(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにネットワークで結ばれた複数の制御ユニット（１１〜１４）を備えた自動車システムのオンボード診断方法において、
診断情報を含まない状態データのみを準備する複数の制御ユニット（１１〜１４）から、状態データをネットワークに送信し、
状態データのみを受信する受入装置と、
受入装置に接続され、状態データに基づき、中央の計算装置にて自動車システムの制御ユニットおよび構成要素の全体のオンボード欠陥診断を実施し、
欠陥診断は数学的モデルとしてのモデルベースの欠陥診断エンジンに基づいて実施することを特徴とする方法。
【請求項２】
欠陥診断は特に診断のために設けた自動車システムの診断ネットワークで実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
互いにネットワークで結ばれた複数の制御ユニット（１１〜１４）を備えた自動車システムのオンボード診断装置において、
診断情報を含まない状態データのみを準備する複数の制御ユニット（１１〜１４）から状態データのみを受け入れる受入装置と、
受入装置に接続され、状態データに基づいて、
自動車システムの制御ユニットおよび構成要素の全体のオンボード欠陥診断を中央で行う計算装置とを設け、
計算装置は数学的モデルとしてのモデルベースの欠陥診断エンジンを有し、
そのエンジンを使用して、制御される構成要素を含む複数の制御ユニット（１１〜１４）の機能的な関連が計算可能であるので、状態データからの特有の欠陥が自動車の目的に応じて決定可能となる
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
診断目的を除外した自動車システムの個々の制御ユニット（１１〜１４）が互いに結合される自己診断ネットワークを有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
計算装置（１５）は複数の制御ユニット（１１〜１４）から独立したユニットである、請求項３ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
自動車の個々の構成要素を機能的に制御するために使用される複数の機能制御ユニットの１つと一体化された、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
いずれの計算装置（１５）も１つの群の制御ユニット（１１〜１４）のために中央で欠陥診断を受け持つ、請求項３ないし６のいずれか１項に記載の複数の計算装置（１５）を備えた自動車システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は互いにネットで結ばれた複数の制御ユニットを備えた自動車システムのオンボード診断を行う装置に関する。さらに本発明は自動車システムのオンボード診断を行う対応する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の制御ユニットおよびそれで制御される構成要素はもっぱら制御ユニットによる自己診断を使用して様々に自己実施される。このことは、診断はそれぞれ制御される構成要素を有する制御ユニットのみに限定されることを意味する。自己診断で欠陥が検出された場合、欠陥情報は制御ユニットに記憶される。そのあと、工場において工場のテスターを使用して欠陥情報が呼び出される。自己診断はそれぞれ制御ユニットあるいはその制御ユニットで制御される構成要素のみに関するものであるので、構成要素全体の欠陥あるいはシステム全体の欠陥は検出できない。しかし、必要に応じて互いにネットワークで結ばれた常に多くの制御ユニットが自動車に使用されているので、このネットワークで結ばれたシステムに欠陥診断をできるようにすることがますます重要となる。
【０００３】
システム全体の欠陥診断を行う場合の困難性は、制御ユニットおよび制御される構成要素は通常は別々に製造されるために実現される仕様が異なることである。
システム全体の診断方法はドイツの特許文献１で知られている。この文献によると、構成要素診断および中央のシステム診断の２段階で診断が行われ、構成要素診断からシステム量とシステム量に関連する状態が結果として中央のシステム診断に出力される。構成要素とシステムのいわゆるモデルデータは機能マトリックスに記憶される。システム量の状態および機能状態との結びつき、および欠陥のある機能の決定は機能マトリックス・テンソルを使用してなされる。その場合の欠点は、個々の機能要素のすべての機能的な関連を考慮することになる非常に大規模の機能マトリックスを対応する診断ユニットに記憶しなければならないことである。
【０００４】
乗り物の外部診断システムはヨーロッパの特許文献２で知られている。この場合は複数の制御ユニットから状態データが乗り物の診断ユニットに送られ、そこで前処理されるか、または次の処理のために調整される。無線結合を介してデータは診断計算器に伝達されて、そこで適当に評価される。
【特許文献１】
DE 10051781 A1
【特許文献２】
EP 1069422 A1
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の課題は簡単なオンボード診断方法およびそれに対応する簡単なオンボード診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、自動車システムに結合可能で、複数の制御ユニットから診断情報を含まない状態データのみを受け入れる受入装置と、受入装置に接続され、状態データに基づいて自動車システムの制御ユニットおよび構成要素の全体のオンボード欠陥診断を中央で行う計算装置とを設け、互いにネットワークで結ばれた複数の制御ユニットを備えた自動車システムのオンボード診断を行う装置によって解決される。
【０００７】
さらに発明によると、複数の制御ユニットによって、診断情報を含まない状態データのみを準備し、状態データに基づき自動車システムの制御ユニットおよび構成要素の全体のオンボード欠陥診断を中央で実施する、互いにネットワークで結ばれた複数の制御ユニットを備えた自動車システムのオンボード診断を行う方法が提供される。
【０００８】
欠陥診断を中央で実施することで、システム全体の欠陥が認識されるか、あるいは全システムの欠陥が局部化される。
さらに、多くの小型のメモリーユニットによる欠陥診断を中央で実施することで、個々の制御ユニットに計算能力を持たせる必要がなくなり、必要な計算能力を含む適当なメモリーは中央の診断装置のみに設けられる。このように歴史的な発展軌道から離れるが、その場合、常に自己診断機構を備えた制御ユニットから発せられたものである。より正確にいうと、制御ユニットを様々な支援装置に問題なく互いにネットワークで結合し、かつ制御ユニットにより準備され診断を含まない状態データを中央の診断に使用することが可能となる。
【０００９】
欠陥診断は数学的モデルに基づいて実施するのが好ましい。モデルに基づく欠陥診断の利点は、膨大なデータバンクを個々の診断または制御ユニットに持たせる必要がないという点である。さらに、モデルに基づく方法によって、いわゆる未知の欠陥原因が検知される。その場合、知られた欠陥コードにはない欠陥原因が問題となる。この欠陥原因はモデルに保存された機能依存関係によって決定される。その場合、例えば交差形態によって、複数の欠陥兆候あるいは影響関連が欠陥のある構成要素に限定される。
【００１０】
さらに、モデルに基づく欠陥診断によって、多くの個々の欠陥によって引き起こされ、例えば機械技師では簡単に決定できない欠陥の何倍にもなる欠陥が認識できる。このようにモデルに基づく中央の診断によって、１つの欠陥から引き起こされ、例えば多くの制御ユニットに作用して多くの欠陥情報を呼び出す、いわゆる情報シャワーも回避できる。
【００１１】
発明による装置は、診断の目的を除くすべての機能制御ユニットと互いに結合される自己診断ネットワークを有する。このような診断ネットワークの利点は、診断がいかなる制御バスシステムにも依存せずに実施することができる点である。
【００１２】
オンボード診断装置は自己ユニットあるいは診断制御ユニットとして実現される。それによって診断制御ユニットは自動車の任意の位置に取り付けられる。
または、発明によるオンボード診断装置は機能制御ユニットに組み込むこともできる。この変形は組立上でコスト的に有利となる利点を有する。このように、機能制御ユニットは機能装置でもあり診断装置でもある１つのユニットを表す。このような機能的なユニットでシステム全体の診断も実施できる。
【００１３】
特別の実施形態では、自動車システムは多くの、発明による、独立した、中央で機能するオンボード診断装置で構成される。この場合、中央のいずれの装置も、それぞれ状態データのみを供給する１つの群の制御ユニットを受け持つ。この変形の場合、これらの装置は互いに独立し、すなわち、診断の目的のために装置間でデータの交換が行われないので、各群に対して１つの中央の欠陥診断装置で診断が行われる。
【００１４】
本発明は本発明による自動車システムのブロック図を示す付帯する図面に基づいて詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に詳細に示す実施形態は本発明の好ましい実施例である。
図１は簡単な自動車システムのブロック図である。自動車システムには４つの機能制御ユニット１１，１２，１３および１４と１つの診断制御ユニット１５が含まれる。機能制御ユニット１１および１２はバスシステムＩＩを介して診断制御ユニット１５に接続される。一方、機能制御ユニット１３および１４はバスシステムＩを介して診断制御ユニット１５に結合される。
【００１６】
機能制御ユニット１１，１２，１３および１４はすべての入出力データをバスシステムを介して診断制御ユニット１５に供給する。欠陥を検出する自動車システムの１つの完全なモデルが中央の診断制御ユニット１５に形成される。このように、モデルに基づく診断が特にそのために設けられた１つの制御ユニットで行われる。取得したデータとモデルに基づく診断によって診断制御ユニット１５で、いわゆる調整不良の方法の際に、例えば強すぎる測定偏差の際に、原因となる欠陥候補が決定される。診断制御ユニット１５で受け取られるデータの場合、欠陥診断に関して処理されていない純粋な生のデータが問題となる。もっと正確にいうと、純粋な状態データあるいは測定データが診断制御ユニット１５に供給される。
【００１７】
診断制御ユニット１５にいわゆる診断制御機構が組み込まれる。デクレーの「汎用診断エンジン」の原理、あるいはそれに基づいたさらなる展開により作動し、かつ乗り物特有の欠陥診断モデルを有する診断機構を使用することで、生のデータあるいは欠陥兆候が分析される。この際、可能性のある欠陥候補が決定される。
【００１８】
バスシステムＩおよびＩＩは普通のボードネットワーク装置を表す。または、自動車の自己診断ネットワークに切り換えることもできるので、個々の機能診断ユニットは通常の自動車バスにも診断バスにも接続できる。このバスシステムも診断制御ユニット１５内に形成されるので、それぞれのバス欠陥も認識できる。
【００１９】
変形として、診断制御ユニット１５はモデルに基づく形態でなく、例えば、知識または規則に基づく形態でもよい。この場合も、個々の制御ユニット１１〜１４は欠陥診断を実施する中央の診断制御ユニット１５に診断に関して処理されていない状態データを供給する。
【００２０】
従来技術による自己診断ではいずれの欠陥原因も認識できないとき、すべての状態データは機能制御ユニット１１〜１４から診断センターである診断制御ユニット１５に送られる。それから、選択的にさらなる兆候情報とともに状態データの共同処理がされてほぼ目的に応じた該当する欠陥原因に導かれる。
【００２１】
中央の欠陥診断によって、評価する個々の制御ユニットの多くの欠陥情報が欠陥原因を通して呼び起こされることになる情報シャワーも回避される。むしろ、状態データの中央評価によってこのような欠陥がシステム全体で評価されるので、複数の制御ユニットが関係する通常は明白な欠陥原因が決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】  本発明の実施形態による自動車システムのブロック図
【図１】
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