专利名称：用于在控制设备中识别故障的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在控制设备中识别故障的方法，该控制设备用于控制和/或 调节车辆中的驱动设备(Antriebsmaschine)，其中识别存在驱动设备和/或车辆的具有错 误的状态。本发明此外涉及一种用于控制和/或调节车辆中的驱动设备的控制设备、存储 介质和计算机程序。
背景技术：
为了实现安全并且可靠地运行车辆，基本上希望尽可能快速然而可靠的进行错误 识别。根据一个已知的方法，在出现错误状态时，首先激活时间环节，该时间环节确定可预 先给定的防抖动(Entprell)时间。如果在防抖动时间期间不中断地存在错误状态，则在防 抖动时间期满之后识别出错误，即确定将错误状态视为故障并且必要时进行错误处理。如 果错误状态在防抖动时间期间仅仅短时地消失，则时间环节被复位并且在重新出现错误的 状态时才又被激活。根据另一已知的方法，在存在错误的状态期间将计数器向上计数。如 果错误状态不再存在，则计数器又向下计数。如果计数器状态超过可预先给定的阈值，如果 错误状态至少以50 %的频度出现时，则可以识别出错误。
发明内容
本发明所基于的问题通过前面提及的带有表现特征的部分的特征的方法通过如 下方式来解决在判断下文中也称为错误状态的具有错误的状态是否应当被视为故障时考 虑错误的重要性，并且由此可以将重要的错误状态特别快地评估为故障。在此，如果在考虑 错误状态的强度和其持续时间的情况下至少在平均上超过了边界值，则将错误状态评估或 者识别为故障。根据本发明的方法由此同样能够实现快速的以及可靠的故障识别。本发明所基于的认识是，即使重要的错误状态也并非总是无中断地存在的。这一 方面会具有特定于错误的原因，并且另一方面会在将错误状态传输给控制设备时出现干 扰。此外，本发明考虑的是，错误状态通常并不涉及存在工作参数本身，而是超过了针对该 工作参数设计的边界值。显然，工作参数和边界值可以如通常一般地那样转化为二次量(sekimdare Gr5Ben),并且这些二次量于是被考虑用于另外的方法。二次量例如是电压和/或数字量， 其可以借助数据线路来传输和/或可以在控制设备中被处理。然而，为了容易理解，下文中 省去了明确地提及这种二次量。根据本发明多次形成工作参数的至少一个当前值与表征边界值特性的量的差，例 如周期性地以控制设备的时钟或者根据控制设备的时钟、与同工作参数关联的周期性过程 同步或者根据同工作参数关联的周期性过程、和/或根据例如借助在控制设备中形成的功 能而产生的信号。由此，该方法可以应用于连续存在的和/或变化的工作参数譬如马达转 速、传动力矩或者燃料量，并且同样可以应用于周期性存在的工作参数例如用于将燃料喷 射到内燃机中的喷射器激励持续时间。借助该方法形成的差被相加为和，并且如果该和超过可预先给定的阈值，具有错误的状态被评估为故障。由此，进行了所形成的差的积分。通 过这种方式，错误状态的短时中断只能基本上像短时中断的持续时间相对于错误状态的存 在的程度那样延迟故障的识别。通过例如线性地形成工作参数和边界值的差，工作参数关于边界值的强的超过相 应地更强地进入到所述和中。由此，在强的超过的情况下，错误状态可以被相应更快地评估 为故障，而并不明显地限制识别的可靠性。显然，在此术语“故障”也可以意味着错误不严 重的量或者意味着事件，其中该事件分别要针对存在或者不存在或者关于其强度来进行评 估。通过所述方法提出的对差的求和或者积分可以几乎任意地实施。这种例如通过模 拟电路或者借助数字过程在控制设备中实现的方法被充分公开。借助该方法，可以针对存在错误状态而监视工作参数，其中，如果超过(上)边界值 或者低于(下)边界值，于是得出故障的结论。在本发明的描述中，出于简单的原因，示例性地关于超过(上)边界值来说明故障 识另I」。如果要监视低于下边界值，则这例如可以通过如下方式来实现用负的和与负的阈值 来计算，或者在工作参数和边界值的差中将被减数和减数适当地交换。根据本发明的方法尤其是也能够实现监视一个或者多个工作参数是否工作参数 位于通过上边界值和下边界值形成的范围中。例如，在车辆的燃料系统的高压存储器中的 压力在超过最高压力和在低于最低压力的情况下都会被评估为故障。在这种情况中，所述 和被与上阈值和下阈值比较，并且在离开该范围的情况下将错误状态定性为故障。当根据工作参数来选择阈值时，该方法可以特别灵活地应用。由此，可以调节表征 求和或者积分的隐含的防抖动时间。由此可能的是，分别优选故障识别的速度或者可靠性， 或者在两个要求之间建立合适的折衷。通过这种方式，譬如可以考虑工作参数对于可靠地 运行车辆如何关键，或者工作参数在可靠的正常工作中如何强地波动。该方法尤其是也能够实现预先给定防抖动时间，其中具有错误的状态在防抖动时 间期满之后被评估为故障。如果防抖动时间作为“隐含的”防抖动时间而设立，则如前面所 描述的那样借助和或者积分来得到故障识别。如果防抖动时间作为“明确的”防抖动时间 来设立，则其对应于固定的防抖动时间，该固定的防抖动时间不受超过边界值的程度的影 响。根据明确的防抖动时间的期满来识别故障可以与根据积分来执行的故障识别并行地实 施。例如，将工作参数与针对该工作参数所设置的边界值进行比较，并且超过边界值被用作 标准，以便将错误状态定性为故障，而在此并未考虑超过的程度。通过这种方式，如果在防 抖动时间期满期间无中断地存在该超过，则也可以将非常小的超过快速地评估为故障。明 确地预先给定防抖动时间再次提高了该方法的安全性，并且能够以简单的方式实现例如考 虑特定条件(该条件要求考虑明确的防抖动时间)。按照根据本发明方法的一个有利的实施形式，改变边界值。例如，针对驱动设备的 扭矩的边界值可以取决于驱动设备的转速。相应地，针对扭矩的边界值在工作期间变化。由 此，可以将当前的扭矩与连续地变化的或者更新的边界值进行比较，并且由此与驱动设备 的当前工作状态和或车辆的当前工作状态无关地根据本发明进行故障识别。优选的是，将扭矩、压力、废气值、马达转速、马达功率、温度、所计量的燃料量和/ 或用于燃料喷射的激励持续时间考虑作为工作参数。由此，如例如在机动车中存在的重要的工作参数可以有利地用于故障识别。该方法的一个扩展方案规定，将表征工作参数的量加到(addiert zu)计数器读数 上，并且将表征边界值的量从计数器读数中减去。通过这种方式，可以将计数器有利地用于 故障识别，该计数器例如借助计算机程序实现为积分器。当前的计数器读数在此对应于和 或者积分。在此，所希望的各分辨率或者精度以及阈值的可能值域可以有利地通过计数器 大小来确定。通过加和减的过程，不需要单独地形成工作参数和阈值的差。具体的实现例 如可以通过读写存储器(RAM)的一个或多个存储单元(字节)或者借助特定的存储器在控制 设备中进行。这种存储器通常已经存在于控制设备中，从而不会产生额外的成本。补充地提出的是，当工作参数超过边界值时，附加地继续将常数加到和上。由此， 可以在可能的情况下对应于特定的条件，这些条件必要时规定了针对如下情况的快速的故 障识别在这些情况中，也仅仅略微地超过所设计的边界值。例如，工作参数乘以采样周期 的积的40%可以在每个加步骤中都附加地加到工作参数和边界值的差上来成为和。由此， 该方法可以特别灵活地使用。本发明的另一扩展方案规定，所述和在低于下阈值的情况下被限制到下阈值。例 如，该下阈值为零。通过这种方式，可以有利地防止和或者积分在较长的阶段期间(在该阶 段期间工作参数并未超过边界值)取大的负值。通过限制到下边界值，此外实现了在第一次 超过边界值的情况下，由限定的初始状态出发来形成和。用于证明该方法的第一测量技术可能性规定，周期性地在控制设备的存储器的两 个存储页之间切换，其中第一存储页表征好状态，并且第二存储页表征差状态。由此，可以 一般地模拟驱动设备或者车辆的错误状态或者其他的事件。用于证明该方法的第二测量技 术可能性规定，在燃料量特性曲线中在第一和第二燃料量之间多次切换，其中表征马达转 速的量基本上恒定。由此，例如可以模拟驱动设备的扭矩的错误状态。该任务还通过根据并列的权利要求的控制设备、计算机程序和存储介质来解决。 有利的改进方案在从属权利要求中说明。本发明的其他特征在下面的对示例性实施形式的 描述中以及在附图中说明，其中特征可以单独地或者以不同组合地对于本发明而言是重要 的，而对此不再详细指明。
其中
图1示出了带有工作参数、边界值和和的两个时间图； 图2示出了在防抖动时间上的瞬时错误的图；并且 图3示出了方法过程的示意性流程图。在所有附图中，针对功能等同的元素和量在不同的实施形式中使用相同的参考标记。
