abgeschlossen, wenn eines der beiden Wahrscheinlichkeitsprodukte unter einen ersten Grenzwert gefallen ist und das andere Wahrscheinlichkeitsprodukt gleichzeitig größer als ein zweiter Grenzwert ist. Der erste und der zweite Grenzwert sind abhängig von der Anzahl der berechneten ersten und zweiten Wahrscheinlichkeiten definiert.
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Das Ergebnis des Ermittelns des Zustands S40 bestimmt das Steuergeräteprogramm aus dem Verhältnis der beiden Wahrscheinlichkeitsprodukte. Wenn das zweite Wahrscheinlichkeitsprodukt größer als das erste ist, ermittelt das Steuergeräteprogramm einen defekten Antriebsstrang 2. Wenn das erste Wahrscheinlichkeitsprodukt größer als das zweite ist, ermittelt das Steuergeräteprogramm einen intakten Antriebsstrang 2.
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Das Ermitteln des Zustands S40 wird ohne Ergebnis abgebrochen und neugestartet, wenn beide Wahrscheinlichkeitsprodukte unter den zweiten Grenzwert fallen und/oder zumindest eines der Wahrscheinlichkeitsprodukte unter einen dritten Grenzwert fällt. Zusätzlich ist eine maximale Anzahl an berechneten Wahrscheinlichkeiten definiert, bei deren Erreichen das Steuergeräteprogramm das Ermitteln des Zustands S40 ergebnislos abbricht und nach Ablauf einer Warteperiode neu startet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014115485 B4 [0002]
