ES2326973T3 - Dispositivo y procedimiento para el diagnostico en linea basado en un modelo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el diagnóstico en línea de un sistema de vehículo, en especial de un sistema de vehículo de motor, que presenta varios componentes funcionales (11 a 14, 21 a 24) conectados en red unos con otros, de los que al menos dos son aparatos de control, con una instalación de cálculo (15, 25) que puede unirse a través de una instalación de conexión (I, II) a los diferentes componentes funcionales (11 a 14, 21 a 24), para recoger y valorar datos de componente de los diferentes componentes, caracterizado porque la instalación de cálculo (15, 25) dispone de un modelo matemático con el que pueden calcularse relaciones funcionales de los diferentes componentes (11 a 14, 21 a 24), incluyendo opcionalmente la instalación de conexión (I, II), de tal modo que a partir de los datos de componente pueden establecerse de forma orientada en el vehículo errores centralizadores del sistema y/o errores que afectan a la instalación de conexión (I, II).
Description
Dispositivo y procedimiento para el diagnóstico
en línea basado en un modelo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para el diagnóstico en línea, en especial para un
sistema de vehículo de motor, que presenta diferentes componentes
funcionales conectados en red unos con otros, de los que al menos
dos son aparatos de control. Además de esto la presente invención se
refiere a un procedimiento correspondiente para el diagnóstico en
línea de un sistema. Un diagnóstico en línea de este tipo puede
llevarse a cabo en vehículos de motor, vehículos guiados por
carril, barcos, aviones, etc. A continuación se utiliza para ello
el término general "vehículo".
El diagnóstico de errores de aparatos de control
y de los componentes controlados por los mismos de un vehículo de
motor se lleva a cabo normalmente por medio de autodiagnóstico
mediante el propio aparato de control. Esto significa que el
diagnóstico sólo está limitado al aparato de control con los
componentes controlados en cada caso. En el caso de que mediante el
autodiagnóstico se establezca un error, se archiva un mensaje de
error en el aparato de control. En un taller se recupera después el
mensaje de error con ayuda de un comprobador de taller. Debido a
que el autodiagnóstico sólo afecta en cada caso a un aparato de
control o a sus componentes controlados, de este modo no puede
detectarse ningún error centralizador de los componentes o del
sistema. Sin embargo, debido a que cada vez se instalan más
aparatos de control en los vehículos de motor, que dado el caso
están conectados en red unos con otros, tiene cada vez más
importancia poder llevar también a cabo un diagnóstico de errores
en estos sistemas conectados en red.
La dificultad de un diagnóstico de errores
centralizador del sistema consiste en que los aparatos de control y
los componentes controlados normalmente proceden de diferentes
fabricantes y, por ello, pueden producirse diferentes
materializaciones o interpretaciones de especificaciones.
De la US-Patent 5,957,985 se
conoce un sistema de control de automóvil, en el que un primer grupo
de unidades de control, como por ejemplo para el motor o el sistema
antibloqueo de un vehículo de motor, está conectado a un primer
bus, y en el que un segundo grupo de unidades de control, por
ejemplo para el sistema de aire acondicionado, el sistema de
navegación o la radio, está conectado a un segundo bus. Además de
esto está conectada una unidad de control maestra al primer bus.
Una unidad de control esclava une el primer bus al segundo bus. La
unidad de control maestra recoge datos que afectan a posibles
errores de las diferentes unidades de control. A los errores se
asocian prioridades, de tal modo que si se producen varios errores
independientes unos de otros no se produce ningún conflicto.
Se conoce un procedimiento de diagnóstico
centralizador del sistema de la publicación para información de
solicitud de patente alemana DE 100 51 781 A1. Allí se realiza el
diagnóstico en dos fases, precisamente en un diagnóstico de
componentes y un diagnóstico central del sistema, en donde desde el
diagnóstico de componentes se emite como resultado una magnitud de
sistema y un estado asociado a la magnitud de sistema al diagnóstico
central del sistema. Los llamados datos de modelo de los
componentes y del sistema se archivan en una matriz funcional. El
enlace entre los estados de las magnitudes de sistema y los estados
funcionales y la determinación de funciones defectuosas se realiza
con ayuda de un tensor de matriz funcional. Con ello existe el
inconveniente de que la muy extensa matriz funcional, que debería
tener en cuenta todas las relaciones funcionales de los componentes
aislados, tiene que archivarse en un aparato de diagnóstico
correspondiente.
