對與汽車中控制設(shè)備連接的功能單元診斷的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對與汽車中的控制設(shè)備連接的功能單元進(jìn)行診斷的方法，其中至少一個由功能單元（202）確定的測量值（210）與相應(yīng)的模型值（211）比較以形成比較值（212），其中模型值（211）基于控制設(shè)備（201）中的基于數(shù)據(jù)的模型（205）來計算并且與模型（205）的有效值（213）一起輸出，并且其中通過將有效值（213）與預(yù)給定的閾值（214）比較來激活或去活診斷（206）并且只有當(dāng)診斷（206）激活時才分析比較值（212）。此外，本發(fā)明還涉及相應(yīng)的系統(tǒng)。
【專利說明】對與汽車中控制設(shè)備連接的功能單元診斷的方法和系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對至少一個與汽車中的控制設(shè)備連接的功能單元尤其是傳感器單元進(jìn)行診斷的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛診斷通常描述了結(jié)果與汽車中的電氣和電子部件上的故障的精確相關(guān)性。術(shù)語“汽車診斷”涵蓋了一系列技術(shù)方法和應(yīng)用，其例如在維修情況下的故障分析時的應(yīng)用、在統(tǒng)計分析的質(zhì)量保證時的應(yīng)用和在車輛開發(fā)時的應(yīng)用。此外，車輛診斷也用于向駕駛員通知或告警出現(xiàn)的故障和用于當(dāng)運行不能毫無疑問地保證時開始車輛功能單元的去活。在此期間，多個診斷功能被設(shè)置在相應(yīng)的控制設(shè)備的軟件中，使得控制設(shè)備通過其控制設(shè)備軟件能夠尤其控制與其連接的傳感器單元。由于立法推動，在內(nèi)燃機控制領(lǐng)域中越來越多地在控制設(shè)備軟件中使用診斷功能。診斷功能包括其接通條件在內(nèi)的校準(zhǔn)占相應(yīng)應(yīng)用開銷的比例并非無關(guān)緊要。
[0003]一類診斷功能嘗試通過將測量值譬如利用HFM傳感器測得的空氣質(zhì)量流與在相應(yīng)的控制設(shè)備中所計算的模型值比較識別出有故障的部件例如傳感器單元。以下在圖1中示出了這種功能結(jié)構(gòu)的原理構(gòu)造。存儲在控制設(shè)備中的模型在此基于物理方法或探索方法。模型值基于不受要振蕩的部件影響的量來計算。這樣，例如節(jié)流閥角度用于上述的空氣質(zhì)量流的計算，該空氣質(zhì)量流與要振蕩的傳感器單元無關(guān)。
[0004]在測量值與模型值之間的比價值例如可以通過求商或求差來計算。在許多情況下，所基于的模型并非在相應(yīng)的傳感器或汽車的整個工作范圍中對于模型值的計算有效。因此，除了模型值之外還必須說明接通條件，在接通條件下也允許基于模型值的比較值進(jìn)行實際分析，并且由此可以得到診斷結(jié)果。為此需要調(diào)整多個閾值，以便能夠精確地限定框架條件或接通條件。閾值的調(diào)整是除調(diào)整模型中固有的參數(shù)之外的其他校準(zhǔn)開銷。
[0005]此外，在校準(zhǔn)所述的 接通條件的情況下通常必須解決在診斷的盡可能高的活動部分(Aktivanteil)和避免關(guān)于限制接通條件的誤識別之間的目的沖突。使用者的問題在于，為了獲得可靠的診斷結(jié)果，必須選擇保守的接通條件，這意味著，不怎么信任該模型。然而，在此并非極少可能的是，甚至沒有獲得或只能獲得較少的診斷結(jié)果。相反，在使用者不怎么保守地選擇接通條件時，即在大范圍中信任該模型時，則其更為頻繁地獲得診斷結(jié)果，但這與錯誤診斷結(jié)果的較高風(fēng)險相聯(lián)系，因為使用了不可靠的模型輸出值。目標(biāo)沖突現(xiàn)在在于，使用者兩者都想要即:可靠的診斷和不僅有時而且比較頻繁的診斷。
[0006]也可以時間有關(guān)的更為復(fù)雜的接通條件即將過去的值包含到該條件中的接通條件可能是有意義的但由于潛在的校準(zhǔn)開銷通常被避免。
[0007]此外目前發(fā)現(xiàn)，所謂的基于數(shù)據(jù)的模型譬如不帶置信范圍或有效范圍的輸出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的使用擴展到內(nèi)燃機的控制設(shè)備上。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，現(xiàn)在本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計一種可能性，以便減小診斷功能的應(yīng)用開銷，而不妨礙其質(zhì)量。
[0009]為了解決該任務(wù)，提出了一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法和一種具有權(quán)利要求8所述特征的系統(tǒng)。其他擴展方案可以從相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中獲知。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供用于對與汽車中的控制設(shè)備連接的至少一個功能單元進(jìn)行診斷的方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，將至少一個由功能單元確定的測量值與相應(yīng)的模型值比較，以形成比較值。在此，模型值基于控制設(shè)備中基于數(shù)據(jù)的模型來計算并且與模型的有效值一起輸出。通過將有效值與預(yù)給定的閾值比較，將診斷激活或去活，并且只有在診斷激活時才分析比較值。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方法的一種可能的擴展方案，基于高斯過程的模型用作基于數(shù)據(jù)的模型。
[0012]此外可能的是，基于數(shù)據(jù)的模型作為控制設(shè)備中的相應(yīng)控制設(shè)備軟件集成的組成部分來提供。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的方法的擴展方案中，有效值與預(yù)給定的閾值的比較包括檢驗作為診斷初始條件預(yù)給定的在有效值與閾值之間的功能相關(guān)性，其中只有在滿足診斷條件的情況下才激活診斷，否則去活或者保持不變。這種功能相關(guān)性例如可以在于，有效值大于閾值，即在檢驗這種診斷條件時檢查有效值是否大于閾值。只有滿足這，診斷才被激活。
[0014]根據(jù)應(yīng)用，必要時也可以考慮在有效值與閾值之間的其他功能相關(guān)性，其作為診斷條件可被檢驗。
[0015]在其他擴展方案中，傳感器單元用作功能單元，傳感器單元與控制設(shè)備連接并且檢測測量值，測量值被通知給控制設(shè)備。如果診斷被激活，則根據(jù)本發(fā)明出現(xiàn)對所確定的比較值的分析。在此可考慮的是，在分析比較值時檢查比較值是否在預(yù)給定的值區(qū)間中。例如，在此可以檢查，比較值是否在預(yù)給定的最小值與還預(yù)給定的最大值之間。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的方法的其他擴展方案中，要進(jìn)行的再校準(zhǔn)通過以相應(yīng)的新數(shù)據(jù)更新基于數(shù)據(jù)的模型來實施。這意味著，再校準(zhǔn)可以非常簡單且省時地進(jìn)行。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法的核心是使用基于數(shù)據(jù)的模型，其具有模型或測量值模型的有效值或置信值的集成輸出。有效值用于激活或去活要實施的診斷。這通過將模型的有效值與預(yù)給定的閾值或預(yù)給定的閾值比較來實現(xiàn)。該閾值優(yōu)選存儲在控制單元中。由此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所需的接通條件的大部分除了通過有效值與閾值之間的比較來查詢模型有效性之外可以被取消。
[0018]這意味著，借助根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)了應(yīng)用開銷的減小，因為例如不再必須單獨地校準(zhǔn)目前所需的接通條件。此外可以節(jié)省要校準(zhǔn)的參數(shù)。前面所述的在最大活動時間與誤識別的最小概率之間的目標(biāo)沖突可以更為簡單地解決。此外，可以訂立質(zhì)量改進(jìn)，因為在模型與接通條件之間不會形成不一致性。這意味著，目前可能的通過對接通條件的不充分的校準(zhǔn)來分析運行條件的模型的情況被排出，在運行條件下不能提供足夠精確的結(jié)果。
[0019]此外，本發(fā)明涉及汽車中的至少一個控制設(shè)備的診斷系統(tǒng)，其中診斷系統(tǒng)至少具有:用于讀取至少一個測量值的讀取模塊、用于計算和提供模型值和有效值的基于數(shù)據(jù)的模型、用于將模型值與測量值比較以形成比較值的比較模塊和用于執(zhí)行有效值與預(yù)給定的閾值之間的比較的控制模塊，由此激活或去活診斷，其中只有當(dāng)診斷激活時才分析比較值。[0020]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一種擴展方案中，有效值與預(yù)給定的閾值的比較包括檢驗作為診斷初始條件預(yù)給定的在有效值與閾值之間的功能相關(guān)性，其中只有在滿足診斷條件的情況下才激活診斷，否則去活或者保持不變。在預(yù)給定的功能相關(guān)性的情況下，尤其是檢查有效值是否大于預(yù)給定的閾值。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另外的實施中，測量值由與系統(tǒng)尤其與讀取模塊相連的傳感器單元來提供。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)尤其適于實施根據(jù)本發(fā)明的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的其他優(yōu)點和擴展方案從說明書和所附的附圖中得到。應(yīng)理解的是，前面所提及的和下面還要闡述的特征不僅可以以響應(yīng)所說明的組合而且可以以其他組合或者可以單獨地應(yīng)用，而不離開本發(fā)明的范圍。
[0024]圖1以示意圖示出了作為控制設(shè)備集成的組成部分的診斷系統(tǒng)，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣。
[0025]圖2以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一種實施形式，如可以實施在控制設(shè)備中那樣。
【具體實施方式】
[0026]借助附圖中的實施形式示意性地示出了本發(fā)明并且以下參照附圖詳細(xì)地描述了本發(fā)明。
[0027]圖1示出了傳感器診斷的原理圖，由控制設(shè)備對與其連接的傳感器進(jìn)行傳感器診斷。在此所使用的模型在現(xiàn)有技術(shù)中已知并且基于物理方法或者探索方法。診斷系統(tǒng)100存儲在控制設(shè)備101的控制設(shè)備軟件中。要診斷的傳感器102提供測量值110，該測量值通過連接110_1在傳感器102與由系統(tǒng)100設(shè)置的讀取模塊103之間傳輸。測量值110從讀取模塊103讀取并且隨后通過連接100_2輸送給比較模塊104。所獲得的并且要傳送的值例如在此為測量值不僅在圖1而且在圖2中分別在表示相應(yīng)連接的箭頭之下說明，而相應(yīng)的連接本身標(biāo)示在相應(yīng)的箭頭之上。此外，比較模塊104通過連接100_3獲得由物理或者試探性測量值模塊105計算出的模型值111。比較值112的計算例如可以通過模型值111與測量值之間求商來計算。比較值112于是通過連接100_4輸送給實際診斷單元106。診斷單元106可以激活或去活。診斷單元106是否被激活取決于接通條件，所述接通條件可以在功能模塊“接通條件” 107中被檢查。模塊“接通條件” 107記錄一組參數(shù)U1、U2、...Un并且分別檢驗相應(yīng)的參數(shù)U1、U2、...、Un是否在相應(yīng)各自的區(qū)間Ul_min < Ul < Uljnax或U2_min < U2 < U2_max或...Un_min < Un < Un_max中。只有當(dāng)滿足所有η個條件時，這通過連接100_5通知診斷106，使得診斷單元106可以執(zhí)行診斷并且可以分析比較值112。比較值112的分析例如表示比較值112是否在預(yù)給定的最小值與預(yù)給定的最大值之間。該結(jié)果于是通過連接100_6輸出。
[0028]圖2以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200，如在控制設(shè)備201中可以以相應(yīng)的控制設(shè)備軟件實現(xiàn)的那樣。又設(shè)置傳感器單元202，其檢測測量值210并且使其通過連接200_1達(dá)到系統(tǒng)200的讀取模塊203。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200的讀取模塊203讀取測量值210并且將測量值通過連接200_2引導(dǎo)至比較模塊204。此外，比較模塊204從基于數(shù)據(jù)的模塊205通過連接200_3得到由此計算出的測量值211。比較值212可以在比較模塊204中例如通過測量值210與模型值211之間求差或通過在測量值210與模型至211之間求商形成。比較值212于是通過連接200_4輸送給診斷單元206。診斷在此只有當(dāng)診斷被激活時被實施。為了激活，在此也可以如前面結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)在圖1中所闡述的那樣，必須滿足確定的接通條件。然而與前面在圖1中所描述的系統(tǒng)100相比，在這里本系統(tǒng)200中，僅由模型205計算有效值213并且輸出，并且通過連接200_7輸送給控制模塊207?？刂颇K207將有效值213與提供給控制模塊207的預(yù)給定的閾值214比較，該閾值通常存儲在控制設(shè)備中。該比較在此可以包括在有效值213與閾值214之間的功能相關(guān)性的檢驗，如例如檢驗有效值213是否大于閾值214。該功能相關(guān)性用作診斷條件，并且只有當(dāng)滿足該診斷條件時，才通過路徑200_5激活診斷。在診斷激活時，分析比較值212。在此，例如檢驗比較值212是否在預(yù)給定的最小值215與還預(yù)給定的最大值216之間，即比較值212是否大于預(yù)給定的最小值215并且小于可預(yù)給定的最大值216。根據(jù)如何進(jìn)行分析，這通過連接200_6作為結(jié)果輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對與汽車中的控制設(shè)備連接的功能單元進(jìn)行診斷的方法，其中至少一個由功能單元(202)確定的測量值(210)與相應(yīng)的模型值(211)比較以形成比較值(212)，其中模型值(211)基于控制設(shè)備(201)中的基于數(shù)據(jù)的模型(205)來計算并且與模型(205)的有效值(213) —起輸出，并且其中通過將有效值(213)與預(yù)給定的閾值(214)比較來激活或去活診斷(206)并且只有當(dāng)診斷(206)激活時才分析比較值(212)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中基于高斯過程的模型用作基于數(shù)據(jù)的模型(205 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其中基于數(shù)據(jù)的模型(205)作為相應(yīng)控制設(shè)備軟件集成的組成部分來提供。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法， 其中有效值(213 )與預(yù)給定的閾值(214 )的比較包括檢驗在有效值(213 )與閾值(214 )之間的作為診斷起始條件預(yù)給定的功能相關(guān)性，尤其是有效值(213)是否大于預(yù)給定的閾值(214)，其中在滿足診斷條件時激活診斷(206)，否則去活。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中傳感器單元被用作功能單元(202)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法， 其中在分析比較值(212)時檢查比較值(212)是否在預(yù)給定的值區(qū)間中。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法， 其中要進(jìn)行的再校準(zhǔn)通過以相應(yīng)的新數(shù)據(jù)更新基于數(shù)據(jù)的模型(205)來實施。
8.汽車中的至少一個控制設(shè)備的診斷系統(tǒng)， 其中診斷系統(tǒng)至少具有:用于讀取至少一個測量值(210)的讀取模塊(203)、用于計算和提供模型值(211)和有效值(213)的基于數(shù)據(jù)的模型(205)、用于將模型值(211)與測量值(210)進(jìn)行比較以形成比較值(212)的比較模塊(204)和用于執(zhí)行有效值(213)與預(yù)給定的閾值(214)之間的比較的控制模塊(207)，由此激活或去活診斷(206)，其中只有當(dāng)診斷激活時才分析比較值(212)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)， 其中有效值(213)與預(yù)給定的閾值(214)的比較包括檢驗在有效值與閾值之間的作為診斷起始條件預(yù)給定的功能相關(guān)性，尤其是有效值是否大于預(yù)給定的閾值，其中在滿足診斷條件時激活診斷，否則去活。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)， 其中測量值(210)由與系統(tǒng)(200)尤其是與讀取模塊(203)連接的傳感器單元(202)來提供。
【文檔編號】G01M17/007GK103471855SQ201310218034
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】E.克洛彭堡, M.布曼斯 申請人:羅伯特·博世有限公司