DE102019107240A1

DE102019107240A1 - Diagnoseverfahren, Diagnosesystem und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019107240A1
Application number: DE102019107240.9A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Jonas; Jan Piewek; Fabian Kai-Dietrich NOERING
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems (1) eines Kraftfahrzeugs (2). Ferner betrifft die Erfindung ein Diagnosesystem (10) und ein Kraftfahrzeug (2). Das Verfahren ist im Wesentlichen in zwei Verfahrensstufen gegliedert. In einer ersten Verfahrensstufe werden über einen ersten Zeitraum (T1) wiederkehrende Fahrsituationsmuster (M) identifiziert. In einer zweiten Verfahrensstufe werden die identifizierten Fahrsituationsmuster (M) in einem über einen zweiten Zeitraum (T2) ermittelten ersten Systemparameterverlauf (V1) erkannt und ein hierzu zugehöriger zweiter Systemparameterverlauf (V2) bestimmt. Durch Vergleichen des zweiten Systemparameterverlaufs (V2) mit einem Referenzparameterverlauf (R) ist das Vorliegen eines Systemfehlers ermittelbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Diagnosesystem für ein Kraftfahrzeug zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems des Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Diagnosesystem.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl unterschiedlicher technischer Systeme, wie beispielsweise eine Leistungselektronik für eine Energieversorgung, Antriebssysteme oder dergleichen, auf. Zur Überwachung, Steuerung bzw. Regelung der technischen Systeme sowie von Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise einer Motordrehzahl, einer Beschleunigung, einer Gangwahl oder dergleichen, weisen Kraftfahrzeuge Sensoren auf, welche zum Ermitteln unterschiedlicher Systemparameter ausgebildet sind.
Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen wird eine Diagnose beispielsweise durch gezieltes Anfahren eines Diagnosepunkts durchgeführt. An dem Diagnosepunkt weist das Kraftfahrzeug eine Vielzahl unterschiedlicher Systemparameter auf, welche mittels einer Diagnosevorrichtung mit jeweils entsprechenden Referenzparametern vergleichbar sind. Weicht ein Systemparameter am Diagnosepunkt vom Referenzparameter um mehr als eine festgelegte Toleranz ab, wird von der Diagnosevorrichtung ein Fehler diagnostiziert.
Aus der US 9,678,845 B2 ist ein Diagnoseverfahren zur Überwachung von Maschinen bekannt, bei welchem die Diagnose über einen Zeitraum erfolgt, über welchen Systemparameter fortlaufend ermittelt wird. Die ermittelten Systemparameter werden mit Referenzparametern verglichen, und bei Abweichungen oberhalb eines Toleranzwerts wird ein Fehler diagnostiziert. Die WO 2017/081659 A1 betrifft ein Diagnoseverfahren bei welchem zunächst eine Referenzfrequenz ermittelt und anschließend mit einer Diagnosefrequenz verglichen wird. Auch hier werden über einen Zeitraum gewonnene Messdaten verwendet und miteinander verglichen. Die DE 10 2014 210 504 A1 betrifft eine Diagnosevorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung eines Diagnoseverfahrens bei welchem Fahrzeugparameter aufgenommen und wiederkehrende Betriebsmuster aus den Fahrzeugparametern ermittelt werden. Aus den Betriebsmustern werden Mustermerkmale extrahiert und zur Bereitstellung von Referenzdaten akkumuliert. Aus der US 2011/0238258 A1 ist ein Verfahren bekannt bei welchem Fehlercodes mit zugehörigen Betriebsdaten von mehreren Kraftfahrzeugen zusammengeführt und über Datenreduktionsverfahren verarbeitet werden, um somit Ursachen für die Fehlercodes zu identifizieren. Die US 2016/0035150 A1 offenbart ein Verfahren zum Vorhersagen von Bauteilfehlern bei einem Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung von Fahrparametern, Fahrerparametern und bereits aufgetretenen Bauteilfehlern bei anderen Kraftfahrzeugen. In der WO 2018/069853 A1 ist ein Diagnoseverfahren zur Vorhersage des Auftretens eines Fehlers bei einem Kraftfahrzeug offenbart, bei welchem zunächst Diagnosefehlercodes mit zuvor angelernten Modellen verglichen werden.
Bekannte Systeme und Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems haben den Nachteil, dass bei der Überwachung mehrerer Systemparameter oftmals ein sehr hohes Datenaufkommen entsteht, welches eine Diagnosevorrichtung schnell überlasten kann. Das Resultat können insbesondere fehlerhafte Diagnosen sein. Zudem bestehen zwischen verschiedenen Systemparametern oftmals Wechselwirkungen, welche in vielen Fällen nicht oder nur unzureichend erfasst werden. Auch dies kann leicht zu fehlerhaften Diagnosen führen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist die spezielle Diagnosebetriebsart, die zur Diagnose angefahren werden muss, die aber im laufenden Betrieb nicht dem Fahrerwunsch entspricht, also nicht oder nur selten erreicht werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems eines Kraftfahrzeugs, einem Diagnosesystem für ein Kraftfahrzeug zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems des Kraftfahrzeugs sowie einem Kraftfahrzeug mit einem Diagnosesystem zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, ein Diagnosesystem und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine zuverlässige Diagnose mindestens eines technischen Systems sicherstellen und/oder ein übermäßiges Datenaufkommen bei der Überwachung von Systemparametern vermeiden.
