Способ контроля подсистемы, установленной в транспортном средстве - RU2573076C2

Описание

Изобретение относится к способу контроля установленной в транспортном средстве подсистемы нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, охарактеризованному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Установленные в транспортных средствах подсистемы, например системы охлаждения, системы смазки, крепежные системы безопасности пассажиров или другие и подобные системы безопасности, часто подвергаются проверке на предмет их надлежащего функционирования или на наличие системных ошибок. Обычно системная ошибка передается водителю транспортного средства в виде сигнала индикации, призывая его к устранению неисправности.

Так, например, в заявке DE 19548684 А1 описан способ, при котором важные применительно к отработавшим газам сбои транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания с помощью бортового средства в форме датчика распознаются, документируются, оцениваются в схемном блоке и при необходимости выводятся на индикацию с помощью лампы сигнализации о неисправности.

При некоторых неисправностях, исходя из законодательных положений и предписаний об ответственности, может возникнуть необходимость в гарантированном устранении системной ошибки. Это требование может действовать также в случае, когда хотя и производится мнимое или фактическое устранение системной ошибки, однако, с осуществлением недопустимого вмешательства в контролируемую подсистему, которое, например, временно деактивирует индикацию системной ошибки без устранения, в частности, предусмотренным образом причины, лежащей в основе системной ошибки. Такое вмешательство следует рассматривать как неправомерное вмешательство.

В основу изобретения была положена задача предложить способ контроля установленной в транспортном средстве подсистемы, который обеспечил бы максимально надежное распознавание неправомерных манипуляций с системой.

Эта задача решается с помощью способа, охарактеризованного в независимом пункте 1 формулы.

Таким образом, способ контроля установленной в транспортном средстве подсистемы нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, при осуществлении которого блок диагностики проверяет подсистему по меньшей мере во время циклов движения транспортного средства на предмет выявления системной ошибки, причем проверку осуществляют в отношении как возникновения, так и устранения системной ошибки. В соответствии с изобретением посредством блока диагностики на основании частоты распознавания возникновения и устранения системной ошибки осуществляют оценку неправомерного вмешательства для определения того, имеет ли место неправомерное вмешательство в подсистему, причем при распознавании возникновения системной ошибки и нераспознавании ее устранения активируют ограничительный режим эксплуатации или оставляют в силе активированный ограничительный режим эксплуатации, при котором ограничивают эксплуатацию транспортного средства после истечения заранее задаваемого количества циклов движения или после достижения заранее задаваемого пробега.

Изобретение основано на том познании, что в случае распознавании возникновения системной ошибки или устранения системной ошибки в отдельном случае часто невозможно надежное распознавание неправомерного вмешательства. В противоположность этому в случае многократных возникновений или устранений системной ошибки в пределах определенного интервала времени, пробега (участков пути) или при большом количестве предпочтительно следующих друг за другом циклов движения на основании оценки частоты этих событий неправомерное вмешательство может быть с высокой надежностью распознано или также исключено. Для оценки факта наличия неправомерного вмешательства могут также удачно использоваться статистические методы, которые оценивают частоту распознанных событий, относящихся к возникновению и/или устранению системной ошибки. При этом частота может служить в смысле абсолютной частоты, то есть как количество событий, касающихся возникновения и/или устранения системой ошибки в пределах определенного интервала времени, пути движения или количества предпочтительного поочередно следующих друг за другом циклов движения, для оценки неправомерного вмешательства. Может быть, однако, привлечена также относительная частота, при которой распознанное количество событий, касающихся возникновения и/или устранения системной ошибки, может рассматриваться применительно к иному количеству циклов движения, в частности к общему количеству циклов движения, или к количеству циклов движения без распознавания неисправности. Неправомерное вмешательство рассматривается как состоявшееся, если возникновение или устранение системной ошибки следует объяснить произведенным пользователем транспортного средства недопустимым образом, в частности, преднамеренно осуществленным вмешательством в подсистему. В качестве такового можно рассматривать, например, преднамеренное отключение одной функции контроля или одного компонента системы без целесообразной с технической точки зрения причины для этого.

