DE202006003273U1

DE202006003273U1 - Diagnosevorrichtung in einem Fahrzeug für eine funktionsorientierte Diagnose

Info

Publication number: DE202006003273U1
Application number: DE202006003273U
Authority: DE
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2016-02-29

Abstract

Diagnosevorrichtung (60) in einem Fahrzeug (6; 161) für eine Diagnose von durch ein Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) vernetzten Fahrzeugsystemen (1–5; 41–46; 160) und von diesen bereitgestellten Fahrzeugfunktionen (85–87), wobei die Fahrzeugsysteme (1–5; 41–46; 160) beim Ausführen der Fahrzeugfunktionen (85–87) über das Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) Signale (47, 48, 48', 49, 49') austauschen, umfassend
eine Selektionseinheit (64) zum Selektieren ausgewählter Signale aus den über das Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) übertragenen Signalen (47, 48, 48', 49, 49') anhand vorgegebener Auswahlkriterien (63),
eine Wissensbasis (72), in der Informationen über die mit dem Ausführen der Fahrzeugfunktionen (85–87) in Zusammenhang stehenden Signale,
Fahrzeugsysteme (1–5; 41–46; 160) und Komponenten (9–24) abgelegt sind,
eine Bewertungseinheit (70), die die ausgewählten Signale anhand von Informationen der Wissensbasis (72) bewertet, um Abweichungen und/oder Übereinstimmungen mit einem anhand der Wissensbasis (72) festgelegten Gutverhalten oder Schlechtverhalten einer der Fahrzeugfunktionen (85–87) zu ermitteln, und
eine Ausgabeeinheit (76), die eine Diagnoseinformation basierend...

Description

Die Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung in einem Fahrzeug für eine funktionsorientierte Diagnose von durch ein Fahrzeug-Datenbussystem vernetzten Fahrzeugsystemen und von diesen bereitgestellten Fahrzeugfunktionen, wobei die Fahrzeugsysteme beim Ausführen der Fahrzeugfunktionen über das Fahrzeug-Datenbussystem Signale austauschen.
Moderne Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, verfügen über eine Vielzahl von Fahrzeugsystemen, die über einen oder mehrere Fahrzeug-Datenbusse miteinander vernetzt sind. Die unterschiedlichen Fahrzeugsysteme umfassen jeweils mindestens eine im Folgenden als Steuergerät bezeichnete Einheit, die mit dem Fahrzeug-Datenbussystem zum Austauschen von Signalen verknüpft ist. Ein Fahrzeug-Datenbussystem kann einen oder mehrere Fahrzeug-Datenbusse umfassen. Zusätzlich zu dem Steuergerät kann ein Fahrzeugsystem weitere Komponenten umfassen, die zumindest informationstechnisch, in der Regel elektrisch, mit dem Steuergerät gekoppelt sind. Diese Komponenten umfassen beispielsweise Signalleitungen, Aktoren, Sensoren, Endlagenschalter usw. Ein Fahrzeugsystem, welches nur ein Steuergerät aufweist, wird als elementares Fahrzeugsystem bezeichnet. Fahrzeugsysteme können auch mehrere elementare Fahrzeugsysteme umfassen. Auch die Steuergeräte der Fahrzeugsysteme sind Komponenten im Sinne des hier ausgeführten.
In modernen Fahrzeugen werden Fahrzeugfunktionen häufig im Zusammenwirken von mehreren Fahrzeugsystemen bereitgestellt. Am Ausführen einer Fahrzeugfunktion „Fahrzeug verriegeln" eines Kraftfahrzeugs mit einer Zentralverriegelungsfähigkeit sind u.a. Türsteuergeräte beteiligt, die jeweils einer Tür zugeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Aktoren, Bedienelementen und Signalleitungen. Je nach Zustand des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Auslösens der Fahrzeugfunktion und der Art und Weise, wie die Fahrzeugfunktion ausgelöst wird (mittels Betätigens eines Tastschalters im Inneren des Fahrzeugs, mittels des Betätigens eines mit einem Sender ausgerüsteten Fahrzeugschlüssels, ...), werden unterschiedliche Fahrzeugsysteme und Komponenten beim Ausführen der Fahrzeugfunktion aktiv. Hierbei tauschen die einzelnen Fahrzeugsysteme über das Fahrzeug-Datenbussystem Signale aus.
Im Stand der Technik wird eine fahrzeuginterne Diagnose in den jeweiligen Fahrzeugsystemen ausgeführt. Hierfür verfügen die einzelnen Fahrzeugsysteme bzw. deren Steuergeräte über ein Diagnosemodul, das eine Diagnose des jeweiligen Fahrzeugsystems oder Steuergeräts (sowie gegebenenfalls der diesem Steuergerät zugewiesenen weiteren Komponenten) ausführen kann. Wird ein Fehler festgestellt, so wird ein Fehlereintrag in einem hierfür vorgesehenen Speicher abgelegt. Anhand dieses Fehlereintrags lässt sich zwar ermitteln, dass das Steuergerät bzw. Fahrzeugsystem fehlerhaft ist, jedoch lässt dieser Fehlereintrag keine Rückschlüsse darauf zu, welche Fahrzeugfunktion defekt ist und wie sich der Fehler global auf andere vernetzte Fahrzeugfunktionen und Fahrzeugsysteme auswirkt. Insbesondere bei komplexen Fahrzeugfunktionen wird es schwierig, anhand der komponentenorientierten Diagnose die Fehlerursache auf einzelne Komponenten einzugrenzen oder zu analysieren, welche weiteren Fahrzeugfunktionen von dem Defekt einer Komponente betroffen sind.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Diagnosevorrichtung sowie ein Fahrzeug mit einer verbesserten Diagnosevorrichtung zu schaffen, mit denen eine einfache zuverlässige Eingrenzung von Fehlerursachen auch bei komplexen Fahrzeugfunktionen möglich ist.
Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Diagnosevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit den technischen Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Hierfür ist vorgesehen, dass die Diagnosevorrichtung eine Selektionseinheit zum Selektieren ausgewählter Signale aus den über das Fahrzeug-Datenbussystem übertragenen Signalen anhand vorgegebener Auswahlkriterien, eine Wissensbasis, in der Informationen über die mit dem Ausführen der Fahrzeugfunktionen in Zusammenhang stehenden Signale, Fahrzeugsysteme und Komponenten abgelegt sind, eine Bewertungseinheit, die die ausgewählten Signale anhand von Informationen der Wissensbasis bewertet, um Abweichungen und/oder Übereinstimmungen mit einem anhand der Wissensbasis festgelegten Gutverhalten oder Schlechtverhalten einer der Fahrzeugfunktionen zu ermitteln, und eine Ausgabe umfasst, die eine Diagnoseinformation basierend auf der Bewertung ausgibt. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine solche Diagnosevorrichtung. Ferner ist bei dem Fahrzeug vorgesehen, dass die einzelnen Fahrzeugsysteme so ausgestaltet sind, dass beim Ausführen einer Fahrzeugfunktion mindestens ein ein Funktionsergebnis anzeigendes Signal über das Fahrzeug-Datenbussystem versandt wird. In der Wissensbasis, die in einer beliebigen Speichervorrichtung vorgehalten werden kann, sind die Informationen enthalten, die die notwendigen Zusammenhänge zwischen der Ausführung von Fahrzeugfunktionen und den hierbei über das Fahrzeug-Datenbussystem übertragenen Signalen sowie der mit der Ausführung in Zusammenhang stehenden Komponenten der Fahrzeugsysteme umfasst. Anhand von Auswahlkriterien werden solche Signale selektiert, die wesentlich für das Ausführen einer der Fahrzeugfunktionen sind. Indem nur einige der beim Ausführen übertragenen Signale ausgewählt werden, wird der Analyseaufwand zum Bewerten, ob eine Abweichung von einem Gutverhalten oder festgelegten Schlechtverhalten vorliegt, deutlich reduziert. Bei einer geeigneten Gestaltung der einzelnen Fahrzeugsysteme und Implementierung der Fahrzeugfunktionen auf diesen Fahrzeugsystemen ist gewährleistet, dass die übertragenen Signale ausreichende Informationen vorhalten, um eine Diagnose der Fahrzeugfunktionen anhand der übertragenen Signale auszuführen.
Um die Reduktion der zu überwachenden Signale möglichst hoch zu gestalten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die beim Ermitteln der Abweichung/Übereinstimmung von dem Gutverhalten/Schlechtverhalten für die eine der Fahrzeugfunktionen jeweils eine Ausführung der Fahrzeugfunktion anzeigendes ausgewähltes Signal mit mindestens einem weiteren ein Funktionsergebnis der einen der Fahrzeugfunktionen anzeigenden ausgewählten Signal in Beziehung gesetzt wird.
In der Wissensbasis werden bei einer solchen Ausführungsform Informationen darüber vorgehalten, welche Signale ein Funktionsergebnis anzeigen. Diese Signale werden gemeinsam mit einem weiteren Signal ausgewertet, das ein Ausführen der Fahrzeugfunktion anzeigt. Bei einigen einfachen Fahrzeugfunktionen, die von einem Fahrzeugsystem, welches ein elementares Fahrzeugsystem ist, ausgeführt werden, kann eine Diagnose lediglich anhand des ein Funktionsergebnis anzeigenden Signals erfolgen. Dieses Signal zeigt dann zugleich die Ausführung der Fahrzeugfunktion und ihr Ergebnis an. In der Regel werden jedoch das Signal, das eine Ausführung der Fahrzeugfunktion anzeigt, und mindestens ein weiteres ein Funktionsergebnis anzeigendes ausgewähltes Signal notwendig sein, um eine Fahrzeugfunktion diagnostizieren zu können.
Als besonders vorteilhaft für eine funktionsorientierte Diagnose hat es sich herausgestellt, den einzelnen Fahrzeugfunktionen so genannte Szenarien zuzuordnen.
Ein Szenario umfasst die beim Ausführen der entsprechenden Fahrzeugfunktion übermittelten Signale. Zu jedem Szenario wird mindestens ein Signal festgelegt, das ein Auslösen der Fahrzeugfunktion anzeigt. Mit diesem Signal werden die Signale in Relation gesetzt, die die einzelnen Funktionsergebnisse der Fahrzeugfunktion anzeigen, die notwendig sind, um eine vollständige fehlerfreie Ausführung der Fahrzeugfunktion anzuzeigen. Bei dem oben erwähnten Beispiel könnte beispielsweise ein Signal des Zentralverriegelungssteuergeräts, das ein Auslösen der Fahrzeugfunktion „Fahrzeug verriegeln" den übrigen an der Ausführung dieser Fahrzeugfunktion beteiligten Fahrzeugsystemen signalisiert, als ein das Auslösen der Fahrzeugfunktion anzeigendes Signal festgelegt werden. Die Auswahlkriterien, anhand derer die Selektionseinheit die ausgewählten Signale selektiert, werden entsprechend festgelegt. Als Funktionsergebnis anzeigende Signale können solche Signale der einzelnen Türsteuergeräte an das Zentralverriegelungssteuergerät ausgewählt und festgelegt werden, die eine vollständige ordnungsgemäße Verriegelung der entsprechenden Tür an das Zentralverriegelungssteuergerät übermitteln. Die einzelnen Türsteuergeräte sind vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass sie in jedem Fall, d.h. auch bei einem erfolglosen Versuch, die Tür zu verriegeln, ein Signal an das Zentralverriegelungssteuersystem senden. Die vorgegebenen Auswahlkriterien sind entsprechend so angepasst, dass die Signale der Türsteuergeräte an das Zentralverriegelungssteuergerät als ausgewählte Signale selektiert werden, so dass sie durch die Bewertungseinheit im Zusammenhang mit der Wissensbasis bewertet werden. Durch die Ausnutzung dieser Szenarien kann die Anzahl der zu überwachenden Signale deutlich reduziert werden. Werden unterschiedliche Fahrzeugfunktionen parallel diagnostiziert, so ergibt sich eine weitere erhebliche Reduktion der zu überwachenden Signale, wenn die ein Funktionsergebnis anzeigenden Signale geschickt gewählt sind. In vielen Fällen kann nämlich ein Signal als Ergebnissignal oder auch als ein eine Fahrzeugfunktionsausführung anzeigendes Signal einer anderen Fahrzeugfunktion ausgewertet und bewertet werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das eine Ausführung der Fahrzeugfunktion anzeigende ausgewählte Signal ein ein Auslösen der Fahrzeugfunktion anzeigendes Signal ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass auch Funktionsfehler von Fahrzeugfunktionen erkannt werden, bei denen ein ein Funktionsergebnis anzeigendes Signal oder ein weiteres während der Ausführung anfallendes Signal ausbleibt. In einem solchen Fall kann ein Fehler diagnostiziert werden, wenn in einem vorgegebenen, in der Wissensbasis hinterlegten Zeitintervall nach dem Empfang des ein Auslösen der Fahrzeugfunktion anzeigenden Signals kein ein Funktionsergebnis anzeigendes Signal selektiert wird.
Um eine Eingrenzung von Fehlern und somit eine Identifizierung von Fahrzeugsystemen und/oder deren Komponenten zu ermöglichen, ist es häufig notwendig, Bewertungsergebnisse, die Diagnoseergebnisse sind, mit Bewertungsergebnissen anderer Fahrzeugfunktionen zu korrelieren. Daher ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Bewertungseinheit ausgestaltet ist, durch eine Korrelation von Diagnoseergebnissen unter Ausnutzung der Informationen der Wissensbasis defekte Fahrzeugsysteme, Komponenten und/oder Fahrzeugfunktionen zu identifizieren.
Um diese Korrelation sinnvoll ausführen zu können, ist es vorteilhaft, dass die Bewertungseinheit eine Speichervorrichtung zum Abspeichern der Bewertungsergebnisse umfasst.
Das Abspeichern der Bewertungsergebnisse erfolgt vorteilhafterweise unter Ausnutzung der Informationen der Wissensbasis, so dass den Fahrzeugsystemen und Komponenten und Fahrzeugfunktionen Zustandseinträge zugeordnet sind. Als besonders geeignete Abspeicherung hat sich eine Speicherung unter Verwendung von Verknüpfungsindizes herausgestellt. Hierbei werden für die einzelnen Szenarien die Signale über Indizes mit den Komponenten verknüpft, die an der Bereitstellung der dem Szenario zugeordneten Fahrzeugfunktion beteiligt sind. Für die einzelnen Fahrzeugfunktionen werden dann die Komponenten mit den verschiedenen Szenarien, die der Fahrzeugfunktion zugeordnet sind, verknüpft.
Eine solche Abspeicherung unter Verwendung von Verknüpfungsindizes ermöglicht es, durch die Korrelation der unterschiedlichen Szenarien für eine Fahrzeugfunktion Fehler, die bei der Ausführung der Fahrzeugfunktion auftreten, einzelnen Komponenten zuordnen. Ferner ist vorteilhafterweise für übergeordnete Fahrzeugfunktionen eine Verknüpfung über Indizes mit den einzelnen Unterfunktionen vorgesehen.
In vielen Fällen, in denen ein Fehler einer Fahrzeugfunktion erkannt wird, ist nicht sofort eine eindeutige Zuordnung des Fehlers zu einer Komponente des Fahrzeugs möglich. Um dies zu erreichen, müssen weitere Fahrzeugfunktionen analysiert und mit der einen Fahrzeugfunktion, die fehlerhaft ist, korreliert werden. Nicht in jedem Fall werden diese Fahrzeugfunktionen zeitgleich ausgeführt und parallel überwacht. Um somit eine eingrenzende Diagnose ausführen zu können, sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Diagnoseinformation ein eine andere Fahrzeugfunktion auslösendes Signal umfasst. Bei dieser Ausführungsform ist eine automatische Analyse und Diagnose des gesamten Fahrzeugs in der Weise möglich, dass beim Erkennen einer fehlerhaften Fahrzeugfunktion solche Fahrzeugfunktionen ausgelöst werden, die notwendig sind, um den Fehler eindeutig einer Komponente zuordnen zu können. Die hierfür notwendigen Informationen sind in der Wissensbasis enthalten. Es versteht sich, dass nicht für alle Fahrzeugfunktionen zu jedem Zeitpunkt die Auslösung gestattet sein kann, da hierdurch die Fahrsicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigt sein könnte. Beispielsweise kann ein Fehler, der beim Ausführen einer fahrzeugstabilisierenden Fahrzeugfunktion eines elektronischen Fahrzeugstabilisierungssystems ermittelt wird, durch ein gezieltes Bremsen eines Fahrzeugrads während der Fahrt nicht „eingegrenzt" werden, ohne dass hierdurch ein möglicherweise unkontrollierbares Fahrverhalten des Fahrzeugs eintritt. In einem parkenden Zustand hingegen könnte sehr wohl die Fahrzeugfunktion Bremsen eines einzelnen Hinterrads ausgeführt und diagnostiziert werden, um den Fehler einer Komponente zuweisen zu können. Das Abstellen des Fahrzeugs in dem geparkten Zustand kann als Diagnoseeinschaltbedingung verwendet werden.
