EP4677210A1 - Verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug sowie entsprechende antriebseinrichtung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug sowie entsprechende antriebseinrichtung

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EP4677210A1
EP4677210A1 EP24708797.6A EP24708797A EP4677210A1 EP 4677210 A1 EP4677210 A1 EP 4677210A1 EP 24708797 A EP24708797 A EP 24708797A EP 4677210 A1 EP4677210 A1 EP 4677210A1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
value
defect data
system defect
diagnosis
Prior art date
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Pending
Application number
EP24708797.6A
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English (en)
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Inventor
Thomas Rieger
Mario Becker
Matthias Deck
Joachim Stefan
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a drive device for a motor vehicle, wherein the drive device has a drive unit that generates exhaust gases and an exhaust gas value describing a composition of the exhaust gas is determined by means of an exhaust gas probe and a state value describing a state of the respective system is determined for several systems of the drive device within the framework of a system diagnosis.
  • the invention further relates to a drive device for a motor vehicle.
  • the publication DE 10 2021 003 415 A1 is known from the prior art.
  • This describes a control device for monitoring an emission behavior of a machine, wherein the monitoring is carried out based on a first emission influence of a component of the machine.
  • the control device is designed and configured to carry out the following steps: determining a first defect level of a first component of the machine, determining a first emission influence based on the determined first defect level and monitoring the emission behavior of the machine based on the first emission influence.
  • At least one system defect data record is stored as to whether a system defect of the respective system affects the exhaust gas value, wherein when the exhaust gas value leaves an exhaust gas value range, the system defect data records are first placed on a checklist of system defect data records to be checked and then those system defect data records for which no influence on the exhaust gas value is stored are removed from the checklist, wherein a device diagnosis is carried out for the system defect data records remaining on the checklist to detect the system defect of the respective system based on the status value.
  • the drive device serves to drive the motor vehicle, i.e. to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle.
  • the drive device is preferably part of the motor vehicle, but can of course also be separate from it.
  • the drive device has the drive unit, which is preferably designed as an internal combustion engine.
  • fuel and fresh gas are fed to the drive unit at least temporarily, the fresh gas containing fresh air at least temporarily.
  • the fresh gas can contain exhaust gas, provided that exhaust gas recirculation is implemented, in which the exhaust gas generated by the drive unit is at least partially fed back into the drive unit, namely as a component of the fresh gas.
  • the fuel and the fresh gas supplied to the drive unit form a fuel-fresh gas mixture with a specific composition, which is reacted in the drive unit.
  • exhaust gas is produced due to the chemical reaction between fuel and fresh gas, which is discharged in the direction of the external environment of the drive device or the motor vehicle.
  • the exhaust gas is preferably first fed to an exhaust gas aftertreatment device before being released into the external environment, since the exhaust gas generated by the drive unit contains pollutants.
  • the pollutants are at least partially converted into less dangerous products.
  • the exhaust gas is only discharged into the external environment after passing through the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust gas aftertreatment device is present, for example, as a vehicle catalyst, in particular as a three-way catalyst, oxidation catalyst, NO x storage catalyst or SCR catalyst.
  • it can also be designed as a particle filter, in particular as a gasoline particle filter or as a diesel particle filter, preferably with an integrated vehicle catalyst, for example with a catalytic coating.
  • the drive device has several systems, each of which represents a part of the drive device.
  • the systems include, for example, components of the drive device or the drive unit, but additionally or alternatively also software programs that run on a control unit of the drive device.
  • the systems therefore include any elements of the drive device, in particular those that have an influence on the composition and/or throughput of the exhaust gas.
  • the throughput here is understood to be an amount of exhaust gas per unit of time, in particular an exhaust gas mass flow or an exhaust gas volume flow.
  • the systems of the drive device comprise one or more of the following systems: high-pressure fuel pump, fuel pressure sensor, load sensor, mixture adaptation, tank ventilation valve, exhaust aftertreatment device, lambda probe, in particular pre-cat lambda probe or post-cat lambda probe, temperature sensor, ambient pressure sensor, charger, in particular compressor and/or exhaust turbocharger, boost pressure sensor, intake manifold leak test, camshaft adjuster, crankcase ventilation, EVAP system, in particular tank leak test, expansion valve test or fuel tank shut-off valve test, cooling system, cylinder imbalance sensor, idle speed controller, cold start strategy, valve lift switching, exhaust flap, knock sensor and ignition detection.
  • the system diagnosis is carried out for each of the drive system's systems, during which the status value is determined.
  • the status value describes the status of the respective system and is determined to monitor the individual system.
  • This type of procedure is usually referred to as on-board diagnosis (OBD). It can already provide an indication of a possible system defect in individual systems.
  • the exhaust gas probe is used to determine the exhaust gas value, which describes the composition of the exhaust gas.
  • the exhaust gas value therefore provides an indication of the concentration of at least one exhaust gas component of the exhaust gas.
  • the exhaust gas probe can be provided and arranged, for example, to measure raw emissions from the drive unit or to measure tailpipe emissions. In the former case, it is arranged fluidically between the drive unit and the exhaust gas aftertreatment device, in the latter case downstream of the exhaust gas aftertreatment device, i.e. fluidically between the exhaust gas aftertreatment device and a tailpipe through which the exhaust gas is released into the outside environment.
  • the emissions from the drive unit can be monitored using the exhaust gas value. For example, if the exhaust gas value exceeds an exhaust gas threshold, a defect in the drive system is detected.
  • the exhaust gas value determined using the exhaust gas probe is primarily used to detect a system defect in one of the systems, in particular a system defect in the system that caused the exhaust gas value to exceed the exhaust gas threshold. This indicates a potential system defect in one of the systems, without having to first check a large number of systems, for example as part of a repair of the drive system. This process can also be referred to as "pinpointing".
  • exhaust gas value can be used.
  • several exhaust gas values are used, which are available in particular for several different exhaust gas components.
  • it is provided to determine at least one exhaust gas value using at least one exhaust gas probe. More preferably, each of these exhaust gas values is assigned one of several exhaust gas value ranges. The procedure described for the system defect data sets is carried out, for example, if one or more of the exhaust gas values leave their respective assigned exhaust gas value range.
  • the diagnosis of the multiple systems as a whole is carried out as part of a system diagnosis. In contrast to the system diagnosis, this does not just look at a single system, but rather at several systems.
  • the system diagnosis provides feedback as to which of the systems has the system defect or at least for which of the systems this is the case with a certain probability.
  • it is stored for each of the systems whether the system defect of the respective system affects the exhaust gas value, in particular in a data memory.
  • a marker is stored in the data memory for each of the systems, which has a first state if the system defect of the respective system affects the exhaust gas value and a second value if this is not the case.
  • the system defect data sets are used for this purpose. At least one system data set is stored for each of the systems. However, it can also be provided that several system data sets are stored for one or more of the systems, which describe different types of system defect.
  • the system diagnosis is carried out, and only then.
  • the checklist which specifies or lists the system defect data sets to be checked.
  • all those system defect data sets for which no influence on the exhaust gas value is stored are removed from the checklist, i.e. whose system is not or at least only very unlikely to be the cause of the exhaust gas value leaving the exhaust gas value range.
  • the system defect data sets that remain on the checklist are those whose systems potentially caused the exhaust gas value to deviate from the exhaust gas value range.
  • system data sets and system defects are sometimes referred to in the plural. It goes without saying that there can always be any number of systems, system data sets and system defects, i.e. no system, no system data set and no system defect, or just one system, just one system data set and just one system defect. This applies in particular when it is said that system data sets should be removed from the checklist. In this case, depending on whether the respective condition applies, no system data set, just one system data set or several system data sets can be removed from the checklist. After the checklist has been provided, the system defect records remaining on the checklist are further checked using the status value assigned to their respective system as part of the device diagnosis in order to determine the potential system defect.
  • the status value is used to determine the probability that the respective system caused the deviation of the exhaust value from the exhaust value range.
  • the device diagnosis of the corresponding system is carried out for each of the remaining system defect records.
  • the status values of the systems that are used during the device diagnosis correspond to the status values determined as part of the system diagnosis. The status values are therefore not redetermined for the device diagnosis; instead, the values previously determined for the system diagnosis are used.
  • the system defect is detected for one of the system data sets remaining on the checklist or the system assigned to it based on its respective status value. For example, this is done for the system whose status value has exceeded a status threshold value assigned to the system or is closest to it.
  • the system that is responsible for the deviation of the exhaust gas value from the exhaust gas value range can be identified with a high degree of certainty. Accordingly, the system can be replaced or carried out as part of the maintenance of the drive system or the motor vehicle without any further diagnostic effort.
  • the system defect records removed from the checklist may be written into a checked list.
  • the checked list is emptied beforehand. If the checklist is completely empty after the system defect records have been removed, i.e. no If no system defect data record is included in it, the system defect data record for which the worst, usually the highest, status value is stored is selected from the checked list. The system error is detected for this system.
  • This threshold value is preferably selected to be smaller than the status threshold value, when exceeded, the system defect is already detected. In order to detect the system defect, it is therefore necessary that the exhaust gas value first leaves the exhaust gas value range, the checklist is empty or all system defect data records are removed from it and, in addition, the status value of the system that has the worst status value exceeds the threshold value. The procedure described is preferably applied after the device diagnosis has been carried out.
  • a further development of the invention provides that for each of the several system defect data sets, it is stored in which direction the system defect of the respective system affects the exhaust gas value, and when the exhaust gas value leaves the exhaust gas value range in a certain direction, those system defect data sets for which no influence on the exhaust gas value in the certain direction is stored are removed from the checklist.
