EP1533505A2 - Method and apparatus for diagnosing failures in a control device for a vehicle combustion engine - Google Patents
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- EP1533505A2 EP1533505A2 EP04104571A EP04104571A EP1533505A2 EP 1533505 A2 EP1533505 A2 EP 1533505A2 EP 04104571 A EP04104571 A EP 04104571A EP 04104571 A EP04104571 A EP 04104571A EP 1533505 A2 EP1533505 A2 EP 1533505A2
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- control device
- fault
- symptoms
- symptom
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
Definitions
- the invention is based on a method or of a device for fault diagnosis in control devices an internal combustion engine of a motor vehicle, which the Operability of sensors, actuators and / or system functions monitor and detect a fault symptom determine the actual cause of the error that occurred according to the species of the independent claims 1 and 10. It It is already known that a LIH manager the functions of Control devices, for example by activating an emergency function (LIH function, limp home function) limited or in the worst case, the affected control devices just turn off. This maximum error response of the controllers is initiated because the actual Cause for the error symptom is unknown.
- LIH function limp home function
- Another fault diagnosis procedure is from the DE 197 23 097 C1.
- dependent errors creates a so-called dilemma or deadlock, the an indication that there are two supervised error functions cause a mutual dependence.
- Subsequent errors distinguishable from normal errors. Is it possible, the interdependence of the two error functions break up, the causative error can be determined. This process is called validation.
- the invention is based on the object, a method or to provide a device in which the analysis an occurring error symptom can be simplified so that an underlying error is uniquely identified can be. This task comes with the characteristics of the sibling Claims 1 and 10 solved.
- Error simulation programs can be modular be created, with parameters dependent cross-connections the emergency running reactions as well in the simulation with can be included.
- the cycle of emergency system reactions can be tested, especially since a Synchronous detection of multiple error images is possible.
- the dynamics or the control range are provided restrict the control device.
- the device for fault diagnosis is advantageous in a Diesel or gasoline engine used, since in particular the Control equipment with their programs for the injection or the ignition are very complex and easily cause trouble symptoms.
- a condition is considered a fault symptom a system or a control device understood, the indicates an error.
- a voltage may be on a piezoelectric actuator or a deviation be high.
- An error is a malfunction of the system.
- a short circuit of a sensor present, clamp a valve, a leak may have arisen or similar.
- Error symptoms 1 are the symptoms A1, A2, A3, B1, B2, B3, etc. given the actual errors be assigned.
- Error symptoms A1, A2, A3 Errors referring to the injection of a diesel injection system refer: the injection valve closes not, a line is broken, a control voltage is missing etc.
- Symptoms B1, B2, B3 correspond to a different type of error, for example, a misfire in a gasoline engine etc.
- the codes are the individual error symptoms 1 easily processed by electronic means.
- an error table 2 is created in which, according to the ISO standard, the individual codes (diagnostic codes) of the errors that have occurred are listed.
- This error list is monitored by a diagnostic manager (LIH manager) 3, which later organizes the functional restrictions of the corresponding control devices 5 with their control functions (Control Function 1..6).
- the LIH manager 3 looks at what type of error has occurred and how serious its effects.
- the LIH manager 3 activates a LIH function 4 (limp home function, emergency function) and thus limits the assigned control device 5 in its functionality.
- an emergency run for the engine can be activated or an immobilizer can be deactivated, etc.
- the LIH function 4 is designed as a worst case reaction and is to ensure that a safe and stable state is restored. Not only a control function of the control devices 5, but it can be affected by cross-control several control functions. In the embodiment according to the invention shown in Figure 2, however, another approach is proposed to diagnose a fault and then to take appropriate action. The measures taken have the aim of keeping the limitation of the functionality as low as possible in order to ensure safe driving.
- the trouble symptoms become 1, for example, all error symptoms 1 (symptoms A1, A2, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3, etc.) in a suitable manner, preferably listed in the form of a table or matrix and saved.
- error symptoms 1 symptoms A1, A2, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3, etc.
- a suitable manner preferably listed in the form of a table or matrix and saved.
- error symptoms 1 in appropriate to be able to respond wisely, it is necessary to take the causative To determine errors.
- the cause of the error Therefore, in addition to the symptoms A1-3, B1-3, C1-3
- information from a system definition 11 and if necessary, also new system states detected by the error reactions have come about.
- the system definition 11 includes, for example, hardware definitions, vehicle variants, mechanical components and everything at the engine or used on the vehicle.
- All information thus obtained is from a diagnostic device 10 first on the basis of their error pattern for determination one or more actual errors used.
- the diagnostic device 10 looks at the symptoms A1 ... C3 and checks according to the error image, which mechanical-physical or electrical symptoms occurred are what the risks are or what the consequences are from the individual symptoms and other information too are pulling.
