WO2018015083A1 - Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugsystems - Google Patents
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- WO2018015083A1 WO2018015083A1 PCT/EP2017/064877 EP2017064877W WO2018015083A1 WO 2018015083 A1 WO2018015083 A1 WO 2018015083A1 EP 2017064877 W EP2017064877 W EP 2017064877W WO 2018015083 A1 WO2018015083 A1 WO 2018015083A1
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Definitions
- the invention relates to a method for operating a motor vehicle system, for example a drive system of a motor vehicle.
- a control unit (motor control) is used regularly, which according to the drive system in a memory of the
- Engine control stored and controlled by an arithmetic unit of the engine control routines controls To monitor such a drive system, analysis routines stored in the memory of the motor control can also be provided, which monitor the drive system in normal operation (on-board diagnosis) and, in the event of malfunctions, generate system fault codes, which are stored in a fault memory.
- System error codes which are generated by a motor controller and stored in an error memory, often do not refer exactly to a defective component, because in most cases several components can be responsible for the occurrence of the respective error code. Therefore, despite the stored system error codes, it may be costly to identify the malfunctioning component of a drive system to replace or repair it.
- Combustion engine and at least one electric traction motor includes, however, can no longer be determined on the basis of such a system error code, whether the detected uneven running in a malfunction of the internal combustion engine, the electric Travel drive motor or one of these two drive motors, if necessary, mutually coupling clutch is justified. For example, a relatively high
- Resistance torque which is due to a relatively high charging current from a generator or a (temporarily acting as a generator) electric traction motor is applied to a driving this internal combustion engine, to a troubled idling of
- WO 2015/158594 A1 a method is known in which by means of an external diagnostic device at least one parameter set is transmitted to a control unit of a motor vehicle system, wherein the control unit sets an operating state of the motor vehicle system taking into account the parameter set. Then at least one parameter is determined to the operating condition and transmitted from the control unit to the diagnostic device and of this with respect to a functional capability of the motor vehicle system
- DE 199 52 391 A1 describes a system comprising a control device and a drive component, in particular a service system for motor vehicles, in which a wireless data transmission between the control device and the drive component is provided to at least one size describing the operation of the drive component to the control device to transfer.
- a comparable system is also known from EP 1 069 422 A1.
- the invention had the object of specifying a possibility to improve a development of a motor vehicle system, for example a hybrid drive system of a motor vehicle, and / or a fault analysis in such a motor vehicle system.
- a motor vehicle system for example a hybrid drive system of a motor vehicle, and / or a fault analysis in such a motor vehicle system.
- This object is achieved by means of a method according to the patent claim 1.
- Advantageous embodiments of the method according to the invention are objects of the further claims and / or emerge from the following description of the invention.
- the invention is based on the idea to create a possibility by means of an external simulation device (in particular by means of a so-called workshop tester or by means of a test bench computer), which is data transfer with a control unit, for example with a central motor control of a drive system connectable, the control software stored on the control unit according to which the motor vehicle system is driven in a normal mode, to be manipulated in such a way that the motor drive system is controlled in one
- an external simulation device in particular by means of a so-called workshop tester or by means of a test bench computer
- a control unit for example with a central motor control of a drive system connectable
- the control software stored on the control unit according to which the motor vehicle system is driven in a normal mode, to be manipulated in such a way that the motor drive system is controlled in one
- a “motor vehicle system” is a group of mechanical and / or electrical components which are in operative connection with one another, at least as a result of a controlling or evaluating link by the control unit
- Motor vehicle especially a wheel-based motor vehicle (in particular car or truck) understood.
- the motor vehicle system may preferably be or include a drive system of a motor vehicle.
- a "propulsion system” is understood to mean a cruise control system in which at least one of the components is a propulsion engine, i.e., a propulsion engine used to directly or indirectly provide propulsion power to the vehicle.
- Controlling component component wherein by means of an external simulation device, which is connectable to the data transfer to the control unit, control instructions to the Control unit to be transmitted, according to the invention provided that by means of the control instructions, the control unit is influenced such that this emanates from a different than the (actual) present operating state of the component.
- control device Such an influencing of the control device can be effected in particular by a manipulation of measured values and other parameters by the simulation device, wherein the
- Measured values or other parameters represent the (actually) present operating state of the component and are transmitted to the control device (in particular from the simulation device or from the component itself).
- An example of such an influencing of the control device is the influencing of a (from the electrical voltage derived) value for the state of charge, a battery of the motor vehicle system, for example, a traction battery of a drive system, wherein the control unit as a result of the influence of the simulation device a value is given for the state of charge, which does not correspond to the actual state of charge, the (traction) battery at the time of performing the method corresponds.
- a relatively low value for the state of charge operation of the (traction) battery can be simulated at relatively low operating temperatures (for example, as a result of a cold start of the drive system at relatively low ambient temperatures) because, as is known, in at least the conventional battery types.