  • information is also stored as to the direction in which the exhaust gas value changes due to the system defect. Consequently, by changing the exhaust gas value in the certain direction or leaving the exhaust gas value range in this direction, it can be determined with even greater accuracy which system is responsible for this.
  • the exhaust gas value is outside the exhaust gas value range, it is determined in which direction the exhaust gas value has left the exhaust gas value range, for example whether the exhaust gas value is less than a lower limit of the exhaust gas value range or greater than an upper limit of the exhaust gas value range.
  • those system defect data sets are removed from the checklist for which no influence on the exhaust gas value in this direction is stored or for which only an influence in the opposite direction is stored. This further improves the accuracy of the described method.
  • a further development of the invention provides that for at least one of the systems, several system defect data sets are stored for different types of system defect and their influence on the exhaust gas value. It can happen that different changes in the exhaust gas value occur with different types of system defect or different system defects in the system. If, for example, the high-pressure fuel pump delivers too high a pressure, this will have a different effect on the exhaust gas value than if it delivers too low a pressure. Depending on the exhaust gas component for which the exhaust gas value is determined, for example, too high a pressure causes a change in the exhaust gas value, while too low a pressure has no effect on the exhaust gas value or at most has a significantly smaller effect.
  • the system is preferably stored multiple times in the checklist, namely for each of the different types of system defect. This takes place in the form of the several system defect data sets for the system.
  • the exhaust gas value is one of several exhaust gas values that are determined for different exhaust gas components and/or for different operating states of the drive device and/or for different configurations of the drive unit.
  • the device diagnosis carried out when one of the several exhaust gas values leaves its respective assigned exhaust gas value range, i.e. lies outside of it.
  • the exhaust gas values are available for different exhaust gas components, for example. They can be determined using different exhaust gas probes. However, they are preferably determined using the same exhaust gas probe, namely in particular by exploiting a cross-sensitivity of the exhaust gas probe.
  • the exhaust gas probe is a NO X probe which has a NHs cross-sensitivity. With the help of the exhaust gas probe, an exhaust gas value for NO X and an exhaust gas value for NH3 can be determined.
  • the multiple exhaust gas values are determined for different operating states of the drive device.
  • One of the exhaust gas values is thus determined for a first operating state and another of the exhaust gas values is determined for a second operating state that is different from the first operating state.
  • the first operating state is, for example, a warm-up operating state and the second operating state is a normal operating state.
  • the warm-up operating state preferably exists as long as at least one of the following conditions is met: the exhaust gas aftertreatment device is heated, a temperature of the exhaust gas aftertreatment device is less than a temperature threshold value, an air mass flowing through the exhaust gas aftertreatment device since the start of operation of the drive device is less than an air mass threshold value and an amount of heat introduced into the exhaust gas aftertreatment device since the start of operation is less than a heat quantity threshold value.
  • the warm-up state exists as long as at least one of the conditions mentioned is met. However, it can also be provided that several or all of the conditions mentioned must be met. If the conditions or the conditions for the warm-up state are no longer met, the normal operating state exists.
  • the system defects can be stored for each of the cylinder banks and their respective influence on the exhaust gas value.
  • several system defect data sets are stored for the system(s) affected.
  • exhaust gas values are used for two different exhaust gas components and for two different operating states of the drive system.
  • a total of four exhaust gas values are available.
  • these are: a first exhaust gas value for NO X during the warm-up operating state, a second exhaust gas value for NO X during the normal operating state, a third exhaust gas value for NH3 during the warm-up operating state and a fourth exhaust gas value for NH3 during the normal operating state.
  • a separate exhaust gas value range is defined, upon leaving which the system diagnosis is carried out.
  • it is stored for each of the system defect data sets whether the system defect of the respective system affects the respective exhaust gas value. The procedure described enables a particularly detailed system diagnosis.
  • a further development of the invention provides that an exhaust gas measurement value is measured using the exhaust gas probe and the exhaust gas value is determined from the exhaust gas measurement value by cumulating over a distance traveled by the vehicle and normalizing using the distance traveled and/or by normalizing using a model value determined using an exhaust gas model.
  • the exhaust gas value is therefore not measured directly using the exhaust gas probe, but is determined from the measured exhaust gas measurement value. This at least partially eliminates influences that are due, for example, to different distances traveled and/or different driving styles.
  • the exhaust gas measurement value is first cumulated, i.e. summed up or integrated, in particular since the start of driving the vehicle.
  • the start of driving is in particular a start of the drive system or drive unit after the motor vehicle has been switched off.
  • the cumulative exhaust gas value is then normalized using the distance traveled since the start of the journey, so that the exhaust gas value is finally given as mass or weight per unit of distance, for example as grams per kilometer.
  • the exhaust gas value is determined from the exhaust gas measurement value by normalizing it using the model value.
  • the model value is the result of the exhaust gas model, which is used to calculate the theoretical exhaust gas value.
  • the exhaust gas model uses at least one operating variable of the drive device or drive unit as an input variable, for example an operating point of the drive unit, which describes the drive torque currently provided by the drive unit and/or the current speed of the drive unit.
  • the model value supplied by the exhaust gas model as an output variable describes the composition of the exhaust gas in the event that all systems are fully functional. For example, the exhaust gas model assumes that all systems are in a new condition.
  • the exhaust gas value is particularly preferably derived from the exhaust gas measurement value by cumulating over the distance traveled by the vehicle and standardizing both using the distance traveled and the model value. Consequently, the exhaust gas value does not describe the composition of the exhaust gas directly, but only indirectly, namely by describing the deviations of the composition of the exhaust gas from a modeled composition of the exhaust gas. With the procedure described, influences that are due to uncontrollable boundary conditions, such as the driver's driving behavior, are largely eliminated, thus enabling reliable device diagnosis.
  • a further development of the invention provides that the measurement of the exhaust gas value is carried out continuously, in particular via a Driving cycle of the motor vehicle.
  • the exhaust gas value is measured, for example, at short intervals, i.e. several times during the driving cycle.
  • the driving cycle extends from the start of the journey to the end of the journey of the motor vehicle.
  • the exhaust gas value for the driving cycle is only calculated once, for example at the start of the driving cycle or at the end of the driving cycle. In this respect, in the case of several driving cycles, the exhaust gas value is only determined once for each of the driving cycles. This enables the device diagnosis to be carried out reliably.
  • a development of the invention provides that at least for the system defect data sets remaining on the checklist, the state value of the respective system is normalized using a state threshold value, which, when exceeded by the state value, detects the system defect of the respective system regardless of the exhaust gas measurement value.
  • a state threshold value which, when exceeded by the state value, detects the system defect of the respective system regardless of the exhaust gas measurement value.
  • the state threshold value is preferably used to normalize the state value.
  • the normalized state value is therefore available as a state value divided by the state threshold value.
  • the normalized state value enables a statement to be made about the state of the respective system.
  • the normalized state value is preferably always used instead of the state value, even if this is not separately indicated. The procedure described enables a further improvement in the accuracy of the device diagnosis.
  • a further development of the invention provides that at least one of the following types of diagnosis is carried out for the system defect data sets remaining on the checklist as part of the device diagnosis: correlation diagnosis, linkage diagnosis, statistical diagnosis and intrusive diagnosis.
  • the system defect data sets remaining on the checklist as part of the device diagnosis.
  • correlation diagnosis, linkage diagnosis, statistical diagnosis and intrusive diagnosis is carried out for the system defect data sets remaining on the checklist as part of the device diagnosis.
  • system defect data sets still remain on the checklist.
  • at least one of the above-mentioned types of diagnosis is carried out before the system defect of the system is identified, for example, based on the system defect data sets still remaining on the checklist using the status value of the respective system. It can be provided that only one of the above-mentioned types of diagnosis is carried out.
  • the types of diagnosis are used for the system defect data sets remaining on the checklist.
  • the types of diagnosis are preferably used in the order specified, but a different order is also possible in principle.
  • the use of at least one type of diagnosis enables a reliable statement to be made about the system defect of one system.
  • a further development of the invention provides that, as part of the correlation diagnosis, a check is carried out for the presence of a temporal correlation between a temporal progression of the exhaust gas value and a temporal progression of the state value for the respective system of at least the system defect data sets remaining on the checklist, wherein if the correlation is present for at least one of the system defect data sets, all system defect data sets for which the correlation is not determined are removed from the checklist.
  • the temporal progression of the exhaust gas value is to be correlated with the temporal progression of the state values of those systems for which at least one system defect data set remains on the checklist.
  • each of the System defect data sets or at least the system defect data sets still remaining on the checklist are each assigned a correlation measure that reflects the extent of the dependency between the course of the exhaust gas value and the course of the condition value for the respective system.
  • the correlation measure is available, for example, in the form of a correlation coefficient.
  • a further development of the invention provides that for at least a first of the system defect data sets of a first of the systems, a linking condition is stored which establishes a connection between a first state value change of the state value and a second state value change of the state value assigned to a second system, wherein within the framework of the linking diagnosis, those system defect data sets are removed from the checklist for which the respective linking condition is not fulfilled.
  • the linking diagnosis uses physical relationships to link the individual system defect data sets to one another. This is based on the observation that a first system of the first system defect data set and a second system of the second system defect data set are physically connected to one another, so that if the state value of the first system changes, there must also be a change in the state value of the second system, or vice versa.
  • This connection is formulated using the connection condition that links the two system defect data sets.
  • the change in the state value of the first system is also referred to as the first state value change and the change in the state value of the second system is also referred to as the second
  • the linking condition can, for example, be one of the following conditions: both the first state value change and the second state value change are different from zero, both the first state value change and the second state value change are different from zero and have the same sign, both the first state value change and the second state value change are different from zero and have the same amount within a certain tolerance.