- the evaluation is done with a diagnostic manager 3, the one or possibly more errors filtered out and summed up in corresponding error lists 12 and stored.
- a transition to an error code, an error confirmation or a generalization of the error - as in the case of State of the art - would not be necessary, but is possible.
- the Diagnostic Manager 3 Due to the determination of the actual error, the Diagnostic Manager 3 now take appropriate action to a minimal limitation and optimal reliability the control functions of the control devices 5 lead. ever The diagnostic manager takes on the type and severity of the detected error 3 corresponding measures from a catalog of measures 13, where the action is the interface to the functions form the control devices 5. It can be more detailed and more targeted in the control functions of the control devices 5 are intervened, as this in the known State of the art would be possible.
- the action catalog 13 is provided, for example, with a Shut-Off function one or more control functions of the Turn off control devices 5.
- a Shut-Off function one or more control functions of the Turn off control devices 5.
- Another alternative Restriction is, for example, the rule area to limit a control function, especially in the upper range. This may become necessary if in the air duct an air duct valve is stuck and thus the emission standard limit is achieved in an undesirable manner.
- Another limitation is also in there, the Limit the performance of the control devices 5 and for example, to block a single function.
- the flowchart according to FIG. 3 shows a schematic representation a functional sequence of the diagnostic manager according to the invention.
- the diagnostics manager is in the form of a software program trained and preferably in a main program involved a corresponding control unit. following the functionality of the diagnostics manager is explained in more detail.
- the fault diagnosis runs continuously and cyclically during of engine or vehicle operation.
- the diagnostics manager is therefore constantly activated and supervised all considered too pulling devices such as sensors, functions, etc.
- Kick in a facility an error then arise appropriate Error symptoms.
- FIG 3 in position 20 from the diagnostic manager the trouble symptoms A1, B2, C1 detected.
- position 21 the symptoms get in shape a table or matrix registered.
- position 22 takes place the evaluation and assessment of the detected error symptoms.
- the error symptoms become different categories divided into, for example, functional errors, sensor errors, Actuator error, short to battery or ground, Line break, etc.
- position 23 is a comparison performed with stored error images previously used for Example by means of experiments or simulation programs for the individual error causes were simulated and saved.
- the diagnostic manager in position 24 forms a corresponding one unique logical error word, for example, 11100001 to facilitate the further processing of the error.
- Figure 4 shows a schematic block diagram of an inventive Device for fault diagnosis in a control device.
- a diagnostic device 10 is provided with a Memory 9 connected in which filed the error symptoms are.
- the diagnostic device 10 is further provided with a System definition 11 connected to all the essential information for the control and operation of the internal combustion engine and the vehicle includes, as already closer to Figure 2 was explained.
- the diagnostic device 10 diagnoses the individual error symptoms. For example, it is checked why is an air duct valve faulty? Likewise all other possible sources of error checked in the Connection with the air duct valve may occur. Such Functions that are error free are considered a potential source of error locked out. The review will continue for so long until finally one or more unique errors, in our example, the clamping air channel valve, left stay.
- the discovered errors are in a defect list 12 stored, which the LIH manager 3 accesses.
- the LIH manager 3 accesses a program 17 that is used to diagnose and Evaluation of the error is formed. Furthermore, with Help the program 17 to bring about a decision, which measures to restrict the functions to initiate are.
- the LIH manager 3 must decide how to react must be that the individual control functions through do not interfere with the restriction.
- the LIH manager 3 accesses a memory 16 to, in which the catalog of measures is stored. He selects one or more appropriate decisions and then controls a device 4 for limiting the functions at. The device 4 then controls the corresponding Control devices 5, which in turn are equipped with sensors, measuring devices, Actuators 15 etc. for the internal combustion engine 14th connected is.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht von einem Verfahren beziehungsweise von
einer Vorrichtung zur Fehlerdiagnose in Steuereinrichtungen
einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs aus, die die
Betriebsfähigkeit von Sensoren, Aktoren und/oder Systemfunktionen
überwachen und bei Erkennung eines Fehlersymptoms die
tatsächliche Ursache für den aufgetretenen Fehler ermitteln,
nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10. Es
ist schon bekannt, dass ein LIH-Manager die Funktionen der
Steuereinrichtungen zum Beispiel durch Aktivieren einer Notlauffunktion
(LIH-Funktion, Limp Home Funktion) beschränkt
oder im worst case Fall die betroffenen Steuereinrichtungen
einfach abschaltet. Diese maximale Fehlerreaktion der Steuereinrichtungen
wird deswegen eingeleitet, weil die eigentliche
Ursache für das Fehlersymptom nicht bekannt ist.The invention is based on a method or of
a device for fault diagnosis in control devices
an internal combustion engine of a motor vehicle, which the
Operability of sensors, actuators and / or system functions
monitor and detect a fault symptom
determine the actual cause of the error that occurred
according to the species of the
Des weiteren ist bekannt, dass bei Diagnoseverfahren Fehlersymptome ähnlicher Erkennungsmethoden zusammengefasst werden. Diese Verfahren weisen einen Diagnostic Trouble Code auf, der im ISO-Standard festgelegt wurde.Furthermore, it is known that in diagnostic procedures error symptoms summarized similar detection methods. These methods have a diagnostic trouble code that specified in the ISO standard.