- Entlade aise and the battery power to a considerable extent is temperature dependent.
- traction battery As a “traction battery” is understood a battery that is at least provided for supplying an electric traction drive motor of a drive system with electrical energy for generating a traction drive power.
- the inventive method allows in a particularly advantageous manner, a targeted analysis of the behavior of the entire motor vehicle system or certain components thereof in dependence on an operating condition of that component for which the
- Control unit by the influence of the simulation device of a different than the actual existing operating state emanates.
- the control unit based on parameters that are assigned to the assumed operating state of a first component, controls a second component and placed in an operating state influenced thereby.
- the driving of the second component can be carried out in particular by means of control routines stored in the control unit, which are provided for normal operation of the motor vehicle system.
- the inventive method which can be carried out in principle in an advantageous manner with the aim of a functional check, the operating behavior of the motor vehicle system, such as a drive system, to investigate a total of, for example, a simulated low operating temperature of the traction battery.
- an operating condition for an internal combustion engine of the hybrid propulsion system may be adjusted to be in accordance with the normal routine control routines stored on the controller if the traction battery were to actually have the simulated operating temperature .
- Such an approach can greatly simplify fault diagnosis because, for example, it is no longer necessary to wait for the traction battery to cool to reach the intended operating temperature, or to no longer require the traction battery to be active at a particularly low operating temperature cool, as for example, by a temporary arrangement of the motor vehicle system or in particular a motor vehicle system comprehensive motor vehicle in a corresponding
- the function check may be carried out in particular with the aim of error diagnosis, i. finding a malfunction of the motor vehicle system, or in the context of a development of the motor vehicle system are used.
- protective limits for the operating state of the second component are taken into account in the definition of the control instructions which can be transmitted from the simulation device to the control device. This is to avoid that by influencing the controller by means of the simulation device protection limits are exceeded in the operation of the second component, which can actually not be exceeded in a normal operation based on the control routines stored for this purpose in the control unit.
- the functional check is carried out based on parameters that are transmitted from the control unit to the simulation unit.
- a particularly flexible and / or complex functional check can be carried out, since these are not based on possible analysis routines that can be stored in the control unit. is limited. It may also be particularly advantageous that it may require significantly less effort to update a software stored on the simulation device and thus also analysis routines implemented in this software as a corresponding one
- Control unit often easier or at least less expensive to keep ready in a simulation device or workshop tester required for a comprehensive functional verification computing power and / or storage capacity.
- control unit it may also be expedient for the or a functional check to be carried out by the control unit, for example as a result of carrying out the method according to the invention, generating a (possibly renewed) entry of a system error code into an error memory of the control unit based on a fault analysis routine stored in the control unit becomes.
- control instructions can advantageously be transmitted to the control unit using the assumed discrete (eg operating state of the traction battery at relatively low, ie below a defined operating temperature) and / or quantitatively defined (eg operating state of the traction battery at an operating temperature of 0 C) correspond to operating conditions of the first component.
- Components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.
- the method according to the invention can advantageously be used, for example, in the development of a motor vehicle system to be operated correspondingly or a motor vehicle comprising the motor vehicle system. Furthermore, this can be used to, during maintenance or repair operations (customer service) one of an operator of the
- Vehicle system or motor vehicle (customer) alleged complaint to simulate or simulate or assess a maintenance or repair measure. Even when carrying out so-called rolling tests of a motor vehicle, a method according to the invention can be implemented advantageously.
- the operating strategy decides which mode of operation is advantageous or required when. If the internal combustion engine is not available as a drive source due to a fault or simply due to a lack of fuel, only a more or less limited amount can be supplied via the electric drive system
- Operating state such as a speed or power limit and / or the output of warning or information messages, can via a from the outside, ie by means of the Simulation device, made blocking the start of the engine easily made available.
- the component temperature of the traction battery in a hybrid or electric vehicle is a significant factor that affects the performance of the entire electric drive system.
- Vehicle behavior in border areas e.g., a very cold or hot traction battery.
- vehicles are conditioned in air conditioning or refrigeration chambers accordingly.
- the conditioning of a vehicle and in particular a traction battery to such extreme conditions may be very complex, since the batteries have a high thermal inertia due to their large mass and thus must be preconditioned for a very long time.
- traction battery control By providing the traction battery control (BCM) with a correspondingly low or high external temperature, i.
- BCM traction battery control
- the data transmitted by the BCM to a central engine control with respect to the available battery power then reflect the restrictions corresponding to the predetermined temperature value again. This can significantly reduce the time-consuming preconditioning phases or make them completely superfluous.
- the behavior of an electric or hybrid vehicle is significantly influenced by the state of charge of the traction battery. Starting from a fully charged battery that provides full power output but little or no power, the behavior changes to a more or less wide range with near constant performance, ranging from a low charge state with decreasing discharge power to the discharge end.