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Diagnosesystem für ein Kraftfahrzeug zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems des Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Ermitteln von ersten Systemparametern eines Kraftfahrzeugs über einen ersten Zeitraum mittels einer Ermittlungsvorrichtung,
- Bestimmen eines ersten Systemparameterverlaufs aus den über den ersten Zeitraum ermittelten ersten Systemparametern mittels einer Bestimmungsvorrichtung,
- Identifizieren mindestens eines wiederkehrenden Fahrsituationsmusters aus dem ersten Systemparameterverlauf des ersten Zeitraums mittels einer Identifizierungsvorrichtung,
- Ermitteln von ersten Systemparametern des Kraftfahrzeugs über einen zweiten Zeitraum mittels einer Ermittlungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs,
- Ermitteln von zweiten Systemparametern des technischen Systems des Kraftfahrzeugs über den zweiten Zeitraum mittels der Ermittlungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs,
- Bestimmen eines ersten Systemparameterverlaufs aus den über den zweiten Zeitraum ermittelten ersten Systemparametern mittels einer Bestimmungsvorrichtung,
- Vergleichen des über den zweiten Zeitraum bestimmten ersten Systemparameterverlaufs mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster mittels einer Vergleichsvorrichtung zum Identifizieren mindestens eines dritten Zeitraums des zweiten Zeitraums, in welchem das mindestens eine Fahrsituationsmuster im ersten Systemparameterverlauf im zweiten Zeitraum auftritt,
- Bestimmen eines zweiten Systemparameterverlaufs aus den im dritten Zeitraum ermittelten zweiten Systemparametern mittels einer Bestimmungsvorrichtung,
- Vergleichen des zweiten Systemparameterverlaufs mit einem zum mindestens einen Fahrsituationsmuster zugeordneten Referenzparameterverlauf des zweiten Systemparameters mittels einer Vergleichsvorrichtung, und
- Feststellen des Vorliegens eines Systemfehlers mittels der Vergleichsvorrichtung, wenn das Vergleichen ergibt, dass eine Abweichung des zweiten Systemparameterverlaufs vom Referenzparameterverlauf außerhalb einer vordefinierten Toleranz liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Erstellung einer Diagnose eines technischen Systems eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Motors, einer Kupplung, einer Bremse, eines Fahrerassistenzsystems, einer Batterie, einer Leistungselektronik oder dergleichen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Gleichwohl ist ein Einsatz des Verfahrens an einer technischen Vorrichtung jeglicher Art, insbesondere bei einem Schiff, einem Flugzeug, einer Bearbeitungsmaschine, einer Fördermaschine oder dergleichen, möglich und erfindungsgemäß beabsichtigt. Die Diagnose soll beispielsweise qualitativ Aufschluss geben, ob das untersuchte technische System einwandfrei funktioniert, Verschleißerscheinungen aufweist oder defekt ist. Zudem lässt sich die Diagnose erfindungsgemäß derart durchführen, dass quantitative Aussagen über einen Zustand eines technischen Systems des Kraftfahrzeugs tätigbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Wesentlichen in zwei Verfahrensstufen aufgeteilt, welche in unterschiedlichen Zeiträumen durchgeführt werden. Die erste Verfahrensstufe findet beispielsweise bei der Fahrzeugentwicklung oder der Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeugs statt und dient der Identifizierung des mindestens einen wiederkehrenden Fahrsituationsmusters. Dies erfolgt auf Basis im ersten Zeitraum ermittelter, insbesondere gemessener, erster Systemparameter des Kraftfahrzeugs. Die zweite Verfahrensstufe findet insbesondere im täglichen Betrieb des Kraftfahrzeugs statt und dient dem Identifizieren des Vorliegens eines solchen Fahrsituationsmusters sowie der Ermittlung von Systemfehlern im zweiten Zeitraum. Dies erfolgt auf Basis der im zweiten Zeitraum ermittelten ersten Systemparameter und zweiten Systemparameter sowie dem in der ersten Verfahrensstufe identifizierten Fahrsituationsmuster.
In der ersten Verfahrensstufe werden mittels der Ermittlungsvorrichtung über den ersten Zeitraum die ersten Systemparameter des Kraftfahrzeugs, insbesondere des technischen Systems, ermittelt. Das Ermitteln erfolgt vorzugsweise in einem Testfahrbetrieb des Kraftfahrzeugs. Das Ermitteln erfolgt vorzugsweise kontinuierlich oder zumindest mit einer derartigen Wiederholfrequenz, insbesondere mehrmals pro Sekunde, dass Änderungen bzw. Schwankungen des ersten Systemparameters zuverlässig ermittelt werden und nicht aufgrund zu großer Abstände zwischen den Ermittlungen übersehen werden können. Als erster Systemparameter wird vorzugsweise ein Systemparameter gewählt, welcher mit dem zweiten Systemparameter, also dem der Diagnose zugrundeliegenden Systemparameter in einer mittelbaren oder unmittelbaren Wirkbeziehung steht. Das bedeutet, dass zwischen einem Wert des zweiten Systemparameters von einem Wert des ersten Systemparameters eine Abhängigkeit besteht. Ferner wird als erster Systemparameter vorzugsweise ein Systemparameter gewählt, welcher zuverlässig bzw. genau ermittelbar ist und vorzugsweise von einem Verschleißzustand des Kraftfahrzeugs unabhängig ist. Das Ermitteln kann beispielsweise durch Berechnung, Modellbildung oder unter Verwendung eines ersten Sensors erfolgen. Bei Verwendung eines ersten Sensors wird der erste Systemparameter vorzugsweise in Echtzeit an die Bestimmungsvorrichtung übermittelt, insbesondere mittels einer Funk- oder Kabelverbindung.
Mittel der Bestimmungsvorrichtung wird auf Basis der über den ersten Zeitraum ermittelten ersten Systemparameter der erste Systemparameterverlauf für den ersten Zeitraum bestimmt. Der erste Systemparameterverlauf ist beispielsweise als Graph über die Zeit darstellbar.
Mittels der Identifizierungsvorrichtung wird mindestens ein wiederkehrendes Fahrsituationsmuster aus dem ersten Systemparameterverlauf des ersten Zeitraums identifiziert. Hierbei wird beispielsweise der erste Systemparameterverlauf nach identischen oder zumindest stark ähnlichen Teilsegmenten untersucht. Unter einem wiederkehrenden Fahrsituationsmuster wird ein Fahrsituationsmuster verstanden, welches sich innerhalb vorgegebener Toleranzen im zeitlichen Ablauf des ersten Systemparameterverlaufs im ersten Zeitraum wiederholt. Eine solche Wiederholung kann beispielsweise auch als Betriebssituationsidentität oder Betriebssituationsähnlichkeit bezeichnet werden. Das mindestens eine identifizierte Fahrsituationsmuster wird anschließend in einer Speichervorrichtung im Kraftfahrzeug und/oder einem anderen Kraftfahrzeug und/oder auf einem Server abgelegt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Identifizierung eines Fahrsituationsmusters mittels einer unsupervised Machine Learning Methode umgesetzt. Dies wird durch die Diskretisierung der Sensorsignale inklusive einer vor- und/oder nachgelagerten Filterung (z.B. Peacewise Aggregate Approximation oder Hysterese) vereinfacht. Um auch Fahrsituationsmuster zu identifizieren, die nur durch mehrere Sensorsignale beschrieben werden können, muss entweder eine Methode zur mehrdimensionalen Diskretisierung oder eine eindimensionale Diskretisierung mit einer nachgelagerten Vereinigung dieser diskreten Zeitreihen angewandt werden. Anschließend kann eine Reduktion der diskretisierten Zeitreihe in der zeitlichen Dimension durchgeführt werden. Bei dieser Reduktion werden die aufeinanderfolgenden identischen diskreten Werte (oder Symbole) reduziert auf ein oder wenige Symbole derselben Art. Das hat, neben einer extremen Beschleunigung der Mustererkennung, zur Folge, dass auch Fahrsituationsmuster mit zeitlicher Dehnung/Stauchung erkannt werden können. Die resultierende diskrete Zeitreihe wird anschließend auf Muster untersucht indem gängige Algorithmen des Textminings zur „Pattern Enumeration“ (z.B. Sequitur) angewandt werden.
Alternativ kann die Berechnung einer Ähnlichkeit zweier Abschnitte innerhalb der Mustererkennung auch durch andere Ähnlichkeitsdefinitionen erfolgen, wie z.B. Dynamic Time Warping, Euklidische Distanz.
In der zweiten Verfahrensstufe werden mittels der Ermittlungsvorrichtung über den zweiten Zeitraum die ersten Systemparameter des Kraftfahrzeugs ermittelt. Das Ermitteln erfolgt vorzugsweise während eines normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere außerhalb von Teststrecken oder Prüfständen. Das Ermitteln erfolgt vorzugsweise kontinuierlich oder zumindest mit einer derartigen Wiederholfrequenz, insbesondere mehrmals pro Sekunde, dass Änderungen bzw. Schwankungen des ersten Systemparameters zuverlässig ermittelt werden und nicht aufgrund zu großer Abstände zwischen den Ermittlungen übersehen werden können. Das Ermitteln kann beispielsweise durch Berechnung, Modellbildung oder unter Verwendung eines ersten Sensors erfolgen. Bei Verwendung eines ersten Sensors wird der erste Systemparameter vorzugsweise in Echtzeit an die Bestimmungsvorrichtung übermittelt, insbesondere mittels einer Funk- oder Kabelverbindung.