Aus der DE 199 41 440 A1 ist ein Verfahren zum gesteuerten Betrieb einer Vorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der Fehlersymptome diagnostiziert werden. Durch die Fehlersymptome können Querbeeinflussungen von Folgefehlern entstehen, die zu einer hohen Komplexität der wirklichen Systemdiagnose von Betriebs- oder Steuerfunktionen führen und dadurch schwer zu analysieren sind. Bei der Querbeeinflussungsprüfung werden einerseits harte von weichen Betriebs- oder Steuerungseinschränkungsanforderungen unterschieden und bewertet. Andererseits werden die Betriebs- oder Steuerungseinschränkungsanforderungen so gefiltert, dass keine Gegenläufigkeiten auftreten. Nach der Querbeeinflussungsprüfung ist ein Bündel von einzelnen Maßnahmen oder in Kombination mit mehreren Maßnahmen zugelassen, die jeweils nach der Härte ihres Eingriffs in den Betrieb der Vorrichtung bewertet sind. Zur Bewertung und Auswertung der einzelnen Fehler der elektrischen Diagnose und der Funktionsdiagnose wird ein Matrixverfahren vorgeschlagen. Um eine Ablaufplanung zu erstellen, werden die Matrizen der Matrix multipliziert. Die Ablaufplanung berücksichtigt dabei eine zeitliche Priorisierung sowie die Querbeeinflussungen der diagnostizierten Fehler in der Weise, dass die Vorrichtung mit einer maximal möglichen Leistungsfähigkeit betrieben werden kann.From DE 199 41 440 A1 a method for controlled Operation of a device, in particular an internal combustion engine known to be diagnosed with trouble symptoms. Due to the error symptoms can cross influences of consequential errors arise, resulting in a high complexity of the real System diagnostics of operating or control functions leading to difficult analysis. In the lateral interference test On the one hand, hard or control restriction requirements and rated. On the other hand, the operating or Control restriction requirements filtered so that no Opposites occur. After the cross interference test is a bundle of individual measures or in combination approved with several measures, respectively the severity of their intervention in the operation of the device are. For evaluation and evaluation of the individual errors the electrical diagnosis and the functional diagnosis becomes proposed a matrix method. To a scheduling too create, the matrices of the matrix are multiplied. The Scheduling takes into account a temporal prioritization as well as the cross influences of the diagnosed errors in such a way that the device with a maximum possible Performance can be operated.
Ein weiteres Fehlerdiagnoseverfahren ist aus der DE 197 23 097 C1 bekannt. Hier werden die gegenseitigen direkten Abhängigkeiten der überwachten Betriebsfunktionen in einer Matrix mit einer "1" beziehungsweise bei fehlender Abhängigkeit mit einer "0" eingetragen. Bei abhängigen Fehlern entsteht eine sogenannte Zwickmühle oder ein deadlock, die einen Hinweis darauf gibt, dass zwei überwachte Fehlerfunktionen eine gegenseitige Abhängigkeit bedingen. Dadurch sind Folgefehler von normalen Fehlern unterscheidbar. Ist es möglich, die gegenseitige Abhängigkeit der beiden Fehlerfunktionen aufzubrechen, kann der ursächliche Fehler ermittelt werden. Dieser Vorgang wird als Validierung bezeichnet.Another fault diagnosis procedure is from the DE 197 23 097 C1. Here are the mutual direct Dependencies of the monitored operating functions in a matrix with a "1" or in the absence of dependence entered with a "0". For dependent errors creates a so-called dilemma or deadlock, the an indication that there are two supervised error functions cause a mutual dependence. Thereby are Subsequent errors distinguishable from normal errors. Is it possible, the interdependence of the two error functions break up, the causative error can be determined. This process is called validation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren beziehungsweise
eine Vorrichtung anzugeben, bei dem die Analyse
eines auftretenden Fehlersymptoms so vereinfacht werden kann,
dass ein zugrundeliegender Fehler eindeutig identifiziert
werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten
Ansprüche 1 und 10 gelöst.The invention is based on the object, a method or
to provide a device in which the analysis
an occurring error symptom can be simplified so
that an underlying error is uniquely identified
can be. This task comes with the characteristics of the
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fehlerdiagnose in
Steuereinrichtungen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
beziehungsweise der Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 bzw. 10 ergibt sich
der Vorteil, dass die Funktionsabläufe wegen des methodischen
Ablaufs einfacher und übersichtlicher gestaltet werden können,
weil der oder die Fehler genau erkannt werden. Als besonders
vorteilhaft wird angesehen, dass die Struktur der
bisherigen Steuereinrichtungen vereinfacht werden kann, da
deren Funktionsbeschränkungen abgestuft und mit minimaler
Auswirkung ausgebildet werden können. Ein weiterer Vorteil
wird auch darin gesehen, dass die Fehlertests modular durchgeführt
werden können, da die einzuschränkende Funktion separat
validiert werden kann und deadlocks erkannt werden. Insbesondere
können gegenseitige Regelungseinschränkungen und
gegenseitige Abhängigkeiten der Fehlerbilder gezielt getestet
werden. Bisher mussten wegen der Verzweigung der Sekundärreaktionen
komplexe Validierungsprozeduren durchgeführt werden.