- electrified drive concepts differ from
- system behavior can be analyzed in fast motion by displaying the state of charge over time or a distance without the actual state of charge having to change at all or to the same degree. This allows several analysis processes over the actual useful range of the state of charge, without having to repeatedly bring the battery time-consuming to a defined charge level.
- a deep discharge state can also be produced by a function present on the BMC or a central engine control or temporarily stored.
- Hybrid and vehicles with an automatic start / stop system may have several devices for starting the internal combustion engine, for example, one in the
- Propulsion torque is automatically set to the available machines. If only one drive is to be assessed in a defined manner, for example for error analysis or for assessing a repair measure, then an externally definable load distribution between the drive units can also be advantageous here.
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Abstract
Ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems mit mindestens einer in einem Betriebszustand befindlichen Komponente und einem die Komponente ansteuernden Steuergerät, wobei mittels eines externen Simulationsgeräts, das datenübertragend mit dem Steuergerät verbindbar ist, Steuerungsanweisungen an das Steuergerät übertragen werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungsanweisungen das Steuergerät derart beeinflusst wird, dass dieses von einem anderen als dem vorliegenden Betriebszustand der Komponente ausgeht. Diesem Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mittels eines externen Simulationsgeräts, beispielsweise mittels eines sogenannten Werkstatttesters oder mittels eines Prüfstandsrechners, das datenübertragend mit einem Steuergerät, beispielsweise mit einer zentrale Motorsteuerung eines Antriebssystems des Kraftfahrzeugsystems verbindbar ist, die auf dem Steuergerät gespeicherte Steuerungssoftware, nach der das Antriebssystem in einem Normalbetrieb angesteuert wird, derart zu manipulieren, dass das Antriebssystems in einen Betriebszustand versetzt wird, in den dieses eigentlich aufgrund der Rahmenbedingungen, unter denen die Simulation oder Diagnose des Antriebssystems durchgeführt wird, nicht kommen kann.
Description
Beschreibung
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems, beispielsweise eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs.
Zur Steuerung eines Antriebssystemen eines Kraftfahrzeugs wird regelmäßig ein Steuergerät (Motorsteuerung) eingesetzt, das das Antriebssystem gemäß in einem Speicher der
Motorsteuerung gespeicherten und durch eine Recheneinheit der Motorsteuerung ausgeführten Steuerroutinen steuert. Zur Überwachung eines solchen Antriebssystems können ebenfalls in dem Speicher der Motorsteuerung abgespeicherte Analyseroutinen vorgesehen sein, die das Antriebssystem im Normalbetrieb überwachen (On-Board-Diagnose) und bei einem Auftreten von Fehlfunktionen Systemfehlercodes erzeugen, die in einem Fehlerspeicher hinterlegt werden.
Für eine weitergehende Fehleranalyse werden zudem externe Analysegeräte eingesetzt (vgl. US 4,694,408 oder US 6,314,375 B1 ), die nur zum Zwecke der Fehleranalyse mit einer Motorsteuerung eines Antriebssystems verbunden werden (Off-Board-Diagnose).
Systemfehlercodes, die von einer Motorsteuerung erzeugt und in einem Fehlerspeicher abgelegt werden, verweisen häufig nicht exakt auf eine defekte Komponente, weil zumeist mehrere Komponenten für das Auftreten des jeweiligen Fehlercodes ursächlich sein können. Daher kann es trotz der abgespeicherten Systemfehlercodes aufwändig sein, die für die Fehlfunktion ursächliche Komponente eines Antriebssystems zu identifizieren, um diese zu ersetzen oder zu reparieren.
Ein Beispiel dafür ist die Erzeugung eines Systemfehlercodes durch eine Motorsteuerung, der auf eine Laufunruhe des Kraftfahrzeugs verweist. Bei einem konventionellen Kraftfahrzeug mit einem direkten Fahrantrieb mittels eines Verbrennungsmotors kann diese Laufunruhe mit ausreichend großer Sicherheit einer Fehlfunktion des Verbrennungsmotors zugeordnet werden. Bei einem Hybridfahrzeug mit teilelektrischem Antriebstrang, der somit sowohl einen
Verbrennungsmotor als auch mindestens einen elektrischen Fahrmotor umfasst, kann dagegen aufgrund eines solchen Systemfehlercodes schon nicht mehr festgestellt werden, ob die festgestellte Laufunruhe in einer Fehlfunktion des Verbrennungsmotors, des elektrischen
Fahrantriebsmotors oder einer diese beiden Antriebsmotoren bedarfsweise miteinander kuppelnden Trennkupplung begründet ist. Beispielsweise kann ein relativ hohes
Widerstandsmoment, das infolge eines relativ hohen Ladestroms von einem Generator oder einem (temporär als Generator arbeitenden) elektrischen Fahrmotor auf einen diesen antreibenden Verbrennungsmotor ausgeübt wird, zu einem unruhigen Leerlauf des
Verbrennungsmotors führen. Ein unruhiger Leerlauf kann selbstverständlich aber auch in einer Fehlfunktion des Verbrennungsmotors selbst begründet sein.