В соответствии с изобретением предусмотренный блок диагностики проверяет подсистему по меньшей мере во время циклов движения транспортного средства. При этом под циклами движения следует понимать, в частности, непрерывный интервал времени между одним запуском двигателя и следующим за ним отключением двигателя, который охватывает режим эксплуатации транспортного средства. При этом сюда предпочтительно одновременно включают состояние готовности к эксплуатации транспортного средства, или двигатели, или подсистемы (включение зажигания).

Для распознавания возникновения или устранения системной ошибки блок диагностики может распознавать и обрабатывать сигналы от датчиков и/или параметры эксплуатационного состояния транспортного средства или двигателя. В случае распознавания системной ошибки активируют ограничительный режим эксплуатации или ограничительный режим эксплуатации продолжает действовать, если он уже был активирован. При этом ограничительным режимом эксплуатации предусматривается ограничение общей характеристики управляемости транспортного средства после истечения заранее задаваемого количества циклов движения или после прохождения заранее задаваемого отрезка пути без распознавания устранения системной ошибки. Предпочтительно пользователь транспортного средства информируется об этом индикацией. Ограничение эксплуатации транспортного средства может охватывать, например, ограничение мощности двигателя, скорости движения или предотвращение возможности повторного запуска двигателя после его отключения. Если при активированном ограничительном режиме эксплуатации не происходит своевременного устранения системной ошибки, предусмотрено автоматическое поддержание состояния ограничения эксплуатации транспортного средства.

В случае контролируемой подсистемы транспортного средства речь может идти, например, о системе охлаждения, системе смазке, средствах обеспечения безопасности перевозки пассажиров или иной системе безопасности. Могут контролироваться также подсистемы, которые, в свою очередь, осуществляют функциональные проверки, например, в отношении перегрузки транспортного средства, системы блокировки дверей транспортного средства и т.п.

В исполнении изобретения контролируемой подсистемой является система нейтрализации отработавших газов, приданная двигателю внутреннего сгорания транспортного средства. Это могут быть катализаторы очистки отработавших газов, пылевые фильтры и компоненты для их надлежащей эксплуатации, например датчики отработавших газов, клапаны и т.д.

В случае предпочтительного исполнения изобретения в случае контролируемой подсистемы речь идет о системе нейтрализации отработавших газов путем селективного каталитического восстановления (СКВ) для снижения содержания оксидов азота в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, и блок диагностики проверяет СКВ-систему нейтрализации отработавших газов в отношении важных в отношении расхода системных ошибок, которые в сравнении с исправными СКВ-системами нейтрализации отработавших газов влекут за собой существенно меньший расход восстановителя селективного каталитического восстановления, предусмотренного для снижения содержания оксидов азота.

Типичным образом СКВ-система нейтрализации отработавших газов содержит так называемый катализатор селективного каталитического восстановления, который способен с помощью восстановителя каталитическим методом снижать содержание оксидов азота при избытке кислорода. При этом восстановитель находится в резервуаре на борту транспортного средства и с помощью дозирующей системы подводится к отработавшему газу вверх против течения катализатора селективного каталитического восстановления с целью снижения содержания оксидов азота. В типичном случае в качестве восстановителя используется водный раствор мочевины. Могут использоваться, однако, и другие, в частности, содержащие аммиак восстановители, например твердая мочевина, карбамат, амины, содержащие аммиак комплексные соединения или подобные им. Дозирующая система, резервуар, катализатор и другие использующиеся для нормальной работы СКВ-системы нейтрализации отработавших газов компоненты причисляются при этом к СКВ-системе. Функции компонентов СКВ-системы нейтрализации отработавших газов по меньшей мере частично проверяются и контролируются блоком диагностики.