Zudem werden mittels der Ermittlungsvorrichtung über den zweiten Zeitraum die zweiten Systemparameter des technischen Systems des Kraftfahrzeugs ermittelt. Die zweiten Systemparameter betreffen das technische System des Kraftfahrzeugs, für welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Diagnose erstellt werden soll. Das Ermitteln der zweiten Systemparameter erfolgt vorzugsweise analog zum Ermitteln der ersten Systemparameter während des zweiten Zeitraums, insbesondere mittels eines zweiten Sensors. Es können erfindungsgemäß auch noch andere zweite Systemparameter über den zweiten Zeitraum ermittelt werden, welche beispielsweise dasselbe oder andere technische Systeme des Kraftfahrzeugs betreffen. Hierfür können beispielsweise weitere Sensoren verwendet werden. Auf diese Weise ist die Diagnose des technischen Systems verbesserbar. Zudem können somit parallel Diagnosen unterschiedlicher technischer Systeme erstellt werden.
Mittel der Bestimmungsvorrichtung wird auf Basis der über den zweiten Zeitraum ermittelten ersten Systemparameter der erste Systemparameterverlauf für den zweiten Zeitraum bestimmt. Der erste Systemparameterverlauf ist beispielsweise als Graph über die Zeit darstellbar.
Mittels der Vergleichsvorrichtung wird der über den zweiten Zeitraum bestimmte erste Systemparameterverlauf mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster verglichen. Hierbei wird mindestens ein dritter Zeitraum des zweiten Zeitraums identifiziert, in welchem das mindestens eine Fahrsituationsmuster im ersten Systemparameterverlauf im zweiten Zeitraum auftritt. Der dritte Zeitraum ist somit ein Teilbereich des zweiten Zeitraums, in welchem das mindestens eine Fahrsituationsmuster auftritt. Hierbei ist es auch möglich, dass mehrere dritte Zeiträume identifiziert werden. Mit anderen Worten liegt im dritten Zeitraum eine Betriebssituationsidentität oder zumindest eine Betriebssituationsähnlichkeit mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster vor.
Mittels der Bestimmungsvorrichtung wird der zweite Systemparameterverlauf aus den im dritten Zeitraum ermittelten zweiten Systemparametern bestimmt. Zur Reduzierung des Rechenaufwands ist es bevorzugt, dass die zweiten Systemparameter, welche außerhalb des dritten Zeitraums ermittelt wurden, gelöscht oder zumindest, insbesondere zur Bestimmung des zweiten Systemparameterverlaufs, nicht verwendet werden. Auf diese Weise sind ein Rechenaufwand sowie ein Datentransfer bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens reduzierbar. Falls noch andere zweite Systemparameter über den zweiten Zeitraum ermittelt werden, welche dasselbe oder andere technische Systeme des Kraftfahrzeugs betreffen, können erfindungsgemäß für diese zweiten Systemparameter ebenfalls über den dritten Zeitraum zweite Systemparameterverläufe mittels der Bestimmungsvorrichtung bestimmt werden.
Mittels der Vergleichsvorrichtung wird der zweite Systemparameterverlauf mit dem zum mindestens einen Fahrsituationsmuster zugeordneten Referenzparameterverlauf des zweiten Systemparameters verglichen. Der Referenzparameterverlauf kann beispielsweise im testbetrieb des Kraftfahrzeugs, auf einem Prüfstand bei der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs und/oder über entsprechende Rechenmodelle ermittelt werden. Der Referenzparameterverlauf kann auch als SOLL-Systemparameterverlauf für den zweiten Systemparameter im störungsfreien Betrieb des Kraftfahrzeugs bezeichnet werden. Für den Fall, dass noch andere zweite Systemparameter über den zweiten Zeitraum ermittelt werden, welche dasselbe oder andere technische Systeme des Kraftfahrzeugs betreffen, können erfindungsgemäß für diese zweiten Systemparameterverläufe weitere Referenzparameterverläufe bereitgestellt werden, welche mittels der Vergleichsvorrichtung ebenfalls paarweise miteinander verglichen werden.
Mittels der Vergleichsvorrichtung wird anschließend festgestellt, ob ein Systemfehler während des dritten Zeitraums aufgetreten ist. Ein Systemfehler wird festgestellt, wenn ein zweiter Systemparameterverlauf im dritten Zeitraum von seinem zugehörigen Referenzparameterverlauf eine derartige Abweichung aufweist, welche einen vorgegebenen Toleranzwert übersteigt. Der Toleranzwert beschreibt, welche Abweichungen vom Referenzwert als natürliche Abweichungen betrachtet werden und ab wann die Abweichungen als Systemfehler einzustufen sind. Für den Fall, dass noch andere zweite Systemparameter über den zweiten Zeitraum ermittelt werden, welche dasselbe oder andere technische Systeme des Kraftfahrzeugs betreffen, wird ebenfalls jeweils ein Systemfehler mittels der Vergleichsvorrichtung festgestellt, wenn beim jeweiligen Vergleichen eine Überschreitung des jeweiligen Toleranzwerts ermittelt wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems eines Kraftfahrzeugs hat gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine gezielte Diagnose eines technischen Systems über einen Zeitraum durchführbar ist. Durch das Identifizieren des mindestens einen Fahrsituationsmusters sind Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs ermittelbar, welche im Betrieb des Kraftfahrzeugs real vorkommen und somit plausibel sind. Es müssen keine theoretischen Werte für die Fahrsituationsmuster verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass diese Fahrsituationsmuster bzw. Betriebszustände im realen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs mit einer besonders hohen Wahrscheinlichkeit auftreten werden, sodass die zuverlässige sowie regelmäßige Erstellung von Diagnosen des technischen Systems des Kraftfahrzeugs sichergestellt ist. Überdies hat eine Fokussierung auf die dritten Zeiträume den Vorteil, dass ein Diagnoseaufwand erheblich reduziert ist. Somit sind Datenvolumen und Rechenaufwand für die Erstellung der Diagnose erheblich reduzierbar. Schließlich ist mit dem Fahrsituationsmuster eine im Betrieb des Kraftfahrzeugs nachweislich auftretende Betriebssituation definiert, welche als Basis für zuverlässige Diagnosen verwendbar ist. Ein gezieltes Anfahren eines Diagnosepunkts bzw. einer Diagnoseroutine, welche oftmals einem Betriebszustand eines Fahrerwunsches nicht entsprechen, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr erforderlich. Die Betrachtung eines Zeitraums hat zudem den Vorteil, dass spontan auftretende Messschwankungen auf diese Weise ausgleichbar sind. Ein Systemfehler ist somit besonders zuverlässig feststellbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass mittels einer Ermittlungsvorrichtung dritte Systemparameter des Kraftfahrzeugs über den ersten Zeitraum ermittelt werden, wobei ein dritter Systemparameterverlauf des dritten Systemparameters mittels der Bestimmungsvorrichtung über den ersten Zeitraum bestimmt wird. Mittels der Identifizierungsvorrichtung wird das mindestens eine wiederkehrende Fahrsituationsmuster aus dem ersten Systemparameterverlauf und dem dritten Systemparameterverlauf des ersten Zeitraums identifiziert. Zudem werden die dritten Systemparameter mittels der Ermittlungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs über den zweiten Zeitraum ermittelt, wobei mittels einer Bestimmungsvorrichtung ein zweiter Systemparameterverlauf aus den über den zweiten Zeitraum ermittelten zweiten Systemparametern bestimmt wird. Mittels der Vergleichsvorrichtung werden der über den zweiten Zeitraum ermittelte erste Systemparameterverlauf und dritte Systemparameterverlauf mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster zum Identifizieren des mindestens einen dritten Zeitraums verglichen. Das Ermitteln kann beispielsweise durch Berechnung, Modellbildung und/oder unter Verwendung eines dritten Sensors erfolgen. Bei Verwendung eines dritten Sensors wird der dritte Systemparameter vorzugsweise in Echtzeit an die Bestimmungsvorrichtung übermittelt, insbesondere mittels einer Funk- oder Kabelverbindung. Dies hat den Vorteil, dass auf diese Weise die das Fahrsituationsmuster bestimmende Anzahl an Parametern erhöht ist. Das Fahrsituationsmuster ist somit weiter konkretisiert und beschreibt einen spezielleren Betriebszustand des Kraftfahrzeugs. Dies führt zu einer Verbesserung der Genauigkeit der Diagnose des mindestens einen technischen Systems.