  • a linking condition to each of the other system defect data sets is formulated.
  • the first system defect data set relates to the load sensor and the second system defect data set relates to the mixture adaptation.
  • a defect in the load sensor inevitably also affects the mixture adaptation, so that a change in the state value of the load sensor also results in a change in the state value of the mixture adaptation.
  • the procedure described enables the system defect data sets to be efficiently eliminated from the checklist.
  • a further development of the invention provides that within the framework of the statistical diagnosis, a scatter of the temporal progression of the status value for the respective system is determined at least for the system defect data sets remaining on the checklist and those system defect data sets are excluded from the Checklists for which the scatter is greater are removed.
  • the background of the statistical diagnosis is to check the accuracy of the status values. It is assumed that status values for which the temporal progression shows a smaller fluctuation or a smaller control are more reliable than those for which the fluctuation or scatter is greater. For example, for each of the system defect data sets, a standard deviation is calculated over the temporal progression of the status value for the respective system.
  • the statistical diagnosis is used to check the statistical validity of the status values. This ensures that the facility diagnosis is carried out effectively.
  • a further development of the invention provides that, as part of the intrusive diagnosis, a fourth system defect data set is selected for a third of the system defect data sets at least from the system defect data sets remaining on the checklist, for whose associated system a change in an operating state of the drive unit causes a different, in particular opposite, change in the exhaust gas value and/or the state value as for the system of the third system defect data set, wherein after making the change, the one of the system defect data sets for which the change in the exhaust gas value and/or the state value does not occur is removed from the checklist.
  • the intrusive diagnosis comprises an active intervention in the operation of the drive unit, namely the change in the operating state.
  • the change in the operating state comprises a change in the composition of the fuel fresh gas mixture, a change in the drive torque provided and/or a change in the speed of the drive unit.
  • the third system defect data set and the fourth system defect data set are system defect data sets that react differently to the change in the operating state, in particular in opposite ways.
  • the change in the operating state is then implemented.
  • the exhaust gas value and/or the status values of the systems assigned to the system defect data sets are then evaluated. If the stored change in the exhaust gas value or the stored change in the status value does not occur for one or more system defect data sets, they are removed from the checklist. This effectively eliminates further system defect data sets.
  • Intrusive diagnosis is particularly preferably only permitted and carried out if the exhaust gas measurement value exceeds a certain threshold value. In this case, an error message is usually already generated, in particular the MIL (Malfunction Indicator Lamp) is activated.
  • MIL Metal Function Indicator Lamp
  • a further development of the invention provides that an exhaust component concentration of at least one exhaust component of the exhaust gas is determined using an exhaust component model and corrected using a correction factor determined from the exhaust value, wherein if an exhaust component threshold value is exceeded by the exhaust component concentration, the device defect of the drive device is recognized.
  • the exhaust component model is used to determine the exhaust component concentration, in particular in terms of flow between the drive unit and the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust component model assumes that all systems of the drive device are fully functional, in particular as new.
  • the correction factor is intended to take into account the actual state of the systems, in particular for an exhaust component or for exhaust components for which no measured value is available from a sensor.
  • the exhaust gas value is used to calculate the correction factor.
  • the correction factor is then used to correct the exhaust gas component concentration, for example by multiplication. If the corrected exhaust gas component concentration exceeds the exhaust gas component threshold value, it is assumed that the exhaust emissions of the drive device are no longer within the permissible range and a defect in the drive device is detected accordingly. This ensures reliable operation of the drive device within the intended specification.
  • the exhaust component concentration of at least one exhaust component of the exhaust gas is first determined using the exhaust component model, namely for a fault-free drive system in which all systems are working faultlessly, in particular are as good as new.
  • the exhaust component concentration is then corrected using the correction factor.
  • the correction factor is therefore used to describe an exhaust component concentration of an exhaust component for which no measured value is available.
  • the invention further relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the statements in the context of this description, wherein the drive device has a drive unit that generates exhaust gas and is provided and designed to determine an exhaust gas value describing a composition of the exhaust gas by means of an exhaust gas probe and to determine a state value describing a state of the respective system for several systems of the drive device within the framework of a system diagnosis.
  • At least one system defect data record is stored as to whether a system defect of the respective system affects the exhaust gas value
  • the drive device is further provided and designed to initially place the system defect data records of the systems on a checklist of system defect data records to be checked if the exhaust gas value leaves an exhaust gas value range and then To remove system defect records from the checklist for which no influence on the exhaust gas value is stored, whereby for the system defect records remaining on the checklist, a device diagnosis is carried out to detect the system defect of the respective system based on the condition value.
  • Figure 1 is a schematic representation of a method for operating a drive device for a motor vehicle.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a method for operating a drive device for a motor vehicle.
  • the drive device has a drive unit that generates exhaust gases and an exhaust gas probe, by means of which an exhaust gas value is determined that describes a composition of the exhaust gas of the drive unit.
  • the method is to determine a state value describing a state of the respective system for several systems of the drive device as part of a system diagnosis.
  • the state values obtained in this way are normalized as part of a module 2, namely using a state threshold value assigned to the respective system.
  • a number of system defect data sets are stored in a module 3 and are assigned to the systems. At least one of the system defect data sets is assigned to each of the systems. It can also be provided that at least one of the systems is assigned to several system defect data sets.
  • an exhaust gas measurement value is determined using the exhaust gas probe and transferred to a module 5.
  • Module 5 has a model value as a further input value, which is determined in a module 6. The model value is determined using an exhaust gas model and describes the composition of the exhaust gas when the drive system is fully functional.
  • an exhaust gas value is determined from the exhaust gas measurement value and the model value, which is in standardized form and can therefore also be referred to as a standardized exhaust gas value.
  • module 7 a check is carried out for a deviation of the exhaust gas value from an exhaust gas value range. If there is a deviation, in module 8 all those system defect data records for which no influence on the exhaust gas value is stored are removed from the checklist. Then, as part of a system diagnosis, several different diagnoses are carried out, which take place in modules 9, 10, 11 and 12. In module 9, a correlation diagnosis is carried out, in module 10 a linkage diagnosis, in module 11 a statistical diagnosis and in module 12 an intrusive diagnosis. As part of each of the diagnoses, as many of the system data records as possible are removed from the checklist. If several system defect data sets remain on the checklist, the system defect data set for whose assigned system the highest status value is available is selected in a module 13.
  • a system defect is then detected for the system in the remaining system defect data set in a module 14. Furthermore, it is preferably provided that if a threshold value is exceeded by the exhaust gas value or the exhaust gas measurement value, a device defect in the drive device is immediately detected in a module 15. It can also be provided that the intrusive diagnosis is only released in this case using a module 16. In addition or alternatively, it can be provided that the evaluation of the remaining system defect data set is only released in this case using a module 17 and otherwise prevented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Antriebseinrichtung ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweist sowie mittels einer Abgassonde ein eine Zusammensetzung des Abgases beschreibender Abgaswert ermittelt und für mehrere Systeme der Antriebseinrichtung jeweils im Rahmen einer Systemdiagnose ein einen Zustand des jeweiligen Systems beschreibender Zustandswert bestimmt wird. Dabei ist vorgesehen, dass für jedes der mehreren Systeme jeweils in wenigstens einem Systemdefektdatensatz hinterlegt ist, ob sich ein Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt, wobei bei einem Verlassen eines Abgaswertbereichs durch den Abgaswert die Systemdefektdatensätze der Systeme zunächst auf eine Prüfliste zu überprüfender Systemdefektdatensätze gesetzt und anschließend diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für die kein Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt ist, wobei für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze eine Einrichtungsdiagnose zum Erkennen des Systemdefekts des jeweiligen Systems anhand des Zustandswerts durchgeführt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Antriebseinrichtung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Antriebseinrichtung ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweist sowie mittels einer Abgassonde ein eine Zusammensetzung des Abgases beschreibender Abgaswert ermittelt und für mehrere Systeme der Antriebseinrichtung jeweils im Rahmen einer Systemdiagnose ein einen Zustand des jeweiligen Systems beschreibender Zustandswert bestimmt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2021 003 415 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Steuergerät zum Überwachen eines Emissionsverhaltens einer Maschine, wobei das Überwachen basierend auf einem ersten Emissionseinfluss einer Komponente der Maschine erfolgt. Das Steuergerät ist ausgebildet und eingerichtet, die folgenden Schritte durchzuführen: Bestimmen eines ersten Defektheitsmaßes einer ersten Komponente der Maschine, Bestimmen eines ersten Emissionseinflusses basierend auf dem bestimmten ersten Defektheitsmaß und Überwachen des Emissionsverhaltens der Maschine basierend auf dem ersten Emissionseinfluss.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber dem Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere einen Systemdefekt eines der Systeme der Antriebseinrichtung auch dann mit hoher Zuverlässigkeit erkennt, falls die Systemdiagnose des jeweiligen Systems keinen solchen Defekt anzeigt.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass für jedes der mehreren Systeme jeweils in wenigstens einem Systemdefektdatensatz hinterlegt ist, ob sich ein Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt, wobei bei einem Verlassen eines Abgaswertbereichs durch den Abgaswert die Systemdefektdatensätze zunächst auf eine Prüfliste zu überprüfender Systemdefektdatensätze gesetzt und anschließend diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für die kein Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt ist, wobei für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze eine Einrichtungsdiagnose zum Erkennen des Systemdefekts des jeweiligen Systems anhand des Zustandswerts durchgeführt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.
Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Die Antriebseinrichtung ist bevorzugt Bestandteil des Kraftfahrzeugs, kann jedoch selbstverständlich auch separat von diesem vorliegen. Zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments weist die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat auf, welches vorzugsweise als Brennkraftmaschine ausgestaltet ist. Dem Antriebsaggregat werden während eines Betriebs der Antriebseinrichtung zumindest zeitweise Kraftstoff und Frischgas zugeführt, wobei das Frischgas zumindest zeitweise Frischluft enthält. Zusätzlich kann das Frischgas Abgas aufweisen, sofern eine Abgasrückführung realisiert ist, bei welcher das von dem Antriebsaggregat erzeugte Abgas zumindest teilweise wieder in das Antriebsaggregat zurückgeführt wird, nämlich als Bestandteil des Frischgases. Der Kraftstoff und das Frischgas, die dem Antriebsaggregat zugeführt werden, bilden ein Kraftstoff-Frischgas-Gemisch mit einer bestimmten Zusammensetzung, das in dem Antriebsaggregat zur Reaktion gebracht wird.
Während des Betriebs des Antriebsaggregats fällt aufgrund der chemischen Reaktion von Kraftstoff und Frischgas miteinander Abgas an, welches in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs abgeführt wird. Vorzugsweise wird das Abgas vor dem Entlassen in die Außenumgebung zunächst einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt, da in dem von dem Antriebsaggregat erzeugten Abgas Schadstoffe enthalten sind. In der Abgasnachbehandlungseinrichtung werden die Schadstoffe zumindest teilweise in ungefährlichere Produkte umgesetzt. Erst nach dem Durchlaufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird das Abgas in die Außenumgebung abgeführt. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung liegt beispielsweise als Fahrzeugkatalysator vor, insbesondere als Drei-Wege-Katalysator, Oxidationskatalysator, NOx-Speicherkataly- sator oder SCR-Katalysator. Sie kann jedoch auch als Partikelfilter, insbesondere als Otto-Partikelfilter oder als Diesel-Partikelfilter ausgestaltet sein, bevorzugt mit integriertem Fahrzeugkatalysator, beispielsweise mit einer katalytischen Beschichtung.
Die Antriebseinrichtung verfügt über die mehreren Systeme, welche jeweils einen Teil der Antriebseinrichtung darstellen. Unter den Systemen sind beispielsweise Komponenten der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats zu verstehen, zusätzlich oder alternativ jedoch auch Softwareprogramme, die auf einem Steuergerät der Antriebseinrichtung ablaufen. Die Systeme umfassen also beliebige Elemente der Antriebseinrichtung, insbesondere solche, die einen Einfluss auf eine Zusammensetzung und/oder einen Durchsatz des Abgases haben. Unter dem Durchsatz ist hierbei eine Menge des Abgases pro Zeiteinheit zu verstehen, insbesondere also ein Abgasmassenstrom oder ein Abgasvolumenstrom. Rein beispielhaft umfassen die Systeme der Antriebseinrichtung eines oder mehrere der nachfolgend genannten Systeme: Hochdruckkraftstoffpumpe, Kraftstoffdrucksensor, Lastsensor, Gemischadaption, Tankentlüftungsventil, Abgasnachbehandlungseinrichtung, Lambdasonde, insbesondere Vorkat- lambdasonde oder Nachkatlambdasonde, Temperatursensor, Umgebungsdrucksensor, Lader, insbesondere Kompressor und/oder Abgasturbolader, Ladedrucksensor, Saugrohrleckageprüfung, Nockenwellensteller, Kurbelgehäuseentlüftung, EVAP-System, insbesondere Tankleckageprüfung, Expansionsventilprüfung oder Kraftstofftankabsperrventilprüfung, Kühlsystem, Zylinderunwuchtsensor, Leerlaufregler, Kaltstartstrategie, Ventilhubumschaltung, Abgasklappe, Klopfsensor und Zündungserkennung.
Für die Systeme der Antriebseinrichtung wird jeweils die Systemdiagnose durchgeführt, in deren Rahmen der Zustandswert bestimmt wird. Der Zustandswerts beschreibt den Zustand des jeweiligen Systems und wird zur Überwachung des einzelnen Systems ermittelt. Bei der Systemdiagnose wird jeweils lediglich ein einziges der Systeme betrachtet, entsprechend wird für jedes der Systeme eine separate Systemdiagnose vorgenommen. Eine solche Vorgehensweise wird üblicherweise als On Board-Diagnose (OBD) bezeichnet. Sie kann bereits einen Hinweis auf einen möglichen Systemdefekt einzelner Systeme geben.
Weiterhin wird mittels der Abgassonde der Abgaswert ermittelt, welcher die Zusammensetzung des Abgases beschreibt. Der Abgaswert gibt insbesondere also einen Hinweis auf die Konzentration wenigstens einer Abgaskomponente des Abgases. Die Abgassonde kann beispielsweise zum Messen von Rohemissionen des Antriebsaggregats vorgesehen und angeordnet sein oder aber zum Messen von Endrohremissionen. In ersterem Fall ist sie strömungstechnisch zwischen dem Antriebsaggregat und der Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet, in letzterem Fall stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung, also strömungstechnisch zwischen der Abgasnachbehandlungseinrichtung und einem Endrohr, über welches das Abgas in die Außenumgebung entlassen wird. Anhand des Abgaswerts kann eine Überwachung der Emissionen der Antriebseinrichtung durchgeführt werden. Beispielsweise wird bei einem Überschreiten eines Abgasschwellenwerts durch den Abgaswert auf einen Einrichtungsdefekt der Antriebseinrichtung erkannt.
Der unter Verwendung der Abgassonde ermittelte Abgaswert wird jedoch vor allem verwendet, um auf den Systemdefekt eines der Systeme zu erkennen, insbesondere auf einen Systemdefekts desjenigen Systems, welcher das Überschreiten des Abgasschwellenwerts durch den Abgaswert verursacht hat. Hierdurch wird insbesondere auf einen potentiellen Systemdefekt eines der Systeme hingewiesen, ohne dass beispielsweise im Rahmen einer Instandsetzung der Antriebseinrichtung zunächst eine Vielzahl an Systemen überprüft werden müsste. Dieser Vorgang kann auch als „Pinpointing“ bezeichnet werden.
Selbstverständlich kann lediglich ein einziger Abgaswert Verwendung finden. Bevorzugt werden jedoch mehrere Abgaswerte herangezogen, welche insbesondere für mehrere unterschiedliche Abgaskomponenten vorliegen. Insoweit ist es vorgesehen, mittels wenigstens einer Abgassonde wenigstens einen Abgaswert zu ermitteln. Weiter bevorzugt ist jedem dieser Abgaswerte einer von mehrere Abgaswertbereichen zugeordnet. Die für die Systemdefektdatensätze beschriebene Vorgehensweise wird beispielsweise durchgeführt, falls einer oder mehrere der Abgaswerte ihren jeweils zugeordneten Abgaswertbereich verlassen.
Die Diagnose der mehreren Systeme insgesamt wird im Rahmen einer Einrichtungsdiagnose vorgenommen. Diese betrachtet im Unterschied zu der Systemdiagnose nicht lediglich ein einzelnes der Systeme, sondern vielmehr mehrere Systeme. Die Einrichtungsdiagnose liefert als Ergebnis eine Rückmeldung, welches der Systeme den Systemdefekt aufweist oder zumindest, für welches der Systeme dies mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit der Fall ist. Um die Einrichtungsdiagnose durchzuführen, ist für jedes der Systeme hinterlegt, ob sich der Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt, insbesondere in einem Datenspeicher. Beispielsweise ist für jedes der Systeme ein Merker in dem Datenspeicher hinterlegt, welcher einen ersten Zustand aufweist, falls sich der Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt und einen zweiten Wert, falls dies nicht der Fall ist. Hierzu dienen die Systemdefektdatensätze. Für jedes der Systeme ist zumindest ein Systemdatensatz hinterlegt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass für eines oder mehrere der Systeme jeweils mehrere Systemdatensätze hinterlegt sind, welche unterschiedliche Arten des Systemdefekts beschreiben.
Verlässt nun der Abgaswert den Abgaswertbereich, liegt also außerhalb des Abgaswertbereichs, so wird die Einrichtungsdiagnose durchgeführt, insbesondere nur dann. Im Rahmen der Einrichtungsdiagnose werden zunächst alle Systemdefektdatensätze oder zumindest ein Teil der Systemdefektdatensätze auf die Prüfliste gesetzt, welche die zu überprüfenden Systemdefektdatensätze angibt beziehungsweise auflistet. Anschließend werden all diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt, für die kein Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt ist, deren System also für das Verlassen des Abgaswertbereichs durch den Abgaswertbereich nicht oder allenfalls mit geringer Wahrscheinlichkeit ursächlich sind. Es verbleiben also diejenigen Systemdefektdatensätze auf der Prüfliste, deren Systeme die Abweichung des Abgaswerts von dem Abgaswertbereich potenziell verursacht haben.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung von den Systemen, den Systemdatensätzen und den Systemdefekten teilweise im Plural die Rede ist. Es versteht sich hierbei von selbst, dass dabei stets eine beliebige Anzahl an Systemen, Systemdatensätzen und Systemdefekten vorliegen kann, also auch kein System, kein Systemdatensatz und kein Systemdefekt oder lediglich ein System, lediglich ein Systemdatensatz und lediglich ein Systemdefekt. Dies gilt vor allem, wenn davon gesprochen wird, dass System datensätze von der Prüfliste entfernt werden sollen. In diesem Fall können - je nach Zutreffen der jeweiligen Bedingung - kein Systemdatensatz, lediglich ein Systemdatensatz oder mehrere Systemdatensätze von der Prüfliste entfernt werden. Nach dem Bereitstellen der Prüfliste werden die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze anhand dem ihrem jeweiligen System zugeordneten Zustandswerts im Rahmen der Einrichtungsdiagnose weiter überprüft, um den potentiellen Systemdefekt festzustellen. Anhand des Zustandswerts wird hierbei ermittelt, mit welcher Wahrscheinlichkeit das jeweilige System die Abweichung des Abgaswerts von dem Abgaswertbereichs verursacht hat. Anders ausgedrückt wird also für jeden der verbleibenden Systemdefektdatensätze die Einrichtungsdiagnose des entsprechenden Systems vorgenommen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zustandswerte der Systeme, die während der Einrichtungsdiagnose herangezogen werden, den im Rahmen der Systemdiagnose bestimmten Zustandswerten entsprechen. Die Zustandswerte werden also nicht für die Einrichtungsdiagnose neu bestimmt, sondern es werden die zuvor für die Systemdiagnosen ermittelten Werte verwendet.