Расход восстановителя связан с производственными издержками. По этой причине предусмотрено распознавание неправомерного вмешательства с помощью блока диагностики, который служит предотвращению или снижению этих эксплуатационных расходов. Если расход восстановителя существенно уменьшается по сравнению с количеством, обычным для соответствующего эксплуатационного состояния, то также ухудшается или затрудняется предусмотренное или предписанное снижение содержания оксидов азота. По этой причине распознанные ошибки распознаются в СКВ-системе нейтрализации отработавших газов и предпочтительно выводятся на индикацию. При этом под значительным снижением расхода следует понимать снижение на величину по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 30% или еще более значительное снижение по сравнению с количеством, предусмотренным для безупречно работающей СКВ-системе нейтрализации отработавших газов. В частности, под этим следует понимать уменьшенный по меньшей мере приблизительно до нуля расход восстановителя системы селективного каталитического восстановления. В целях устранения ошибки с известной надежностью предпочтительно одновременно с распознаванием ошибки активируется или продолжает действовать ограничительный режим эксплуатации. При этом следует исключить неправомерное вмешательство, которое повлекло за собой недопустимое замедление или недопущение устранения ошибки. Аналогично не подлежит рассмотрению или распознаванию неправомерное вмешательство, которое препятствует наступлению состояния ограничения общих характеристик управляемости транспортного средства без устранения на длительное время лежащего основополагающего существенного уменьшения расхода восстановителя.

С этой целью в особо предпочтительном следующем исполнении изобретения предусматривается, что для блока диагностики предусматривается запоминающее устройство, содержащее ячейки памяти для по меньшей мере определенных в течение циклов движения статусных информационных данных, причем статусные информационные данные касаются по меньшей мере возникновения и/или устранения важной в отношении расхода системной ошибки и/или активизации ограничительного режима эксплуатации, и статусные информационные данные для большого количества поочередно следующих циклов движения записывают в запоминающее устройство и по меньшей мере частично привлекают для оценки неправомерного использования. Вследствие предусмотренного в соответствии с изобретением большого количества ячеек памяти для статусных информационных данных возможно особо надежно распознавание и оценка частоты распознавания или устранения системной ошибки и, за счет этого, может особо надежно распознаваться неправомерное вмешательство. Предпочтительным образом возможна также статистическая оценка сохраненных статусных информационных данных о большом количестве циклов движения.

В следующем исполнении изобретения при активированном ограничительном режиме эксплуатации производят уменьшение количества допущенных для нормальной эксплуатации транспортного средств оставшихся процессов запуска двигателя или располагаемого остаточного пробега, начиная с заранее задаваемого стартового значения. Под допущенными для нормальной эксплуатации транспортного средства процессами запуска двигателя следует понимать при этом предпочтительно такие запуски двигателя, которые отвечают заданным краевым условиям, которые содержат, например, примыкающий минимальный отрезок пути или минимальное время эксплуатации двигателя. За счет этого можно избежать преждевременного ограничения эксплуатации транспортного средства без действительной вины пользователя транспортного средства. Предпочтительно водитель транспортного средства принимает индикацию об активации и протекании ограничительного режима эксплуатации. В результате этого он, с одной стороны, информируется о наличии распознанной системной ошибки и, с другой стороны, о последствиях ее неустранения.

При уменьшенном до нуля количестве процессов запуска двигателя или остаточных отрезков пути пользователь транспортного средства при нормальных обстоятельствах более не в состоянии произвести новый запуск двигателя или вновь начать движение. Однако предпочтительным образом для авторизованного сервисного персонала предусмотрена возможность за счет доступа к диагностическому устройству произвести один или несколько запусков или произвести движение на следующем, в частности, задаваемом отрезке движения. Таким образом, может осуществляться гибкое реагирование на аварийные ситуации. Если системная ошибка устраняется своевременно до уменьшения до нуля допущенных оставшихся процессов запуска или до уменьшения до нуля остаточного отрезка пути, то в этом случае в целом ограничительный режим эксплуатации вновь автоматически деактивируется блоком диагностики, и стартовое значение вновь возвращается на свое заранее заданное стартовое значение.

С другой стороны, в следующем исполнении изобретения предусмотрено, что в нормальном режиме при распознанном устранении системной ошибки деактивация активированного ограничительного режима эксплуатации допускается лишь в том случае, если в ходе оценки неправомерного вмешательства не выявляется неправомерного вмешательства. Альтернативно или дополнительно предусмотрено, что распознанное устранение ошибки считается недействующим, если оценка неправомерного вмешательства выявила неправомерное вмешательство. За счет этого исключается возможность вывода системы контроля из действия в результате, в частности, многократных или продолжающихся неправомерных вмешательств. При этом нормальный режим является обычным, предусмотренным для пользователя транспортного средства режимом эксплуатации транспортного средства. Сюда не относится, предпочтительно, проводимое авторизованным сервисным персоналом или иными лицами вмешательство в блок диагностики или замена или восстановление компонентов системы, которые служат для восстановления нормальных характеристик управляемости транспортного средства, нарушенных в результате технических неисправностей.