具体实施例方式图1在上部的时间图中示出了车辆的驱动设备的工作参数10或者表征工作参数 10的信号以及针对工作参数10而设置的边界值12。工作参数10和边界值12在车辆的工 作期间或者在执行根据本发明的方法期间经历时间上的变化。在此，工作参数10被连续地针对超过边界值12而进行监控。在图1的图中，工作参数10尤其是示出了四个脉冲20. 1 至20. 4，它们分别暂时地超过边界值12并且由此表征错误状态13。在下部的图中，绘出了 工作参数10和边界值12的差15的和14或者积分。水平线表示阈值16。时间轴t对于两 个图被相同地定标，并且位于相应的时间图的横坐标上。垂直的虚线表示两个图的针对显 著的事件的时间参考。工作参数10从任意的时间零点直到时刻tl都在边界值12以下。因此，工作参数 10和边界值12的差15是负的。工作参数10被连续地加到和14上并且边界值12被连续 地从和14中减去。这与持续地将差15加到和14上是相同的。因为直到时刻tl，和14是 负的，所以和14直到时刻tl都限制为下阈值18。在图1中，下阈值18被预先给定为零。在时刻tl，工作参数经历了第一脉冲式提高(脉冲20. 1)，其中超过边界值12。和 14从时刻tl开始变为正并且增大，只要工作参数10在边界值12之上。从时刻t2开始，工作参数10下降到边界值12以下，其中和14减少。和14的增 加或者减少的强度在此取决于工作参数10超过边界值12或者低于边界值12的程度，以及 取决于表征隐含的防抖动时间17的积分常数。从时刻t3开始出现另外的脉冲20. 2,20. 3和20. 4，它们在此在其幅度、持续时间 和时间距离中表现为使得和14明显增大。在从时刻t4直至时刻t5的间隔中，表征工作参数10的信号受到多个脉冲式干扰 22。在该间隔期间，和14增大得比较慢。从时刻t5开始，工作参数10在较长的时段上超过阈值12小的程度，由此和14进 一步增大。在时刻t6，和14超过阈值16。该超过被评估为故障。虽然工作参数10在脉冲20. 1至20. 4之间分别明显低于边界值12，然而借助存在 的积分可以将图1中示出的错误状态13在时刻t6评估为“故障”。该故障可以显示给车辆 的驾驶员和/或可以在故障处理的过程中采取应对措施。显然，该连续的积分仅仅是示例性的。积分也可以以类似的方式借助采样来时间 量化地和/或值量化地进行(未示出)。在该情况中有利的是，采样率至少为工作参数10或 者边界值12的可期待的最大变化率的两倍，即采样按照香农理论来进行。通过这种方式， 例如能够借助前向-反向-计数器实现积分，该计数器也可以借助计算机存储器(RAM)的 存储单元来实现，其被处理器进行写和读。图2示出了超过沈驱动设备的扭矩的边界值12与防抖动时间17之间的关联。防 抖动时间17类似于图1被隐含地实现为积分常数，并且绘制在所示的坐标系的横坐标上。 在纵坐标上以Nm (牛顿米)为单位绘出了超过沈驱动设备的扭矩。垂直的虚线观表示在 此为1秒的固定的明确的防抖动时间。曲线30示出了在隐含的防抖动时间17和超过沈 之间的关联。曲线30在此遵循如下公式
Y= (IOOONm)/X，其中 X =秒为单位的防抖动时间17 ；并且 Y =超过26。可以看出，对于所有大于IOOONm的超过26，防抖动时间根据上式小于1秒。超过 沈越多，则可以将错误状态评估为故障或者事件的时间就越短。由此得到，用于故障识别 的时间按照图2中所示的函数对于所有大于IOOONm的超过沈而言都比示例性明确地预先给定的防抖动时间更短，即错误状态被相应地更快地评估为故障。对于小于IOOONm的超 过26，虽然得到较长的防抖动时间17，然而同时也得到比仅仅使用固定地预先给定的防抖 动时间的情况更高的可靠性。特别地，可以在曲线30的所示出的整个范围中避免将边界值 12的略微的短时间的超过沈错误地评估为故障，并且同样避免了略微的短时间低于边界 值12而妨碍故障的评估。如果例如假设2500Nm的可靠的边界扭矩(边界值)，则超过边界扭矩100%对应于 2500Nm的值。这可以在0.4秒的防抖动时间之后评估为故障。超过边界扭矩仅仅25%对应 于625Nm的值并且相反只有在1. 6秒的防抖动时间之后才可以被评估为故障。图3在图中示出了根据本发明的方法的一个实施形式的可能的流程的方法步骤， 该方法例如以计算机程序36的形式存在于控制设备38中并且被实施。计算机程序36、存 储介质37和控制设备38在图4中仅仅通过其参考标记来表明。