Beim Erfindungsgegenstand ist dagegen dieses nicht mehr erforderlich,
da definierte Notlaufreaktionen mit konvergierender
Funktions-Control-Reaktion verwendet werden. Von Vorteil
ist weiter, dass durch Verzweigung der Sekundärreaktionen die
Systemeinschränkungen konvertieren. Auch können nachträglich
in vorteilhafter Weise neue Systemanforderungen an die Fehlererkennung,
die von Kunden oder dem Gesetzgeber gefordert
werden, über eine entsprechende Schnittstelle eingeführt werden.
Von Vorteil ist weiterhin, dass sicherheitsrelevante
Fehlersymptome direkte Fehlerreaktionen auslösen können. Auch
lassen sich neue Sicherheitskonzepte leichter applizieren.In the method according to the invention for fault diagnosis in
Control devices of an internal combustion engine of a motor vehicle
or the device with the characterizing
Features of the
Für die Praxis ist die Handhabung der Fehlerdiagnose übersichtlicher geworden. Fehlersimulationsprogramme können modulartig erstellt werden, wobei Parameter abhängige Querverbindungen der Notlaufreaktionen ebenso in die Simulation mit aufgenommen werden können. Der Kreislauf von Notlauf-Systemreaktionen kann getestet werden, da insbesondere eine synchrone Erfassung mehrerer Fehlerbilder möglich ist.In practice, the handling of the fault diagnosis is clearer become. Error simulation programs can be modular be created, with parameters dependent cross-connections the emergency running reactions as well in the simulation with can be included. The cycle of emergency system reactions can be tested, especially since a Synchronous detection of multiple error images is possible.
Weitere vorteilhafte Potenziale werden zum Beispiel auch darin gesehen, dass eine einfache Erweiterung auf andere Fahrzeugkonzepte gegeben ist und dass die Fehlerinformationen durch externe Steuergeräte, insbesondere auch in der Servicewerkstatt ausgelesen und verwendet werden können.Further advantageous potentials are also included, for example seen that a simple extension to other vehicle concepts is given and that the error information by external control devices, especially in the service workshop can be read out and used.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Verfahrens beziehungsweise der Vorrichtung gegeben. Als besonders vorteilhaft erscheint die Möglichkeit, zusätzlich zu dem ursprünglichen Fehlersymptom auch solche weitere Informationen zu erfassen und zu speichern, die infolge der Fehlerreaktion der Steuereinrichtung entstanden sind. Zum Beispiel können durch die Einflussnahme auf die Motorsteuerung weitere Folgefehler entstehen. Andererseits können bestimmte Folgefehler auch ausgeschlossen werden.By the measures listed in the dependent claims are advantageous developments and improvements of the method or the device given. As special advantageous appears the possibility, in addition to the original error symptom also such further information to capture and save due to the error response the control device have arisen. For example, you can by influencing the engine control more Consequential errors occur. On the other hand, certain consequential errors can occur also be excluded.
Um eine gute Übersicht zu gewährleisten, werden die Fehlersymptome vorteilhaft in Form einer Tabelle aufgelistet und gespeichert.To ensure a good overview, the error symptoms advantageously listed in the form of a table and saved.