В частности, для обеспечения свободы действий применительно к безопасности и, по возможности, максимального исключения ошибочных заключений или посторонних влияний на принятие решения в отношении ограничения общих характеристик управляемости транспортным средством в следующем исполнении изобретения предусмотрено, что блок диагностики проверяет, существуют ли для оцениваемого валидным циклом движения условия, включающие заранее задаваемые значения для по меньшей мере одного минимального времени движения, и/или одного минимального отрезка пути, и/или одной минимальной скорости движения транспортного средства, и/или периода времени нахождения двигателя в состоянии покоя в одном цикле движения и/или между двумя циклами движения. При этом дополнительно могут определяться и опрашиваться дополнительные условия, которые должны существовать для наличия одного, оцененного валидным циклом движения. До тех пор пока цикл движения не будет оценен как валидный, в соответствии с этим исполнением изобретения, в частности, не производится уменьшения количества оставшихся процессов повторного запуска или оставшегося остаточного участка пути.

Для оценки частоты для распознавания возникновения и/или устранения системной ошибки относительно неправомерного вмешательства в следующем исполнении изобретения предусмотрено, что записанные в запоминающее устройство блока диагностики статусные информационные данные касательно наличия валидного цикла движения и/или касательно активации ограничительного режима эксплуатации из большого количества выполненных циклов движения могут привлекаться для оценки неправомерного вмешательства. Таким образом может статистически подкрепляться решение или заключение в отношении неправомерного вмешательства.

В следующем исполнении изобретения для определения неправомерного вмешательства предусмотрен индекс неправомерного вмешательства, который вновь определяется по меньшей мере для каждого валидного цикла движения, и неправомерное вмешательство рассматривается как имевшее место в случае, если индекс неправомерного вмешательства достигает заранее задаваемого предельного значения или превышает его. За счет этого достигается дальнейшее повышение надежности оценки неправомерного вмешательства. При этом особенно предпочтительным оказался случай, когда в следующем исполнении изобретения индекс неправомерного вмешательства коррелируется с количеством распознанных событий, касающихся возникновения и устранения системных ошибок. Это позволяет, в частности, надежно распознавать повторные манипуляции с неправомерными вмешательствами в контролируемую подсистему.

В этой связи дальнейшее улучшение надежности может быть достигнуто в случае, если в следующем исполнении изобретения определенный в ходе по меньшей мере каждого валидного цикла движения индекс записывается в одну приданную соответствующему циклу движения ячейку памяти запоминающего устройства блока диагностики и для определения приданного одному соответствующему циклу движения индекса обращаются к величине индекса предшествовавших циклов движения. Целесообразно продолжать записывать индекс неправомерного вмешательства при поочередно следующих, в частности валидных, циклах движения с тем, чтобы суметь точно отличить преднамеренно произведенные вмешательства в систему от случайных или произведенных надлежащим образом статусных изменений.

Дальнейшие преимущества, признаки и подробности изобретения вытекают из последующего описания предпочтительных примеров исполнения. Названные выше в описании признаки и комбинации признаков, а также упоминающиеся в последующем признаки и комбинации признаков могут применяться не только в соответственно указанной комбинации, но и в других комбинациях, а также по отдельности, не выходя за рамки изобретения.

В последующем на основании таблицы 1 показан предпочтительный принцип в совокупности со статусными информационными данными, указанными в таблице и внесенными в накопитель неисправностей блока диагностики. Без ограничения универсальности при этом исходят из того, что блок диагностики специально проверяет СКВ-систему нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания транспортного средства на предмет наличия системных ошибок, которые влекут за собой существенно меньшее потребление раствора мочевины, предусмотренного для снижения содержания оксидов азота. Такого рода системная ошибка может быть вызвана, например, прерыванием электропитания дозирующего модуля или системы управления дозатора для дозирования раствора мочевины.