La misión de la presente invención consiste de
este modo en proponer un procedimiento de diagnóstico de a bordo
simplificado así como un dispositivo de diagnóstico de a bordo
simplificado correspondiente.
Esta misión es resuelta conforme a la invención
mediante un dispositivo para el diagnóstico de a bordo de un
sistema de vehículo, en especial de un sistema de vehículo de motor,
que presenta varios componentes funcionales conectados en red unos
con otros, de los que al menos dos son aparatos de control, con una
instalación de cálculo que puede unirse a través de una instalación
de conexión a los diferentes componentes funcionales, para recoger
y valorar datos de componente de los diferentes componentes, en
donde la instalación de cálculo dispone de un modelo matemático con
el que pueden calcularse relaciones funcionales de los diferentes
componentes, incluyendo opcionalmente la instalación de conexión,
de tal modo que a partir de los datos de componente pueden
establecerse de forma orientada en el vehículo errores
centralizadores del sistema y/o errores que afectan a la
instalación de conexión.
Aparte de esto está previsto conforme a la
invención un procedimiento para el diagnóstico de a bordo de un
sistema de vehículo, en especial de un sistema de vehículo de motor,
que presenta varios componentes funcionales conectados en red unos
con otros, mediante la recogida y la valoración de datos de
componente de los diferentes componentes, en donde para valorar los
datos de componente se utiliza un modelo matemático con el que se
calculan relaciones funcionales de los diferentes componentes,
incluyendo opcionalmente una instalación de conexión para conectar
en red los componentes, de tal modo que a partir de los datos de
componente pueden establecerse de forma orientada en el vehículo
errores centralizadores de los componentes y/o errores que afectan a
la instalación de conexión.
El diagnóstico de errores basado en modelo tiene
la ventaja de que no es necesario almacenar ningún banco de datos
excesivamente grande en aparatos de diagnóstico o control
aislados.
Asimismo, mediante el procedimiento basado en
modelo pueden detectarse las llamadas causas de error desconocidas.
Con ello se trata de causas de error que no están cubiertas por los
códigos de error conocidos. Estas causas de error pueden
establecerse mediante las dependencias funcionales consignadas en el
modelo. Con ello pueden detectarse componentes defectuosos, por
ejemplo mediante la formación de intersecciones de varios síntomas
de error o de relaciones operativas.
De forma ventajosa, mediante el dispositivo de
diagnóstico de a bordo se lleva a cabo centralmente el diagnóstico
de errores centralizador para todos los componentes, incluyendo la
instalación de conexión. Por medio de esto pueden reconocerse todos
los errores centralizadores de componentes o del sistema o bien las
causas de los errores. Aparte de esto pueden reconocerse de este
modo también mediante los diagnósticos de errores basados en modelo
errores múltiples, que son causados por varios errores aislados y
que no puede establecer sin más un usuario. Además de esto,
mediante el diagnóstico central basado en modelo pueden tratarse o
impedirse específicamente también las llamadas acumulaciones de
mensajes, que son causadas por un único error y que influyen por
ejemplo en varios aparatos de control, provocando de forma
correspondiente muchos mensajes de error.
De forma correspondiente a una variante conforme
a la invención, los datos de componente de los diferentes
componentes comprenden datos de estado no tratados con relación a un
diagnóstico de errores. En el caso de una variante alternativa, los
datos de componente comprenden datos de estado y/o datos de error
pretratados con relación al diagnóstico de errores, en donde en los
componentes aislados ya se llevan a cabo autodiagnósticos o fases
previas de autodiagnósticos.
El dispositivo de diagnóstico en línea conforme
a la invención puede disponer también de una instalación funcional
para llevar a cabo funciones de vehículo. De este modo representa
una unidad que es una unidad de función y de diagnóstico. De este
modo pueden llevarse a cabo con una unidad funcional también
diagnósticos centralizadores de componentes o del sistema.
Un sistema de vehículo se compone de forma
preferida de varios componentes funcionales, que están conectados
en red unos con otros, y al menos de un dispositivo de diagnóstico
basado en modelo. En el caso de que varios de los componentes,
incluyendo la instalación de conexión, posean en cada caso una
unidad de diagnóstico, uno o varios de estos componentes pueden
asumir una función de diagnóstico, para gestionar o valorar datos
de diagnóstico de otros componentes o datos de diagnóstico propios.