Durch die genaue Diagnose eines tatsächlichen Fehlers ergibt sich eine einfache Möglichkeit, auf den entstandenen Fehler mit einer angepassten optimalen Fehlerreaktion zu reagieren. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass die Leistungsfähigkeit der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Schwere oder Wichtung des Fehlers derart beeinflusst wird, dass sich insgesamt für den Betrieb der Brennkraftmaschine, beispielsweise einem Diesel- oder Ottomotor eine nur minimale Beschränkung ergibt.By accurately diagnosing an actual error results itself an easy way to the resulting error to respond with a customized optimal error response. In particular, this can be achieved that the performance the control device in dependence on the Severity or weighting of the error is so affected that overall for the operation of the internal combustion engine, For example, a diesel or gasoline engine a minimal Restriction results.
Im Extremfall, wenn auf Grund der Schwere des Fehlers keine andere Abhilfe wirksam wird, wird die betroffene Steuereinrichtung abgeschaltet.In extreme cases, if due to the severity of the error no other remedy will take effect, the affected control device off.
Bei einem weniger gravierenden Fehler ist vorgesehen, die Leistungsfähigkeit der betroffenen Steuereinrichtung zu beschränken, beispielsweise durch Blockieren bestimmter Funktionen, die im Augenblick nicht benötigt werden. In a less serious mistake is provided, the Limit the efficiency of the tax for example, by blocking certain functions, that are not needed right now.
Alternativ ist vorgesehen, die Dynamik oder den Regelbereich der Steuereinrichtung zu beschränken.Alternatively, the dynamics or the control range are provided restrict the control device.
Eine optimale Lösung besteht natürlich darin, im Einzelfall den aufgetretenen Fehler zu reparieren, so dass keine Beschränkung der Steuereinrichtung erforderlich wird. Dieses kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein klemmendes Luftkanalventil mit zusätzlichen Ansteuersignalen wieder funktionsfähig gemacht werden kann.An optimal solution is, of course, in individual cases repair the occurred error, so no limitation the control device is required. This may for example be the case when a clamping air duct valve with additional control signals again functional can be made.
Die Vorrichtung zur Fehlerdiagnose wird vorteilhaft bei einem Diesel- oder Ottomotor verwendet, da hier insbesondere die Steuer- und Regelungseinrichtungen mit ihren Programmen für die Einspritzung oder für die Zündung sehr komplex sind und dabei leicht Fehlersymptome entstehen können.The device for fault diagnosis is advantageous in a Diesel or gasoline engine used, since in particular the Control equipment with their programs for the injection or the ignition are very complex and easily cause trouble symptoms.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figur 1- zeigt in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild, wie beim bekannten Stand der Technik die bisherige Fehlerdiagnose durchgeführt wird,
Figur 2- zeigt in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild mit dem erfindungsgemäßen Ablauf der Fehlerdiagnose,
Figur 3- zeigt ein Flussdiagramm für die Funktion eines erfindungsgemäßen Diagnosemanagers und
Figur 4- zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fehlerdiagnose.
- FIG. 1
- shows a schematic representation of a block diagram, as in the prior art, the previous fault diagnosis is performed,
- FIG. 2
- shows a schematic representation of a block diagram with the inventive procedure of fault diagnosis,
- FIG. 3
- shows a flowchart for the function of a diagnostic manager according to the invention and
- FIG. 4
- shows a block diagram of the device according to the invention for fault diagnosis.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst an Hand von Figur 1 erläutert, wie beim bekannten Stand der Technik das Verfahren zur Diagnose eines Fehlersymptoms (auch Symptom genannt) abläuft. Dabei wird als Fehlersymptom ein Zustand eines Systems oder einer Steuereinrichtung verstanden, der auf einen Fehler hinweist. Zum Beispiel kann eine Spannung an einem piezoelektrischen Aktor oder eine Regelabweichung zu hoch sein. Als Fehler wird eine Fehlfunktion des Systems bezeichnet. Beispielsweise kann ein Kurzschluss eines Sensors vorliegen, ein Ventil klemmen, eine Leckage entstanden sein oder dergleichen.For a better understanding of the invention is first on hand illustrated by Figure 1, as in the prior art the procedure for the diagnosis of a fault symptom (also symptom called) expires. In this case, a condition is considered a fault symptom a system or a control device understood, the indicates an error. For example, a voltage may be on a piezoelectric actuator or a deviation be high. An error is a malfunction of the system. For example, a short circuit of a sensor present, clamp a valve, a leak may have arisen or similar.