Im Rahmen einer Wartung oder Reparatur eines Kraftfahrzeugs oder auch bei einer
Funktionsüberprüfung im Rahmen der Herstellung eines Kraftfahrzeugs ist eine Fehleranalyse somit insbesondere bei einem hybriden Antriebssystems schwierig, weil die Motorsteuerung die individuellen Steuerungsanweisungen für den Verbrennungsmotor, für den oder die elektrischen Fahrmotoren, für ein oder mehrere schaltbare Getriebe und für automatisch ansteuerbare Kupplungen untrennbar miteinander verknüpft.
Aus der WO 2015/158594 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels eines externen Diagnosegeräts mindestens ein Parametersatz an ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugsystems übermittelt wird, wobei das Steuergerät unter Berücksichtigung des Parametersatzes einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugsystem einstellt. Daraufhin wird mindestens eine Kenngröße zu dem Betriebszustand ermittelt und von dem Steuergerät an das Diagnosegerät übermittelt sowie von diesem hinsichtlich einer Funktionstauglichkeit des Kraftfahrzeugsystems
ausgewertet.
Weiterhin beschreibt die DE 199 52 391 A1 ein System aus einer Steuereinrichtung und einer Antriebskomponente, insbesondere ein Servicesystem für Kraftfahrzeuge, bei dem eine drahtlose Datenübertragung zwischen der Steuereinrichtung und der Antriebskomponente vorgesehen ist, um zumindest eine die Funktionsweise der Antriebskomponente beschreibende Größe an die Steuereinrichtung zu übermitteln. Ein dazu vergleichbares System ist auch aus der EP 1 069 422 A1 bekannt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, eine Entwicklung eines Kraftfahrzeugsystem, beispielsweise eines hybriden Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs, und/oder eine Fehleranalyse bei einem solchen Kraftfahrzeugsystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mittels eines externen Simulationsgeräts (insbesondere mittels eines sogenannten Werkstatttesters oder mittels eines Prüfstandsrechners), das datenübertragend mit einem Steuergerät, beispielsweise mit einer zentrale Motorsteuerung eines Antriebssystems verbindbar ist, die auf dem Steuergerät gespeicherte Steuerungssoftware, nach der das Kraftfahrzeugsystem in einem Normalbetrieb angesteuert wird, derart zu manipulieren, dass das K raftf a h rze u g sy ste m in einen
Betriebszustand versetzt wird, in den dieses eigentlich aufgrund der Rahmenbedingungen, unter denen die Simulation oder Diagnose des Kraftfahrzeugsystems durchgeführt wird, (insbesondere aufgrund der für den regulären Fahrbetrieb vorgesehenen Rahmenbedingungen) nicht kommen kann. Bei einem komplexen Kraftfahrzeugsystem kann dies infolge der funktionalen Verknüpfung der einzelnen Komponenten beziehungsweise der für diese vorgesehenen Steuerungsanweisungen in der von dem Steuergerät ausgeführten
Steuerungssoftware erforderlich machen, dem Steuergerät für eine oder mehrere Komponenten des Kraftfahrzeugsystems einen Betriebszustand vorzugeben, in dem sich dieses oder diese bei der Durchführung der Simulation tatsächlich nicht befinden.
Als„Kraftfahrzeugsystem" wird erfindungsgemäß eine Gruppe von mechanischen und/oder elektrischen Komponenten, welche zumindest infolge einer steuernden oder auswertenden Verknüpfung durch das Steuergerät in einem Wirkzusammenhang stehen, eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere eines radbasierten Kraftfahrzeugs (insbesondere PKW oder LKW) verstanden.
Das Kraftfahrzeugsystem kann vorzugsweise ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs sein oder ein solches umfassen. Als„Antriebssystem" wird ein K raf tf a hrzeugsystem verstanden, bei dem zumindest eine der Komponenten ein Fahrantriebsmotor, d.h. ein Antriebsmotor, der der direkten oder indirekten Bereitstellung einer Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug dient, ist.
Dementsprechend ist bei einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems mit mindestens einer in einem Betriebszustand befindlichen Komponente und einem die
Komponente ansteuernden Steuergerät, wobei mittels eines externen Simulationsgeräts, das datenübertragend mit dem Steuergerät verbindbar ist, Steuerungsanweisungen an das
Steuergerät übertragen werden, erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels der Steuerungsanweisungen das Steuergerät derart beeinflusst wird, dass dieses von einem anderen als dem (tatsächlich) vorliegenden Betriebszustand der Komponente ausgeht.
Ein solches Beeinflussen des Steuergeräts kann insbesondere durch eine Manipulation von Messwerten und sonstigen Parametern durch das Simulationsgerät erfolgen, wobei die
Messwerte oder sonstigen Parameter den (tatsächlich) vorliegenden Betriebszustand der Komponente wiedergeben und dem Steuergerät (insbesondere von dem Simulationsgerät oder von der Komponente selbst) übermittelt werden.
Ein Beispiel für eine solche Beeinflussung des Steuergeräts stellt die Beeinflussung eines (aus der elektrischen Spannung abgeleiteten) Werts für den Ladezustand dar, den eine Batterie des Kraftfahrzeugsystems, beispielsweise eine Traktionsbatterie eines Antriebssystems, aufweist, wobei dem Steuergerät infolge der Beeinflussung durch das Simulationsgerät ein Wert für den Ladezustand vorgegeben wird, der nicht dem tatsächlichen Ladezustand, den die (Traktions- )Batterie zum Zeitpunkt der Durchführung des Verfahrens aufweist, entspricht. Beispielsweise kann durch eine Vorgabe eines relativ niedrigen Werts für den Ladezustand ein Betrieb der (Traktions-)Batterie bei relativ niedrigen Betriebstemperaturen (zum Beispiel infolge eines Kaltstarts des Antriebssystems bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen) simuliert werden, weil bekanntermaßen bei zumindest den konventionellen Batterietypen die Lade- und
Entladeleistung sowie die Batterieleistung in erheblichem Maße temperaturabhängig ist.
Als„Traktionsbatterie" wird eine Batterie verstanden, die zumindest auch für eine Versorgung eines elektrischen Fahrantriebsmotors eines Antriebssystems mit elektrischer Energie zur Erzeugung einer Fahrantriebsleistung vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine gezielte Analyse des Verhaltens des gesamten Kraftfahrzeugsystems oder bestimmter Komponenten davon in Abhängigkeit von einem Betriebszustand derjenigen Komponente, für die das
Steuergerät durch die Beeinflussung mittels des Simulationsgeräts von einem anderen als dem tatsächlich vorhandenen Betriebszustand ausgeht, vorzunehmen. Dazu kann in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das Steuergerät basierend auf Parametern, die dem angenommenen Betriebszustand einer ersten Komponente zugeordnet sind, eine zweite Komponente ansteuert und in einen dadurch beeinflussten Betriebszustand versetzt. Das Ansteuern der zweiten Komponente kann dabei insbesondere anhand von in dem Steuergerät gespeicherten Steuerroutinen, die für einen Normalbetrieb des Kraftfahrzeugsystems vorgesehen sind, erfolgen.
Demnach ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, das grundsätzlich in vorteilhafter Weise mit dem Ziel einer Funktionsüberprüfung durchgeführt werden kann, das Betriebsverhalten des Kraftfahrzeugsystems, beispielsweise eines Antriebssystems, insgesamt bei beispielsweise einer simulierten niedrigen Betriebstemperatur der Traktionsbatterie zu untersuchen. Folglich kann beispielsweise infolge der Beeinflussung des Steuergeräts durch das Simulationsgerät ein Betriebszustand für einen Verbrennungsmotor des hybriden Antriebssystems eingestellt werden, in dem sich dieser gemäß den für einen Normalbetrieb vorgesehenen und auf dem Steuergerät gespeicherten Steuerroutinen befinden würde, wenn die Traktionsbatterie die simulierte Betriebstemperatur tatsächlich aufweisen würde. Ein solches Vorgehen kann eine Fehlerdiagnose erheblich vereinfachen, weil es beispielsweise nicht mehr erforderlich ist abzuwarten, bis sich die Traktionsbatterie bis zum Erreichen des vorgesehenen Werts der Betriebstemperatur abgekühlt hat, oder es nicht mehr erforderlich ist, die Traktionsbatterie bei einer vorgesehenen besonders niedrigen Betriebstemperatur aktiv zu kühlen, wie dies beispielsweise durch eine temporäre Anordnung des Kraftfahrzeugsystems oder insbesondere eines das Kraftfahrzeugsystems umfassenden Kraftfahrzeugs in einer entsprechenden
Klimakammer erreicht werden kann.
Die Funktionsüberprüfung kann insbesondere mit dem Ziel einer Fehlerdiagnose, d.h. dem Auffinden einer Fehlfunktion des Kraftfahrzeugsystems, oder im Rahmen einer Entwicklung des Kraftfahrzeugsystems zum Einsatz kommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei der Definition der Steuerungsanweisungen, die von dem Simulationsgerät auf das Steuergerät übertragen werden können, Schutzgrenzen für den Betriebszustand der zweiten Komponente berücksichtigt werden. Dadurch soll vermieden werden, dass durch die Beeinflussung des Steuergeräts mittels des Simulationsgeräts Schutzgrenzen im Betrieb der zweiten Komponente überschritten werden, die eigentlich in einem auf den hierfür in dem Steuergerät gespeicherten Steuerroutinen basierenden Normalbetrieb nicht überschritten werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Funktionsüberprüfung basierend auf Parametern, die von dem Steuergerät an das Simulationsgerät übermittelt werden, durchgeführt werden. Auf diese Weise kann eine besonders flexible und/oder komplexe Funktionsüberprüfung durchgeführt werden, weil diese nicht auf mögliche Analyseroutinen, die in dem Steuergerät gespeichert sein können,
beschränkt ist. Besonders vorteilhaft kann dabei auch sein, dass es deutlich weniger Aufwand erfordern kann, eine auf dem Simulationsgerät gespeicherte Software und damit auch in diese Software implementierte Analyseroutinen zu aktualisieren, als eine entsprechende
Aktualisierung der auf dem Steuergerät gespeicherten Software durchzuführen. Dies gilt insbesondere, weil in vielen Fällen ein Simulationsgerät, bei dem es sich beispielsweise um einen insbesondere im Rahmen von Wartung- und Reparaturarbeiten genutzten Werkstatttester oder um einen Prüfstandsrechner handeln kann, dazu genutzt wird, eine Vielzahl von
Kraftfahrzeugsystemen zu analysieren. Eine kontinuierliche Weiterentwicklung der
Analyseroutinen und damit eine sich stetig verbessernde Funktionsüberprüfung des oder der Kraftfahrzeugsysteme wird dadurch vereinfacht. Dies gilt beispielsweise auch, weil
es - verglichen mit einem in ein zu analysierendes Kraftfahrzeugsystem integrierten
Steuergerät - vielfach einfacher oder zumindest kostengünstiger ist, in einem Simulationsgerät beziehungsweise Werkstatttester die für eine umfangreiche Funktionsüberprüfung erforderlich Rechenleistung und/oder Speicherkapazität bereitzuhalten.
Alternativ oder ergänzend kann es auch sinnvoll sein, dass die oder eine Funktionsüberprüfung von dem Steuergerät durchgeführt wird, indem beispielsweise infolge der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein (gegebenenfalls erneuter) Eintrag eines Systemfehlercodes in einen Fehlerspeicher des Steuergeräts basierend auf einer in dem Steuergerät gespeicherten Fehleranalyseroutine erzeugt wird.
Bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens können in vorteilhafter Weise mittels des Simulationsgeräts Steuerungsanweisungen an das Steuergerät übertragen werden, die angenommenen diskreten (z.B. Betriebszustand der Traktionsbatterie bei relativ niedrigen, d.h. unter einem definierten Grenzwert liegenden Betriebstemperaturen) und/oder quantitativ definierten (z.B. Betriebszustand der Traktionsbatterie bei einer Betriebstemperatur von 0 C) Betriebszuständen der ersten Komponente entsprechen.
Bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit einem relativ komplexen Kraftfahrzeugsystem, das zwei oder mehr Komponenten umfasst, kann zur
Realisierung einer möglichst exakten Simulation und insbesondere Fehleranalyse vorgesehen sein, dass für mehrere (erste) Komponenten mittels des Simulationsgeräts entsprechende Steuerungsanweisungen übertragen werden, durch die das Steuergerät derart beeinflusst wird, dass dieses von einem anderen als den vorliegenden Betriebszuständen dieser Komponenten ausgeht.
Da insbesondere bei hybriden Antriebssysteme, die zumindest einen Verbrennungsmotor sowie einen elektrischen Fahrmotor umfassen, eine schwierige oder aufwändige Fehleranalyse gegeben ist, weil regelmäßig eine komplexe Verknüpfung der Steuerungsanweisungen für diese Antriebsmotoren in der Steuersoftware, die in dem Steuergerät für den Normalbetrieb des Antriebssystems gespeichert ist, gegeben ist, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für die Verwendung bei einem solchen hybriden Antriebssystem.
Die unbestimmten Artikel („ein",„eine",„einer" und„eines"), insbesondere in den
Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte
Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich beispielsweise vorteilhaft bei der Entwicklung eines entsprechend zu betreibenden Kraftfahrzeugsystems oder eines das Kraftfahrzeugsystem umfassenden Kraftfahrzeugs einsetzen. Weiterhin kann dieses dazu genutzt werden, bei Wartungs- oder Reparaturvorgängen (Kundendienst) eine von einem Betreiber des
Kraftfahrzeugsystems beziehungsweise Kraftfahrzeugs (Kunden) vorgebrachte Beanstandung nachzustellen beziehungsweise zu simulieren oder eine Wartungs- oder Reparaturmaßnahme zu beurteilen. Auch bei einer Durchführung von sogenannten Rollentests eines Kraftfahrzeugs kann ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft umgesetzt werden.
Beispiele für eine vorteilhafte Nutzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend aufgezeigt.
1. Sperrung von Betriebszuständen beziehungsweise von Übergängen zwischen
Betriebszuständen:
In einem Hybridfahrzeug stehen üblicherweise zwei alternative oder kombinative
Antriebsquellen zur Verfügung. Die Betriebsstrategie entscheidet, welcher Betriebsmodus wann vorteilhaft oder erforderlich ist. Steht der Verbrennungsmotor aufgrund eines Fehlers oder ganz einfach in Folge mangelndem Kraftstoffs nicht als Antriebsquelle zur Verfügung, kann über das elektrische Antriebssystem nur eine mehr oder weniger stark eingeschränkte
Fahrzeugverfügbarkeit dargestellt werden. Spezielle Funktionalitäten für diesen
Betriebszustand, wie eine Geschwindigkeits- oder Leistungsbegrenzung und/oder die Ausgabe von Warn- oder Hinweismeldungen, können über eine von außen, d.h. mittels des
Simulationsgeräts, vorgenommene Sperrung des Starts des Verbrennungsmotors leicht zugänglich gemacht werden.
2. Vorgabe eines Festwertes (z.B. Temperatur der Traktionsbatterie)
Die Bauteiltemperatur der Traktionsbatterie in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug ist eine maßgebliche Größe, die die Leistungsfähigkeit des gesamten elektrischen Antriebssystems beeinflusst. In der Entwicklungsphase eines Kraftfahrzeuges ist die Analyse des
Fahrzeugverhaltens in Grenzbereichen (z.B. einer sehr kalten oder heißen Traktionsbatterie) erforderlich. Üblicherweise werden Fahrzeuge in Klima- oder Kältekammern entsprechend konditioniert. Die Konditionierung eines Fahrzeugs und insbesondere einer Traktionsbatterie auf solche Extrembedingungen ist unter Umständen sehr aufwändig, da die Batterien aufgrund ihrer großen Masse eine hohe thermische Trägheit besitzen und somit sehr lange vorkonditioniert werden müssen.
Wenn man der Steuerung der Traktionsbatterie (BCM - battery control unit) eine entsprechend niedrige oder hohe Temperatur von außen, d.h. mittels des Simulationsgeräts vorgibt, kann man weite Bereiche der erforderlichen Untersuchungen bei moderateren Temperaturen der Traktionsbatterie oder sogar bei normalen Umgebungstemperaturen vornehmen. Die vom BCM an eine zentrale Motorsteuerung übermittelten Daten bezüglich der zur Verfügung stehenden Batterieleistung spiegeln dann die Einschränkungen korrespondierend zu dem vorgegebenen Temperaturwert wieder. Dies kann die aufwändigen Vorkonditionierungsphasen erheblich verkürzen oder gänzlich überflüssig machen.
Eine ähnlich geartete Beeinflussung von Leistungswerten eines elektrischen Antriebsmotors oder einer Leistungselektronik kann als weiteres Beispiel angeführt werden.
3. Festwert/gesteuerter Verlauf (z.B. Ladezustand der Traktionsbatterie)
Das Verhalten eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs wird maßgeblich vom Ladezustand der Traktionsbatterie beeinflusst. Ausgehend von einer vollständig geladenen Batterie, die die volle Leistungsabgabe aber kaum oder keine Leistungsaufnahme ermöglicht, ändert sich das Verhalten hin zu einem mehr oder weniger breiten Bereich mit nahezu konstantem Verhalten bis hin zu einem Bereich eines niedrigen Ladezustands mit abnehmender Entladeleistung bis hin zum Entladeende. Hier unterscheiden sich elektrifizierte Antriebskonzepte von
konventionellen mit Verbrennungsmotor, die über den gesamten Verlauf einer Verringerung des
Kraftstoffvorrats ein praktisch konstantes Verhalten aufweisen. Über den Ladezustands- beziehungsweise Leistungsbereich der Traktionsbatterie sind unter Umständen zahlreiche Funktionalitäten in ihrem Verhalten beeinflusst. Es ist vorteilhaft, den Ladezustand der
Traktionsbatterie oder einen Lade- oder Entladeverlauf dem BMC von außen vorgeben zu können. So kann das Systemverhalten beispielsweise im Zeitraffer analysiert werden, indem der Ladezustandsverlauf über der Zeit oder einer Fahrstrecke abgebildet wird, ohne dass sich der tatsächliche Ladezustand überhaupt oder in demselben Maß ändern muss. Dies ermöglicht über den tatsächlichen nutzbaren Bereich des Ladezustands mehrere Analysevorgänge, ohne die Batterie immer wieder zeitaufwändig auf ein definiertes Ladeniveau bringen zu müssen.
Es könnte auch ein zu hoher Ladezustand simuliert werden, um (kontrolliert) in einen Bereich des Ladezustands zu gelangen, der sonst über die Fahr- und Ladestrategie im
Antriebsmanagement sicher vermieden wird, Dies kann erforderlich sein, um einen Motorstart mit einer nahezu tiefentladenen Batterie bei der Entwicklung zu testen oder im Kundendienst nachstellen zu können, was ansonsten praktisch unmöglich ist, da sich ein solcher Zustand ansonsten nur durch Selbstentladung über mehrere Monate hinweg einstellen könnte. Alternativ zur Beeinflussung des Ladezustands kann ein Tiefentladezustand auch durch eine auf dem BMC oder einer zentralen Motorsteuerung vorhandene oder temporär aufgespielte Funktion hergestellt werden.
4. Vorgabe von Streckeninformationen zur Beeinflussung einer prädiktiven Fahrstrategie
Prädiktive Funktionen, die Streckeninformation vom Navigationssystem verwenden,
beeinflussen das Fahrzeugverhalten in zunehmendem Maße. Bislang besteht das Problem, dass diese nur dann vorliegen, wenn das Fahrzeug tatsächlich auch fährt. Bei Untersuchungen, beispielsweise auf Rollenprüfständen, kann der Einfluss daher nicht bewertet werden. Hier ist es vorteilhaft, Streckinformationen von außen vorzugeben, sei es statisch, strecken- oder zeitgesteuert. Darüber hinaus kann eine direkte Kopplung an die Prüfstandstechnik
vorgenommen werden, um virtuell Fahrprofile mit Streckeninformationen abfahren zu können.
5. Auswahl der Starteinrichtung
Hybrid- und Fahrzeuge mit einer Start/Stopp-Automatik verfügen unter Umständen über mehrere Einrichtungen zum Start des Verbrennungsmotors, beispielsweise eine im
Antriebstrang befindliche Elektromaschine, einen Riemen-Starter-Generator oder einen konventionellen Ritzelstarter. Üblicherweise wird die Auswahl der Starteinrichtung
situationsabhängig von der für den Normalbetrieb gespeicherten Fahrstrategie vorgenommen. Um eine spezielle Starteinrichtung testen zu können, ist es vorteilhaft, diese von außen wählen zu können. Darüber hinaus gibt es unter Umständen auch noch unterschiedliche Startvarianten je Starteinrichtung, die ebenfalls abhängig von der Fahrsituation gewählt werden. Auch hier ist es vorteilhaft, diese definiert von außen vorgeben zu können.
6. Vorgabe einer Achsverteilung bei mehreren angetriebenen Achsen
Bei einem Fahrzeug mit einem elektromotorischem Allradsystem, bei dem je Achse ein eigenständiger Antrieb vorgesehen ist, kann die Problematik bestehen, dass abhängig von der Fahrsituation und anderen Randbedingungen im Normalbetrieb die Verteilung des
Vortriebsmoments automatisch auf die verfügbaren Maschinen vorgegeben wird. Soll nur ein Antrieb definiert beurteilt werden, beispielsweise zur Fehleranalyse oder zur Beurteilung einer Reparaturmaßnahme, dann kann auch hier eine von außen vorgebbare Lastverteilung zwischen den Antriebsaggregaten vorteilhaft sein.
7. Vorgabe einer definierten Generatorlast in einem Hybridsystem
Zu Analysezwecken kann es auch vorteilhaft sein, die Last, mit der ein Generator oder ein (temporär als Generator arbeitender) elektrischer Fahrmotor betrieben wird und die
normalerweise automatisch von der Fahrstrategie vorgegeben wird, von außen manuell, d.h. beispielsweise mittels eines Werkstatttesters, vorzugeben, um beispielsweise akustische Resonanzen ermitteln zu können und so Beanstandungen im Kundendienst effektiver bearbeiten zu können.
Claims
Patentansprüche
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems mit mindestens einer in einem Betriebszustand befindlichen Komponente und einem die Komponente ansteuernden Steuergerät, wobei mittels eines externen Simulationsgeräts, das datenübertragend mit dem Steuergerät verbindbar ist, Steuerungsanweisungen an das Steuergerät übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungsanweisungen das
Steuergerät derart beeinflusst wird, dass dieses von einem anderen als dem vorliegenden Betriebszustand der Komponente ausgeht.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät basierend auf Parametern, die dem angenommenen Betriebszustand einer ersten Komponente zugeordnet sind, eine zweite Komponente ansteuert und in einen dadurch beeinflussten Betriebszustand versetzt.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Definition der Steuerungsanweisungen Schutzgrenzen für den Betriebszustand der zweiten
Komponente berücksichtigt werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses für eine Funktionsüberprüfung durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsüberprüfung basierend auf Parametern, die von dem Steuergerät an das Simulationsgerät übermittelt werden, durchgeführt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Funktionsüberprüfung von dem Steuergerät durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Simulationsgeräts Steuerungsanweisungen an das Steuergerät übertragen werden, die angenommenen diskreten und/oder quantitativ definierten Betriebszuständen der (ersten) Komponente entsprechen.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere (erste) Komponenten, für die mittels des Simulationsgeräts entsprechende
Steuerungsanweisungen übertragen werden.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeugsystem ein Antriebssystem umfasst.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem ein hybrides Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen
Fahrmotor ist.
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