DE19841267C1 - Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose und fahrzeugeigenes Fehlerdiagnosesystem - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose mit einer Mehrzahl von Diagnosemodulen und einem fahrzeugeigenen Fehlerdiagnosesystem startet ein zweites Diagnosemodul (124), dessen Diagnoseergebnis vom Ergebnis der Fehlerdiagnose wenigstens eines ersten Diagnosemoduls (121) abhängt, seinen Diagnosezyklus, ohne auf das Diagnoseergebnis des ersten Diagnosemoduls (121) zu warten. Das zweite Diagnosemodul (124) schreibt sein Diagnoseergebnis in einen sekundären Fehlerspeicher (132). Wenn das erste Diagnosemodul (121) seinen Diagnosezyklus beendet hat, ohne einen Fehler festzustellen, wird das Diagnoseergebnis des zweiten Diagnosemoduls (124) vom sekundären Fehlerspeicher (132) in einen primären Fehlerspeicher (131) übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführen einer Fehlerdiagnose mit einer Mehrzahl von Diagnosemodulen, die Teilsysteme überwachen, und ein fahrzeugeigenes Fehlerdiagno­ sesystem.

Elektronische Steuergeräte zur Steuerung und Regelung von Sy­ stemen weisen häufig Diagnosemodule zum Erkennen von Fehlern des gesteuerten oder geregelten Systems auf. Die Diagnoseser­ gebnisse können beispielsweise die Deaktivierung von Teilsy­ stemen, die Ansteuerung von Warnanzeigen oder den Eintrag in einen Fehlerspeicher zu Dokumentationszwecken als Folge ha­ ben. Derartige Steuergeräte werden besonders häufig in Kraft­ fahrzeugen eingesetzt.

In einem vernetzten System kann der Ausfall einer einzelnen Komponente oder eines Teilsystems die korrekte Funktion ande­ rer Komponenten oder Teilsysteme beeinträchtigen. Werden der­ artige Querabhängigkeiten im System von den Diagnosemodulen nicht berücksichtigt, führt dies neben dem Eintrag des verur­ sachenden Fehlers zu weiteren Einträgen von Folgefehlern in einen Fehlerspeicher. Solche Folgefehler kennzeichnen unter Umständen korrekt arbeitende Teilsysteme oder Komponenten als fehlerhaft.

Um den Eintrag von Folgefehlern in den Fehlerspeicher zu ver­ meiden, kann eine Querverriegelung von Funktionen erfolgen. Dabei muß sichergestellt werden, daß der verursachende Fehler vor dem Folgefehler erkannt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß voneinander abhängige Diagnosemodule in einer bestimmten Reihenfolge gestartet werden, so daß ein Diagnosemodul, des­ sen Diagnoseergebnis vom Ergebnis der Fehlerdiagnose eines anderen Diagnosemoduls abhängig ist, erst nach Eintreffen des entsprechenden Diagnoseergebnisses gestartet wird.

Aus der Offenlegungsschrift DE 40 40 927 A1 ist eine Fehler­ speicherung in einer Steuereinrichtung eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der eine Fehlerfolge in einem Fehlerfolgespei­ cher in der Reihenfolge des Auftretens der Fehler abgelegt wird. In einem Fehlerregisterspeicher wird für jeden Fehler des Fehlerfolgespeichers durch eine Fehlerbezeichnungsflagge gekennzeichnet, ob der Fehler momentan vorliegt. Ein Eintrag in den Fehlerfolgespeicher erfolgt nur, wenn zu einem auftre­ tenden Fehler die zugehörige Fehlerbezeichnungsflagge nicht gesetzt ist.

In SAE Technical Paper Series 980512 wird unter dem Titel "A New Object-Oriented Diagnostic System Management for Power­ train Control Units with OBD" ein fahrzeugeigenes (ON-Board) Diagnosesystem vorgestellt, das einen Satz von zentralen Mo­ dulen zur Handhabung von Querverbindungen aufweist. Durch die Einführung von zentralen Modulen für eine Fehlerbehandlung wird gegenüber lokalen Querverriegelungen von Diagnosefunk­ tionen eine bessere Konfigurierbarkeit des Systems erzielt. Die zentralen Module übernehmen die Aufgabe einer zentralen Verwaltung und Koordinierung von Fehlerzuständen, die von den Diagnosefunktionen gemeldet werden.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose und ein Fehlerdiagnosesystem mit einer Mehrzahl von Diagnosemodulen bereitzustellen, bei denen auf die Reihenfolge der von den Diagnosemodulen eintreffenden Fehlermeldungen keine Rücksicht genommen werden muß.

Dieses Ziel wird mit einem Verfahren und einem Fehlerdiagno­ sesystem erreicht, wie sie in den unabhängigen Patentansprü­ chen definiert sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Unterscheidung zwischen einem primären und einem sekundären Fehlerspeicher ist es möglich, ein Diagnoseergeb­ nis als vorläufig einzustufen. Wenn sämtliche Randbedingungen erfüllt sind, insbesondere alle Diagnoseergebnisse vorliegen, von denen das Diagnoseergebnis des betreffenden Diagnosemo­ duls abhängt, kann das als vorläufig eingestufte Diagnoseer­ gebnis als endgültig eingestuft werden. Ein von dem Ergebnis eines anderen Diagnosemodul abhängiges Diagnosemodul muß da­ her nicht zwingend auf das Eintreffen des ausstehenden Dia­ gnoseergebnisses warten, sondern kann schon seinen Diagnose­ zyklus starten. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn die Diagnosemodule verhältnismäßig zeitaufwendige Routinen abar­ beiten müssen oder wenn ein Diagnosemodul von den Diagnoseer­ gebnissen einer Kette von Diagnosemodulen abhängig ist.

Wird festgestellt, daß das vorläufige Diagnoseergebnis auf Werten beruht, die von einem anderen Diagnosemodul als feh­ lerhaft bewertet wurden, so wird das abhängige Diagnoseergeb­ nis vorzugsweise aus dem sekundären Fehlerspeicher gelöscht.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Diagnoseer­ gebnis eines zweiten Diagnosemoduls, das vom Diagnoseergebnis eines ersten Diagnosemoduls abhängig ist auch dann in den Fehlerspeicher geschrieben, wenn das erste Diagnosemodul vor dem zweiten Diagnosemodul seinen Diagnosezyklus abgeschlossen und keinen Fehler erkannt hat. Die Entscheidung, ob ein Dia­ gnoseergebnis vom sekundären Fehlerspeicher in den primären Fehlerspeicher übertragen wird, kann dann von einem zentralen Diagnosemodul getroffen werden. Dadurch wird die Konfigurati­ on des Fehlerdiagnosesystems vereinfacht.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Abhängig­ keiten zwischen Diagnosemodulen in einer Tabelle oder Matrix (Querverriegelungsmatrix) gespeichert. Aus dieser Matrix kann ein Diagnosemodul oder ein zentrales Diagnosemodul ableiten, ob ein Diagnoseergebnis als vorläufig oder endgültig zu wer­ ten ist. Dementsprechend wird dann das Diagnoseergebnis in den primären Fehlerspeicher oder den sekundären Fehlerspei­ cher eingetragen.

Obwohl die Erfindung sowohl in Fahrzeugen und Produktionsan­ lagen als auch Verbindung mit irgendeinem zu überwachenden System eingesetzt werden kann, ist das bevorzugte Anwendungs­ gebiet die Fehlerdiagnose von Teilsystemen eines Kraftfahr­ zeugs. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Fehlerdia­ gnose im Zusammenhang mit einem Motorsteuergerät, einer Ge­ triebesteuerung, eines elektromechanischen Bremssystems, ei­ ner elektromagnetischen Ventilsteuerung oder dergleichen han­ deln.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Motorsteuergerät mit einem Fehlerdiagnosesy­ stem,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm für ein Diagnosemodul, und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für einen Hintergrundprozeß.

Ein in Fig. 1 veranschaulichtes elektronisches Steuergerät 1 steuert und regelt den Motor eines Kraftfahrzeugs. Das Steu­ ergerät 1 weist wenigstens einen nicht dargestellten Mikro­ prozessor auf, der nicht nur den Motor, sondern auch die Durchführung von Fehlerdiagnosen steuert.

Im Steuergerät 1 sind ein zentrales Diagnosemodul 11 und meh­ rere lokale Diagnosemodule 121 bis 124 implementiert. Weiter­ hin befindet sich im Steuergerät 1 ein löschbarer und wieder­ beschreibbarer Speicher 13, auf den das zentrale Diagnosemo­ dul 11 sowohl Lesezugriff als auch Schreibzugriff hat und auf den die lokalen Diagnosemodule 121 bis 123 nur Schreibzugriff haben.

Der Speicher 13 weist Bereiche für einen normalen primären Fehlerspeicher 131, einen temporären, sekundären Fehlerspei­ cher 132 sowie einen Bereich 133 für eine Markierung oder ein Flag auf.

Die lokalen Diagnosemodule 121 bis 123 sind jeweils mit einem Teilsystem 21 bis 23 verbunden und diesem funktional, nicht notwendigerweise örtlich zugeordnet. Teilsystem 21 ist eine Lambdasonde, Teilsystem 22 ist ein Luftmassensensor und Teil­ system 23 ist ein Kühlwassertemperatursensor. Das lokale Dia­ gnosemodul 124 führt die Katalysator-Wirkungsgrad-Diagnose durch.

Ein Adaptionsmodul 125 stellt einen Korrekturfaktor für die Regelung des Kraftstoff-Luftgemisches bereit, der dauerhafte oder längerfristige Abweichungen des Gemischaufbereitungssy­ stems vom Sollzustand berücksichtigt.

Ein Regelungsmodul 126 regelt das Kraftstoff-Luftgemisch auf einen vorgegebenen Sollwert unter Berücksichtigung des von dem Adaptionsmodul 125 bereitgestellten Korrekturfaktors.

Ein nicht dargestelltes Auswertemodul, das mit dem Teilsystem 21 (Lambdasonde) verbunden ist, übermittelt die gemessenen Sensorsignale sowohl an das lokale Diagnosemodul 124, das die Katalysator-Wirkungsgrad-Diagnose durchführt, als auch an das Adaptionsmodul 125 und an das Regelungsmodul 126. Das lokale Diagnosemodul 124 kann den Wirkungsgrad eines Katalysators nur zutreffend feststellen, wenn das lokale Diagnosemodul 121 keinen Fehler bei dem Teilsystem 21 (Lambdasonde) festge­ stellt hat. Das Diagnoseergebnis des Diagnosemoduls 124 hängt daher vom Diagnoseergebnis des Diagnosemoduls 121 (Lambdasonden-Diagnosemodul) ab. Beide Diagnosen benötigen einen relativ langen Zeitabschnitt für einen Durchlauf oder Diagnosezyklus.

In Fig. 2 ist der Ablauf der Diagnose des Diagnosemoduls 124 (Katalysator-Wirkungsgrad-Diagnose) dargestellt.

Mit Schritt A beginnt die Diagnoseprozedur zur Überprüfung des Katalysator-Wirkungsgrads.

In Schritt B prüft das Diagnosemodul 124, ob noch Diagnoseer­ gebnisse von anderen Diagnosemodulen zu einem eventuellen Fehlereintrag nötig sind. Die Information hierzu erhält das Diagnosemodul 124 über die jeweiligen Fehlerzustände jener Diagnosemodule, von denen das Ergebnis von Diagnosemodul 124 abhängt. Die Fehlerzustände enthalten hierbei sowohl die Er­ gebnisse der Diagnosen als auch die Information, ob die je­ weilige Diagnose bereits abgeschlossen ist. Die Abhängigkei­ ten der Diagnosemodule voneinander sind in einer Tabelle oder Querverriegelungsmatrix beschrieben. Bei der Überprüfung stellt das Diagnosemodul 124 fest, daß ein sich ergebendes Diagnoseergebnis unter dem Vorbehalt steht, daß das Diagnose­ modul 121 nach Abschluß seiner Diagnose keinen Fehler des Teilsystems 21 festgestellt hat. Das Diagnosemodul 124 setzt daher eine Markierung oder ein Vorbehalts-Flag im Speicherbe­ reich 133 des Speichers 13.

Anschließend wird in Schritt C, ohne auf das ausstehende Dia­ gnoseergebnis des Diagnosemoduls 121 zu warten, die eigentli­ che Diagnose des Katalysator-Wirkungsgrads vorgenommen.

In Schritt D erfolgt die Meldung des Diagnoseergebnisses an den Fehlerspeicher. Vor Ausgabe des Ergebnisses wird in Schritt E überprüft, ob ein Vorbehalts-Flag als Markierung einer Abhängigkeit gesetzt war. War das Vorbehalts-Flag nicht gesetzt, wird das Diagnoseergebnis in den normalen, primären Fehlerspeicher 131 eingetragen. Da in diesem Beispiel das Vorbehalts-Flag gesetzt war, wird das Diagnoseergebnis in den temporären, sekundären Fehlerspeicher 132 geschrieben.

Bei einem Auslesen des Fehlerspeichers ist nur der primäre Fehlerspeicher 131 zugänglich. Daher wird ein in dem be­ schriebenen Diagnosezyklus möglicherweise erkannter Fehler, der aber eventuell auf einem fehlerhaften Arbeiten des Teil­ systems 21 (Lambdasonde) und nicht auf dem Katalysator be­ ruht, beim Auslesen des Fehlerspeichers des Steuergeräts nicht angezeigt. Vielmehr ist im primären Fehlerspeicher 131 noch der vorhergehende Status des Diagnosemoduls 124 gespei­ chert und auslesbar.

Fig. 3 veranschaulicht eine Übertragung eines Diagnoseergeb­ nisses vom sekundären Fehlerspeicher 132 in den primären Feh­ lerspeicher 131. Diese Übertragung wird von dem zentralen Diagnosemodul 11 gesteuert.

In Schritt a beginnt ein Prozeß, der vom Mikroprozessor des Steuergeräts parallel zu anderen Prozessen, beispielsweise laufenden Fehlerdiagnosen, bearbeitet wird.

In Schritt b wird für die vorhandenen Diagnosemodule 121 bis 124 geprüft, ob ein Vorbehalts-Flag zur Markierung eines Ab­ hängigkeitverhältnisses gesetzt worden ist. Ist kein Vorbe­ halts-Flag gesetzt, so wird dieser Hintergrundprozeß nach Ab­ lauf einer definierten Zeit erneut gestartet.

Ist dagegen von wenigstens einem Diagnosemodul ein Vorbe­ halts-Flag gesetzt worden, so wird in Schritt c geprüft, ob sämtliche Bedingungen erfüllt sind, und ob über die Gültig­ keit des als vorläufig markierten Diagnoseergebnisses ent­ schieden werden kann. Für das in Fig. 2 dargestellte Bei­ spiel ist dies der Fall, wenn das Diagnoseergebnis des Dia­ gnosemoduls 121 (Lambda-Sonden-Diagnosemodul) vorliegt. Diese Prüfung wird anhand einer Tabelle oder Matrix vorgenommen, in deren Zeilen die ergebnisliefernden Diagnosemodule eingetra­ gen sind und in deren Spalten die Diagnosemodule eingetragen sind, die von den Ergebnis liefernden Diagnosemodulen abhän­ gig sind. In diesem Beispiel ist in der Spalte für das Dia­ gnosemodul 124 eine Abhängigkeit in der Zeile des Diagnosemo­ duls 121 gekennzeichnet.

In Schritt d wird geprüft, ob das vom abhängigen Diagnosemo­ dul gelieferte Ergebnis, also das vom Diagnosemodul 124 ge­ lieferte Ergebnis, gültig oder ungültig ist. Das Diagnoseer­ gebnis des abhängigen Diagnosemoduls 124 ist gültig, wenn das ergebnisliefernde Diagnosemodul 121 keinen Fehler des Teilsy­ stems 21 festgestellt hat.

Wird festgestellt, daß das Diagnoseergebnis des abhängigen Diagnosemoduls 124 gültig ist, so wird in Schritt e ver­ zweigt. Dies bedeutet, daß das im temporären, sekundären Feh­ lerspeicher 132 gespeicherte Diagnoseergebnis in den norma­ len, primären Fehlerspeicher 131 kopiert wird.

Zeigt dagegen das ergebnisliefernde Diagnosemodul 121 einen Fehler des Teilsystems 21 an, so wird in Schritt f verzweigt. In diesem Fall wird der Status des sekundären Fehlerspeichers 132 nicht in den primären Fehlerspeicher 131 übertragen, da er keine Aussagekraft besitzt. Vielmehr wird das Ergebnis des Diagnosemoduls 124 im sekundären Fehlerspeicher 132 gelöscht.

In gleicher Weise wird mit den Ergebnissen weiterer Diagnose­ module verfahren, wenn diese Diagnosemodule eine Markierung oder Flag in den Speicherbereich 133 gesetzt haben.

Claims (8)

1. Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose mit einer Mehrzahl von Diagnosemodulen (121; 122; 123), die Teilsysteme (21; 22; 23) überwachen, mit den Schritten:

• 1. ein zweites Diagnosemodul (124), dessen Diagnoseergebnis vom Ergebnis der Fehlerdiagnose wenigstens eines ersten Diagnosemoduls (121) abhängt, startet seinen Diagnosezy­ klus, ohne auf das Diagnoseergebnis des ersten Diagnosemo­ duls (121) zu warten,
• 2. das zweite Diagnosemodul (124) schreibt das Diagnoseergeb­ nis in einen sekundären Fehlerspeicher (132), wenn das Dia­ gnoseergebnis des ersten Diagnosemoduls (121) nach Abschluß des Diagnosezyklus noch nicht vorliegt,
• 3. das Diagnoseergebnis des zweiten Diagnosemoduls (124) wird in einen primären Fehlerspeicher (131) geschrieben, dessen Einträge zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit der Teilsy­ steme (21; 22; 23) dienen, wenn das erste Diagnosemodul (121) nach Abschluß seines Diagnosezyklus keinen Fehler de­ tektiert hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diagnoseergebnis des zweiten Diagnosemoduls (124) auch dann in den sekundären Fehlerspeicher (132) geschrieben wird, wenn das erste Diagnosemodul (121) vor dem zweiten Diagnosemodul (124) seinen Diagnosezyklus abgeschlossen hat.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentrales Diagnosemodul (11) die Übertragung eines in den sekundären Fehlerspeicher (132) ge­ schriebenen Diagnoseergebnisses steuert.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen, unter denen ein Diagno­ seergebnis eines Diagnosemoduls (121; 122; 123; 124) in den primären Fehlerspeicher (131) und/oder den sekundären Fehler­ speicher (132) eingetragen wird, in einer Matrix vorgegeben ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Diagnosemodul (124) mit einer Markie­ rung versehen wird, wenn ein von ihm festgestellter Fehler nicht im primären Fehlerspeicher (131), sondern im sekundären Fehlerspeicher (132) zu speichern ist.

6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Markierung verwendet wird, um die Über­ tragung des Inhalts des primären Fehlerspeichers (131) in den sekundären Fehlerspeicher (132) zu steuern.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Fehlerspeicher (132) und der primäre Fehlerspeicher (131) mit unterschiedlichen Kenn­ zeichen versehen sind, und daß eine Übertragung eines Diagno­ seergebnisses vom sekundären Fehlerspeicher (132) in den pri­ mären Fehlerspeicher (131) durch einen Austausch der Kennzei­ chen erfolgt.

8. Fahrzeugeigenes Fehlerdiagnosesystem mit einer Mehrzahl von Diagnosemodulen (121; 122; 123), die Teilsysteme (21; 22; 23) überwachen, das aufweist:

• 1. einen primären Fehlerspeicher (131), dessen Einträge zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit der Teilsysteme (21; 22; 23) dienen,
• 2. einen sekundären Fehlerspeicher (132), in den Diagnoseer­ gebnisse eintragbar sind, die von wenigstens einem weiteren Diagnoseergebnis abhängen.