Vorzugsweise wird anschließend, also am Ende der Einrichtungsdiagnose oder nach der Einrichtungsdiagnose, für einen der auf der Prüfliste verbleibenden Systemdatensätze beziehungsweise das diesem zugeordnete System anhand seines jeweiligen Zustandswerts auf den Systemdefekt erkannt. Beispielsweise erfolgt dies für dasjenige System, dessen Zustandswert einen dem System zugeordneten Zustandsschwellenwert überschritten hat oder diesem am nächsten liegt.
Auf die beschriebene Art und Weise kann mit hoher Sicherheit das System identifiziert werden, welches für die Abweichung des Abgaswerts von dem Abgaswertbereichs ursächlich ist. Entsprechend kann im Rahmen der Wartung der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs ohne weiteren Diagnoseaufwand ein Austausch des Systems veranlasst beziehungsweise durchgeführt werden.
Optional ist es zudem vorgesehen, dass die von der Prüfliste entfernten Systemdefektdatensätze in eine Geprüftliste eingeschrieben werden. Beispielsweise wird die Geprüftliste zuvor geleert. Falls die Prüfliste nach dem Entfernen der Systemdefektdatensätze vollständig leer ist, also kein Systemdefektdatensatz mehr in ihr enthalten ist, wird bevorzugt aus der Geprüftliste derjenige Systemdefektdatensatz ausgewählt, für dessen System der schlechteste, also üblicherweise der größte, Zustandswert hinterlegt ist. Für dieses System wird auf den Systemfehler erkannt.
Bevorzugt ist dies nur dann der Fall, falls der Zustandswert zusätzlich einem dem System zugeordneten Schwellenwert überschritten hat. Dieser Schwellenwert ist vorzugsweise kleiner gewählt als der Zustandsschwellenwert, bei dessen Überschreiten bereits alleine auf den Systemdefekt erkannt wird. Es ist also zum Erkennen auf den Systemdefekt notwendig, dass zunächst der Abgaswert den Abgaswertbereich verlässt, die Prüfliste leer ist beziehungsweise alle Systemdefektdatensätze aus ihr entfernt werden und zusätzlich der Zustandswert des Systems, das den schlechtesten Zustandswert aufweist, den Schwellenwert überschreitet. Bevorzugt wird die beschriebene Vorgehensweise nach dem Durchführen der Einrichtungsdiagnose angewandt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für jeden der mehreren Systemdefektdatensätze jeweils hinterlegt ist, in welcher Richtung sich der Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt, und bei dem Verlassen des Abgaswertbereichs durch den Abgaswert in eine bestimmte Richtung diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für die kein Einfluss auf den Abgaswert in die bestimmte Richtung hinterlegt ist. Zusätzlich zu der Information, ob sich der Systemdefekt des jeweiligen Systems überhaupt auf den Abgaswert auswirkt, ist zusätzlich die Information hinterlegt, in welche Richtung sich der Abgaswert aufgrund des Systemdefekts verändert. Folglich kann durch die Veränderung des Abgaswerts in die bestimmte Richtung beziehungsweise sein Verlassen des Abgaswertbereichs in diese Richtung mit noch höhere Genauigkeit ermittelt werden, welches System hierfür ursächlich ist.
Zu diesem Zweck wird, falls der Abgaswert außerhalb des Abgaswertbereichs liegt, ermittelt, in welche Richtung der Abgaswert den Abgaswertbereich verlassen hat, also beispielsweise ob der Abgaswert kleiner als eine untere Schranke des Abgaswertbereichs oder größer als eine obere Schranke des Abgaswertbereichs ist. In Abhängigkeit von der Richtung, in welcher der Abgaswert außerhalb des Abgaswertbereichs liegt, werden diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt, für die kein Einfluss auf den Abgaswert in diese Richtung hinterlegt ist beziehungsweise für die lediglich ein Einfluss in die jeweils entgegengesetzte Richtung hinterlegt ist. Hierdurch wird die Genauigkeit des beschriebenen Verfahrens noch verbessert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für zumindest eines der Systeme mehrere Systemdefektdatensätze für unterschiedliche Arten des Systemdefekt und ihr Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt sind. Es kann vorkommen, dass bei unterschiedlichen Arten des Systemdefekt beziehungsweise unterschiedlichen System defekten des Systems unterschiedliche Veränderungen des Abgaswerts auftreten. Liefert zum Beispiel die Hochdruckkraftstoffpumpe einen zu hohen Druck, so wird sich dies anders auf den Abgaswert auswirken als wenn sie einen zu niedrigen Druck liefert. In Abhängigkeit von der Abgaskomponente, für welche der Abgaswert ermittelt wird, bewirkt beispielsweise der zu hohe Druck eine Veränderung des Abgaswerts, während der zu niedrige Druck sich nicht oder allenfalls deutlich geringer auf den Abgaswert auswirkt. Durch das Hinterlegen der unterschiedlichen Arten des Systemdefekts und ihres jeweiligen Einflusses auf den Abgaswert kann somit die Genauigkeit weiter verbessert werden. In der Prüfliste wird das System vorzugsweise mehrfach hinterlegt, nämlich für jede der unterschiedlichen Arten des Systemdefekts. Dies geschieht in Form der mehreren Systemdefektdatensätze für das System.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abgaswert einer von mehreren Abgaswerten ist, die für unterschiedliche Abgaskomponenten und/oder für unterschiedliche Betriebszustände der Antriebseinrichtung und/oder für unterschiedliche Ausgestaltungen des Antriebsaggregats ermittelt werden. Es liegt also nicht lediglich ein einziger Abgaswert vor, sondern es werden für die Durchführung der Einrichtungsdiagnose mehrere Abgaswerte herangezogen. Insbesondere wird die Einrichtungsdiagnose durchgeführt, wenn einer der mehreren Abgaswerten seinen jeweils zugeordneten Abgaswertbereich verlässt, also außerhalb von diesem liegt. Die Abgaswerte liegen beispielsweise für unterschiedliche Abgaskomponenten vor. Sie können unter Verwendung unterschiedlicher Abgassonden bestimmt werden. Bevorzugt werden sie jedoch unter Verwendung derselben Abgassonde ermittelt, nämlich insbesondere durch das Ausnutzen einer Querempfindlichkeit der Abgassonde. Beispielsweise ist die Abgassonde eine NOX- Sonde, welche eine NHs-Querempfindlichkeit aufweist. Mithilfe der Abgassonde kann insoweit ein Abgaswert für NOX und ein Abgaswert für NH3 ermittelt werden.
Zusätzlich oder alternativ werden die mehreren Abgaswerte für unterschiedliche Betriebszustände der Antriebseinrichtung ermittelt. Einer der Abgaswerte wird also für einen ersten Betriebszustand und ein anderer der Abgaswerte für einen von dem ersten Betriebszustand verschiedenen zweiten Betriebszustand ermittelt. Der erste Betriebszustand ist beispielsweise ein Warmlaufbetriebszustand und der zweite Betriebszustand ein Normalbetriebszustand. Der Warmlaufbetriebszustand liegt bevorzugt so lange vor, wie zumindest eine der nachfolgend genannten Bedingungen erfüllt ist: die Abgasnachbehandlungseinrichtung wird beheizt, eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung ist kleiner als ein Temperaturschwellenwert, eine seit Betriebsbeginn der Antriebseinrichtung durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung hindurchströmende Luftmasse ist kleiner als ein Luftmassenschwellenwert und eine seit Betriebsbeginn in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eingetragene Wärmemenge ist kleiner als ein ein Wärmemengenschwellenwert. Beispielsweise liegt der Warmlaufzustand vor, solange mindestens eine der genannten Bedingungen erfüllt ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere oder alle der genannten Bedingungen erfüllt sein müssen. Sofern die Bedingungen beziehungsweise die Bedingungen für den Warmlaufzustand nicht mehr erfüllt sind, liegt der Normalbetriebszustand vor.
Zusätzlich oder alternativ können für zumindest eines der Systeme unterschiedliche Ausgestaltungen der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats hinterlegt sein. Weist das Antriebsaggregat beispielsweise mehrere Zylinderbänke auf, so können die Systemdefekte für jede der Zylinderbänke hinterlegt sein und entsprechend auch ihr jeweiliger Einfluss auf den Abgaswert. Hierzu werden wiederum mehrere Systemdefektdatensätze für den oder die betroffenen Systeme hinterlegt.
