Diagnose Flashcards
Beispiele für Fehlerursachen in mechatronischen Systemen
- Kupferfehler: Unterbrechung, Kurzschluss nach Masse, Kurzschluss nach Plus, …
- Verbindungsprobleme (z. B. Stecker nicht (mehr) richtig gesteckt, korrodiert)
- Fehler in der Energieversorgung: Unterspannung, Überspannung
- Steuergerät defekt (interne Hardwarefehler, bspw. Kondensatoren)
- Kommunikations-/Bussystemfehler (Fehler während der Übertragung)
- Verschleiß und Alterung von System- komponenten die zu Funktionseins- chränkungen führen (Überschreitung von Toleranzen)
- Mechanische Komponenten ausserhalb von Toleranzen verändert
Was ist die Definition von Diagnose
Der Begriff Diagnose stammt ursprünglich aus der Medizin und kann folgendermaßen definiert werden:
Aus konkreten und diffusen Symptomen des Patienten und der Krankheitsgeschichte erstellt der Arzt unter Zuhilfenahme seines Instrumentariums ein Zustandsbild des Patienten, um geeignete Maßnahmen zur Heilung einzuleiten.
Was ist die Definition von klassischer Fahrzeugdiagnose?
Die klassische Fahrzeugdiagnose definiert sich sehr ähnlich: Aus konkreten und diffusen Symptomen, die der Fahrer schildert, wird im Service unter Zuhilfenahme der On-Board- und Off-Board-Diagnosesystemen ein exaktes Fehlerbild erstellt und es werden geeignete Reparaturmaßnahmen eingeleitet.
Was ist die Definition von erweitertem Diagnosebegriff?
Der erweiterte Diagnosebegriff umfasst On- und Off-Board-Methoden, Prozesse und Werkzeuge, um im gesamten Lebenszyklus von Steuergeräten und Fahrzeugen die Vorgänge Entwicklung, Programmierung (Flashen), Konfiguration, Fehlersuche und Reparatur durchführen zu können.
Definition von Fehler
Fehler: Kennzeichnet einen Zustand in dem die Merkmale eines Systems von den Sollwerten abweichen. Es liegt nicht notwendigerweise eine Beeinträchtigung einer Funktion vor.
Aus dem Zustand „Fehler“ können folgen?
- Störung: Zeitlich begrenzt auftretende Beeinträchtigung der Funktion die aus einem Fehler folgt. Man spricht auch von sporadischen Fehlern.
- Ausfall: Dauerhafte Beeinträchtigung der Funktion die aus einem Fehler folgt.
Definition Prozessüberwachung
Prozessüberwachung: Überwachung der Zustandsgrößen des Systems, z. B. durch Messen von Prozessgrößen.
Definition Fehlererkennung
Fehlererkennung: Erkennen von Abweichungen im Systemverhalten im Vergleich zu einem Erwartungswert.
Definition Fehleridentifikation
Fehleridentifikation: Vorgang/Algorithmus, um aus gegebenen System- informationen und den Ergebnissen der Fehlererkennung auf die Fehlerursache zu schließen.
Definition Fehlerkandidat
Fehlerkandidat: Stellt die mögliche Ursache für einen Fehler dar
Definition Fehlerbewertung und Fehlerbehandlung
Fehlerbewertung und Fehlerbehandlung: Bewertung der Auswirkungen des Fehlers und (individuelle) Reaktion auf diesen Fehler (bspw. Wechsel in den Notlaufbetrieb, oder setzen eines Ereignisspeichereintrags, Reparatur- anweisungen).