Bezugnehmend auf Figur 1 sind in der linken Spalte Fehlersymptome
1 aufgelistet. Als Fehlersymptome 1 sind die Symptome
A1,A2,A3,B1,B2,B3 usw. angegeben, die den eigentlichen Fehlern
zugeordnet werden. Beispielsweise enthalten die Symptome
A1,A2,A3 Fehler, die sich auf die Einspritzung eines Diesel-Einspritzsystems
beziehen: das Einspritzventil schließt
nicht, eine Leitung ist gebrochen, eine Steuerspannung fehlt
usw. Die Symptome B1, B2, B3 entsprechen einer anderen Fehlerart,
beispielsweise einen Zündaussetzer bei einem Ottomotor
usw. Durch die Codierungen sind die einzelnen Fehlersymptome
1 auf elektronischem Weg leicht weiterverarbeitbar.Referring to Fig. 1, in the left column, trouble symptoms are
1 listed.
In der zweiten Spalte ist eine Fehlertabelle 2 angelegt, in
der entsprechend der ISO-Norm die einzelnen Codes (Diagnostic
Codes) der aufgetretenen Fehler aufgelistet sind. Diese Fehlerliste
wird von einem Diagnosemanager (LIH-Manager) 3 überwacht,
der später dann die Funktionsbeschränkungen der entsprechenden
Steuereinrichtungen 5 mit ihren Steuerfunktionen
(Control Function 1..6) organisiert. Der LIH-Manager 3 schaut
dabei nach, welche Fehlerart aufgetreten ist und wie gravierend
seine Auswirkungen sind. Im Fehlerfall aktiviert der
LIH-Manager 3 eine LIH-Funktion 4 (Limp Home Funktion, Notlauffunktion)
und beschränkt somit die zugeordnete Steuereinrichtung
5 in ihrer Funktionalität. So kann ein Notlauf für
den Motor aktiviert oder eine Wegfahrsperre deaktiviert werden
usw. In der Regel ist die LIH-Funktion 4 als worst case
Reaktion ausgelegt und soll sicherstellen, dass sich wieder
ein sichere und stabiler Zustand einstellt. Dabei kann nicht
nur eine Steuerfunktion der Steuereinrichtungen 5, sondern es
können mehrere Steuerfunktionen durch Querbeeinflussung betroffen
sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2
wird dagegen ein anderer Lösungsweg vorgeschlagen, um einen
Fehler zu diagnostizieren und um dann angepasste Maßnahmen zu
ergreifen. Die ergriffenen Maßnahmen haben das Ziel, die Beschränkung
der Funktionalität so gering wie möglich zu halten,
um den sicheren Fahrbetrieb zu gewährleisten.In the second column, an error table 2 is created in which, according to the ISO standard, the individual codes (diagnostic codes) of the errors that have occurred are listed. This error list is monitored by a diagnostic manager (LIH manager) 3, which later organizes the functional restrictions of the
In the embodiment according to the invention shown in Figure 2, however, another approach is proposed to diagnose a fault and then to take appropriate action. The measures taken have the aim of keeping the limitation of the functionality as low as possible in order to ensure safe driving.
Zunächst werden in der linken Spalte von Figur 2 die Fehlersymptome
1, beispielsweise alle Fehlersymptome 1 (Symptome
A1,A2,A2,B1,B2,B3,C1,C2,C3 usw.) in geeigneter Weise, vorzugsweise
in Form einer Tabelle oder Matrix aufgelistet und
gespeichert. Um beim Auftreten von Fehlersymptomen 1 in geeigneter
weise reagieren zu können, ist es notwendig, den ursächlichen
Fehler zu ermitteln. Für die Ermittlung der Fehlerursache
werden daher neben den Symptomen A1-3,B1-3,C1-3
des weiteren Informationen aus einer Systemdefinition 11 und
gegebenenfalls auch neue Systemzustände erfasst, die durch
die Fehlerreaktionen zustande gekommen sind. Die Systemdefinition
11 enthält zum Beispiel Hardwaredefinitionen, Fahrzeugvarianten,
mechanische Komponenten und alles, was am Motor
oder am Fahrzeug verwendet wird.First, in the left column of FIG. 2, the trouble symptoms become
1, for example, all error symptoms 1 (symptoms
A1, A2, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3, etc.) in a suitable manner, preferably
listed in the form of a table or matrix and
saved. In case of occurrence of
Alle so gewonnenen Informationen werden von einer Diagnosevorrichtung
10 zunächst an Hand ihres Fehlerbildes zur Ermittlung
eines oder mehrerer tatsächlicher Fehler verwendet.
Die Diagnosevorrichtung 10 schaut sich dabei die Symptome
A1...C3 an und prüft entsprechend des Fehlerbildes, welche
mechanisch-physikalischen oder elektrischen Symptome aufgetreten
sind, welche Risiken bestehen oder welche Konsequenzen
aus den einzelnen Symptomen und den weiteren Informationen zu
ziehen sind. Die Auswertung erfolgt mit einem Diagnosemanager
3, der ein oder gegebenenfalls mehrere Fehler herausgefiltert
und in entsprechenden Fehlerlisten 12 aufsummiert und gespeichert.