Um die Anzahl der zu bewertenden ausgewählten Signale möglichst gering zu halten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Bewertungseinheit ausgestaltet ist, die Auswahlkriterien zu modifizieren. Hierdurch kann erreicht werden, dass nur eine bestimmte Anzahl von Fahrzeugfunktionen oder sogar nur funktionsauslösende Signale selektiert und ausgewertet werden. Andere eine Fahrzeugfunktionsausführung bzw. ein Funktionsergebnis anzeigende Signale werden bei einer solchen Ausführungsform erst dann selektiert, wenn dies für die Diagnose sinnvoll ist.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist daher vorgesehen, dass das Modifizieren der Auswahlkriterien als Folge eines Empfangs eines ausgewählten Signals, das ein Ausführen einer Fahrzeugfunktion anzeigt, in der Weise erfolgt, dass mindestens ein weiteres der Signale als auszuwählendes Signal zumindest bis zu seiner nachfolgenden Selektion festgelegt wird, das anhand der Wissensbasis als ein ein Funktionsergebnis anzeigendes Signal für die ausgeführte Fahrzeugfunktion bekannt ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug mit einer funktionsorientierten Diagnosevorrichtung, wie sie hiervor beschrieben ist, ist vorgesehen, dass die Fahrzeugsysteme so ausgestaltet sind, dass beim Ausführen einer Fahrzeugfunktion mindest ein ein Funktionsergebnis anzeigendes Signal über das Fahrzeug-Datenbussystem versandt wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass jede Fahrzeugfunktion diagnostizierbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist darüber hinaus vorgesehen, dass beim Ausführen der Fahrzeugfunktion mindestens ein zusätzliches, die Ausführung der Fahrzeugfunktion anzeigendes Signal über das Fahrzeug-Datenbussystem versandt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswahlkriterien so festgelegt sind, dass für jede diagnostizierbare Fahrzeugfunktion mindestens ein Signal als auszuwählendes Signal festgelegt ist. Eine solche Ausführungsform ermöglicht es, sämtliche Fahrzeugfunktionen zu diagnostizieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Darstellung von ausgewählten Fahrzeugsystemen eines Fahrzeugs, die zu einer Gruppe oder Auswahl von Fahrzeugfunktionen zugehörig sind;
2 eine schematische Darstellung von Fahrzeugsystemen und bei einer Fahrzeugfunktionsausführung ausgetauschten Signalen zur Erläuterung einer Definition von Szenarien;
3 eine schematische Darstellung einer Diagnosevorrichtung;
4 eine schematische Darstellung eines Funktionsnetzwerk eines Fahrzeugs zur Erläuterung der Fehlerfortpflanzung bei einem Auftreten von Fehlern in Unterfunktionen, die von einem Fahrzeugsystem zur Verfügung gestellt werden;
5 eine schematische Darstellung von Tabellen zur Erläuterung der Abspeicherung der Diagnosedaten mit Hilfe von Verknüpfungsindizes;
6 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms einer funktionsorientierten Diagnose; und
7 eine schematische Darstellung einer funktionsorientierten Diagnose in einem Fahrzeug.
In 1 ist ein Ausschnitt von Fahrzeugsystemen 1–5 eines Kraftfahrzeugs 6 dargestellt. Die Fahrzeugsysteme 1, 4, 5 sind Komponenten, die als Steuergeräte ausgebildet sind. Als Steuergeräte werden solchen Komponenten bezeichnet, die eine Schnittstelle 7 umfassen, um über ein Fahrzeug-Datenbussystem 8 Signale austauschen zu können. Jedes Fahrzeugsystem 1–5 umfasst mindestens eine als Steuergerät ausgebildete Komponente. Die Fahrzeugsysteme 2, 3 umfassen zusätzlich zu den als Steuergerät ausgebildeten Komponenten 9, 10 weitere Komponenten 11–14 bzw. 15–17 sowie Leitungen 18–21 bzw. 22–24 ausgebildete Komponenten.
Dargestellt sind auszugsweise die Fahrzeugsysteme 1–5, die eine Fahrzeugfunktion Zentralverriegelung in dem Kraftfahrzeug 6 gemeinsam bereitstellen. Das Fahrzeugsystem 1 ist ein Zentralverriegelungssteuergerät. Die Fahrzeugsystem 2 und 3 sind jeweils einer Fahrertür bzw. einer Beifahrertür zugeordnet. Die Komponenten 9, 10 sind jeweils als Türsteuergerät ausgestaltet. Die Komponenten 11 und 15 stellen Taster zum Betätigen der Fensterheber dar. Die Komponenten 12, 16 sind Taster zum Auslösen des Öffnens oder Schließens der jeweiligen Tür. Die Komponente 13 stellt eine Bedieneinheit dar. Die Komponenten 14 und 17 stellen Verriegelungseinheiten für die entsprechenden Türen dar. Die Fahrzeugsysteme 4 und 5 sind als Türsteuergeräte ausgebildete Komponenten, die Hintertüren links und rechts des Kraftfahrzeugs 6 zugeordnet sind.
Eine Fahrzeugfunktion Zentralverriegelung kann in dem Fahrzeug 6 nach 1 auf unterschiedliche Weise ausgelöst werden. Beispielsweise kann über das Fahrzeug-Datenbussystem 8 ein Signal empfangen werden, das von einer Fernbedienung stammt und eine Verriegelung des gesamten Fahrzeugs auslösen soll. Dieses Signal wird beispielsweise von dem Zentralverriegelungssteuergerät, d.h. dem Fahrzeugsystem 1, ausgewertet. Das Fahrzeugsystem 1 steuert den weiteren Funktionsablauf. Hierzu werden Signale mit den Fahrzeugsystemen 2–5 ausgetauscht. Diese führen die notwendigen Aktionen, beispielsweise ein Schließen der Fenster und Verriegeln der Türschlösser, durch und melden an das Fahrzeugsystem 1 mittels eines Signals, ob die Verriegelung der entsprechenden Tür erfolgreich ausgeführt werden konnte. Während der Ausführung dieser Verriegelung des Fahrzeugs können weitere Signale zwischen den Fahrzeugsystemen ausgetauscht werden.
Für eine Diagnose, ob die Fahrzeugfunktion „Verriegeln des Fahrzeugs" erfolgreich ausgeführt wurde, ist es lediglich notwendig ein Signal, das anzeigt, dass die Fahrzeugfunktion ausgeführt wird, und die Signale zu erfassen und zu analysieren, die Ergebnisse der einzelnen Türsteuergeräte umfassen. Daher ist es vorteilhaft, eine funktionsorientierte Diagnose so zu gestalten, dass den einzelnen Fahrzeugfunktionen so genannte Szenarien zugeordnet werden, für die in der Regel ein auslösendes Signal und mindestens ein oder mehrere Signale festgelegt werden, die ein Ergebnis anzeigen.
Für eine Fahrzeugfunktion gibt es häufig mehrere Szenarien. Beispielsweise kann das Verriegeln des Fahrzeugs auch durch die als Taster ausgebildete Komponente 12 des Fahrzeugsystems 2 nach 1 ausgelöst werden. In diesem Szenario wird ein Signal des Fahrzeugsystems 2 an das Fahrzeugsystem 1, welches das Zentralverriegelungssteuergerät ist, gesandt. Dieses Signal umfasst die Information, dass die als Verriegelungstaste ausgebildete Komponente 12 betätigt worden ist. Dieses Signal kann als auslösendes Signal verwendet werden. Als Ergebnissignale werden erneut die gleichen Signale der Türsteuergeräte verwendet.
In 2 ist das Zuweisen von Szenarien 40, 40' schematisch dargestellt. Die in 2 dargestellte Ausgestaltung eines Zentralverriegelungssystems ist nicht identisch mit der in 1 dargestellten Ausgestaltung. Der Fahrzeugfunktion Zentralverriegelung können mehrere Szenarien 40, 40' zugeordnet sein, die jeweils ein Signal 48, 48' umfassen, das die Ausführung bzw. Auslösung der Fahrzeugfunktion anzeigt, sowie ein oder mehrere Signale 49, 49' umfassen, die ein Ergebnis der Fahrzeugfunktion anzeigen. Wie rechts schematisch dargestellt ist, können zwischen den einzelnen Fahrzeugsystemen 41–46 eine Vielzahl von Signalen 47 ausgetauscht werden, die für eine Diagnose zunächst nicht relevant sind. Die bei der Ausführung des Szenarien 40, 40' ausgetauschten Signale 47 interessieren bei der Diagnose der Fahrzeugfunktion nicht. Sie können als schwarzer Kasten (Black- bzw. Grey-Box) 50, 50' betrachtet werden. Lediglich ein Anfangssignal 48, 48' und mehrere Ergebnissignale 49, 49' werden zur Diagnose analysiert.
Anhand von 3 soll eine bevorzugte Ausführungsform einer Diagnosevorrichtung 60 erläutert werden. Die Diagnosevorrichtung 60 umfasst eine Schnittstelle 62. Über die Schnittstelle ist die Diagnosevorrichtung 60 mit einem Fahrzeug-Datenbussystem (nicht dargestellt) vernetzt. Die Schnittstelle 62 ist mit einer Selektionseinheit 64 verknüpft. Die über die Schnittstelle 62 empfangenen Signale werden von der Selektionseinheit anhand von Auswahlkriterien analysiert. Die Auswahlkriterien 63 sind in einem ersten Speicherbereich 66 einer Speichervorrichtung 68 abgelegt. Die empfangenen Signale, die die Auswahlkriterien 63 erfüllen, werden als ausgewählte Signale an eine Bewertungseinheit 70 weitergeleitet. Die Bewertungseinheit 70 bewertet die ausgewählten Signale anhand von Informationen, die in einer Wissensbasis 72 abgelegt sind, die in einem zweiten Speicherbereich 74 der Speichervorrichtung 68 abgelegt sind. Die Wissensbasis 72 umfasst Informationen über Zusammenhänge von Signalen mit Fahrzeugfunktionen sowie der Fahrzeugfunktionen mit Komponenten und Fahrzeugsystemen. Die Diagnosevorrichtung 60 kann so ausgestaltet sein, dass die Auswahlkriterien 63 zunächst nur solche Signale zur Selektion vorsehen, die ein Auslösen einer Fahrzeugfunktion anzeigen. Sobald ein solches Signal als ausgewähltes Signal an die Bewertungseinheit 70 weitergegeben wird, kann vorgesehen sein, dass die Bewertungseinheit 70 die Auswahlkriterien 63 so anpasst, dass die zu dem entsprechenden ausgewählten Signal zugehörigen Signale gemäß einem Szenario, die Ergebnisse der Fahrzeugfunktion anzeigen, auch als zu selektierende Signale in den Auswahlkriterien 63 gekennzeichnet werden. Die Bewertungseinheit 70 wertet die ausgewählten Signale anhand der Wissensbasis 72 aus. Hierbei wird bewertet, ob die ausgewählten Signale einen korrekten Funktionsablauf anzeigen. Stellt sich eine Abweichung heraus, so wird über eine Ausgabeeinheit 76 eine Diagnoseinformation über die Schnittstelle 62 auf das Fahrzeug-Datenbussystem ausgegeben. Die Ausgabeeinheit 76 kann auch als Anzeigevorrichtung ausgestaltet sein. Insgesamt kann die Diagnosevorrichtung 60 ein eigenständiges Fahrzeugsystem sein oder in ein anderes Fahrzeugsystem integriert sein. In einem solchen Fall kann die Schnittstelle 62 die Schnittstelle des Fahrzeugsystems sein, in das die Diagnosevorrichtung 60 integriert ist.
Wird ein Fehler einer Fahrzeugfunktion von der Diagnosevorrichtung 60 festgestellt, so reicht dies häufig nicht aus, um direkt eine Komponente zu identifizieren, die defekt ist und für das Auftreten des Fehlers verantwortlich ist.
Anhand von 4 soll erläutert werden, dass Fahrzeugfunktionen in der Regel nicht einzelnen Komponenten zugeordnet werden können. In einem Fahrzeug sind auf einer physikalischen Ebene 80 mehrere Steuergeräte 81–83 vorgesehen, die Fahrzeugsysteme darstellen. Die Steuergeräte 81–83 tauschen über ein nicht dargestelltes Fahrzeug-Datenbussystem Signale beim Bereitstellen von Fahrzeugfunktionen 85–87 aus. Die einzelnen Fahrzeugfunktionen 85–87 umfassen ihrerseits Unterfunktionen 91–99, die in dem dargestellten Fall jeweils von einem einzelnen Steuergerät zur Verfügung gestellt werden. Diese Unterfunktionen für verschiedene Fahrzeugfunktionen 85–87 sind jedoch häufig identisch. Beispielsweise ist eine zweite Unterfunktion 92 der Fahrzeugfunktion 1 (UF12) identisch mit einer ersten Unterfunktion 94 der Fahrzeugfunktion 2 (UF21), wie mittels eines Pfeils 100 angedeutet ist. Die Unterfunktionen können auch andere Abhängigkeiten voneinander aufweisen, wie dies mittels eines Pfeils 101 für die Unterfunktionen 95 und 96 angedeutet ist.
Aus der Darstellung der 4 ergibt es sich, dass eine Ermittlung einer fehlerhaften Komponente erreicht werden kann, indem Diagnoseergebnisse für unterschiedliche Fahrzeugfunktionen miteinander verschränkt bzw. korreliert werden. Daher führt eine vorteilhafte Diagnosevorrichtung eine Überwachung von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen zeitgleich aus. Wird ein Fehler in einer Fahrzeugfunktion festgestellt, so kann ebenfalls vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die bereitgestellten Diagnoseinformationen ein Signal umfassen, welches eine oder mehrere weitere Fahrzeugfunktionen auslöst. Hierdurch wird eine gezielte Diagnose möglich, um über ein Verschränken der Diagnoseergebnisse eine Identifizierung von defekten Fahrzeugsystemen und/oder Komponenten, die auch Leitungen umfassen können, zu erreichen. Daher ist bei der Ausführungsform der Diagnosevorrichtung 60 nach 3 in der Speichervorrichtung 68 vorgesehen, Diagnoseergebnisse 78 in einem dritten Speicherbereich 79 der Speichervorrichtung 68 zu speichern.
Die Diagnoseergebnisse werden vorzugsweise unter Verwendung von Verknüpfungsindizes in Form von Tabellen gespeichert. Dieses wird exemplarisch anhand von 5 erläutert. Für jede Fahrzeugfunktion werden zunächst für die einzelnen Szenarien Szenarientabellen 121, 122 angelegt. In den Szenarientabellen 121, 122 werden ausgewählten Signale 123 Komponenten 124 gegenübergestellt. In sich ergebende Matrizen 125 werden Indizes eingetragen. Ein Index 126 mit dem Wert 1 gibt an, dass ein Signal A 127 eine korrekte Funktionsweise einer Komponente K5 128 anzeigt. Ein Index 129 mit einem Wert 0 deutet an, dass das Signal A 127 mit einer Komponente K4 130 zwar eine funktionelle Verknüpfung besitzt, jedoch anhand des Signals A 127 keine Aussage über die Funktionsfähigkeit der Komponente K4 130 getroffen werden kann. In einer Funktionstabelle 140 werden Komponenten 141 Szenarien 142 gegenübergestellt. In einer sich hierbei ergebenden weiteren Matrix 143 werden ebenfalls Indizes eingetragen. Weist eine Komponente 124 in den Szenarientabellen 121, 122 für eines der Signale 123 einen Index 1 auf, so wird der entsprechenden Komponente 141 in der Funktionstabelle 140 für das entsprechende Szenario 142 ein Index 1 zugeordnet. Ist den Komponenten 141 für eines der Szenarien ein Index 1 zugeordnet, so ist diese Komponente fehlerfrei. In dem dargestellten Beispiel ist eine Komponente K6 144 die einzige der Komponenten 141, der bei keinem der aufgetragenen Szenarien 142 ein Index 1 zugeordnet ist. Somit ergibt sich, dass die Komponente K6 144 defekt sein muss. Dies ergibt sich eindeutig aus einer Ergebnisspalte 145. Ähnliche Szenarientabellen und Funktionstabellen werden für weitere Fahrzeugfunktionen angelegt. Übergeordnete bzw. untergeordnete Tabellen können für Unterfunktionen bzw. übergeordnete Fahrzeugfunktionen gebildet werden. Die Tabellen können allgemein beispielsweise in Abhängig von einer verwendeten Speichertechnologie, einer verwendeten Zugriffstechnologie und/oder einer Fahrzeugvariante auch anders ausgestaltet sein. Spalten und Zeilen können vertauscht sein. Das Grundprinzip der Verschränkung und Überlagerung bleibt erhalten. Bei anderen Ausführungsformen können die Diagnoseergebnisse auf andere Weise im Speicher abgelegt sein. Eine Struktur zum Ablegen kann abhängig von einem Funktionsumfang, einer Speicherung, usw. variabel ausgestaltet sein.
Anhand von 6 wird eine funktionsorientierte Diagnose noch einmal erläutert. In eines von mehreren Fahrzeugsystemen 160 eines Fahrzeugs 161, die über ein Fahrzeug-Datenbussystem 162 vernetzt sind, ist eine Diagnosevorrichtung integriert. Diese führt eine Funktionsüberwachung 163 durch. Diese wird ausgeführt, wie es oben bereits erläutert ist. Hierbei kann ein Fehler identifiziert werden 164. Ebenso kann eines der Fahrzeugsysteme 160 einen Komponentenfehler erkennen und eine Fehlererkennung der Diagnosevorrichtung signalisieren 165. Auch in diesem Fall wird ein Fehler identifiziert 164. Anhand der oben beschriebenen funktionsorientierten Diagnose wird anschließend eine Fehlereingrenzung und Lokalisierung 166 sowie eine Funktions- und Komponentenzuordnung 167 vorgenommen. Das Diagnoseergebnis wird in Form von Diagnoseinformationen visualisiert 168 und auf einem der Fahrzeugsysteme 160, welches als Anzeigevorrichtung ausgestaltet ist, dargestellt.
Wie eine Funktions- und Komponentenzuordnung ausgeführt wird, wird detaillierter anhand von 7 erläutert. Findet eine Fehlererkennung 180 statt, so werden anschließend Informationen über die Auswirkung und Ausbreitung des Fehlers gesammelt 182. Hierbei werden Informationen über eine Systemspezifikation 184 aus einer Datenbank abgefragt. Ferner bzw. optional zur Ergänzung der beschriebenen Funktionsüberwachung kann eine manuelle Symptomeingabe 186 zu der fehlerhaft erkannten Fahrzeugfunktion erfolgen. Hierdurch werden andere Fahrzeugsysteme (beispielsweise Steuergeräte) und Fahrzeugfunktionen ermittelt, die ebenfalls fehlerhaft sein können. Anschließend wird eine funktionsorientierte Fehlercodeabfrage 188 ausgeführt. Hierbei werden Fehlercodes aus den Fahrzeugsystemen gezielt abgefragt 190. Sind die Fehlercodes eindeutig Fahrzeugfunktionen zugeordnet, so können hierdurch fehlerhafte Fahrzeugfunktionen einfach identifiziert werden. Anschließend wird eine Plausibilitäts- und Konsistenzprüfung 192 ausgeführt. Sind genügend Informationen vorhanden, so kann eine Fehlereingrenzung und Lokalisierung 194 stattfinden. Es kann jedoch ebenso erforderlich sein, weitere Fahrzeugfunktionen zu überwachen 196, um ausreichende Informationen für eine Fehlereingrenzung und Lokalisierung 194 zu erhalten oder eine Plausibilität und Konsistenz zu überprüfen 192. Insbesondere kann die Ausführung von Fahrzeugfunktionen durch die Plausibilitäts- und Konsistenzprüfung 192 angestoßen werden. Bei diesem Vorgang werden Elemente der Wissensbasis 198 ausgewertet.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform einer Diagnosevorrichtung nach 3 sind die Auswahlkriterien, die Wissensbasis und die Diagnoseergebnisse in drei Speicherbereichens einer Speichervorrichtung abgelegt. Die Speicherung kann jedoch ebenso gut in einer Datenbank oder in getrennt ausgebildeten Speichern erfolgen.