Los datos obtenidos mediante esta función maestra de diagnóstico
pueden dirigirse a un diagnóstico de sistema que lleva más
lejos.
A continuación se explica con más detalle la
presente invención con base en los dibujos adjuntos, en los que
muestran:
la figura 1 un esquema de conexiones en bloques
de un sistema de vehículo de motor conforme a una primera forma de
ejecución de la presente invención; y
la figura 2 un esquema de conexiones en bloques
de un sistema de vehículo de motor conforme a una segunda forma de
ejecución de la presente invención.
Las formas de ejecución representadas a
continuación con más detalle representan ejemplos de ejecución
preferidos de la presente invención.
La figura 1 reproduce un diagrama de conexiones
en bloques de un sistema de vehículo de motor simplificado. El
sistema de vehículo de motor comprende cuatro aparatos de control de
función 11, 12, 13 y 14 así como un aparato de control de
diagnóstico 15. Los aparatos de control de función 11 y 12 están
conectados al aparato de control de diagnóstico 15 a través de un
sistema de bus II. Los aparatos de control de función 13 y 14 están
unidos al aparato de control de diagnóstico 15, por el contrario, a
través de un sistema de bus I.
Los aparatos de control de función 11 a 14
poseen en cada caso una función de autodiagnóstico. Los mensajes de
error de los diferentes aparatos de control de función 11 a 14,
obtenidos mediante el autodiagnóstico, se envían al aparato de
control de diagnóstico 15, dado el caso con otros datos de proceso
archivados, a través del respectivo sistema de bus I, II. En este
aparato de control 15 previsto específicamente se desarrolla
centralmente un modelo centralizador del sistema para detectar
candidatos a error del sistema. En el caso de esta forma de
ejecución se superpone por lo tanto al autodiagnóstico usual un
diagnóstico basado en modelo, que centraliza el sistema, de tal
modo que se obtiene un sistema de diagnóstico
jerárquico.
jerárquico.
Debido a que no todas las funciones de error
pueden reconocerse mediante autodiagnóstico, también se envían
datos de proceso desde los aparatos de control de función 11 a 14 al
aparato de control de diagnóstico 15. A partir de una multitud de
datos de proceso y mensajes de error el aparato de control de
diagnóstico 15 puede evaluar centralmente, con base en el modelo,
en qué causa de error se basan los datos, o al menos llevar a cabo
una delimitación de errores. De este modo puede determinarse
mediante autodiagnóstico del aparato de control de motor, por
ejemplo, que el motor funciona irregularmente y comunicar un mensaje
de error correspondiente. Si el aparato de control de diagnóstico
15 obtiene adicionalmente también datos de proceso sobre que el
funcionamiento irregular del motor se produce simultáneamente con
la adición de gasolina, el tratamiento conjunto del mensaje de
error y de los datos de proceso conduce después, de una manera
bastante más orientada, a la causa de error correspondiente.
En el aparato de control de diagnóstico 15 está
integrada una llamada máquina de diagnóstico. Con ayuda de esta
máquina de diagnóstico, que trabaja según el principio del
"general diagnostic engine" según de Kleer o los
perfeccionamientos basados en el mismo y en la que se ha cargado un
modelo de diagnóstico de errores específico del vehículo, se
analizan los códigos de error o los síntomas. Con ello se establecen
posibles candidatos de error.
Los sistemas de bus I y II pueden representar
las redes de a bordo habituales. Como alternativa puede conmutarse
también una red de diagnóstico propia en el vehículo de motor, de
tal modo que los diferentes aparatos de control de función poseen
tanto una conexión a un bus de vehículo habitual como también una
conexión a un bus de diagnóstico. También estos sistemas de bus
están modelados en el aparato de control de diagnóstico 15, de tal
modo que también pueden reconocerse los respectivos errores
de
bus.
bus.
