DE10307365A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Fehlerdiagnose bei Fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die rechnergestützten Fehlerdiagnosesysteme für Fahrzeuge sollen verbessert werden. Hierzu wird ein Diagnosesystem (4) mit einem Fehlerdiagnosemodell ausgestattet, mit dem eine Fehlerursache unmittelbar aus den Zustandsdaten, d. h. Fehlercodes beziehungsweise Symptome, berechnet werden können. Das Diagnosesystem (4) kann mit einer Fehlerdatenbank (6) ähnlich einem Expertensystem ergänzt werden. Das verwendete Fehlerdiagnosemodell wird mit Hilfe einer Identifikationseinrichtung (1) erstellt, die aus dem Fahrzeug (2) die verbauten Systemkomponenten ermittelt und die entsprechenden Fehlermodellkomponenten aus einer Datenbank (3) zusammenstellt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung für ein Fahrzeug oder Flugzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Ausleseeinrichtung zum Auslesen von Zustandsdaten aus dem Kraftfahrzeug und einer Recheneinrichtung, mit der auf der Grundlage der ausgelesenen Zustandsdaten Fehlerursachen ermittelbar sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Diagnoseverfahren zur Fehlerbehebung insbesondere an einem Kraftfahrzeug.
• Eine heute vielfach verwendete Werkstatt-Diagnose besteht aus der sogenannten geführten Fehlersuche. Hierbei wird der Anwender interaktiv mit einem Diagnosesystem entlang eines Fehlerbaums zu einem fehlerhaften Bauteil geführt. Da die geführte Fehlersuche von Hand programmiert wird und einen Fehlersuchbaum erstellt, wird es immer schwerer, in den stark vernetzten Systemen die Auswirkungen von Einzelfehlern vorherzusehen. Da die Vollständigkeit kaum mehr gewährleistet werden kann, kann die entsprechende Variantenvielfalt in der geführten Fehlersuche ebenfalls nicht mehr berücksichtigt werden.
• Eine Verbesserung wird dadurch erzielt, dass Expertensysteme mit entsprechend großen Datenbanken zur Verfügung gestellt werden. Ein derartiges Diagnosesystem ist in der deutschen Patentschrift DE 199 48 663 C2 dargestellt. Das Diagnosesystem besteht aus mehreren elektronischen Steuereinheiten, die jeweils einen Fehlerspeicher aufweisen, dessen Inhalt auf die Aktivierung einer Routine hin an ein kraftfahrzeugexternes Diagnosegerät ausgegeben wird. In einem weiteren ausgebbaren kraftfahrzeuginternen Datenspeicher ist eine identifizierende Fahrzeug-Information hinterlegt. Die in den Fehlerspeichern und weiteren Datenspeichern abgelegten Daten werden kraftfahrzeugintern im Sinne einer Kraftfahrzeugkomponenten-Zuordnung kategorisiert. Entsprechend der Kategorisierung wird eine Komponenten-Information ausgegeben, anhand der die Teilenummer der jeweils betroffe nen Komponente ermittelt werden kann. Ein derartiges datenbankbasiertes Expertensystem hat aber die Nachteile, dass bei neuen Modellreihen aufgrund der geringen Erfahrung die Datenbank unvollständig, die Datenbank bei großer Variantenvielfalt sehr umfangreich und der einschlägige Experte bei vernetzten Systemen häufig überfordert ist.
• Aus der deutschen Patentschrift DE 195 23 483 C2 ist ebenfalls eine rechnergestützte Fehlerdiagnoseeinrichtung für ein komplexes technisches System bekannt. Der Diagnoseablauf beginnt dort mit einer Fahrzeuggrobidentifikation, in welchem die Steuergeräte im Fahrzeug ermittelt werden. Danach erstellt eine Diagnosedurchführungsstufe eine entsprechende Prüfliste. Ein Servicetechniker aktiviert dann die Fehlerdiagnose hinsichtlich der Prüflistenposition, wenn ein betreffender Fehlercode vorliegt. In einem Diagnoseeinstiegstest prüft die Diagnosedurchführungsstufe, welche Teilbereiche als Ursache für den Fehlercode und die Beanstandung in Frage kommen. Der nachfolgende Prüftest entsprechend dem von der Diagnoseablaufbereitstellungsstufe bereitgestellten Diagnoseprogramm ermittelt dann die Ursache für die Beanstandung und den vorliegenden Fehlercode. Dabei generiert die Diagnosedurchführungsstufe entsprechende Prüfanweisungen aufgrund des in der Wissensbasis der Diagnoseablaufbereitstellungsstufe enthaltenen Fehlermodells. Nachteilig an diesem System ist, dass zur Ermittlung einer Fehlerursache stets tatsächliche Diagnoseprüfungen beziehungsweise Prüftests durchgeführt werden müssen.
• Nachteilig an den oben beschriebenen Systemen ist darüber hinaus, dass Mehrfachfehler nicht ohne weiteres erkannt werden können. D. h., wenn mehrere Fehler gleichzeitig auftreten, können die entsprechenden Fehlerursachen nicht ohne weiteres ermittelt werden. Des Weiteren sind die bekannten Systeme nicht in der Lage, sogenannte Meldeschauer zu erkennen, bei denen aufgrund eines einzigen Fehlers, z. B. einer fliegenden Masse, eine Vielzahl von Fehlermeldungen generiert werden. Schließlich ist es mit den genannten Systemen auch nicht möglich, sogenannte „unbekannte Fehler" zu beheben. Vielmehr basieren die bekannten Systeme auf Datenbanken beziehungsweise Expertensystemen, so dass nur diejenigen Fehler behandelt werden können, die bei der Erstellung der Datenbanken bekannt sind.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Fehlerdiagnose vor allem bei Kraftfahrzeugen zu verbessern.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Diagnosevorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Ausleseeinrichtung zum Auslesen von Zustandsdaten aus dem Fahrzeug und einer Recheneinrichtung, mit der auf der Grundlage der ausgelesenen Zustandsdaten Fehlerursachen ermittelbar sind, wobei die Recheneinrichtung über ein Fehlerdiagnosemodell verfügt, mit dem eine Fehlerursache unmittelbar aus den Zustandsdaten berechenbar und/oder eine Fehlereingrenzung unmittelbar aus den Zustandsdaten ermittelbar ist.
• Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Diagnoseverfahren zur Fehlerbehebung an einem Fahrzeug durch Auslesen von Zustandsdaten aus dem Fahrzeug und Ermitteln einer Fehlerursache auf der Grundlage der ausgelesenen Zustandsdaten, wobei das Ermitteln durch Berechnen der Fehlerursache und/oder Bereitstellen einer Fehlereingrenzung unmittelbar basierend auf den Zustandsdaten mittels eines Fehlerdiagnosemodells erfolgt.
• Aufgrund der vollständigen Modellierung des Systems können somit auch Mehrfachfehler entdeckt und die Ursache von Meldeschauern erkannt werden. Somit lassen sich ohne weiteres zahlreiche Fehlermeldungen, die beispielsweise bei fliegenden Massen oder bei Kommunikationsproblemen bei einem defekten CAN-Bus auftreten, handhaben. Darüber hinaus ist es auch möglich „unbekannte Fehler" zu beseitigen, da die Wirkungszusammenhänge des Gesamtsystems in dem Fehlerdiagnosemodell hinterlegt sind.
• Die für die Fehlerdiagnose verwendeten Zustandsdaten können abgespeicherte Prozessdaten, wie z. B. Messblöcke oder Fehlerkandidaten, die die Onboarddiagnose ermittelt hat, Fehlercodes, aber auch Symptominformationen umfassen. Dadurch kann die Fehlerursache aufgrund von Prozessdaten automatisch generierter Fehlercodes und/oder den beispielsweise vom Fahrzeugbetreiber geschilderten Symptomen unmittelbar, d. h. ohne weitere Tests, aufgefunden werden.
• Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Diagnosevorrichtung eine Identifikationseinrichtung zur Identifikation der im Fahrzeug verbauten Module sowie eine Datenbankeinrichtung zum Einspeisen eines von den verbauten Modulen abhängigen Fehlerdiagnosemodells in die Recheneinrichtung. Damit kann unmittelbar abhängig vom Fahrzeugtyp ein spezifisches Fehlerdiagnosemodell für die Diagnosevorrichtung bereitgestellt werden.
• Hierdurch soll beispielsweise den verschiedenen Ausstattungen und Ländervarianten Rechnung getragen werden.
• Die Diagnosevorrichtung kann über eine weitere Datenbankeinrichtung verfügen, in der Erfahrungswerte über altbekannte Fehler abgespeichert werden können. Damit kann die Fehlerdiagnose bei häufig auftretenden Fehlern beschleunigt werden.
• Die Diagnosevorrichtung kann ferner mit einer Schnittstelle zur Ansteuerung einer Messeinrichtung oder eine Eingabeeinrichtung zur manuellen Eingabe von Messdaten, um weitere Daten für die Fehlerdiagnose zu gewinnen, ausgestattet sein. Auf diese Weise kann die Fehlerursache genau ermittelt werden, falls die eingegebenen Symptome oder Fehlercodes eine eindeutige Zuordnung nicht zulassen.
• Vorteilhafterweise ist die Diagnosevorrichtung mit einer weiteren Schnittstelle ausgestattet, um die ermittelten Fehlerursachen in eine Zentraldatenbank zu übermitteln. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die in der Praxis auftretenden Fehler bei der Herstellung von Fahrzeugen bereits berücksichtigt werden können.
• Ferner kann die Diagnosevorrichtung mit einer Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe von Reparaturinformationen auf der Grundlage der ermittelten Fehlerursache versehen sein. Damit kann eine Reparaturanleitung bereitgestellt werden, um die Reparatur nach der Fehlerdiagnose rascher durchzuführen.
• Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung darstellt.
• Das nachfolgende Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
• Das in der Figur dargestellte Blockschaltdiagramm deutet eine Identifikationseinrichtung 1 an, mit der aus einem Kraftfahrzeug 2 die dort verbauten Module identifiziert werden. Insbesondere wird dabei die Art und Version der Hardware und Software der Steuergeräte ausgelesen. Die gewonnenen Informationen werden dazu verwendet, um aus einer Systembibliothek 3 die Diagnosemodelle der verbauten Steuergeräte in ein Diagnosesystem 4 zu laden.
• Mit dem Diagnosesystem 4 werden nun die Zustandsdaten aus dem untersuchten Kraftfahrzeug 2 ausgelesen. Mit Hilfe einer Diagnosemaschine 5, die nach dem Prinzip der „general diagnostic engine" nach de Kleer bzw. darauf basierenden Weiterentwicklungen arbeitet, die in das Diagnosesystem integriert ist, und in der nun das spezifische Fehlerdiagnosemodell geladen ist, werden die Fehlercodes beziehungsweise Symptome analysiert. Dabei werden mögliche Fehlerkandidaten ermittelt.
• Ergänzend kann in dem Diagnosesystem eine Fehlerdatenbank 6 vorgesehen sein, auf die die Diagnosemaschine 5, welche das Fehler- und Funktionsverhalten simuliert, Zugriff hat. Die Datenbank kann mit speziellen Fehlern und Fehlerursachen, die Auslöser für häufig durchgeführte Reparaturen gewesen sind, gespeist werden, um beispielsweise bei Modelleinführungen rascher eine exakte Diagnose zu erzielen. Hierzu wird die Datenbank auch mit Informationen aus der Identifikationseinrichtung 1 über die im Kraftfahrzeug 2 verbauten Komponenten versorgt.
• Falls das Diagnosesystem 4 eine eindeutige Ursache für den aufgetretenen Fehler ermittelt, ist die Diagnose beendet. Ein fehlerspezifischer Reparaturleitfaden 7 wird dem Anwender zur Verfügung gestellt.
• Falls die aus dem Kraftfahrzeug 2 ausgelesenen Zustandsdaten nicht ausreichend sind, ermittelt das Diagnosesystem 4 mehrere Fehlerkandidaten. Zur weiteren Eingrenzung dieser Fehlerkandidaten benötigt man weitere Daten, die man durch automatische Ansteuerung einer Messeinrichtung oder manuelle Eingabe von Messdaten, die das Diagnosesystem vorschlagen kann, gewinnt.
• Für die Fehlerdiagnose berechnet die Diagnosemaschine lediglich den benötigten Zweig eines Fehlersuchbaums. Dabei werden alle übrigen Zweige durch Kombinatorik ausgeschlossen.
• Nach Abschluss der Fehlerdiagnose können die aufgetretenen Fehler und Fehlerursachen an eine Zentraldatenbank einer Produktbetreuung 9 geliefert werden. Dies dient zum einen dazu, die Fehlerdatenbank 6 zu aktualisieren, und zum anderen dazu, die Module aus der Systembibliothek 3 zu verbessern.
• Hinsichtlich des Diagnosesystems 4 sind mehrere Varianten denkbar:
• 1. Realisierung ohne Fehlerdatenbank 6
• 2. Realisierung mit Fehlerdatenbank 6 und Diagnosemaschine 5 in der Werkstatt
• 3. Realisierung mit Fehlerdatenbank auf einem zentralen On-line-Server und der Diagnosemaschine 5 in der Werkstatt, und
• 4. Realisierung mit der Fehlerdatenbank 6 und der Diagnosemaschine 5 auf einem zentralen Server.
• 5. Realisierung mit einer Diagnosemaschine 5 und einem Datenträger für die Systemmodelle 3, der von der Diagnosemaschine 5 örtlich getrennt oder einheitlich ist.
• Die erfindungsgemäße Diagnosevorrichtung lässt sich für Kraftfahrzeuge, spurgeführte Fahrzeuge und Flugzeuge verwenden. Gleiches gilt für das beschriebene Diagnoseverfahren. Dementsprechend beinhaltet der in diesem Dokument verwendete Begriff „Fahrzeug" sämtliche oben genannten Fortbewegungsmittel.

Claims (16)

1. Diagnosevorrichtung für ein Fahrzeug (2) mit einer Ausleseeinrichtung zum Auslesen von Zustandsdaten aus dem Fahrzeug (2) und einer Recheneinrichtung, mit der auf der Grundlage der ausgelesenen Zustandsdaten Fehlerursachen ermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung über ein Fehlerdiagnosemodell verfügt, mit dem eine Fehlerursache unmittelbar aus den Zustandsdaten berechenbar und/oder eine Fehlereingrenzung unmittelbar aus den Zustandsdaten ermittelbar ist.
2. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zustandsdaten Fehlercodes und/oder Prozessdaten umfassen.
3. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zustandsdaten Symptominformationen umfassen.
4. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die eine Identifikationseinrichtung (1) zur Identifikation der im Fahrzeug (2) verbauten Module und eine Datenbankeinrichtung (3) zum Einspeisen eines von den verbauten Modulen abhängigen Fehlerdiagnosemodells in die Recheneinrichtung aufweist.
5. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine zweite Datenbankeinrichtung (6), in der Erfahrungswerte hinsichtlich auftretender Reparaturen abspeicherbar sind, zur schnelleren Fehlerdiagnose aufweist.
6. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die eine erste Schnittstelle zur Ansteuerung einer Messeinrichtung (8) und/oder einer Eingabeeinrichtung für manuelle Eingabe, um weitere Daten für die Fehlerdiagnose zu gewinnen, aufweist.
7. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die eine zweite Schnittstelle zur Übermittlung von ermittelten Fehlerursachen in eine Zentraldatenbank (9) aufweist.
8. Diagnosevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe von Reparaturinformation (7) auf der Grundlage der ermittelten Fehlerursache aufweist.
9. Diagnoseverfahren zur Fehlerbehebung an einem Fahrzeug (2) durch Auslesen von Zustandsdaten aus dem Fahrzeug (2) und Ermitteln einer Fehlerursache auf der Grundlage der ausgelesenen Zustandsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln durch Berechnen der Fehlerursache und/oder Bereitstellen einer Fehlereingrenzung unmittelbar basierend auf den Zustandsdaten mittels eines Fehlerdiagnosemodells erfolgt.
10. Diagnoseverfahren nach Anspruch 9, wobei die Zustandsdaten Fehlercodes und/oder Prozessdaten umfassen.
11. Diagnoseverfahren nach Anspruch 9 oder 10. wobei die Zustandsdaten Symptominformationen umfassen.
12. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Fehlerdiagnosemodell ermittelt wird, indem die im Fahrzeug verbauten Module identifiziert und entsprechende Modellkomponenten aus einer Datenbank (3) herangezogen werden.
13. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei Erfahrungswerte über durchgeführte Reparaturen in einer zweiten Datenbank (6) zur schnelleren Fehlerdiagnose abgespeichert werden.
14. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei am Fahrzeug Messungen (8) durchgeführt werden, um weitere Daten für die Fehlerdiagnose zu gewinnen.
15. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die übermittelten Fehlerursachen in eine Zentraldatenbank (9) übermittelt werden.
16. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei eine Reparaturinformation (7) auf der Grundlage der ermittelten Fehlerursache ausgegeben wird.