Für den Fall, dass Abgaswerte für zwei unterschiedliche Abgaskomponenten sowie für zwei unterschiedliche Betriebszustände der Antriebseinrichtung verwendet werden, liegen insgesamt vier Abgaswerte vor. Diese sind für die vorstehend genannten Beispiele: ein erster Abgaswert für NOX während des Warmlaufbetriebszustands, ein zweiter Abgaswert für NOX während des Normalbetriebszustands, ein dritter Abgaswert für NH3 während des Warmlaufbetriebszustands und ein vierter Abgaswert für NH3 während des Normalbetriebszustands. Für jeden dieser Abgaswerte ist ein separater Abgaswertbereich definiert, bei dessen Verlassen die Einrichtungsdiagnose vorgenommen wird. Zudem ist für jeden der Abgaswerte für jeden der Systemdefektdatensätze hinterlegt, ob sich der Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den jeweiligen Abgaswert auswirkt. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine besonders detaillierte Einrichtungsdiagnose.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mittels der Abgassonde ein Abgasmesswert gemessen und aus dem Abgasmesswert der Abgaswert durch Kumulieren über eine von dem Fahrzeug zurückgelegte Fahrstrecke und Normieren mittels der Fahrstrecke und/oder durch Normieren mittels eines unter Verwendung eines Abgasmodells bestimmten Modellwerts ermittelt wird. Der Abgaswert wird also nicht unmittelbar mittels der Abgassonde gemessen, sondern aus dem gemessenen Abgasmesswert bestimmt. Hierdurch werden Einflüsse, die beispielsweise auf unterschiedliche zurückgelegte Fahrstrecken und/oder unterschiedliche Fahrweisen zurückgehen, zumindest teilweise eliminiert.
Zum Ermitteln des Abgaswerts wird zunächst der Abgasmesswert kumuliert, also aufsummiert beziehungsweise aufintegriert, insbesondere seit Fahrbeginn des Kraftfahrzeugs. Unter dem Fahrbeginn ist insbesondere ein Start der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats nach einem vorherigen Abstellen des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Anschließend wird der kumulierte Abgaswert mittels der seit dem Fahrbeginn zurückgelegten Fahrstrecke normalisiert, sodass der Abgaswert schlussendlich als Masse beziehungsweise Gewicht pro Streckeneinheit, beispielsweise als Gramm pro Kilometer, angegeben wird.
Zusätzlich oder alternativ wird der Abgaswert aus dem Abgasmesswert durch Normieren mittels des Modellwerts bestimmt. Der Modellwert ist das Ergebnis des Abgasmodells, mittels welchem der theoretisch vorliegende Abgaswert berechnet wird. Beispielsweise verwendet das Abgasmodell wenigstens eine Betriebsgröße der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats als Eingangsgröße, beispielsweise einen Betriebspunkt des Antriebsaggregats, welcher das momentan von dem Antriebsaggregat bereitgestellte Antriebsdrehmoment und/oder die momentane Drehzahl des Antriebsaggregats beschreibt. Der von dem Abgasmodell als Ausgangsgröße gelieferte Modellwert beschreibt die Zusammensetzung des Abgases für den Fall, dass alle Systeme vollständig funktionsfähig sind. Beispielsweise geht das Abgasmodell hierbei davon aus, dass alle Systeme in einem Neuzustand vorliegen.
Besonders bevorzugt ergibt sich der Abgaswert aus dem Abgasmesswert durch das Kumulieren über die von dem Fahrzeug zurückgelegte Fahrstrecke und das Normieren sowohl mittels der Fahrstrecke als auch mittels des Modellwerts. Folglich beschreibt der Abgaswert nicht direkt die Zusammensetzung des Abgases, sondern lediglich indirekt, nämlich durch Beschreibung der Abweichungen der Zusammensetzung des Abgases von einer modellierten Zusammensetzung des Abgases. Mit der beschriebenen Vorgehensweise werden Einflüsse, welche auf unbeeinflussbare Randbedingungen zurückgehen, beispielsweise ein Fahrverhalten des Fahrers, weitestgehend eliminiert und so eine zuverlässige Einrichtungsdiagnose ermöglicht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messen des Abgasmesswerts durchgehend vorgenommen wird, insbesondere über einen Fahrzyklus des Kraftfahrzeugs hinweg. Der Abgasmesswert wird hierbei beispielsweise in kurzen Zeitabständen gemessen, also während des Fahrzyklus mehrfach. Der Fahrzyklus erstreckt sich von dem Fahrbeginn bis zu einem Fahrende des Kraftfahrzeugs. Besonders bevorzugt wird jedoch der Abgaswert für den Fahrzyklus lediglich einmalig berechnet, beispielsweise zu Beginn des Fahrzyklus oder am Ende des Fahrzyklus. Insoweit wird der Abgaswert im Falle mehrerer Fahrzyklen für jeden der Fahrzyklen jeweils lediglich einmalig ermittelt. Dies ermöglicht eine zuverlässige Durchführung der Einrichtungsdiagnose.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze der Zustandswert des jeweiligen System mittels eines Zustandsschwellenwerts normalisiert wird, bei dessen Überschreiten durch den Zustandswert unabhängig von dem Abgasmesswert auf den Systemdefekt des jeweiligen Systems erkannt wird. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass für jedes der Systeme der jeweilige Zustandswert ermittelt wird. Dies gilt zumindest für diejenigen Systeme, für die Systemdefektdatensätze auf der Prüfliste verbleiben, kann jedoch selbstverständlich für alle Systeme vorgesehen sein. Für jedes der Systeme ist zudem der Zustandsschwellenwert definiert. Überschreitet der Zustandswert den Zustandsschwellenwert, so wird unabhängig von dem Abgasmesswert auf den Systemdefekt des jeweiligen Systems erkannt. Eine solche Vorgehensweise ist insbesondere im Rahmen der Systemdiagnose vorgesehen, also bei der Diagnose der einzelnen Systeme. Diese Vorgehensweise kann auch als On Board-Diagnose bezeichnet werden.
Im Rahmen der Einrichtungsdiagnose wird der Zustandsschwellenwert vorzugsweise für das Normalisieren des Zustandswerts herangezogen. Der normalisierte Zustandswert liegt also als durch den Zustandsschwellenwerts dividierter Zustandswert vor. Der normalisierte Zustandswert ermöglicht eine Aussage über den Zustand des jeweiligen Systems. Im Rahmen der Einrichtungsdiagnose wird vorzugsweise stets der normalisierte Zustandswert anstelle des Zustandswerts herangezogen, auch wenn nicht separat hierauf hingewiesen wird. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine weitere Verbesserung der Genauigkeit der Einrichtungsdiagnose.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze im Rahmen der Einrichtungsdiagnose wenigstens eine der folgenden Diagnosearten durchgeführt wird: Korrelationsdiagnose, Verknüpfungsdiagnose, Statistikdiagnose und Intrusivdiag- nose. Üblicherweise verbleiben nach dem Auswerten des Abgaswerts noch mehrere Systemdefektdatensätze auf der Prüfliste. Um die Prüfliste weiter auszudünnen und so schlussendlich eine plausible Aussage über den Systemdefekt eines der Systeme treffen zu können, wird zumindest eine der genannten Diagnosearten durchgeführt, bevor beispielsweise anhand der noch auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze unter Verwendung des Zustandswerts des jeweiligen Systems auf den Systemdefekt des Systems erkannt wird. Es kann vorgesehen sein, dass lediglich eine einzige der genannten Diagnosearten durchgeführt wird. Vorzugsweise werden jedoch mehrere Diagnosearten, insbesondere alle Diagnosearten für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze herangezogen. Die Diagnosearten werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge verwendet, auch eine andere Reihenfolge ist jedoch grundsätzlich möglich. Die Verwendung der wenigstens einen Diagnoseart ermöglicht eine zuverlässige Aussage über den Systemdefekt des einen Systems.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass im Rahmen der Korrelationsdiagnose auf das Vorliegen einer zeitlichen Korrelation zwischen einem zeitlichen Verlauf des Abgaswerts und einem zeitlichen Verlauf des Zustandswerts für das jeweilige System zumindest der auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze durchgeführt wird, wobei bei Vorliegen der Korrelation für zumindest einen der Systemdefektdatensätze alle Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für welche die Korrelation nicht festgestellt wird. Mittels der Korrelationsdiagnose soll der zeitliche Verlauf des Abgaswerts mit den zeitlichen Verläufen der Zustandswerte derjeni- ger Systeme korreliert werden, für welche auf der Prüfliste wenigstens ein Systemdefektdatensatz verbleibt. Schlussendlich wird also jedem der Systemdefektdatensätze oder zumindest den noch auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätzen jeweils ein Zusammenhangsmaß zugeordnet, welches das Ausmaß einer Abhängigkeit zwischen dem Verlauf des Abgaswerts und dem Verlauf des Zustandswerts für das jeweilige System widerspiegelt. Das Zusammenhangsmaß liegt beispielsweise in Form eines Korrelationskoeffizients vor.
Wird im Rahmen der Korrelationsdiagnose festgestellt, dass eine Veränderung in dem zeitlichen Verlauf des Abgaswerts mit einer Veränderung in dem zeitlichen Verlauf des Zustandswerts für zumindest einen der Systemdefektdatensätze zusammenfällt, so wird davon ausgegangen, dass die Veränderung in dem Verlauf des Abgaswerts von dem jeweiligen System verursacht wurde. Folglich werden nur all diejenigen Systemdefektdatensätze auf der Prüfliste belassen, für welche eine solche Korrelation festgestellt wird, das Zusammenhangsmaß beziehungsweise der Korrelationskoeffizients also einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Diejenigen Systemdefektdatensätze, für welche die Korrelation nicht festgestellt wird, deren Zusammenhangsmaß beziehungsweise Korrelationskoeffizients also kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, werden hingegen von der Prüfliste entfernt. Das Entfernen von der Prüfliste erfolgt besonders bevorzugt nur dann, falls überhaupt für einen der Systemdefektdatensätze die Korrelation vorliegt. Mit dieser Vorgehensweise kann üblicherweise eine deutliche Reduzierung der Anzahl der auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze erzielt werden, sodass effizient auf den Systemdefekt erkannt werden kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für zumindest einen ersten der Systemdefektdatensätze eines ersten der Systeme eine Verknüpfungsbedingung hinterlegt ist, die einen Zusammenhang zwischen einer ersten Zustandswertänderung des Zustandswerts mit einer zweiten Zustandswertänderung des einem zweiten System zugeordneten Zustandswerts, wobei im Rahmen der Verknüpfungsdiagnose diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für welche die jeweilige Verknüpfungsbedingung nicht erfüllt ist. Die Verknüpfungsdiagnose zieht physikalische Zusammenhänge heran, um die einzelnen Systemdefektdatensätze miteinander zu verknüpfen. Hierbei liegt die Beobachtung zu Grunde, dass ein erstes System des ersten Systemdefektdatensatzes und ein zweites System des zweiten Systemdefektdatensatzes physikalisch miteinander verbunden sind, sodass bei einer Änderung des Zustandswerts des ersten Systems auch eine Änderung des Zustandswerts des zweiten System vorliegen muss oder umgekehrt. Diese Verknüpfung wird mittels der Verknüpfungsbedingung formuliert, welche die beiden Systemdefektdatensätze miteinander verbindet. Die Änderung des Zustandswerts des ersten Systems wird auch als erste Zustandswertänderung und die Änderung des Zustandswerts des zweiten Systems auch als zweite Zustandswertänderung bezeichnet.
Die Verknüpfungsbedingung kann beispielsweise eine der nachfolgend genannten Bedingungen sein: sowohl die erste Zustandswertänderung als auch die zweite Zustandswertänderung sind von Null verschieden, sowohl die erste Zustandswertänderung als auch die zweite Zustandswertänderung sind von Null verschieden und weisen das gleiche Vorzeichen auf, sowohl die erste Zustandswertänderung als auch die zweite Zustandswertänderung sind von Null verschieden und weisen innerhalb einer bestimmten Toleranz denselben Betrag auf.
Beispielsweise ist für jeden der Systemdefektdatensätze jeweils eine Verknüpfungsbedingung zu jeder der anderen Systemdefektdatensätze formuliert. Rein beispielhaft betrifft der erste Systemdefektdatensatz den Lastsensor und der zweite Systemdefektdatensatz die Gemischadaption. Ein Defekt des Lastsensors beeinflusst zwangsläufig auch die Gemischadaption, sodass eine Veränderung des Zustandswerts des Lastsensors auch eine Änderung des Zustandswerts der Gemischadaption zur Folge hat. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht ein effizientes eliminieren der Systemdefektdatensätze aus der Prüfliste.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass im Rahmen der Statistikdiagnose zumindest für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze eine Streuung des zeitlichen Verlaufs des Zustandswerts für das jeweilige System ermittelt wird und diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für welche die Streuung größer ist. Der Hintergrund der Statistikdiagnose ist die Überprüfung der Zustandswerte auf ihre Genauigkeit. Hierbei wird davon ausgegangen, dass Zustandswerte, für welche der zeitliche Verlauf eine kleinere Schwankung beziehungsweise eine kleinere Steuerung zeigt, zuverlässiger sind als solche, für welche die Schwankung beziehungsweise Streuung größer ist. Beispielsweise wird für jeden der Systemdefektdatensätze eine Standardabweichung über den zeitlichen Verlauf des Zustandswerts für das jeweilige System berechnet.
Es kann vorgesehen sein, alle Systemdefektdatensätze von der Prüfliste zu entfernen, für welche die Standardabweichung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Zusätzlich oder alternativ wird lediglich derjenige Systemdefektdatensatz beibehalten, für welchen die Standardabweichung am kleinsten ist, insbesondere lediglich dann, wenn eine Differenz zwischen der Standardabweichung dieses Systemdefektdatensatzes und der Standardabweichung des Systemdefektdatensatzes mit der nächstkleineren Standardabweichung größer als ein weiterer Schwellenwert ist. Mithilfe der Statistikdiagnose wird insoweit die statistische Validität der Zustandswerte überprüft. Hierdurch ist ein effektives Durchführen der Einrichtungsdiagnose sichergestellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass im Rahmen der Intrusivdi- agnose für einen dritten der Systemdefektdatensätze zumindest aus den auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätzen ein vierter Systemdefektdatensatz ausgewählt wird, für dessen zugehöriges System eine Änderung eines Betriebszustands des Antriebsaggregats eine unterschiedliche, insbesondere gegensätzliche, Änderungen des Abgaswerts und/oder des Zustandswerts bewirkt wie für das System des dritten Systemdefektdatensatzes, wobei nach dem vornehmen der Änderung derjenige der Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt wird, für den die Änderung des Abgaswerts und/oder des Zustandswerts nicht eintritt. Die Intrusivdiagnose umfasst einen aktiven Eingriff in den Betrieb des Antriebsaggregats, nämlich die Änderung des Betriebszustands. Beispielsweise umfasst die Änderung des Betriebszustands eine Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoff- Frischgas-Gemischs, eine Änderung des bereitgestellten Antriebsdrehmoments und/oder eine Änderung der Drehzahl des Antriebsaggregats.
Als dritter Systemdefektdatensatz und vierter Systemdefektdatensatz werden solche Systemdefektdatensätze ausgewählt, die unterschiedlich auf die Änderung des Betriebszustands reagieren, insbesondere gegensätzlich. Anschließend wird die Änderung des Betriebszustands umgesetzt. Nachfolgend werden der Abgaswert und/oder die Zustandswerte der den Systemdefektdatensätzen zugeordneten Systeme ausgewertet. Tritt die hinterlegte Änderung des Abgaswerts beziehungsweise die hinterlegte Änderung des Zustandswerts für eine oder mehrere Systemdefektdatensätze nicht ein, so werden diese von der Prüfliste entfernt. Hierdurch werden weitere Systemdefektdatensätze effektiv eliminiert. Besonders bevorzugt wird die Intrusivdiagnose lediglich dann zugelassen und durchgeführt, falls der Abgasmesswert einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. In diesem Fall wird üblicherweise bereits eine Fehlermeldung erzeugt, insbesondere die MIL (Malfunction Indicator Lamp) aktiviert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass unter Verwendung eines Abgaskomponentenmodells eine Abgaskomponentenkonzentration wenigstens einer Abgaskomponente des Abgases ermittelt und mittels eines aus dem Abgaswert bestimmten Korrekturfaktors korrigiert wird, wobei bei einem Überschreiten eines Abgaskomponentenschwellenwerts durch die Abgaskomponentenkonzentration auf den Einrichtungsdefekt der Antriebseinrichtung erkannt wird. Das Abgaskomponentenmodells dient der Ermittlung der Abgaskomponentenkonzentration, insbesondere strömungstechnisch zwischen dem Antriebsaggregat und der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Das Abgaskomponentenmodells geht davon aus, dass alle Systeme der Antriebseinrichtung vollständig funktionsfähig, insbesondere neuwertig, sind.
Mithilfe des Korrekturfaktors soll der tatsächliche Zustand der Systeme berücksichtigt werden, insbesondere für eine Abgaskomponente oder für Abgaskomponenten für die kein Messwert aus einem Sensor vorliegt. Zu diesem Zweck wird der Abgaswert herangezogen, um den Korrekturfaktor zu ermitteln. Der Korrekturfaktor dient nachfolgend der Korrektur der Abgaskomponentenkonzentration, beispielweise durch Multiplikation. Übersteigt die korrigierte Abgaskomponentenkonzentration den Abgaskomponentenschwellenwerts, so wird davon ausgegangen, dass die Abgasemissionen der Antriebseinrichtung nicht mehr im zulässigen Bereich liegen und entsprechend wird auf den Einrichtungsdefekt der Antriebseinrichtung erkannt. Hierdurch wird ein zuverlässiger Betrieb der Antriebseinrichtung innerhalb der vorgesehenen Spezifikation erreicht.
Anders ausgedrückt wird zunächst unter Verwendung des Abgaskomponentenmodells die Abgaskomponentenkonzentration der wenigstens einen Abgaskomponente des Abgases ermittelt, nämlich für eine fehlerfreie Antriebseinrichtung, bei welcher alle Systeme fehlerfrei arbeiten, insbesondere neuwertig sind. Anschließend wird die Abgaskomponentenkonzentration mittels des Korrekturfaktors korrigiert. Der Korrekturfaktor wird also zur Beschreibung einer Abgaskomponentenkonzentration einer Abgaskomponente verwendet, für die kein Messwert zur Verfügung steht.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebsrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Antriebseinrichtung ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweist sowie dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, mittels einer Abgassonde einen eine Zusammensetzung des Abgases beschreibenden Abgaswert zu ermitteln und für mehrere Systeme der Antriebseinrichtung jeweils im Rahmen einer Systemdiagnose einen einen Zustand des jeweilige Systems beschreibenden Zustandswert zu bestimmen.