Таблица 1 лишь примерным образом и в виде фрагмента воспроизводит внесения в содержащее большое количество ячеек памяти запоминающее устройство блока диагностики. При этом первая строка придана количеству непосредственно поочередно следующих циклов F движения, которые в данном случае оснащены текущей нумерацией. Во вторую строку для соответствующего цикла F движения вносится бит В ошибки, который указывает на то, присутствует ли системная ошибка или было ли распознано в ходе системной проверки возникновение или устранение системной ошибки. В третью строку для соответствующего цикла F движения вносится бит М статуса, который указывает, активирован ли ограничительный режим эксплуатации, который при его наличии ограничил бы количество еще оставшихся допущенных запусков двигателя для нормального режима эксплуатации без сброса установленного бита В ошибки.

В четвертую строку внесено количество оставшихся повторных запусков, которые еще могут быть произведены после завершения соответствующего цикла F движения. В пятую и последнюю строки внесен индекс k_x неправомерного вмешательства, который в количественном отношении показывает результат оценки неправомерного вмешательства для актуального цикла F движения, проведенной блоком диагностики.

В циклах F=n движения и F=n+1 движения, которые инициируются пользователем транспортного средства запуском двигателя или подачей рабочего напряжения (включение зажигания, «вкл.»), и которые завершаются после отключения двигателя или отключения рабочего напряжения (зажигание «откл.»), возникновение системной ошибки распознано не было и по этой причине соответственно бит В ошибки имеет нулевое значение. Поэтому отсутствует повод для выдачи сообщения об ошибке или активации ограничительного режима эксплуатации. Соответственно этому для бита М статуса внесен ноль и для транспортного средства в цикле F=n движения и цикле F=n+1 движения соответственно предусматривается такое же заранее задаваемое количество R допущенных будущих процессов запуска. При этом индикация ошибки остается в данном случае отключенной.

В цикле F=n+2 движения распознается системная ошибка и соответственно этому устанавливается бит В ошибки и активируется ограничительный режим эксплуатации и устанавливается бит М статуса. При этом предусмотрена выдача пользователю транспортного средства индикации о количестве оставшихся запусков двигателя и, следовательно, об активации ограничительного режима эксплуатации с предложением устранить ошибку. Если, как показано в настоящем случае, в последующих циклах F движения устранение ошибки не распознается и по этой причине бит В ошибки и бит М состояния остаются установленными, количество допущенных запусков двигателя для текущих циклов F движения уменьшается, начиная со стартового значения R до тех пор, пока в цикле F=n+m+1 движения число не достигнет нуля.

Что касается индекса k_x неправомерного вмешательства в х-ом цикле F движения, то предусмотрено его определение по меньшей мере в зависимости от частоты распознавания возникновения и/или устранения системной ошибки и, таким образом, предпочтительно по меньшей мере в зависимости от количества внесений установленного бита В ошибки или бита М статуса. Предпочтительно также учитываются величина индекса k_x неправомерного вмешательства в соответствующем предшествовавшем цикле F движения и приданное количество циклов F движения. В отношении индекса k_x неправомерного вмешательства сообразно этому предпочтительно действует следующая общая формальная зависимость:

k_x=f (k_x-1, F, ∑(M), ∑(B))

При этом F означает количество привлеченных для оценки неправомерного вмешательства циклов движения, ∑(М) означает количество приданных ячеек памяти с установленным битом М статуса, а ∑(В) - количество приданных ячеек памяти с установленным битом В ошибки. Может быть также предусмотрено оставление одной или нескольких переменных k_x-1, F, ∑(М), ∑(В) без внимания или же в качестве переменных могут использоваться другие, не приведенные здесь отдельно внесения статусов. Для логического связывания предпочтительно учтенных переменных k_x-1, F, ∑(M), ∑(В) могут быть предусмотрены различные функциональные зависимости f( ), которые основываются, в частности, на оценке частоты распознавания возникновения и/или устранения системной ошибки, то есть учитывают частоту внесений установленного бита В ошибки или бита М статуса. Это достигается за счет зависимости индекса k_x неправомерного вмешательства от величины ∑(М) или коррелируемой с ней величины. Если индекс k_x неправомерного вмешательства достигает задаваемого или заранее заданного граничного значения или превышает его, то в этом случае неправомерное вмешательство рассматривается как состоявшееся. Тем самым предпочтительным образом используется известный факт, что при сравнительно большом количестве или высокой частоте внесения ошибок нормальная техническая причина ошибки является сравнительно мало вероятной и вероятным является скорее, напротив, недопустимое неправомерное вмешательство.