En la figura 2 se ha representado un sistema de
vehículo de motor conforme a una segunda forma de ejecución de la
presente invención. La estructura del sistema se corresponde
fundamentalmente a la de la forma de ejecución de la figura 1. El
aparato de control de diagnóstico 25 es idéntico al aparato de
control de diagnóstico 15. Los aparatos de control de función 21 a
24 disponen en el presente caso, sin embargo, de un autodiagnóstico
basado en modelo. Esto significa que este sistema está basado
jerárquicamente en modelo. En los componentes aislados o los
aparatos de control de función 21 a 24 están depositados modelos de
componentes para el autodiagnóstico, mientras que en el aparato de
control de diagnóstico 25 se usa un modelo de error para el
diagnóstico centralizador del sistema. En otras palabras, en el
plano del aparato de control se desarrolla un diagnóstico basado en
modelo en cada aparato de control, con el que pueden detectarse los
errores locales en el aparato de control y en la periferia. Para
reconocer errores del sistema se transmiten también aquí al aparato
de control de diagnóstico 25, a través del respectivo sistema de
bus, los resultados de los diagnósticos del aparato de control, y
con ayuda de los diagnósticos basados en modelo que centralizan el
sistema y, dado el caso, otros datos internos o externos, se
establecen candidatos de error del sistema, p.ej. informaciones de
síntomas.
También puede pensarse en formas mixtas de los
ejemplos de ejecución conforme a la fig. 1 y a
la fig. 2.
la fig. 2.
Claims (13)
1. Dispositivo para el diagnóstico en línea de
un sistema de vehículo, en especial de un sistema de vehículo de
motor, que presenta varios componentes funcionales (11 a 14, 21 a
24) conectados en red unos con otros, de los que al menos dos son
aparatos de control, con una instalación de cálculo (15, 25) que
puede unirse a través de una instalación de conexión (I, II) a los
diferentes componentes funcionales (11 a 14, 21 a 24), para recoger
y valorar datos de componente de los diferentes componentes,
caracterizado porque la instalación de cálculo (15, 25)
dispone de un modelo matemático con el que pueden calcularse
relaciones funcionales de los diferentes componentes (11 a 14, 21 a
24), incluyendo opcionalmente la instalación de conexión (I, II),
de tal modo que a partir de los datos de componente pueden
establecerse de forma orientada en el vehículo errores
centralizadores del sistema y/o errores que afectan a la instalación
de conexión (I, II).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, que
puede usarse centralmente para el diagnóstico de errores para todos
los diferentes componentes, incluyendo la instalación de conexión
(I, II).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, en
donde los datos de componente de los diferentes componentes (11 a
14, 21 a 24) comprenden, con relación al diagnóstico de errores,
datos de estado no tratados.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, en donde los datos de componente de los diferentes
componentes (11 a 14, 21 a 24) comprenden datos de estado y/o datos
de error pretratados con relación al diagnóstico de errores.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, que presenta una instalación de función para llevar a cabo
una función de vehículo.
6. Sistema de vehículo con varios componentes
funcionales (11 a 14, 21 a 24), que están conectados en red unos
con otros, y al menos un dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 y 3 a 5.
7. Sistema de vehículo según la reivindicación
6, en donde con al menos uno de los diferentes componentes (21 a
24) puede llevarse a cabo un autodiagnóstico basado en modelo.
8. Procedimiento para el diagnóstico en línea de
un sistema de vehículo, en especial de un sistema de vehículo de
motor, que presenta varios componentes funcionales (11 a 14, 21 a
24) conectados en red unos con otros, mediante la recogida y la
valoración de datos de componente de los diferentes componentes,
caracterizado porque para valorar los datos de componente se
utiliza un modelo matemático, con el que se calculan relaciones
funcionales de los diferentes componentes (11 a 14, 21 a 24),
incluyendo opcionalmente una instalación de conexión (I, II), de
tal modo que a partir de los datos de componente pueden establecerse
de forma orientada en el vehículo errores centralizadores del
sistema y/o errores que afectan a la instalación de conexión (I,
II).
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
donde para todos los diferentes componentes (11 a 14, 21 a 24) se
lleva a cabo el diagnóstico de errores centralmente.
10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9,
en donde los datos de componente de los diferentes componentes (11
a 14, 21 a 24) comprenden, con relación al diagnóstico de errores,
datos de estado no tratados.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 a 10, en donde los datos de componente de los
diferentes componentes (11 a 14, 21 a 24) comprenden datos de
estado o datos de error pretratados con relación al diagnóstico de
errores.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 a 11, en donde un diagnóstico basado en modelo
centralizador de componentes se lleva a cabo en al menos dos de los
diferentes componentes.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 a 12, en donde en al menos uno de los diferentes
componentes (21 a 24) se lleva a cabo un auto-
diagnóstico basado en modelo.
diagnóstico basado en modelo.
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