1–5: Fahrzeugsysteme
6: Kraftfahrzeug
7: Schnittstelle
8: Fahrzeug-Datenbussystem
9, 10: Komponenten
11–17: weitere Komponenten
18–24: Leitungen
40, 40': Szenarien
41–46: Fahrzeugsysteme
47: Signale
48, 48': Anfangssignale
49, 49': Ergebnissignale
50, 50': schwarze Kästen
60: Diagnosevorrichtung
62: Schnittstelle
63: Auswahlkriterien
64: Selektionseinheit
66: erster Speicherbereich
68: Speichervorrichtung
70: Bewertungseinheit
72: Wissensbasis
74: zweiter Speicherbereich
76: Ausgabeeinheit
78: Diagnoseergebnisse
79: dritter Speicherbereich
80: physikalische Ebene
81–83: Steuergeräte
85–87: Fahrzeugfunktionen
91–99: Unterfunktionen
100: eine Identität anzeigender Pfeil
101: eine Abhängigkeit anzeigender Pfeil
121, 122: Szenarientabelle
123: ausgewählte Signale
124: Komponenten
125: Matrix
126: Index
127: Signal A
128: Komponente K5
129: Index
130: Komponente K4
140: Funktionstabelle
141: Komponenten
142: Szenarien
143: weitere Matrix
144: Komponente K6
145: Ergebnisspalte
160: Fahrzeugsysteme
161: Fahrzeug
162: Fahrzeug-Datenbussystem
163: Funktionsüberwachung
163: Identifikation eines Fehlers
165: Fehlererkennung
166: Fehlereingrenzung und Lokalisierung
167: Funktions- und Komponentenzuordnung
168: Visualisierung von Diagnoseinformationen
180: Fehlererkennung
182: Sammeln von Information über Auswirkung und Ausbreitung eines Fehlers
184: Systemspezifikationen
186: manuelle Symptomeingabe
188: funktionsorientierte Fehlercodeabfrage
190: Fehlercodeabfrage
192: Plausibilitäts- und Konsistenzprüfungen
194: Fehlereingrenzung und Lokalisierung
196: Funktionsüberwachung
198: Wissensbasis

Claims

Diagnosevorrichtung (60) in einem Fahrzeug (6; 161) für eine Diagnose von durch ein Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) vernetzten Fahrzeugsystemen (1–5; 41–46; 160) und von diesen bereitgestellten Fahrzeugfunktionen (85–87), wobei die Fahrzeugsysteme (1–5; 41–46; 160) beim Ausführen der Fahrzeugfunktionen (85–87) über das Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) Signale (47, 48, 48', 49, 49') austauschen, umfassend eine Selektionseinheit (64) zum Selektieren ausgewählter Signale aus den über das Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) übertragenen Signalen (47, 48, 48', 49, 49') anhand vorgegebener Auswahlkriterien (63), eine Wissensbasis (72), in der Informationen über die mit dem Ausführen der Fahrzeugfunktionen (85–87) in Zusammenhang stehenden Signale, Fahrzeugsysteme (1–5; 41–46; 160) und Komponenten (9–24) abgelegt sind, eine Bewertungseinheit (70), die die ausgewählten Signale anhand von Informationen der Wissensbasis (72) bewertet, um Abweichungen und/oder Übereinstimmungen mit einem anhand der Wissensbasis (72) festgelegten Gutverhalten oder Schlechtverhalten einer der Fahrzeugfunktionen (85–87) zu ermitteln, und eine Ausgabeeinheit (76), die eine Diagnoseinformation basierend auf der Bewertung ausgibt.
Diagnosevorrichtung (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Ermitteln der Abweichung/Übereinstimmung von dem Gutverhalten/Schlechtverhalten für die eine der Fahrzeugfunktionen (85–87) jeweils ein eine Ausführung der Fahrzeugfunktion (85–87) anzeigendes ausgewähltes Signal mit mindestens einem weiteren ein Funktionsergebnis der einen der Fahrzeugfunktionen anzeigenden ausgewählten Signal (49, 49') in Beziehung gesetzt wird.
Diagnosevorrichtung (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ausführung der Fahrzeugfunktion anzeigende ausgewählte Signal ein ein Auslösen der Fahrzeugfunktion anzeigendes Signal (48, 48') ist.
Diagnosevorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungseinheit (70) ausgestaltet ist, durch eine Korrelation von Diagnoseergebnissen (78) unter Ausnutzung der Informationen der Wissensbasis (72) defekte Fahrzeugsysteme, Komponenten (9–24) und/oder Fahrzeugfunktionen (85–87) zu identifizieren.
Diagnosevorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungseinheit (70) eine Speichervorrichtung (68) zum Abspeichern der Diagnoseergebnisse (78) umfasst.
Diagnosevorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abspeichern der Diagnoseergebnisse (78) unter Ausnutzung der Informationen der Wissensbasis (72) erfolgt, so dass den Fahrzeugsystemen (1–5; 41–46; 160) und Komponenten und Fahrzeugfunktionen Zustandseinträge zugeordnet sind.
Diagnosevorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseinformation ein eine andere Fahrzeugfunktion auslösendes Signal (48, 48') umfasst.
Diagnosevorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungseinheit (70) ausgestaltet ist, die Auswahlkriterien (63) zu modifizieren.
Diagnosevorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modifizieren der Auswahlkriterien (63) als Folge eines Empfangs eines ausgewählten Signals, das ein Ausführen einer Fahrzeugfunktion anzeigt, in der Wiese erfolgt, dass mindestens ein weiteres der Signale als auszuwählendes Signal zumindest bis zu seiner nachfolgenden Selektion festgelegt wird, das anhand der Wissensbasis (72) als ein ein Funktionsergebnis anzeigendes Signal (49, 49') für die ausgeführte Fahrzeugfunktion bekannt ist.
Fahrzeug (6; 161) mit funktionsorientierter Diagnosevorrichtung (60), umfassend Fahrzeugsysteme (1–5; 41–46; 160), die über ein Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) miteinander vernetzt sind und die funktionsorientierte Diagnosevorrichtung (60) eine Diagnosevorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche ist, wobei die Fahrzeugsysteme (1–5; 41–46; 160) so ausgestaltet sind, dass beim Ausführen einer Fahrzeugfunktion (85–87) mindestens ein ein Funktionsergebnis anzeigendes Signal (49, 49') über das Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) versandt wird.
Fahrzeug (6; 161) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsysteme so ausgestaltet sind, dass beim Ausführen einer Fahrzeugfunktion mindestens ein zusätzliches die Ausführung oder Auslösung der Fahrzeugfunktion anzeigendes Signal (48, 48') über das Fahrzeug-Datenbussystem (8; 162) versandt wird.
Fahrzeug (6; 161) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahlkriterien (63) so ausgestaltet sind, dass für jede diagnostizierbare Fahrzeugfunktion mindestens ein Signal (48, 48', 49, 49') als auszuwählendes Signal festgelegt ist.