Dabei ist vorgesehen, dass für jedes der mehreren Systeme jeweils in wenigstens einem Systemdefektdatensatz hinterlegt ist, ob sich ein Systemdefekt des jeweilige Systems auf den Abgaswert auswirkt, wobei die Antriebseinrichtung weiter dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, bei einem Verlassen eines Abgaswertbereichs durch den Abgaswert die Systemdefektdatensätze der Systeme zunächst auf eine Prüfliste zu überprüfender Systemdefektdatensätze zu setzen und anschließend diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste zu entfernen, für die kein Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt ist, wobei für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze eine Einrichtungsdiagnose zum Erkennen des Systemdefekts des jeweiligen Systems anhand des Zustandswerts durchgeführt wird.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebseinrichtung verfügt über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat sowie eine Abgassonde, mittels welcher ein Abgaswert ermittelt wird, der eine Zusammensetzung des Abgases des Antriebsaggregats beschreibt. In einem Baustein 1 des Verfahrens soll für mehrere Systeme der Antriebseinrichtung jeweils im Rahmen einer Systemdiagnose ein einen Zustand des jeweiligen Systems beschreibender Zustandswert bestimmt werden. Die hierbei erhaltenen Zustandswerte werden im Rahmen eines Bausteins 2 normalisiert, nämlich unter Verwendung eines dem jeweiligen System zugeordneten Zustandsschwellenwerts.
In einem Baustein 3 sind zudem mehrere Systemdefektdatensätze hinterlegt, welche den Systemen zugeordnet sind. Hierbei ist jedem der Systeme wenigstens einer der Systemdefektdatensätze zugeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass mindestens einem der Systeme mehrere Systemdefektdatensätze zugeordnet sind. In einem Baustein 4 wird mithilfe der Abgassonde ein Abgasmesswert ermittelt und an einen Baustein 5 übertragen. Der Baustein 5 weist als weiteren Eingangswert einen Modellwert auf, der in einem Baustein 6 bestimmt wird. Der Modellwert wird unter Verwendung eines Abgasmodells ermittelt und beschreibt die Zusammensetzung des Abgases bei vollständig funktionsfähiger Antriebseinrichtung. In dem Baustein 5 wird aus dem Abgasmesswert und dem Modellwert ein Abgaswert ermittelt, der insoweit in normierter Form vorliegt, also auch als normierter Abgaswert bezeichnet werden kann.
In einem Baustein 7 wird auf eine Abweichung des Abgaswerts von einem Abgaswertbereich geprüft. Liegt die Abweichung vor, so werden in einem Baustein 8 alle diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt, für die kein Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt ist. Anschließend werden im Rahmen einer Einrichtungsdiagnose mehrere unterschiedliche Diagnosen vorgenommen, welche in den Bausteinen 9, 10, 11 und 12 erfolgen. In dem Baustein 9 wird eine Korrelationsdiagnose, in dem Baustein 10 eine Verknüpfungsdiagnose, in dem Baustein 11 eine Statistikdiagnose und in dem Baustein 12 eine Intrusivdiagnose vorgenommen. Im Rahmen jeder der Diagnosen werden möglichst viele der Systemdatensätze von der Prüfliste entfernt. Verbleiben anschließend mehrere Systemdefektdatensätze auf der Prüfliste, so wird in einem Baustein 13 derjenige Systemdefektdatensatz ausgewählt, für dessen zugeordnetes System der größte Zustandswert vorliegt. Anschließend wird in einem Baustein 14 für das System des verbleibenden Systemdefektdatensatzes auf einen Systemdefekt erkannt. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, bei einem Überschreiten eines Schwellenwerts durch den Abgaswert oder den Abgasmesswert in einem Baustein 15 unmittelbar auf einen Einrichtungsdefekt der Antriebseinrichtung zu erkennen. Es kann zudem vorgesehen sein, nur in diesem Fall mittels eines Bausteins 16 die In- trusivdiagnose freizugeben. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, mittels eines Bausteins 17 nur in diesem Fall die Auswertung des verbleibenden Systemdefektdatensatzes freizugeben und ansonsten zu unterbinden.
Schließlich kann es vorgesehen sein, die Zustandswerte der mehreren Systeme unmittelbar mit einem dem jeweiligen System zugeordneten Zustandsschwellenwert zu vergleichen. Überschreitet der Zustandswert den Zustandsschwellenwerts, so wird unmittelbar auf den Systemdefekt des entsprechenden Systems erkannt. Dies ist durch den Pfeil 18 angedeutet. Mithilfe der beschriebenen Vorgehensweise wird effizient dasjenige System singuliert, für welches der Systemdefekt vorliegt. Eine aufwändige Fehlersuche beziehungsweise eine Systemdiagnose der anderen Systeme kann insoweit entfallen.
BEZUGSZEICHENLISTE:
1 Baustein
2 Baustein
3 Baustein
4 Baustein
5 Baustein
6 Baustein
7 Baustein
8 Baustein
9 Baustein
10 Baustein
11 Baustein
12 Baustein
13 Baustein
14 Baustein
15 Baustein
16 Baustein
17 Baustein
18 Pfeil

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1 . Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Antriebseinrichtung ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweist sowie mittels einer Abgassonde ein eine Zusammensetzung des Abgases beschreibender Abgaswert ermittelt und für mehrere Systeme der Antriebseinrichtung jeweils im Rahmen einer Systemdiagnose ein einen Zustand des jeweiligen Systems beschreibender Zustandswert bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes der mehreren Systeme jeweils in wenigstens einem Systemdefektdatensatz hinterlegt ist, ob sich ein Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt, wobei bei einem Verlassen eines Abgaswertbereichs durch den Abgaswert die Systemdefektdatensätze der Systeme zunächst auf eine Prüfliste zu überprüfender Systemdefektdatensätze gesetzt und anschließend diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für die kein Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt ist, wobei für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze eine Einrichtungsdiagnose zum Erkennen des Systemdefekts des jeweiligen Systems anhand des Zustandswerts durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für jeden der mehreren Systemdefektdatensätze jeweils hinterlegt ist, in welcher Richtung sich der Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt, und bei dem Verlassen des Abgaswertbereichs durch den Abgaswert in eine bestimmte Richtung diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für die kein Einfluss auf den Abgaswert in die bestimmte Richtung hinterlegt ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaswert einer von mehreren Abgaswerten ist, die für unterschiedliche Abgaskomponenten und/oder für unterschiedliche Betriebszustände der Antriebseinrichtung und/oder für unterschiedliche Ausgestaltungen des Antriebsaggregats ermittelt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Abgassonde ein Abgasmesswert gemessen und aus dem Abgasmesswert der Abgaswert durch Kumulieren über eine von dem Fahrzeug zurückgelegte Fahrstrecke und Normieren mittels der Fahrstrecke und/oder durch Normieren mittels eines unter Verwendung eines Abgasmodells bestimmten Modellwerts ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze im Rahmen der Einrichtungsdiagnose wenigstens eine der folgenden Diagnosearten durchgeführt wird: Korrelationsdiagnose, Verknüpfungsdiagnose, Statistikdiagnose und Intrusivdiagnose.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Korrelationsdiagnose auf das Vorliegen einer zeitlichen Korrelation zwischen einem zeitlichen Verlauf des Abgaswerts und einem zeitlichen Verlauf des Zustandswerts für das jeweilige System zumindest der auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze geprüft wird, wobei bei Vorliegen der Korrelation für zumindest einen der Systemdefektdatensätze alle Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für welche die Korrelation nicht festgestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest einen ersten der Systemdefektdatensätze eines ersten der Systeme wenigstens eine Verknüpfungsbedingung hinterlegt ist, die einen Zusammenhang zwischen einer ersten Zustandswertänderung des dem ersten System zugeordneten_Zustandswerts mit einer zweiten Zustandswertänderung des einem zweiten System zugeordneten Zustandswerts, wobei im Rahmen der Verknüpfungsdiagnose diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für welche die jeweilige Verknüpfungsbedingung nicht erfüllt ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Statistikdiagnose zumindest für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze eine Streuung des zeitlichen Verlaufs des Zustandswerts für das jeweilige System ermittelt wird und diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt werden, für welche die Streuung größer ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Intrusivdiagnose für einen dritten der Systemdefektdatensätze zumindest aus den auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätzen ein vierter Systemdefektdatensatz ausgewählt wird, für dessen zugehöriges System eine Änderung eines Betriebszustands des Antriebsaggregats eine unterschiedliche, insbesondere gegensätzliche, Änderungen des Zustandswerts bewirkt wie für das System des dritten Systemdefektdatensatzes, wobei nach dem Vornehmen der Änderung derjenige der Systemdefektdatensätze von der Prüfliste entfernt wird, für den die Änderung des Zustandswerts nicht eintritt.
10. Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweist sowie dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, mittels einer Abgassonde einen eine Zusammensetzung des Abgases beschreibenden Abgaswert zu ermitteln und für mehrere Systeme der Antriebseinrichtung jeweils im Rahmen einer Systemdiagnose einen einen Zustand des jeweiligen Systems beschreibenden Zustandswert zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes der mehreren Systeme jeweils in wenigstens einem Systemdefektdatensatz hinterlegt ist, ob sich ein Systemdefekt des jeweiligen Systems auf den Abgaswert auswirkt, wobei die Antriebseinrichtung weiter dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, bei einem Verlassen eines Abgaswertbereichs durch den Abgaswert die Systemdefektdatensätze der Systeme zunächst auf eine Prüfliste zu überprüfender Systemdefektdatensätze zu setzen und anschließend diejenigen Systemdefektdatensätze von der Prüfliste zu entfernen, für die kein Einfluss auf den Abgaswert hinterlegt ist, wobei für die auf der Prüfliste verbleibenden Systemdefektdatensätze eine Einrichtungsdiagnose zum Erkennen des Systemdefekts des jeweiligen Systems anhand des Zustandswerts durchgeführt wird.
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