Eine Überführung in einen Fehlercode, eine Fehlerbestätigung
oder eine Verallgemeinerung des Fehlers - wie beim
Stand der Technik - wäre nicht erforderlich, ist jedoch möglich.All information thus obtained is from a
Durch die erfindungsgemäße Auswertung ergibt sich der weitere Vorteil, dass Querbeeinflussungen ohne weiteren Aufwand erkannt und eliminiert werden können, da die physikalischen Ursachen bekannt sind.The evaluation according to the invention results in the further Advantage that transient influences recognized without further effort and can be eliminated because of the physical causes are known.
Auf Grund der Ermittlung des tatsächlichen Fehlers kann der
Diagnosemanager 3 nun angepasste Maßnahmen ergreifen, die zu
einer minimalen Beschränkung und optimalen Zuverlässigkeit
der Steuerfunktionen der Steuereinrichtungen 5 führen. Je
nach Art und Schwere des erkannten Fehlers ergreift der Diagnosemanager
3 entsprechende Maßnahmen aus einem Maßnahmenkatalog
13, wobei die Maßnahmen die Schnittstelle zu den Funktionen
der Steuereinrichtungen 5 bilden. Es kann also detaillierter
und gezielter in die Regelfunktionen der Steuereinrichtungen
5 eingegriffen werden, als dies beim bekannten
Stand der Technik möglich wäre.Due to the determination of the actual error, the
Im Maßnahmenkatalog 13 ist zum Beispiel vorgesehen, mit einer
Shut-Off Funktion eine oder mehrere Steuerfunktionen der
Steuereinrichtungen 5 abzuschalten. Eine andere alternative
Beschränkung besteht darin, beispielsweise den Regelbereich
einer Steuerfunktion insbesondere im oberen Bereich zu begrenzen.
Dieses kann unter Umständen notwendig werden, wenn
im Luftkanal ein Luftkanalventil klemmt und dadurch die Abgasnormgrenze
in unerwünschter Weise erreicht wird.In the
Eine weitere Begrenzungsmöglichkeit besteht auch drin, die
Leistungsfähigkeit der Steuereinrichtungen 5 zu begrenzen und
beispielsweise eine einzelne Funktion zu blockieren.Another limitation is also in there, the
Limit the performance of the
Als besonders vorteilhaft wird auch angesehen, mit einem Reparaturversuch den Fehler zu beheben. So kann unter Umständen ein klemmendes Ventil durch modifizierte Steuerimpulse wieder funktionsfähig gemacht werden.Also considered to be particularly advantageous, with a repair attempt to fix the error. So may under circumstances a clamping valve by modified control pulses again be made functional.
In der Praxis kann es erforderlich werden, dass gleichzeitig mehrere Maßnamen zur Beschränkung der Funktionalitäten einzuleiten sind. Es kann auch vorkommen, dass nach den Beschränkungen neue Maßnahmen zu ergreifen sind. Dieses ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise der Vorrichtung ebenfalls möglich, da auf jeden einzelnen Fehler gezielt reagiert werden kann.In practice, it may be necessary that at the same time to initiate several measures to restrict the functionalities are. It may also happen that after the restrictions new measures are to be taken. This is with the inventive method or device Also possible, as reacts to each error specifically can be.
Das Flussdiagramm gemäß Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Funktionsablauf des erfindungsgemäßen Diagnosemanagers. Der Diagnosemanager ist in Form eines Softwareprogramms ausgebildet und vorzugsweise in einem Hauptprogramm eines entsprechenden Steuergerätes eingebunden. Nachfolgend wird die Funktionsweise des Diagnosemanagers näher erläutert.The flowchart according to FIG. 3 shows a schematic representation a functional sequence of the diagnostic manager according to the invention. The diagnostics manager is in the form of a software program trained and preferably in a main program involved a corresponding control unit. following the functionality of the diagnostics manager is explained in more detail.
Die Fehlerdiagnose läuft kontinuierlich und zyklisch während
des Motor- oder Fahrzeugbetriebs ab. Der Diagnosemanager ist
daher ständig aktiviert und überwacht alle in Betracht zu
ziehenden Einrichtungen wie Sensoren, Funktionen usw. Tritt
in einer Einrichtung ein Fehler auf, dann ergeben sich entsprechende
Fehlersymptome. Beispielsweise werden gemäß Figur
3 in Position 20 vom Diagnosemanager die Fehlersymptome
A1,B2,C1 erfasst. In Position 21 werden die Symptome in Form
einer Tabelle oder Matrix registriert. In Position 22 erfolgt
die Auswertung und Beurteilung der erfassten Fehlersymptome.
Dabei werden die Fehlersymptome in verschiedene Kategorien
eingeteilt, beispielsweise in funktionale Fehler, Sensorfehler,
Aktorfehler, Kurzschluss zur Batterie oder gegen Masse,
Leitungsunterbrechung usw. In Position 23 wird ein Vergleich
mit gespeicherten Fehlerbildern durchgeführt, die zuvor zum
Beispiel mittels Versuche oder Simulationsprogrammen für die
einzelnen Fehlerursachen simuliert und gespeichert wurden. The fault diagnosis runs continuously and cyclically during
of engine or vehicle operation. The diagnostics manager is
therefore constantly activated and supervised all considered too
pulling devices such as sensors, functions, etc. Kick
in a facility an error, then arise appropriate
Error symptoms. For example, according to FIG
3 in
Durch diesen Vergleich kann auf einfache Weise die eigentliche
Fehlerursache für das entstandene Fehlersymptom ermittelt
werden. Nachdem der Fehler eindeutig identifiziert wurde,
bildet der Diagnosemanager in Position 24 ein entsprechendes
eindeutiges logisches Fehlerwort, beispielsweise 11100001, um
die weitere Verarbeitung des Fehlers zu erleichtern.By this comparison can easily the actual
Cause of error determined for the resulting error symptom
become. After the error has been clearly identified,
the diagnostic manager in
In Position 25 wird entschieden, welche minimale Maßnahme zur
Beschränkung der Funktionalität an der betroffenen Steuereinrichtung
durchzuführen ist. Zur Verfügung stehende Maßnahmen
sind zum Beispiel die Reduktion des Leistungsumfangs, die Beschränkung
eines Funktionsbereiches, Beseitigung eines Fehlers
und/oder das Aktivieren einer Notlauffunktion (limp home
reaction) .In
In Position 26 wird auf die entsprechende Funktionalität der
betroffenen Steuereinheit eingegriffen und gegebenenfalls eine
entsprechende Mitteilung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben.
Danach startet das Programm wieder in Position 20.In
Figur 4 zeigt ein schematisiertes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Fehlerdiagnose in einer Steuereinrichtung.
Eine Diagnosevorrichtung 10 ist mit einem
Speicher 9 verbunden, in dem die Fehlersymptome abgelegt
sind. Die Diagnosevorrichtung 10 ist des weiteren mit einer
Systemdefinition 11 verbunden, die alle wesentlichen Informationen
für die Steuerung und den Betrieb der Brennkraftmaschine
und des Fahrzeugs enthält, wie bereits zu Figur 2 näher
erläutert wurde. Die Diagnosevorrichtung 10 diagnostiziert
die einzelnen Fehlersymptome. Beispielsweise wird geprüft,
warum ist ein Luftkanalventil fehlerhaft. Ebenso werden
alle weiteren möglichen Fehlerquellen überprüft, die im
Zusammenhang mit dem Luftkanalventil auftreten können. Solche
Funktionen, die fehlerfrei sind, werden als mögliche Fehlerquelle
ausgeschlossen. Die Überprüfung wird so lange fortgeführt,
bis schließlich ein oder mehrere eindeutige Fehler,
in unserem Beispiel das klemmende Luftkanalventil, übrig
bleiben. Die entdeckten Fehler werden in einer Fehlerliste 12
abgelegt, auf den der LIH-Manager 3 zugreift. Der LIH-Manager
3 greift auf ein Programm 17 zu, das zur Fehlerdiagnose und
Auswertung der Fehler ausgebildet ist. Des weiteren kann mit
Hilfe des Programms 17 eine Entscheidung herbeigeführt werden,
welche Maßnahmen zur Beschränkung der Funktionen einzuleiten
sind.Figure 4 shows a schematic block diagram of an inventive
Device for fault diagnosis in a control device.
A
Insbesondere muss der LIH-Manager 3 entscheiden, wie reagiert
werden muss, dass sich die einzelnen Steuerfunktionen durch
die Beschränkung nicht gegenseitig beeinflussen.In particular, the
Für die Entscheidung greift der LIH-Manager 3 auf einen Speicher
16 zu, in dem der Maßnahmenkatalog abgelegt ist. Er
wählt eine oder mehrere geeignete Entscheidungen aus und
steuert daraufhin eine Einrichtung 4 zur Begrenzung der Funktionen
an. Die Einrichtung 4 steuert dann die entsprechenden
Steuereinrichtungen 5, die ihrerseits mit Sensoren, Messeinrichtungen,
Aktoren 15 usw. für die Brennkraftmaschine 14
verbunden ist.For the decision, the
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