在图中基本上从上往下进 行图中的处理。用于故障识别的过程在启动块40中开始。在询问块42中，询问是否要继 续过程。如果不要，则分支到结束块44。在询问块41中，询问表征工作参数10的量是否大于表征边界值特性12的量。如 果情况如此，则在块43中形成恒定的量并且在块46中加到和14上。此外，在块46中将表 征工作参数10的量加到和14并且在块48中从和14中减去表征边界值12的量。加和减 的过程同时地或者紧紧相继地进行。在块50中询问是否和14是负的。在该情况中，和14在块52中被设置为零并且 该方法直接在启动块40之后继续。如果和14大于零，则在询问块M中确定和14是否超 过了阈值16。如果情况并非如此，则在块56中将可能的故障评估复位，并且该方法在启动 块40之后继续。而如果超过阈值16，则在块58中进行工作参数10的故障评估，即工作参 数10被识别为有错误。接着，在询问块59中将和14与上部的估计(AnSChlag)57进行比较。上部的估计 57在阈值16之上，并且防止和14会无限地增大。没有上部的估计57，和14会具有任意大 的值，结果是在具有错误的状态消失的情况下，借助询问块M和块56对故障评估的复位导 致不确定地长的延迟。显然，在图3中描述的过程在任何时候都可以通过控制设备38来终 端或者又被开始。
权利要求
1.一种用于在控制设备(38)中识别故障的方法，该控制设备用于控制和/或调节车 辆中的驱动设备，其中识别存在驱动设备和/或车辆的具有错误的状态(13)，其特征在于， 多次地形成工作参数(10)的至少一个当前值与针对该工作参数(10)设置的边界值(12)的 差(15)，将所形成的差(15)相加为和(14)，并且如果所述和(14)超过能够预先给定的阈值 (16)，则将具有错误的状态(13)评估为故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据工作参数(10)来选择阈值(16)。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，预先给定防抖动时间(17)，并且 该具有错误的状态(13)在防抖动时间(17)期满之后被评估为故障。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，改变所述边界值(12)。
5.根据上述权利要求至少之一所述的方法，其特征在于，所述工作参数(10)是扭矩、 压力、废气值、马达转速、马达功率、温度、所计量的燃料量和/或用于燃料喷射的激励持续 时间。
6.根据上述权利要求至少之一所述的方法，其特征在于，将表征所述工作参数(10)的 量加到计数器读数上，并且将表征边界值特性(12)的量从该计数器读数中减去。
7.根据上述权利要求至少之一所述的方法，其特征在于，当工作参数(10)超过边界值 (12)时，附加地继续将常数加到所述和(14)上。
8.根据上述权利要求至少之一所述的方法，其特征在于，所述和(14)在低于下阈值的 情况下被限制为该下阈值。
9.一种计算机程序(36)，其能够在控制设备(38)上运行，其特征在于，该计算机程序 (36)被编程为使得当所述计算机程序(36)在控制设备(38)上运行时执行根据权利要求1 至8之一所述的方法。
10.一种用于车辆的控制设备(38)的存储介质(37)，其特征在于，在该存储介质上存 储有计算机程序(36)用于使用在根据权利要求1至8之一所述的方法中。
11.一种车辆中的控制设备(38)，其特征在于，所述控制设备被编程用于使用在根据 权利要求1至8之一所述的方法中。
全文摘要
本发明描述了一种用于在控制设备(38)中识别故障的方法，该控制设备用于控制和/或调节车辆中的驱动设备，其中识别存在驱动设备和/或车辆的具有错误的状态(13)，其中多次地形成工作参数(10)的至少一个当前值和针对该工作参数(10)设置的边界值(12)的差(15)，将所形成的差(15)相加为和(14)，并且如果和(14)超过能够预先给定的阈值(16)，则将具有错误的状态(13)评估为故障。
文档编号B60W50/02GK102101475SQ201010593999
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月18日
发明者G.克特纳克 申请人:罗伯特·博世有限公司