Es ist bevorzugt, dass als erster Systemparameter eine Motordrehzahl eines Motors des Kraftfahrzeugs und als dritter Systemparameter ein Drehmoment des Motors oder als erster Systemparameter eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und als dritter Systemparameter ein Gang eines Getriebes des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Ebenso können andere Systemparameterkombinationen voranstehender Systemparameter erfindungsgemäß gewählt werden. Über eine Ermittlung einer Motordrehzahl und eines Drehmoments sowie einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und eines gewählten Gangs über den ersten Zeitraum ist eine Betriebssituation des Kraftfahrzeugs zuverlässig sowie leicht bestimmbar. Ferner sind diese Systemparameter im Wesentlichen verschleißunabhängig, sodass auf dieser Basis mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig leicht reproduzierbare Diagnosen durchführbar sind. Es ist alternativ bevorzugt, dass als erster Systemparameter eine Stromstärke einer Batterie des Kraftfahrzeugs und/oder als dritter Systemparameter eine Spannung der Batterie des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Die Verwendung dieser Systemparameter ist insbesondere für eine Diagnose der Batterie, beispielsweise bei einem Aufladevorgang, vorteilhaft. Als zweiter Systemparameter kann beispielsweise eine Temperatur der Batterie verwendet werden. Auf diese Weise ist ein Verschleiß der Batterie mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise leicht diagnostizierbar.
Weiter bevorzugt wird als zweiter Systemparameter ein Ladedruck oder eine Temperatur eines Motors oder eine Temperatur einer Bremse oder eine Temperatur einer Kupplung oder ein Luftdruck oder eine Temperatur eines Reifens des Kraftfahrzeugs verwendet. Erfindungsgemäß kann auch eine parallele Durchführung von Diagnosen mit unterschiedlichen weiteren zweiten Systemparametern erfolgen. In diesem Fall werden parallel weitere zweite Systemparameterverläufe unterschiedlicher zweiter Systemparameter mit entsprechenden Referenzparameterverläufen verglichen. Mittels derartiger zweiter Systemparameter sind Zustände, insbesondere Verschleißzustände, von Motor, Batterie, Bremse, Kupplung oder Reifen mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ermittelbar.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird das mindestens eine Fahrsituationsmuster in einer Speichervorrichtung des Kraftfahrzeugs gespeichert, wobei das Bestimmen des ersten Systemparameterverlaufs über den zweiten Zeitraum und das Vergleichen des über den zweiten Zeitraum bestimmten ersten Systemparameterverlaufs mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster mittels einer Vergleichsvorrichtung des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass ein Datenaustausch zwischen dem Kraftfahrzeug und einer Überwachungsstelle, wie beispielsweise einer Werkstatt oder einem Entwicklungszentrum, reduziert ist. Alternativ wird das mindestens eine Fahrsituationsmuster in einer vom Kraftfahrzeug entfernten Speichervorrichtung gespeichert, wobei das Bestimmen des ersten Systemparameterverlaufs über den zweiten Zeitraum und das Vergleichen des über den zweiten Zeitraum bestimmten ersten Systemparameterverlaufs mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster mittels einer vom Kraftfahrzeug entfernten Vergleichsvorrichtung durchgeführt wird. Die Speichervorrichtung ist beispielsweise auf einem Server einer Werkstatt, eines Entwicklungszentrums oder dergleichen angeordnet oder zumindest datenkommunizierend mit diesen gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass Diagnosedaten eines Kraftfahrzeugs sowie einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen in Echtzeit an einen zentralen Ort bereitstellbar sind.
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Vergleichen des zweiten Systemparameterverlaufs mit einem zum mindestens einen Fahrsituationsmuster zugeordneten Referenzparameterverlauf des zweiten Systemparameters sowie das Feststellen des Vorliegens eines Systemfehlers mittels der vom Kraftfahrzeug entfernten Vergleichsvorrichtung durchgeführt. Die hierfür erforderlichen Daten, wie beispielsweise zweite Systemparameter oder der zweite Systemparameterverlauf, werden vorzugsweise vom Kraftfahrzeug zur Vergleichsvorrichtung gesendet, insbesondere über eine kabellose Datenverbindung. Die Vergleichsvorrichtung ist beispielsweise auf einem Server einer Werkstatt, eines Entwicklungszentrums oder dergleichen angeordnet oder zumindest datenkommunizierend mit diesen gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass Diagnosedaten eines Kraftfahrzeugs sowie einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen in Echtzeit an einen zentralen Ort erzeugbar sind. Ferner wird auf diese Weise weniger Rechenleistung am Kraftfahrzeug beansprucht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Identifizieren des mindestens einen wiederkehrenden Fahrsituationsmusters und/oder das Vergleichen des über den zweiten Zeitraum bestimmten ersten Systemparameterverlaufs mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster und/oder des zweiten Systemparameterverlaufs mit dem zum mindestens einen Fahrsituationsmuster zugeordneten Referenzparameterverlauf des zweiten Systemparameters mittels Dynamic Time Warping, eines Smith-Waterman-Algorithmus, insbesondere eines um Dynamic Time Warping erweiterten Smith-Waterman-Algorithmus, und/oder einer mehrdimensionalen Euklidschen Distanz und/oder einer Kreuzkorrelation und/oder einer mehrdimensionalen Schlauchdefinition und/oder einer Kombination aus diesen oder weiteren Verfahren über den ersten Zeitraum. Derartige mathematische Verfahren sind hinreichend bekannt und besonders dafür geeignet, Ähnlichkeiten sowie Abweichungen von Parameterverläufen mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise festzustellen.
Besonders bevorzugt wird das mindestens eine wiederkehrende Fahrsituationsmuster aus ersten Systemparameterverläufen mehrerer unterschiedlicher Kraftfahrzeuge über mindestens einen ersten Zeitraum mittels der Identifizierungsvorrichtung identifiziert. Dieses Identifizieren erfolgt vorzugsweise bei der Inbetriebnahme der Kraftfahrzeuge, auf einer Teststrecke, auf einem Prüfstand oder dergleichen. Vorzugsweise erfolgt das Identifizieren der Fahrsituationsmuster unter kontrollierten Rahmenbedingungen, insbesondere Laborbedingungen, um die Messwertbeeinflussung durch äußere Faktoren, wie beispielsweise Luftdruck, Luftfeuchte und Lufttemperatur zu minimieren. Hierbei werden für die unterschiedlichen Kraftfahrzeuge aufgrund von Fertigungstoleranzen und abweichender Rahmenbedingungen Fahrsituationsmuster identifiziert, welche geringfügig voneinander abweichen können. Daher ist es bevorzugt, wenn in diesem Rahmen aus einer Vielzahl leicht voneinander abweichender Fahrsituationsmuster ein gemitteltes bzw. gemeinsames Fahrsituationsmuster generiert wird. Die zugehörigen Referenzverläufe werden vorzugsweise ebenfalls ermittelt und zu einem gemeinsamen Referenzverlauf zusammengeführt. Dies hat den Vorteil, dass diese Daten nahezu universell für einen Fahrzeugtyp einsetzbar sind und nicht für jedes Kraftfahrzeug, auf welchem eine Diagnose durchgeführt werden soll, Fahrsituationsmuster aufwendig identifiziert werden müssen. Hierdurch ist eine Diagnosegenauigkeit verbessert. Zudem lassen sich die Kosten für die Inbetriebnahme der Kraftfahrzeuge auf diese Weise reduzieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Diagnosesystem für ein Kraftfahrzeug zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems des Kraftfahrzeugs gelöst. Das Diagnosesystem weist eine Ermittlungsvorrichtung mit einem ersten Sensor und einem zweiten Sensor, eine Bestimmungsvorrichtung, eine Identifizierungsvorrichtung, eine Vergleichsvorrichtung und eine Speichervorrichtung auf. Der erste Sensor ist zum Ermitteln von ersten Systemparametern des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Der zweite Sensor ist zum Ermitteln von zweiten Systemparametern des technischen Systems des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Bestimmungsvorrichtung ist zum Bestimmen eines ersten Systemparameterverlaufs aus ersten Systemparametern sowie eines zweiten Systemparameterverlaufs aus zweiten Systemparametern ausgebildet. Die Identifizierungsvorrichtung ist zum Identifizieren mindestens eines wiederkehrenden Fahrsituationsmusters aus dem ersten Systemparameterverlauf des ersten Zeitraums ausgebildet. Die Vergleichsvorrichtung ist zum Vergleichen des ersten Systemparameterverlaufs mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster, zum Vergleichen des zweiten Systemparameterverlaufs mit einem Referenzparameterverlauf sowie zum Feststellen des Vorliegens von Systemfehlern auf Basis des Vergleichens ausgebildet Die Speichervorrichtung ist zum Speichern des mindestens einen Fahrsituationsmusters ausgebildet. Erfindungsgemäß ist das Diagnosesystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
Das Diagnosesystem kann beispielsweise vollständig oder teilweise Bestandteil einer Motorsteuerungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs sein. Der erste Sensor und der zweite Sensor sind vorzugsweise am Kraftfahrzeug angeordnet, um das Erfassen der ersten Systemparameter und der zweiten Systemparameter, insbesondere durch Messen, im bestimmungsgemäßen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Die Bestimmungsvorrichtung kann am Kraftfahrzeug oder an einem externen Ort, insbesondere in einem Entwicklungszentrum, einer Werkstatt oder dergleichen, angeordnet sein. Die Identifizierungsvorrichtung kann am Kraftfahrzeug oder an einem externen Ort, insbesondere in einem Entwicklungszentrum, einer Werkstatt oder dergleichen, angeordnet sein. Die Vergleichsvorrichtung kann am Kraftfahrzeug oder an einem externen Ort, insbesondere in einem Entwicklungszentrum, einer Werkstatt oder dergleichen, angeordnet sein. Die Speichervorrichtung kann am Kraftfahrzeug oder an einem externen Ort, insbesondere in einem Entwicklungszentrum, einer Werkstatt oder dergleichen, angeordnet sein. Für den Fall, dass die Bestimmungsvorrichtung und/oder Identifizierungsvorrichtung und/oder Vergleichsvorrichtung und/oder Speichervorrichtung an einem externen Ort, also an einem vom Kraftfahrzeug entfernten Ort, angeordnet ist, weist das Diagnosesystem vorzugsweise eine Datenschnittstelle zum Übertragen von Daten zwischen den Komponenten des Diagnosesystems auf.
Bei dem beschriebenen Diagnosesystem ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Diagnosesystem gegenüber herkömmlichen Diagnosesystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine gezielte Diagnose eines technischen Systems über einen Zeitraum durchführbar ist. Durch das Identifizieren des mindestens einen Fahrsituationsmusters sind Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs ermittelbar, welche im Betrieb des Kraftfahrzeugs real vorkommen und somit plausibel sind. Es müssen keine theoretischen Werte für die Fahrsituationsmuster verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass diese Fahrsituationsmuster bzw. Betriebszustände im realen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs mit einer besonders hohen Wahrscheinlichkeit auftreten werden, sodass die zuverlässige sowie regelmäßige Erstellung von Diagnosen des technischen Systems des Kraftfahrzeugs sichergestellt ist. Überdies hat eine Fokussierung auf die dritten Zeiträume den Vorteil, dass ein Diagnoseaufwand erheblich reduziert ist. Somit sind Datenvolumen und Rechenaufwand für die Erstellung der Diagnose erheblich reduzierbar. Schließlich ist mit dem Fahrsituationsmuster eine im Betrieb des Kraftfahrzeugs nachweislich auftretende Betriebssituation definiert, welche als Basis für zuverlässige Diagnosen verwendbar ist. Ein gezieltes Anfahren eines Diagnosepunkts bzw. einer Diagnoseroutine, welche oftmals einem Betriebszustand eines Fahrerwunsches nicht entsprechen, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr erforderlich. Die mögliche Betrachtung eines Zeitraums hat zudem den Vorteil, dass spontan auftretende Messschwankungen auf diese Weise ausgleichbar sind. Ein Systemfehler ist somit besonders zuverlässig feststellbar.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist einen Motor sowie ein erfindungsgemäßes Diagnosesystem zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems des Kraftfahrzeugs auf.
Bei dem beschriebenen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und einem Diagnosesystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine gezielte Diagnose eines technischen Systems über einen Zeitraum durchführbar ist. Durch das Identifizieren des mindestens einen Fahrsituationsmusters sind Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs ermittelbar, welche im Betrieb des Kraftfahrzeugs real vorkommen und somit plausibel sind. Es müssen keine theoretischen Werte für die Fahrsituationsmuster verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass diese Fahrsituationsmuster bzw. Betriebszustände im realen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs mit einer besonders hohen Wahrscheinlichkeit auftreten werden, sodass die zuverlässige sowie regelmäßige Erstellung von Diagnosen des technischen Systems des Kraftfahrzeugs sichergestellt ist. Überdies hat eine Fokussierung auf die dritten Zeiträume den Vorteil, dass ein Diagnoseaufwand erheblich reduziert ist. Somit sind Datenvolumen und Rechenaufwand für die Erstellung der Diagnose erheblich reduzierbar. Schließlich ist mit dem Fahrsituationsmuster eine im Betrieb des Kraftfahrzeugs nachweislich auftretende Betriebssituation definiert, welche als Basis für zuverlässige Diagnosen verwendbar ist. Ein gezieltes Anfahren eines Diagnosepunkts bzw. einer Diagnoseroutine, welche oftmals einem Betriebszustand eines Fahrerwunsches nicht entsprechen, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr erforderlich. Die mögliche Betrachtung eines Zeitraums hat zudem den Vorteil, dass spontan auftretende Messschwankungen auf diese Weise ausgleichbar sind. Ein Systemfehler ist somit besonders zuverlässig feststellbar.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, ein erfindungsgemäßes Diagnosesystem sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 in einem Diagramm eine Identifizierung des Fahrsituationsmusters über den ersten Zeitraum,
3 in einem Diagramm eine Bestimmung des zweiten Systemparameterverlaufs über den zweiten Zeitraum,
4 in einem Diagramm einen Vergleich des zweiten Systemparameterverlaufs mit einem Referenzparameterverlauf über den dritten Zeitraum,
5a in einem Schaubild eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Diagnosesystems,
5b in einem Schaubild eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Diagnosesystems, und
6 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 100 werden mittels einer Ermittlungsvorrichtung 3 über einen ersten Zeitraum T1 (vgl. 2) erste Systemparametern S1 (vgl. 2) eines Kraftfahrzeugs 2 (vgl. 6) ermittelt. In einem zweiten Verfahrensschritt 200 wird mittels einer Bestimmungsvorrichtung 4 (vgl. 6) aus den über den ersten Zeitraum T1 ermittelten ersten Systemparametern S1 ein erster Systemparameterverlauf V1 (vgl. 2) bestimmt. Die Bestimmungsvorrichtung 4 kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug 2 oder einem externen Server 14 (vgl. 5b) angeordnet sein. In einem dritten Verfahrensschritt 300 wird mittels einer Identifizierungsvorrichtung 5 (vgl. 6) mindestens ein wiederkehrendes Fahrsituationsmuster M (vgl. 2) aus dem ersten Systemparameterverlauf V1 des ersten Zeitraums T1 identifiziert. Die Identifizierungsvorrichtung 5 kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug 2 oder einem externen Server 14 angeordnet sein. Die identifizierten Fahrsituationsmuster M werden in einer Speichervorrichtung 10 (vgl. 6) abgelegt. Die Speichervorrichtung 10 kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug 2 oder einem externen Server 14 angeordnet sein. Vorzugsweise werden zu den Fahrsituationsmustern M zugehörige Referenzparameterverläufe R (vgl. 2) eines oder mehrerer zweiter Systemparameter S2 (vgl. 2) ermittelt in der Speichervorrichtung 10 abgelegt. Hiermit ist die erste Verfahrensstufe abgeschlossen.
Zu Beginn der zweiten Verfahrensstufe werden in einem vierten Verfahrensschritt 400 mittels einer Ermittlungsvorrichtung 3 (vgl. 6) des Kraftfahrzeugs 2 über einen zweiten Zeitraum T2 (vgl. 3) erste Systemparameter S1 (vgl. 3) des Kraftfahrzeugs 2 ermittelt. In einem fünften Verfahrensschritt 500 werden mittels der Ermittlungsvorrichtung 3 des Kraftfahrzeugs 2 über einen zweiten Zeitraum T2 zweite Systemparameter S2 (vgl. 3) des technischen Systems 1 (vgl. 6) ermittelt. In einem sechsten Verfahrensschritt 600 wird mittels einer Bestimmungsvorrichtung 4 (vgl. 6) aus den über den zweiten Zeitraum T2 ermittelten ersten Systemparametern S1 ein erster Systemparameterverlauf V1 (vgl. 3) bestimmt. Die Bestimmungsvorrichtung 4 kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug 2 oder einem externen Server 14 angeordnet sein. In einem siebten Verfahrensschritt 700 wird mittels einer Vergleichsvorrichtung 6 (vgl. 6) der über den zweiten Zeitraum T2 bestimmte erste Systemparameterverlauf V1 mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster M verglichen, um mindestens einen dritten Zeitraum T3 (vgl. 3) des zweiten Zeitraums T2 zu identifizieren, in welchem das mindestens eine Fahrsituationsmuster M im ersten Systemparameterverlauf V1 im zweiten Zeitraum T2 auftritt. Die Vergleichsvorrichtung 6 kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug 2 oder einem externen Server 14 angeordnet sein. In einem achten Verfahrensschritt 800 wird mittels einer Bestimmungsvorrichtung 4 (vgl. 6) aus den im dritten Zeitraum T3 ermittelten zweiten Systemparametern S2 ein zweiter Systemparameterverlauf V2 (vgl. 3) bestimmt. Die Bestimmungsvorrichtung 4 kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug 2 oder einem externen Server 14 angeordnet sein. In einem neunten Verfahrensschritt 900 wird mittels einer Vergleichsvorrichtung 6 (vgl. 6) der zweite Systemparameterverlauf V2 (vgl. 4) mit einem zum mindestens einen Fahrsituationsmuster M zugeordneten Referenzparameterverlauf R (vgl. 4) des zweiten Systemparameters S2 verglichen. Die Vergleichsvorrichtung 6 kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug 2 oder einem externen Server 14 angeordnet sein. In einem zehnten Verfahrensschritt 1000 wird mittels der Vergleichsvorrichtung 6 das Vorliegen eines Systemfehlers festgestellt, wenn das Vergleichen ergibt, dass eine Abweichung des zweiten Systemparameterverlaufs V2 vom Referenzparameterverlauf R außerhalb einer vordefinierten Toleranz T (vgl. 4) liegt.
2 zeigt eine Identifizierung des Fahrsituationsmusters M über den ersten Zeitraum T1 in einem Diagramm. In diesem Ausführungsbeispiel werden über einen ersten Zeitraum T1 erste Systemparameter S1, zweite Systemparameter S2 und dritte Systemparameter S3 ermittelt.
Aus den ersten Systemparametern S1 wird ein erster Systemparameterverlauf V1 und aus den dritten Systemparametern S3 ein dritter Systemparameterverlauf V3 bestimmt. In den grau hinterlegten Bereichen weisen der erste Systemparameterverlauf V1 und der dritte Systemparameterverlauf V3 jeweils wiederkehrende Verläufe auf, welche zusammen als Fahrsituationsmuster M identifiziert werden. Dem wiederkehrenden Fahrsituationsmuster M werden die zeitgleich ermittelten zweiten Systemparameter S2 als Referenzparameterverlauf R zugeordnet. Zur Festlegung des Fahrsituationsmusters M können in alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch weitere Systemparameter herangezogen werden. Ebenso kann optional eine Vielzahl von Referenzparametern aus anderen zweiten Systemparametern ermittelt werden. Dies erfolgt vorzugsweise in einer Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 2.