Вслед за циклом F=n+m+1 движения, с помощью которого количество возможных процессов запуска двигателя было уменьшено до нуля, могут предусматриваться различные следующие способы действия или реакции, которые предпочтительно зависят от того, достиг ли уже индекс k_x критичного для распознавания неправомерного вмешательства граничного значения неправомерного вмешательства или превысил его в этом цикле F движения или перед этим циклом F движения. Во всяком случае предусмотрено, что непосредственно следующая за циклом F=n+m+1 движения попытка запуска двигателя останется безуспешной по меньшей мере в том случае, если не было распознано устранение неисправности или если установлен бит В ошибки. Например, посредством осуществляемого извне вмешательства авторизованного сервисного специалиста в блок диагностики может быть предусмотрен сброс оставшихся запусков на стартовое значение R, после чего вновь возможно выполнение по меньшей мере R процессов запуска двигателя. Может быть также предусмотрен в противоположность этому сброс на меньшее стартовое значение R′

Если в цикле F=n+m+1 движения индекс k_x неправомерного вмешательства уже достиг или превысил критическое для распознавания неправомерного вмешательства граничное значение, предпочтительно предусмотрено разрешение сброса повторных запусков исключительно на уменьшенное относительно R стартовое значение R′x неправомерного вмешательства все же уже достиг критического граничного значения или превысил его.

Если при активированном ограничительном режиме эксплуатации перед уменьшенным до нуля значением повторных запусков распознается устранение ошибки и при необходимости производится возврат бита В ошибки, а индекс k_x неправомерного вмешательства не достиг или не превысил критического граничного значения, то предусмотрено возвращение значения оставшихся запусков на стартовое значение R и возвращение на прежнее место бита М статуса. При этом предпочтительно предусмотрено, что индекс k_x неправомерного использования не возвращается на прежнее место, а продолжает записываться с целью достижения возможности более надежной оценки последующих изменений статуса с учетом истории.

Понятно, что запоминающее устройство может содержать также следующие ячейки памяти для следующих статусных информационных данных, что здесь не описано отдельно. В частности, могут быть предусмотрены ячейки памяти для статусных информационных данных, относящихся к оценке действительности актуального цикла движения и/или произведенному испытанию системы и т.д. Они также могут привлекаться для оценки неправомерного вмешательства и для определения индекса k_x неправомерного вмешательства.

Понятно, кроме того, что при авторизованном сервисном обслуживании вследствие уменьшенного до нуля значения оставшихся запусков производится анализ компонентов системы в отношении фактических сбоев с определением технической причины. При установлении технической причины ошибки в ходе авторизованного сервисного процесса предпочтительно производится также сброс введенных диагностических данных, которые привлекаются для оценки неправомерного вмешательства. При этом предпочтительно производится также сброс индекса k_x неправомерного вмешательства.

Реферат

Изобретение относится к способу для контроля установленной в транспортном средстве подсистемы по нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, при котором блок диагностики проверяет подсистему во время циклов движения транспортного средства на предмет выявления системной ошибки, причем проверку осуществляют в отношении как возникновения, так и устранения системной ошибки, характеризующемуся тем, что посредством блока диагностики на основании частоты распознавания возникновения и устранения системной ошибки осуществляют оценку неправомерного вмешательства для определения того, имеет ли место неправомерное вмешательство в подсистему, причем при распознавании возникновения системной ошибки и нераспознавании ее устранения активируют ограничительный режим эксплуатации или оставляют в силе активированный ограничительный режим эксплуатации, при котором ограничивают эксплуатацию транспортного средства после истечения заранее задаваемого количества циклов движения или после достижения заранее задаваемого пробега. Техническим результатом является обеспечение надежности распознавания неправомерных манипуляций с системой. 18 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула