DE4400203C1 - Verfahren zur Überwachung von Fahrzeugfunktionskomponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur laufenden Überwachung von Fahrzeugfunktionskomponenten mittels einer im Fahrzeug mitgeführten Diagnoseeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiges Diagnoseverfahren dient beispielsweise zur kontinuierlichen Überwachung abgasrelevanter Fahrzeugfunktionskomponenten im laufenden Fahrzeugbetrieb.

In jüngster Zeit werden in Kraftfahrzeugen vermehrt immer kom­ plexere Steuer- und Regelelektronikkomponenten, z. B. für die Kraftstoffeinspritzung, für ABS- und ASR-Systeme, für automati­ sche Getriebe und dgl., eingesetzt. Dadurch entstand der Bedarf, derartige Fahrzeugfunktionskomponenten schnell und kostengün­ stig prüfen und gegebenenfalls reparieren zu können. Die kon­ ventionell eingesetzten Werkstattmittel haben sich für diesen Zweck schon sehr bald als nicht befriedigend herausgestellt. Ein Grund hierfür liegt darin, daß wichtige Informationen über den Ablauf von in einem Steuergerät abgelegten Funktionen, z. B. Stellgrößen, zwar im Rechner des Steuergerätes vorliegen, mit den üblichen Werkstattmitteln aber nicht zugänglich gemacht werden können. Daraus ergab sich das Bedürfnis, Diagnosesysteme und -verfahren zu entwickeln, die an moderne Fahrzeugelektro­ niksysteme angepaßt sind.

Gebräuchliche derartige Diagnosesysteme lassen sich in externe, sogenannte Off-Board Diagnosesysteme und fahrzeugeigene, soge­ nannte On-Board Diagnosesysteme unterteilen. Bei den Off-Board Diagnosesystemen wird ein externes Diagnosegerät, in welchem das Diagnoseverfahren abgespeichert ist, beispielsweise werk­ stattseitig an die Fahrzeugelektronik angeschlossen und darauf­ hin bei laufendem Motor das abgespeicherte Diagnoseverfahren durchgeführt. Derartige Diagnosesysteme sind beispielsweise aus den Patentschriften DE 39 04 915 C2 und DE 39 32 436 C2 bekannt.

Bei einem in der Offenlegungsschrift DE 32 29 411 A1 angegeben­ en Off-Board Diagnosesystem signalisiert eine externe Prüfein­ heit einer mit dieser über eine Prüfverbindung verbindbaren Steuereinrichtung innerhalb der Fahrzeugelektronik, daß eine dort als Programm in einem Speicher abgelegte Fehlerüberwachung mittels einer zentralen Verarbeitungseinheit der Fahrzeugelek­ tronik ausgeführt werden soll, wonach eine Reihe von Prüfpunk­ ten geprüft werden, die anhand der Eingangssignale identifiziert werden. Das Prüfprogramm, d. h. das Diagnoseverfahren, wird immer dann ausgeführt, wenn die zentrale Verarbeitungseinheit nicht mit fahrzeugelektronischen Steuerprogrammen, wie z. B. Motor­ steuerprogrammen, beschäftigt ist. Nach jeder Ausführung des Prüfprogramms wird das jeweilige Prüfresultat in einem nicht­ flüchtigen Speicher abrufbar gespeichert. Alle Prüfroutinen werden in einer vorgegebenen, festen Reihenfolge, wie sie in dem betreffenden Speicher abgelegt ist, durchgeführt.

Demgegenüber wird in jüngster Zeit die On-Board Diagnose bevor­ zugt, da sie sehr effektiv eine ständige, im Fahrzeug mitge­ führte Überwachung von Fahrzeugfunktionskomponenten während des Fahrbetriebes erlaubt. Gerade diese Art der Überwachung wird daher zum Teil sogar gesetzlich vorgeschrieben, z. B. im US-Bun­ desstaat Kalifornien für abgasrelevante Systeme und Komponenten im Personenkraftwagen.

Bei einem aus der Offenlegungsschrift DE 35 40 599 A1 bekannten Diagnosesystem für ein Kraftfahrzeug ist umschaltbar wahlweise eine Off-Board oder eine On-Board Diagnose möglich. Für das On-Board Diagnoseverfahren wird eine benutzerbetätigbare Schaltmöglichkeit vorgeschlagen, um einen automatischen, se­ quentiell ablaufenden Diagnoseablauf mit einer fest vorgegeben­ en Reihenfolge von Prüfroutinen zu aktivieren, wobei jeweils aufgetretene Fehler für einige Zeit angezeigt oder auf einer externen Protokolleinheit wiedergegeben werden. Das bekannte Diagnosesystem soll auch während der Fahrt permanent allgemeine und/oder sicherheitsrelevante Systemdefekte in den Steuer- oder Funktionssystemen und/oder anderen Fahrzeugkomponenten erkennen und dem Fahrer während der Fahrt anzeigen. Zur Durchführung des Diagnoseverfahrens ist eine Testeinheit innerhalb der Fahrzeug­ elektronik angeordnet, die insbesondere einen Mikrorechner und weitere übliche periphere Komponenten beinhaltet. Insbesondere sind Speicher vorhanden, in denen unter anderem die feste Rei­ henfolge der durchzuführenden Prüfroutinen abgespeichert ist.

In der Patentschrift DE 37 26 344 C2 ist ein Diagnosesystem für Steuergeräte eines Kraftfahrzeuges offenbart, bei dem in einem jeweiligen Steuergerät Diagnoseroutinen für von diesem Steuer­ gerät angesteuerte Fahrzeugkomponenten aktivierbar abgespei­ chert sind. Dabei ist sowohl für das Anwählen des jeweiligen Steuergerätes durch einen im Fahrzeug integrierten Diagnose­ rechner oder ein externes Diagnosegerät zu Diagnosezwecken als auch für die Durchführung der Diagnoseroutinen innerhalb eines Steuergerätes jeweils eine Prioritätsreihenfolge vorgegeben. Durch unterschiedliche Diagnosesteuerimpulse kann entsprechend dieser Prioritätsreihenfolge sowohl innerhalb eines Steuergerä­ tes von einer Diagnoseroutine zur nächsten als auch von einem Steuergerät zum nächsten weitergeschaltetwerden, wobei Diagno­ seroutinen unausgeführt übersprungen werden können. Die von einem Steuergerät jeweils erkannten Fehler werden von diesem gemeldet und zur Anzeige gebracht sowie in einem Fehlerspeicher des Diagnoserechners oder des Diagnosegerätes gespeichert.

In der Offenlegungsschrift DE 32 21 398 A1 wird ein Datenerfas­ sungssystem für Fahrzeuge beschrieben, das ein im Fahrzeug ein­ gebautes Gerät zur zyklischen Erfassung der Daten von Gebern, die dynamische Fahrzeuggrößen oder bestimmte Fahrzeugzustände erfassen, eine in das Gerät einsteckbare Kassette zur Daten­ speicherung und einen Rechner zur Aufnahme und Verarbeitung der in der Kassette gespeicherten Daten beinhaltet. Damit der Fahr­ zeughalter in variabler Weise bestimmen kann, welche der von den Gebern erfaßten Daten jeweils ausgewertet werden sollen, versieht der Rechner den Datenspeicher der Kassette mit vom Fahrzeughalter vorgebbaren Auswahlinformationen. Mit Hilfe die­ ser Auswahlinformationen wird dann die Datenerfassung nach ei­ ner vorgegebenen Datenerfassungsroutine durchgeführt, welche unter anderem die Abfrage der einzelnen Geberdaten in einer vorbestimmten Reihenfolge beinhaltet.

In gegenwärtigen On-Board Diagnosesystemen besteht für die Überprüfung von Sensoren, Aktoren und weiterer Funktionskompo­ nenten in Abhängigkeit von der gewünschten Prüftiefe Bedarf an einem Bündel einzelner Prüfroutinen, deren Anzahl bei modernen Systemen häufig größer als 50 ist. Eine Abarbeitung dieser Prüfroutinen nach einer fest vorgegebenen Reihenfolge ist bei einer derart großen Anzahl von Prüfroutinen, von denen häufig mehrere unter gleichen Startbedingungen, aber nicht gleichzei­ tig durchführbar sind, wenig effektiv.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens zur kontinuierlichen, fahrzeugeigenen Überwa­ chung von Fahrzeugfunktionskomponenten mittels einer im Fahr­ zeug mitgeführten Diagnoseeinrichtung zugrunde, mit dem auch eine Vielzahl von Prüfroutinen effektiv durchführbar ist und das möglichst schnell und zuverlässig eine Aussage darüber erlaubt, ob alle überwachten Funktionskomponenten ordnungsgemäß arbeiten.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Abarbeitung der Prüfroutinense­ quenz gestaltet sich verfahrensgemäß flexibel, denn es kann von der vorgegebenen Reihenfolge abgewichen werden, wenn auf entspre­ chende Abfrage von derartige Informationen bereitstellenden Speicherinhalten in dafür fahrzeugseitig vorgesehenen Speichern festgestellt wird, daß eine anstehende Prüfroutine bereits ein­ mal durchgeführt wurde und hingegen eine andere Prüfroutine, deren Startbedingungen vorliegen, bislang noch nicht durchge­ führt wurde. Statt die anstehende Routine nochmals durchzufüh­ ren, wird in diesem Fall in der Prüfroutinenreihenfolge zu der bislang noch nicht durchgeführten Prüfroutine gesprungen und diese erstmalig durchgeführt. Dieses Vorgehen gewährleistet, daß bei einer Vielzahl von Prüfroutinen nach vergleichsweise kurzer Zeit jede Prüfroutine wenigstens einmal durchgeführt ist, wonach dann eine aussagekräftige Information über das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Systemfehlern bezüglich aller überwachter Funktionskomponenten vorliegt.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ermöglicht ei­ nen sogenannten Folgefehlerausschluß, d. h. durch die Sperrung einer Auswertung der jeweils aktivierten Prüfroutine sowie von deren Resultat abhängiger Prüfroutinen bei Vorliegen unplausib­ ler Eingangsgrößenwerte wird erreicht, daß eine Rückverfolgung von Fehlern möglich ist und nur ursächliche Fehler registriert werden, so daß die Fehlerlokalisierung nicht durch eine Fülle von Folgefehlern erschwert wird.

Bevorzugt wird das Vorliegen eines Fehlers entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 erst signalisiert, wenn das Verhältnis von fehlerindikativen zu nicht fehlerindi­ kativen Prüfresultaten einer Prüfroutine, die über eine vorge­ gebene Zeitdauer hinweg erfaßt wurden, einen vorgebbaren Grenz­ wert überschreitet, wodurch eine sogenannte Fehlerentprellung realisiert wird, d. h. daß nicht jeder unplausible, von einer Prüfroutinendurchführung erfaßte Zustand oder Meßwert sofort als Fehler deklariert wird, sondern auf einen Fehler erst bei ausreichend häufiger Bestätigung solcher unplausibler Zustände oder Meßwerte geschlossen wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 erlaubt eine Bereitschaftskennung, in der eine abrufbare Information darü­ ber, daß jede Prüfroutine bereits mindestens einmal durchge­ führt wurde, erzeugt wird. So läßt sich beispielsweise dem Be­ nutzer anzeigen, ob in der laufenden Betriebsphase bereits Prüfresultate für alle überwachten Funktionskomponenten erzeugt wurden und daher das Auslesen eines vorhandenen Fehlerspeichers zum jeweiligen Zeitpunkt sinnvoll ist oder nicht.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ist insbeson­ dere im Zusammenhang mit einer zusätzlich anschließbaren Off- Board Diagnose von Vorteil, da eine solche Überwachung durch das Vorhandensein von Umgebungsdaten, z. B. über Fahrgeschwin­ digkeit, Motordrehzahl, Last, Kühlmitteltemperatur, Fahrstrecke, Dauer der laufenden Betriebsphase und Betriebszustände der Re­ gelkreise, die den Systemzustand beim erstmaligen sowie beim jeweils letztmaligen Auftreten des Fehlers bzw. eines unplau­ siblen Zustands oder Meßwerts charakterisieren, sehr erleich­ tert wird, wobei gleichzeitig durch die Beschränkung auf die Abspeicherung der Daten beim erstmaligen und beim jeweils letztmaligen Auftreten eines Fehlers nicht allzuviel Speicher­ platz benötigt wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 bewirkt, daß eine für den Fahrer vorgesehene Warnlampe durch die selbsttätig durchgeführte Fahrzeugdiagnose nur aktiviert wird, wenn ein je­ weiliger Fehler in unterschiedlichen Situationen mit ausrei­ chender Wahrscheinlichkeit vorliegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeich­ nungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm eines Abschnitts eines Verfahrens zur Überwachung von Fahrzeugfunktionskomponenten, der sich auf die Erfassung durchgeführter Prüfroutinen und die Bestimmung einer jeweils nächsten durchzufüh­ renden Prüfroutine bezieht,

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines weiteren Abschnitts des Dia­ gnoseverfahrens, der sich auf die Sperrung gewisser Prüfroutinen bei einem erkannten Fehler bezieht,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines weiteren Abschnitts des Dia­ gnoseverfahrens, der sich auf die Durchführung einer sogenannten Fehlerentprellung bezieht,

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines zu demjenigen in Fig. 3 alter­ nativ vorsehbaren Verfahrensabschnitts zur Fehlerent­ prellung und

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines weiteren Abschnitts des Dia­ gnoseverfahrens, der sich auf die Aktivierung einer Warnlampe bezieht.

Das beschriebene Verfahren, von dem wichtige Abschnitte in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben werden, dient der On-Board Diagnose, d. h. der laufenden, fahrzeugeigen­ en Überwachung von Funktionskomponenten eines Kraftfahrzeuges mittels einer im Fahrzeug mitgeführten Diagnoseeinrichtung. Der Verfahrensablauf ist hierbei in einem entsprechenden Speicher der Diagnoseeinrichtung abgelegt, die im wesentlichen einen üb­ lichen Aufbau besitzt, beispielsweise nach Art eines der ein­ gangs genannten bekannten Diagnosesysteme. Für den Fachmann wird aus der Beschreibung des Verfahrens ersichtlich, wie er gegebenenfalls einzelne Bausteine einer bekannten Diagnoseein­ richtung zwecks Durchführung dieses Diagnoseverfahrens zu modi­ fizieren hat.

Anhand von Fig. 1 wird die verfahrensgemäße flexible Handhabung in der Reihenfolge der Abarbeitung der Prüfroutinen sowie deren Registrierung erläutert. Es versteht sich, daß vor einer ersten Diagnose zunächst die Prüfroutinenreihenfolge mitsamt dem ge­ samten Diagnoseverfahrensablauf in der fahrzeugeigenen Diagno­ seeinrichtung abgespeichert worden ist, wonach jeweils bei Fahrtantritt in einer für On-Board Diagnosen üblichen und hier nicht weiter interessierenden Weise das Diagnoseverfahren akti­ viert wird. Es werden dann zunächst die momentan vorliegenden Zustände bzw. Meßwerte der überwachten Funktionskomponenten er­ faßt und mit den Startbedingungen für die nach der Reihenfolge momentan anstehende Prüfroutine verglichen. Diese Startbedin­ gungen sind prüfroutinenspezifisch in der Diagnoseeinrichtung abgespeichert, um die Aktivierung der jeweiligen Prüfroutine nur unter für sie passenden Bedingungen während der Fahrt zu erlauben. Dabei wird so lange in der zyklischen Reihenfolge der Prüfroutinen weitergegangen, bis der Vergleich ergibt, daß nun­ mehr die Startbedingungen für eine bestimmte Prüfroutine vor­ liegen.

Dieses Verfahrensstadium entspricht dem Ausgangspunkt (A) des in Fig. 1 gezeigten Verfahrensabschnitts. In diesem wird zu­ nächst in einem ersten Schritt (1) abgefragt, ob die anstehende Prüfroutine während des laufenden Fahr- bzw. Diagnosebetriebs schon wenigstens einmal durchgeführt worden ist. Wenn nicht, wird diese Prüfroutine zur Abarbeitung freigegeben und durchge­ führt (Schritt 2), wonach im nächsten Schritt (3) eine Informa­ tion über die Durchführung dieser Prüfroutine als abrufbare Da­ ten in einem hierfür vorgesehenen Speicher abgelegt wird. Dar­ aufhin kehrt das Verfahren zum Ausgangspunkt (A) zurück und be­ ginnt den Verfahrensabschnitt von neuem mit dem Vergleich der momentanen Zustände bzw. Meßwerte der überwachten Funktionskom­ ponenten des Fahrzeugs mit den Startbedingungen der nächsten anstehenden Prüfroutine.

Wird im ersten Schritt (1) festgestellt, daß die anstehende Prüfroutine bereits wenigstens einmal durchgeführt worden ist, so wird in einem nächsten Schritt (4) festgestellt, ob bereits alle Prüfroutinen, die die passenden Startbedingungen haben, in der momentanen Betriebsphase durchgeführt worden sind. Hierzu werden sukzessive die Prüfroutinen mit den passenden Startbe­ dingungen nach der vorgegebenen Reihenfolge abgefragt. Wird hierbei eine Prüfroutine aufgefunden, die noch nicht bearbeitet wurde, so wird als nächstes diese aufgefundene Prüfroutine freigegeben und durchgeführt (Schritt 5), wonach vor den Ver­ fahrensschritt (3) gegangen wird, um nunmehr eine Information über die Durchführung dieser Prüfroutine abzuspeichern und an­ schließend wieder zum Ausgangspunkt (A) zurückzukehren. Gelangt das Verfahren im Schritt (4) hingegen nach zyklischer Abfrage der Prüfroutinen schließlich wieder bis zur ursprünglichen Prüfroutine, ohne daß eine noch nicht durchgeführte Prüfroutine mit passenden Startbedingungen aufgefunden wurde, was bedeutet, daß alle Prüfroutinen mit passenden Startbedingungen bereits wenigstens einmal abgearbeitet worden sind, so findet im näch­ sten Schritt (6) eine zyklische Wiederholung der bereits wenig­ stens einmal durchgeführten Prüfroutinen statt, beginnend mit der ursprünglich anstehenden Prüfroutine, wobei nach jeweiliger Abarbeitung einer Prüfroutine jeweils wieder zum Ausgangspunkt (A) zurückgekehrt und dadurch abgefragt wird, ob die Startbe­ dingungen für die nächste Prüfroutine noch immer vorliegen, be­ vor diese aktiviert wird.

Da zur Aktivierung jeder einzelnen Prüfroutine spezifische Ein­ trittskriterien, d. h. Startbedingungen, erfüllt sein müssen und es häufig der Fall ist, daß die Startbedingungen für mehrere Prüfroutinen, die nicht gleichzeitig ablaufen können, gleich­ zeitig erfüllt sind, erlaubt die oben beschriebene Vorgehens­ weise, daß in solchen Situationen möglichst alle Prüfroutinen in möglichst kurzer Zeit im Laufe einer Betriebsphase, d. h. während eines Fahrtbetriebes, durchgeführt werden. Hierzu ver­ mag das Verfahren von der vorgegebenen zyklischen Prüfroutinen­ reihenfolge abzuweichen und zu solchen Prüfroutinen zu springen, die in der vorliegenden Betriebsphase bislang noch nicht abge­ arbeitet worden sind. Diese Feststellung wird dadurch ermög­ licht, daß für jede Prüfroutine eine abrufbare Information über deren innerhalb einer Betriebsphase erstmalige Durchführung ab­ gespeichert wird. Durch Abruf dieser Information aus dem Spei­ cher kann die Diagnoseeinrichtung feststellen, ob die anste­ hende Prüfroutine bereits durchgeführt worden ist oder nicht. Erst wenn alle Prüfroutinen, für die die jeweils momentan er­ faßten Zustände bzw. Meßwerte der überwachten Fahrzeugfunk­ tionskomponenten mit den geforderten Startbedingungen überein­ stimmen, im Verlauf einer Betriebsphase einmal durchgeführt worden sind, beginnt die erneute, zyklische Wiederholung der Durchführung dieser Prüfroutinen. Auf diese Weise wird er­ reicht, daß eine vollständige Diagnoseinformation über alle zu überwachenden Funktionskomponenten nach möglichst kurzer Be­ triebszeit vorliegt. Die Abspeicherung abrufbarer Informations­ daten über die seit Start mindestens einmal vollständig erfolg­ te Durchführung einer Prüfroutine macht es dem Diagnosesystem des weiteren möglich, festzustellen, ob eine in einem entspre­ chenden Speicher vorhandene Information über das Nichtvorliegen eines bestimmten Fehlers tatsächlich aus einer zugehörigen Prüfroutinendurchführung in dieser Betriebsphase oder aber bei­ spielsweise aus einer Speichervoreinstellung stammt.

Anhand von Fig. 2 wird nun ein Verfahrensabschnitt beschrieben, mit dem unerwünschte Erfassungen von Folgefehlern vermieden werden. Es ist hierzu an dieser Stelle anzumerken, daß die Aus­ wertung einer Prüfroutine jeweils spezifische Eingangsinforma­ tionen, d. h. die momentanen Werte von spezifischen Eingangsgrö­ ßen benötigt, die beispielsweise aus Ausgangswerten anderer Prüfroutinen und/oder Sensormeßwerten bestehen können. Wenn nun eine derartige frühere Prüfroutine bereits ein Fehlerresultat geliefert hat, haben deren Ausgangsgrößen möglicherweise un­ plausible Werte, was sich entsprechend auf diejenigen Prüfrou­ tinen, denen diese Ausgangsgrößen als Eingangsgrößen dienen, auswirkt, so daß deren Durchführung zu Fehlerresultaten, soge­ nannten Folgefehlern, führen könnte, die nicht auf eine Fehl­ funktion der entsprechenden Fahrzeugfunktionskomponente, son­ dern lediglich auf unrichtige Eingangsgrößen zurückzuführen wären. Eine Erfassung dieser Fehler ist jedoch unerwünscht, vielmehr sollen durch die Überwachung gerade die ursächlich auf Fehlfunktionen der zu überwachenden Fahrzeugfunktionskomponen­ ten zurückzuführenden Fehler erkannt werden.

Das Diagnoseverfahren sieht zur Verhinderung derartiger Folge­ fehler gemäß Fig. 2 folgende Vorgehensweise vor. Für jede Prüf­ routine ist eine Liste der in der oben erläuterten Weise von ihr beeinflußten Prüfroutinen abgespeichert. Außerdem wird ein Speicherplatz zur Abspeicherung einer Information darüber, ob die Auswertung für die jeweilige Prüfroutine erlaubt oder ge­ sperrt ist, bereitgestellt. Ausgehend vom Startpunkt (B) wird dann bei einer anstehenden Prüfroutine zunächst abgefragt (Schritt 7), ob in dem Speicher eine Kennung "Auswertung ge­ sperrt" gesetzt ist, wie dies der Fall ist, wenn eine überge­ ordnete Prüfroutine zu unplausiblen Ausgangsgrößen geführt hat. Ist dies der Fall, wird die Auswertung der vorliegenden Prüf­ routine übergangen und mit der nächsten Prüfroutine fortgesetzt (Schritt 8), mit der dann wieder zum Ausgangspunkt (B) zurück­ gekehrt wird, woraufhin diese hinsichtlich gesperrter oder freigegebener Auswertung abgefragt wird. Wenn hingegen im Ab­ frageschritt (7) erkannt wurde, daß die Prüfroutinenauswertung nicht gesperrt ist, so wird mit einem Abfrageschritt (9) fort­ gesetzt, in welchem erfaßt wird, ob die durchgeführte Prüfrou­ tine zur Erkennung eines Fehlerresultates geführt hat. Wenn nicht, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich und das Ver­ fahren springt vor den Schritt (8) zur Fortsetzung mit der nächsten Prüfroutine. Wenn hingegen von der Prüfroutine ein Fehlerresultat erkannt wurde, so werden in einem anschließenden Schritt (10) die diesbezüglichen Kennungen für alle von der momentan vorliegenden Prüfroutine abhängigen Prüfroutinen auf "Auswertung gesperrt" gesetzt, d. h. es wird eine abrufbare In­ formation dahingehend abgespeichert, daß die Auswertung dieser abhängigen Prüfroutinen unterbleibt, bevor dann im Schritt (8) zur nächsten Prüfroutine übergegangen wird. Diese Information hinsichtlich gesperrter oder nicht gesperrter Auswertung wird dann später zu gegebener Zeit für die jeweils anstehende Prüf­ routine zur Beantwortung der Eingangsabfrage (7) hinsichtlich gesperrter oder freigegebener Auswertung abgerufen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die jeweiligen Eingangsin­ formationen für eine Prüfroutine geprüft werden und eine Prüf­ routinenauswertung unterdrückt wird, wenn eine oder mehrere ihrer Eingangsinformationen unplausibel erscheinen. Gleichzei­ tig wird dieser Vorgang vermerkt, indem die Auswertung davon abhängiger Prüfroutinen gesperrt wird, so daß eine Fehlerrück­ verfolgung problemlos möglich ist. Dadurch werden nur die für Fehlfunktionen der überwachten Fahrzeugfunktionskomponenten ursächlichen Fehlerinformationen registriert, so daß die Feh­ lerlokalisierung nicht durch eine Fülle von erfaßten Folgefeh­ lern erschwert wird.

In Fig. 3 ist ein Verfahrensabschnitt illustriert, der einer sogenannten Fehlerentprellung dient, was bedeutet, daß ein erstmaliges unplausibel erscheinendes Prüfresultat zunächst nur als Fehlersymptom und nicht sofort als Fehler gewertet wird. Derartige, von den Prüfroutinen erfaßte, unplausible Zustände oder Meßwerte, sollen vielmehr erwünschterweise erst noch wei­ tere Kriterien erfüllen, bevor sie als Fehler deklariert wer­ den. Ob ein Zustand oder Meßwert unplausibel ist, wird hierbei dadurch festgestellt, daß der erfaßte Zustand oder Meßwert mit vorgegebenen, abgespeicherten Wertebereichen für diesen jewei­ ligen Zustand oder Meßwert verglichen und auf eine Unplausibi­ lität geschlossen wird, wenn der vorliegende Wert außerhalb des zugehörigen Wertebereiches liegt.

Für die Fehlerentprellung nach Fig. 3 wird eine sogenannte Ent­ prellzeit (T_m) festgelegt, während der überwacht wird, ob das jeweilige Fehlersymptom, d. h. der unplausible Zustand oder Meß­ wert, ununterbrochen vorhanden ist. Speziell wird ausgehend vom Startpunkt (C) zunächst abgefragt, ob sich durch die Prüfrou­ tine ein unplausibler Zustand oder Meßwert ergeben hat (Schritt 11). Ist dies nicht der Fall, wird iterativ zum Startpunkt (C) zurückgekehrt. Hat sich hingegen ein unplausibler Zustand oder Meßwert ergeben, so wird mittels eines Zeitzählers erfaßt, ob dieser unplausible Zustand oder Meßwert bereits länger als die festgelegte Entprellzeit (T_m) andauert (Schritt 12). Wenn nicht, wird unter Rücksetzen des Zeitzählers das Verfahren vom Start­ punkt (C) aus iterativ wiederholt. Liegt hingegen die Unplausi­ bilität bereits länger als die gesetzte Entprellzeit (T_m) vor, so wird dies nunmehr als Fehler erkannt und abgespeichert (Schritt 13), bevor wieder zum Ausgangspunkt (C) zurückgekehrt wird. Die obige Methode der Fehlerentprellung durch Festlegung einer bestimmten Entprellzeit eignet sich besonders gut für die Überwachung von Eingangssignalen. Bei der Überprüfung von Wir­ kungsketten besteht ein günstiges alternatives Vorgehen darin, eine festgesetzte Anzahl von Wiederholungen für einen Prüfvor­ gang vorzusehen und erst nach zwei oder mehr aufeinanderfolgen­ den Prüfvorgängen mit negativem Resultat auf das Vorhandensein eines Fehlers zu schließen.

Eine weitere, zu der obigen alternative Vorgehensweise der Feh­ lerentprellung ist in Fig. 4 illustriert. Bei dieser Methode wird ausgehend von einem Startpunkt (C′) eingangs abgefragt, ob eine jeweilige Prüfroutine vollständig durchgeführt wurde (Schritt 14). Wenn nicht, wird iterativ zum Startpunkt (C′) zu­ rückgekehrt, da eine Fehlererfassung dann nicht geboten ist. Ist hingegen die Prüfroutine vollständig durchgeführt worden, wird als nächstes abgefragt (Schritt 15), ob sich ein fehler­ freies Resultat ergeben hat oder nicht. Wenn ja, wird ein für die jeweilige i-te Prüfroutine vorgesehener, anfangs auf Null gesetzter Fehlerfrei-Zähler (FF_i) um eins erhöht (Schritt 16), während andernfalls ein in gleicher Weise für die jeweilige i-te Prüfungsroutine vorgesehener, anfangs auf Null gesetzter Fehlerhaft-Zähler (FH_i) um eins erhöht wird (Schritt 17). In beiden Fällen schließt sich daran ein Abfrageschritt (18) an, in welchem festgestellt wird, ob der Quotient aus dem momentanen Zählwert des Fehlerhaft-Zählers (FH_i) und demjenigen des Feh­ lerfrei-Zählers (FF_i) einen für die jeweilige i-te Prüfroutine vorgegebenen, abgespeicherten Grenzwert (FG_i) überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, werden die bisherigen Prüfresul­ tate insgesamt nicht als Fehler interpretiert, und es wird zum Startpunkt (C′) zurückgekehrt. Sobald hingegen eine Grenzwert­ überschreitung im Schritt (18) erkannt wurde, so werden die bisherigen Prüfresultate insgesamt als Vorliegen eines Fehlers interpretiert und dies als entsprechende Information abrufbar abgespeichert (Schritt 19), bevor wiederum zum Startpunkt (C′) zurückgegangen wird.

Bei dieser Methode wird folglich erst dann auf einen Fehler er­ kannt, wenn das Verhältnis von fehlerindikativen Prüfresulta­ ten, d. h. solchen mit unplausiblen Zuständen oder Meßwerten, zu nicht fehlerindikativen Prüfresultaten, d. h. solchen mit plau­ siblen erfaßten Zuständen oder Meßwerten, ein vorgegebenes Maß überschreitet. In nicht näher gezeigter Weise ist hierbei wie­ derum eine Entprellzeit fest vorgegeben, während der die sich ergebenden Prüfresultate in nicht fehlerindikative und fehler­ indikative unterschieden und aufsummiert werden. Bei der Über­ wachung von Wirkungsketten ist es dabei vorteilhaft, die Ent­ prellzeit auf die gesamte Dauer einer Betriebsphase auszudehnen, d. h., daß erst mit dem Abstellen des Fahrzeugs die Fehlererken­ nung erfolgt.

Die abrufbare Information darüber, daß alle Prüfroutinen schon mindestens einmal durchgeführt worden sind, wird des weiteren zur Bereitstellung einer sogenannten Bereitschaftskennung aus­ genutzt, d. h. es wird eine Anzeige zur Verfügung gestellt, ob bereits alle Prüfroutinen einmal stattgefunden haben und folg­ lich ein Auslesen eines Fehlerspeichers, in welchem die erkann­ ten Fehler abrufbar gespeichert werden, zum momentanen Zeit­ punkt bereits zweckmäßig ist oder nicht. Dies läßt sich durch Abrufen der Daten über die mindestens einmalige Prüfroutinen­ durchführung feststellen. Insbesondere für die Handhabung von Diagnosesystemen "im Feld" ist die Kenntnis, ob das Auslesen des Fehlerspeichers momentan bereits sinnvoll ist, nützlich.

Nicht immer vermag eine On-Board Diagnose den genauen Fehlerort zu ermitteln und muß sich daher in manchen Fällen auf den ver­ muteten Fehlerpfad beschränken. Hierfür sieht das Diagnosever­ fahren die Möglichkeit vor, daß sich eine Off-Board Diagnose anschließt, innerhalb der ein Teilumfang der Überwachung er­ folgt. Zu diesem Zweck ist es günstig, wenn ein Satz von Umge­ bungsdaten, beispielsweise die wichtigsten Betriebsdaten wie Fahrgeschwindigkeit, Motordrehzahl, Last, Kühlmitteltemperatur, Fahrstrecke und Betriebsdauer seit Start, sowie die Betriebszu­ stände der Regelkreise, zur Verfügung steht, die den Systemzu­ stand beim Auftreten eines Fehlers bzw. eines Fehlersymptoms repräsentieren. Dies leistet das On-Board Diagnoseverfahren mittels eines nicht explizit dargestellten Verfahrensabschnit­ tes dadurch, daß für jeden Fehler bzw. jedes Fehlersymptom ein erster Satz von Umgebungsdaten bei dessen erstmaligem Auftreten und ein zweiter Satz entsprechender Umgebungsdaten zusätzlich für dessen jeweils letzmaliges Auftreten abgespeichert wird. Diese Daten können dann bei einer anschließenden Off-Board Di­ agnose abgerufen und verwendet werden.

Die Vorgehensweise, zu jedem aufgetretenen Fehler zwei Spei­ chereinträge bezüglich dessen Auftretens und gegebenenfalls der vorliegenden Umgebungsdaten vorzunehmen, nämlich einen für des­ sen erstmaliges und einen für dessen jeweils letztmaliges Auf­ treten, bedeutet einen vorteilhaften Kompromiß, durch den ei­ nerseits möglichst viel Information bereitgestellt wird, ohne andererseits zu viel kostbaren Speicherplatz zu benötigen. Beim erstmaligen Auftreten eines Fehlers sind dabei die beiden Spei­ chereinträge identisch. Zu jeder Abspeicherung zwecks Erhaltung der Information über diesen Fehler und dessen Begleitumstände gehört vorzugsweise neben den Daten über das Auftreten des Feh­ lers ein vollständiger Datensatz bestehend aus einer zugeordne­ ten Fehlernummer, dem zugehörigen Umgebungsdatensatz sowie ei­ ner Information über die Häufigkeit des Auftretens dieses Fehlers.

Zur Fahrerinformation ist bei dem das Verfahren durchführenden Diagnosesystem eine Warnlampe vorgesehen, die von dem Verfahren unter Zuhilfenahme eines eigenständigen Speicherbereiches mit dem Ziel angesteuert wird, die Warn- oder Fehlerlampe nur dann einzuschalten, wenn das Vorhandensein eines Fehlers in unter­ schiedlichen Situationen ausreichend erhärtet ist. Der zugehö­ rige Verfahrensabschnitt ist in Fig. 5 wiedergegeben. Ausgehend von einem Startpunkt (D) wird zunächst geprüft, ob eine soge­ nannte Normalfahrt vorliegt (Schritt 20). Eine Normalfahrt liegt hierbei definitionsgemäß dann vor, wenn alle Prüfroutinen während einer Betriebsphase durchgeführt wurden, die unter den normalen Fahrzeugbetriebsbedingungen ablaufen sollen. Bei Nichtvorliegen einer Normalfahrt wird iterativ zum Startpunkt (D) zurückgekehrt. Erst wenn eine Normalfahrt vorliegt, wird abgefragt (Schritt 21), ob während einer derartigen Normalfahrt ein Fehler aufgetreten ist. Wenn nicht, wird wieder iterativ zum Startpunkt (D) zurückgekehrt. Wenn ja, wird diese Fehlerer­ kennung einer Häufigkeitsbewertung zugeführt. Speziell wird da­ zu ein für diesen i-ten Fehler anfangs auf Null gesetzter Feh­ lerzähler (FZ_i) vorgesehen, der dann im Schritt (22) bei auf­ getretenem Fehler für jede Normalfahrt jeweils um eins erhöht wird. Anschließend wird der neue Zählerwert (FZ_i) daraufhin abgeprüft (Schritt 23), ob er größer als ein vorgegebener, ab­ gespeicherter Grenzwert (G_i) ist. Wenn nicht, wird von einer Warnlampenaktivierung abgesehen und iterativ zum Startpunkt (D) zurückgekehrt. Erst wenn in diesem Schritt (23) eine Grenzwert­ überschreitung erkannt ist, wird im anschließenden Schritt (24) die Warnlampe angeschaltet. Eine alternative Möglichkeit der Häufigkeitsbewertung liegt darin, eine Warnlampenaktivierung vorzunehmen, wenn der gleiche Fehler in zwei aufeinanderfolgen­ den Normalfahrten aufgetreten ist. Alternativ ist des weiteren eine Häufigkeitsbewertung dergestalt möglich, daß der Quotient aus der Häufigkeit der Fehlererkennung in Normalfahrten und der Gesamtzahl von Normalfahrten ermittelt und das Einschalten der Warnlampe dann angefordert wird, wenn dieser Quotient einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

Bekannte Diagnosesysteme sind üblicherweise auf die Suche nach Systemfehlern ausgelegt, wofür charakteristisch ist, daß unab­ hängig davon, ob das System bereits geprüft wurde oder nicht, eine Fehlerfrei-Information bereitgestellt wird, solange noch kein Fehler erkannt wurde. Des weiteren sind traditionell die Grenzen zwischen dem Fehlerfrei-Zustand und dem Fehlerhaft-Zu­ stand an das fehlerseitige Ende eines eventuellen unsicheren Erkennungsbereiches gelegt. Damit unterbleiben viele Hinweise, die frühzeitig sich abzeichnende Ausfälle oder Verschlechterun­ gen ankündigen. Dem wird mit dem vorliegenden Diagnoseverfahren dadurch begegnet, daß hier sowohl auch Fehler wie auch auf Be­ stätigung aller zu überwachenden Fahrzeugfunktionskomponenten geprüft wird. Die Entscheidungskriterien für die Beurteilung des Vorliegen eines Fehlers oder einer Bestätigung über eine korrekte Funktion sind dabei erfindungsgemäß so gelegt, daß ein eventuell vorhandener unsicherer Erkennungsbereich beiden Kri­ terien zugeordnet wird. Eine Entscheidung über das Vorliegen eines fehlerhaften oder fehlerfreien Zustandes läßt sich dann nach einer der oben ausgeführten Methoden treffen, z. B. mittels entsprechenden Vergleichs der Anzahl fehlerindikativer zu nicht fehlerindikativen Resultaten einer bestimmten Prüfroutine. Eine derartige Überprüfung auf Funktionsbestätigung ist insbesondere bei der Überwachung von Aktoren hilfreich, da sie nur dann er­ folgreich ist, wenn weder bei aktivem, noch bei passivem Aktor ein Fehler auftritt.

Da bei dem vorliegenden Diagnoseverfahren praktisch alle dies­ bezüglich relevanten Betriebsparameter vorliegen, ist es in einfacher Weise möglich, die Verweildauer in bestimmten Be­ triebsbereichen zu ermitteln und festzuhalten. Derartige Infor­ mationen ermöglichen dann beispielsweise herauszufinden, wie das jeweilige Fahrzeug typischerweise betrieben wird und wie es folglich am besten gewartet werden sollte.

Claims (6)

1. Verfahren zur laufenden Überwachung von Fahrzeugfunktions­ komponenten mittels einer im Fahrzeug mitgeführten Diagnoseein­ richtung, insbesondere von abgasbezogenen Funktionskomponenten, anhand einer Vielzahl einzelner, mittels in einer vorgegebenen zyklischen Reihenfolge nacheinander anstehender Prüfroutinen, von denen jede jeweils nur bei Vorliegen prüfroutinenspezifi­ scher, abfragbarer Startbedingungen aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) eine Dateninformation darüber, ob eine jeweilige Prüfrou­ tine in der laufenden Betriebsphase wenigstens einmal durchgeführt wurde, abrufbar in einem Speicher abgespei­ chert wird und
• b) vor Aktivierung einer nach der vorgegebenen Reihenfolge anstehenden Prüfroutine durch Abrufen der entsprechenden abgespeicherten Daten erfaßt wird, ob diese Prüfroutine bereits wenigstens einmal zuvor durchgeführt wurde und wenigstens eine andere Prüfroutine existiert, deren Start­ bedingungen vorliegen und die bislang noch nicht durchge­ führt wurde, wonach
• b.1) die anstehende Prüfroutine aktiviert wird, wenn dies nicht der Fall ist, und
• b.2) die wenigstens eine andere, bislang noch nicht durchge­ führte Prüfroutine aktiviert wird, wenn dies der Fall ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß

• - vor der Auswertung einer jeweiligen Prüfroutine abgefragt wird, ob die Werte von für die Prüfroutinenauswertung be­ nötigten Eingangsgrößen außerhalb von jeweils als plausi­ bel vorgegebenen Wertebereichen liegen und
• - die Auswertung dieser Prüfroutine sowie aller von deren Auswertung in ihren Eingangsgrößen abhängigen Prüfroutinen gesperrt wird, wenn wenigstens ein Eingangsgrößenwert au­ ßerhalb des ihm zugeordneten Wertebereiches liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß

• - innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer die Prüfresultate einer jeden ein- oder mehrmalig durchgeführten Prüfroutine als fehlerindikativ oder nicht fehlerindikativ abgespei­ chert werden und
• - das Vorliegen eines Fehlers bezüglich der zugehörigen Prüfroutine signalisiert wird, wenn das Verhältnis der An­ zahl fehlerindikativer zu derjenigen nicht fehlerindikati­ ver, innerhalb dieser Zeitdauer erfaßter Prüfresultate ei­ nen vorgebbaren Grenzwert (FG_i) überschreitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die abgespeicherten Daten über die in der laufenden Betriebs­ phase wenigstens einmal erfolgte Durchführung einer jeweiligen Prüfroutine wiederholt abgerufen und dahingehend ausgewertet werden, ob jede Prüfroutine wenigstens einmal durchgeführt wurde, woraufhin Daten über eine Fehlerauslesebereitschaft er­ zeugt und abrufbar abgespeichert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß Daten über den Momentanwert vorgewählter Umgebungsparameter für das erstmalige sowie für das jeweils letztmalige Auftreten ei­ nes einen Fehler anzeigenden Prüfresultates einer Prüfroutine abrufbar abgespeichert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß

• - innerhalb jeder laufenden Betriebsphase abgefragt wird, ob jede unter normalen Betriebsbedingungen durchzuführende Prüfroutine wenigstens einmal durchgeführt und hierbei ein Fehler erkannt wurde, und
• - eine Warnlampe aktiviert wird, wenn die Anzahl (FZ_i) von Betriebsphasen, in denen dieser Fehler aufgetreten ist, einen vorgegebenen Grenzwert (G_i) überschreitet.