3 zeigt eine Bestimmung des zweiten Systemparameterverlaufs V2 über den zweiten Zeitraum T2 in einem Diagramm. Zunächst werden über den zweiten Zeitraum T2 erste Systemparameter S1 und zweite Systemparameter S2 mittels der Ermittlungsvorrichtung 3 des Kraftfahrzeugs 2 ermittelt. Mittels der Bestimmungsvorrichtung 4 wird der erste Systemparameterverlauf V1 über den zweiten Zeitraum T2 bestimmt. Mittels der Vergleichsvorrichtung 6 wird das Fahrsituationsmuster M im ersten Systemparameterverlauf V1 über den zweiten Zeitraum T2 identifiziert. Die Zeiträume der Übereinstimmung des ersten Parameterverlaufs V1 mit dem Fahrsituationsmuster M werden als dritte Zeiträume T3 bezeichnet. Für die dritten Zeiträume T3, welche eine Untermenge des zweiten Zeitraums T2 darstellen, werden mittels der Bestimmungsvorrichtung 4 aus den zweiten Systemparametern S2 die zweiten Systemparameterverläufe V2 bestimmt. Dies erfolgt vorzugsweise während eines bestimmungsgemäßen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs 2.
4 zeigt einen Vergleich des zweiten Systemparameterverlaufs V2 mit einem Referenzparameterverlauf R über den dritten Zeitraum T3. Der zweite Systemparameterverlauf V2 weist in diesem Beispiel eine Abweichung zum Referenzparameterverlauf R auf, welche größer als eine vorgegebene Toleranz T ist. Demnach wird in diesem Beispiel ein Systemfehler festgestellt. Das Vorliegen eines Systemfehlers kann beispielsweise mittels einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs 2 angezeigt werden.
5a zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Diagnosesystems 11 schematisch in einem Schaubild. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Diagnosesystem 11 vollständig im Kraftfahrzeug 2 implementiert. Demnach erfolgt die Durchführung sämtlicher Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens im Kraftfahrzeug 2.
5b zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Diagnosesystems 11 schematisch in einem Schaubild. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Diagnosesystem auf das Kraftfahrzeug 2 und einen externen Server 14 aufgeteilt. Die Ermittlung der Systemparameter erfolgt im Kraftfahrzeug 2, die Rohdaten werden an den Server 14 weitergeleitet, welcher beispielsweise die Identifizierung der Fahrsituationsmuster M und die Zuordnung der Referenzparameterverläufe zu den jeweiligen Fahrsituationsmuster M durchführt. Diese Daten werden anschließend wieder an das Kraftfahrzeug 2 übertragen, sodass dieses die zweite Verfahrensstufe durchführen kann. Optional können die Daten noch an weitere Kraftfahrzeuge 2 einer Fahrzeugflotte 15 weitergeleitet werden, damit diese ebenfalls die zweite Verfahrensstufe durchführen können.
6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 2 weist mehrere technische Systeme 1, wie beispielsweise einen Motor 7, ein Getriebe 8 und eine Bremse 9, auf. Ferner weist das Kraftfahrzeug 2 ein erfindungsgemäßes Diagnosesystem 11 mit einer Ermittlungsvorrichtung 3 auf. Die Ermittlungsvorrichtung weist einen an einem Rad 16 des Kraftfahrzeugs 2 angeordneten ersten Sensor 12 und einen an dem Motor 7 angeordneten zweiten Sensor 13 auf. Der erste Sensor 12 ist beispielsweise als Drehzahlsensor zum Messen der Raddrehzahl ausgebildet. Der zweite Sensor 13 ist beispielsweise zum Ermitteln einer Temperatur des Motors 7 ausgebildet. Erfindungsgemäß kann eine Vielzahl weiterer Sensoren vorgesehen sein, beispielsweise zum Ermitteln einer Getriebedrehzahl, Getriebetemperatur, Kupplungstemperatur, eines eingestellten Gangs oder dergleichen. Das Diagnosesystem 11 weist eine Motorsteuerungsvorrichtung 17 mit einer Bestimmungsvorrichtung 4, einer Identifizierungsvorrichtung 5, einer Vergleichsvorrichtung 6 und einer Speichervorrichtung 10, insbesondere zum Speichern von Fahrsituationsmustern M, auf.
Bezugszeichenliste

1: technisches System
2: Kraftfahrzeug
3: Ermittlungsvorrichtung
4: Bestimmungsvorrichtung
5: Identifizierungsvorrichtung
6: Vergleichsvorrichtung
7: Motor
8: Getriebe
9: Bremse
10: Speichervorrichtung
11: Diagnosesystem
12: erster Sensor
13: zweiter Sensor
14: Server
15: Fahrzeugflotte
16: Rad
17: Motorsteuerungsvorrichtung
100: erster Verfahrensschritt
200: zweiter Verfahrensschritt
300: dritter Verfahrensschritt
400: vierter Verfahrensschritt
500: fünfter Verfahrensschritt
600: sechster Verfahrensschritt
700: siebter Verfahrensschritt
800: achter Verfahrensschritt
900: neunter Verfahrensschritt
1000: zehnter Verfahrensschritt
M: Fahrsituationsmuster
R: Referenzparameterverlauf
S1: erster Systemparameter
S2: zweiter System parameter
S3: dritter System parameter
T: Toleranz
T1: erster Zeitraum
T2: zweiter Zeitraum
V1: erster Systemparameterverlauf
V2: zweiter Systemparameterverlauf
V3: dritter Systemparameterverlauf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9678845 B2 [0004]
WO 2017/081659 A1 [0004]
DE 102014210504 A1 [0004]
US 2011/0238258 A1 [0004]
US 2016/0035150 A1 [0004]
WO 2018/069853 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems (1) eines Kraftfahrzeugs (2), aufweisend die folgenden Schritte: - Ermitteln von ersten Systemparametern (S1) eines Kraftfahrzeugs (2) über einen ersten Zeitraum (T1) mittels einer Ermittlungsvorrichtung (3), - Bestimmen eines ersten Systemparameterverlaufs (V1) aus den über den ersten Zeitraum (T1) ermittelten ersten Systemparametern (S1) mittels einer Bestimmungsvorrichtung (4), - Identifizieren mindestens eines wiederkehrenden Fahrsituationsmusters (M) aus dem ersten Systemparameterverlauf (V1) des ersten Zeitraums (T1) mittels einer Identifizierungsvorrichtung (5), - Ermitteln von ersten Systemparametern (S1) des Kraftfahrzeugs (2) über einen zweiten Zeitraum (T2) mittels einer Ermittlungsvorrichtung (3) des Kraftfahrzeugs (2), - Ermitteln von zweiten Systemparametern (S2) des technischen Systems (1) des Kraftfahrzeugs (2) über den zweiten Zeitraum (T2) mittels der Ermittlungsvorrichtung (3) des Kraftfahrzeugs (2), - Bestimmen eines ersten Systemparameterverlaufs (V1) aus den über den zweiten Zeitraum (T2) ermittelten ersten Systemparametern (S1) mittels einer Bestimmungsvorrichtung (4), - Vergleichen des über den zweiten Zeitraum (T2) bestimmten ersten Systemparameterverlaufs (V1) mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster (M) mittels einer Vergleichsvorrichtung (6) zum Identifizieren mindestens eines dritten Zeitraums (T3) des zweiten Zeitraums (T2), in welchem das mindestens eine Fahrsituationsmuster (M) im ersten Systemparameterverlauf (V1) im zweiten Zeitraum (T2) auftritt, - Bestimmen eines zweiten Systemparameterverlaufs (V2) aus den im dritten Zeitraum (T3) ermittelten zweiten Systemparametern (S2) mittels einer Bestimmungsvorrichtung (4), - Vergleichen des zweiten Systemparameterverlaufs (V2) mit einem zum mindestens einen Fahrsituationsmuster (M) zugeordneten Referenzparameterverlauf (R) des zweiten Systemparameters (S2) mittels einer Vergleichsvorrichtung (6), und - Feststellen des Vorliegens eines Systemfehlers mittels der Vergleichsvorrichtung (6), wenn das Vergleichen ergibt, dass eine Abweichung des zweiten Systemparameterverlaufs (V2) vom Referenzparameterverlauf (R) außerhalb einer vordefinierten Toleranz liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Ermittlungsvorrichtung (3) dritte Systemparameter (S3) des Kraftfahrzeugs (2) über den ersten Zeitraum (T1) ermittelt werden, wobei ein dritter Systemparameterverlauf (V3) des dritten Systemparameters (S3) mittels der Bestimmungsvorrichtung (4) über den ersten Zeitraum (T1) bestimmt wird, wobei mittels der Identifizierungsvorrichtung (5) das mindestens eine wiederkehrende Fahrsituationsmuster (M) aus dem ersten Systemparameterverlauf (V1) und dem dritten Systemparameterverlauf (V3) des ersten Zeitraums (T1) identifiziert wird, wobei die dritten Systemparameter (S3) mittels der Ermittlungsvorrichtung (3) des Kraftfahrzeugs (2) über den zweiten Zeitraum (T2) ermittelt werden, wobei mittels einer Bestimmungsvorrichtung (4) ein zweiter Systemparameterverlauf (V2) aus den über den zweiten Zeitraum (T2) ermittelten zweiten Systemparametern (S2) bestimmt wird, und wobei mittels der Vergleichsvorrichtung (6) der über den zweiten Zeitraum (T2) ermittelte erste Systemparameterverlauf (V1) und dritte Systemparameterverlauf (V3) mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster (M) zum Identifizieren des mindestens einen dritten Zeitraums (T3) verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Systemparameter (S1) eine Motordrehzahl eines Motors (7) des Kraftfahrzeugs (2) und als dritter Systemparameter (S3) ein Drehmoment des Motors (7) oder als erster Systemparameter (S1) eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (2) und als dritter Systemparameter (S3) ein Gang eines Getriebes (8) des Kraftfahrzeugs (2) verwendet wird oder als erster Systemparameter (S1) eine Stromstärke einer Batterie des Kraftfahrzeugs (2) und/oder als dritter Systemparameter (S3) eine Spannung der Batterie des Kraftfahrzeugs (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Systemparameter (S2) ein Ladedruck oder eine Temperatur eines Motors (7) oder eine Temperatur einer Bremse (9) oder eine Temperatur einer Kupplung oder ein Luftdruck oder eine Temperatur eines Reifens des Kraftfahrzeugs (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fahrsituationsmuster (M) in einer Speichervorrichtung (10) des Kraftfahrzeugs (2) gespeichert wird, wobei das Bestimmen des ersten Systemparameterverlaufs (V1) über den zweiten Zeitraum (T2) und das Vergleichen des über den zweiten Zeitraum (T2) bestimmten ersten Systemparameterverlaufs (V1) mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster (M) mittels einer Vergleichsvorrichtung (6) des Kraftfahrzeugs (2) durchgeführt wird, oder dass das mindestens eine Fahrsituationsmuster (M) in einer vom Kraftfahrzeug (2) entfernten Speichervorrichtung (10) gespeichert wird, wobei das Bestimmen des ersten Systemparameterverlaufs (V1) über den zweiten Zeitraum (T2) und das Vergleichen des über den zweiten Zeitraum (T2) bestimmten ersten Systemparameterverlaufs (V1) mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster (M) mittels einer vom Kraftfahrzeug (2) entfernten Vergleichsvorrichtung (6) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichen des zweiten Systemparameterverlaufs (V2) mit einem zum mindestens einen Fahrsituationsmuster (M) zugeordneten Referenzparameterverlauf (R) des zweiten Systemparameters (S2) sowie das Feststellen des Vorliegens eines Systemfehlers mittels der vom Kraftfahrzeug (2) entfernten Vergleichsvorrichtung (6) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifizieren des mindestens einen wiederkehrenden Fahrsituationsmusters (M), das Vergleichen des über den zweiten Zeitraum (T2) bestimmten ersten Systemparameterverlaufs (V1) mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster (M) und/oder des zweiten Systemparameterverlaufs (V2) mit dem Referenzparameterverlauf (R) mittels Dynamic Time Warping, eines Smith-Waterman-Algorithmus, insbesondere eines um Dynamic Time Warping erweiterten Smith-Waterman-Algorithmus, und/oder einer mehrdimensionalen Euklidschen Distanz und/oder einer Kreuzkorrelation und/oder einer mehrdimensionalen Schlauchdefinition über den ersten Zeitraum erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine wiederkehrende Fahrsituationsmuster (M) aus ersten Systemparameterverläufen (V1) mehrerer unterschiedlicher Kraftfahrzeuge (2) über mindestens einen ersten Zeitraum (T1) mittels der Identifizierungsvorrichtung (5) identifiziert wird.
Diagnosesystem (11) für ein Kraftfahrzeug (2) zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems (1) des Kraftfahrzeugs (2), aufweisend eine Ermittlungsvorrichtung (3) mit einem ersten Sensor (12) zum Ermitteln von ersten Systemparametern (S1) des Kraftfahrzeugs (2) und einem zweiten Sensor (13) zum Ermitteln von zweiten Systemparametern (S2) des technischen Systems (1) des Kraftfahrzeugs (2), eine Bestimmungsvorrichtung (4) zum Bestimmen eines ersten Systemparameterverlaufs (V1) aus ersten Systemparametern (S1) sowie eines zweiten Systemparameterverlaufs (V2) aus zweiten Systemparametern (S2), eine Identifizierungsvorrichtung (5) zum Identifizieren mindestens eines wiederkehrenden Fahrsituationsmusters (M) aus dem ersten Systemparameterverlauf (V1) des ersten Zeitraums (T1), eine Vergleichsvorrichtung (6) zum Vergleichen des ersten Systemparameterverlaufs (V1) mit dem mindestens einen Fahrsituationsmuster (M), zum Vergleichen des zweiten Systemparameterverlaufs (V2) mit einem Referenzparameterverlauf (R) sowie zum Feststellen des Vorliegens von Systemfehlern auf Basis des Vergleichens, und eine Speichervorrichtung (10) zum Speichern des mindestens einen Fahrsituationsmusters (M), dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem (11) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (2), aufweisend einen Motor (7) sowie ein Diagnosesystem (11) zum Erstellen einer Diagnose mindestens eines technischen Systems (1) des Kraftfahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem (11) nach Anspruch 9 ausgebildet ist.