Diagramme von Grundprinzip Diagnose
Folie 63 Prüfungsvorbereitung
Ausgewählte Möglichkeiten zur Reaktion auf Fehler
- Sofortige Reaktion
2. Fehlerbehebung
Merkmale von sofortiger Reaktion
- Ziel: Schutz von Personen und System
2. Überführung des Systems in einen sicheren Zustand, z.B. a) Notlauf: Verringerter Funktionsumfang, Grundfunktion bleibt erhalten b) Notabschaltung c) Gesteuerte Systemabschaltung: Einhaltung von notwendigen Abschaltprozeduren d) Umschaltung auf redundante Systeme
- Warnung/Fehlermeldung an Personen und am Gesamtprozess beteiligte Systeme
- Eintragung von Fehlermeldungen (z. B. Fehlerspeichereintrag) zur späteren einfachen Fehleridentifikation
Merkmale von Fehlerbehebung
- Ziel: System in den gewünschten Betriebszustand zurückversetzen
- Fehleridentifikation: Finden der Ursache für einen Fehler, z. B. durch
a) Gezielte Fehlersuche
b) Auswertung von Fehlerspeicher-
einträgen - Ableiten von geeigneten Maßnahmen zur Fehlerabstellung
a) Identifikation der kleinsten
tauschbaren Einheit (typisch: KFZ)
b) Ableiten einer Handlungsempfehlung
(Reparaturanweisung) - Systemtest zum Nachweis der Tauglichkeit einer Fehlerabstell- Maßnahme
Was sind die Methoden zur Fehlererkennung?
A. Signalbasierte Methoden
- Grenzwertüberwachung
- Trendanalyse
- Signalvorhersage
B. Modellbasierte Methoden
1. Fehlererkennung mit Prozessmodellen
Merkmale der Grenzwertüberwachung
- Vergleich des aktuellen Messwertes mit einem Grenzwert
- Anwendung: Überwachung von Flüssigkeitsständen in Behältern, Spannungswerten, Temperaturen, etc.
- Vorteil: sehr einfache Umsetzung
- Nachteil:
a) nur eingeschränkte Aussagen möglich
b) keine Unterscheidung zwischen Sensorfehler und realem Fehler
Merkmale der Trendanalyse
- Vergleich der Änderung des zeitlichen Signalverlaufs mit einem Grenzwert
- Anwendung: Überwachung von sich langsam verändernden Signalen
- Vorteil:
a) frühere Erkennung möglich
b) bei nicht sprungfähigen Mess- größen Erkennung von Sensor- ausfall möglich - Nachteil: komplexere Implementierung als Grenzwertüberwachung (Rechenaufwand)
Merkmale der Signalvorhersage
- Vergleich des Signalverlaufs mit einem berechneten Verlauf. Dazu Verwendung math. Signalmodelle.
- Anwendung: Überwachung kritischer Signale, Vermeidung von Fehlalarmen
- Verfahren zur Modellerzeugung
a) deterministisches Signalmodell durch Regressionsanalyse, damit Vorhersage für N Werte möglich
b) stochastisches Signalmodell durch Parameterschätzung damit vor allem Angabe von Grenzwertverläufen möglich
Merkmale der Fehlererkennung mit Prozessmodellen
Die bisherigen Fehlererkennungsmethoden gehen von der Betrachtung der Änderung einzelner Signale aus.
Dabei kann in vielen Fällen nicht unterschieden werden weshalb die Signaländerung auftrat, ob durch Störsignale, eine Änderung der Eingangssignale, durch Parameteränderung oder richtige Fehler.
Eine Verbesserung verspricht die Analyse von Prozess- bzw. Systemmodellen, d.h. die Verwendung der zwischen den Prozessgrößen bestehenden physikalischen Beziehungen.
Ableiten von Fehlern und Fehlerabstellmaßnahmen Diagramme
Folie 20 - Diagnose
Merkmale von Onboarddiagnose / Eigendiagnose.
- Prozessüberwachung: Überwachung der Zustandsgrößen des Systems, z.B. durch Messen von Prozessgrößen
- Fehlererkennung: Erkennen von Abweichungen im Systemverhalten
- Fehlerbewertung und Fehlerbehandlung:
Bewertung der Auswirkungen des Fehlers und Wechsel in den Notlaufbetrieb, bzw. setzen eines Ereignisspeichereintrags.
4. Wird im Fahrzeug berechnet: • läuft auf Steuergeräten (ECUs) • wenig ECU übergreifend • wenig Ressourcen vorhanden (CPU, RAM, Flash) • prozessnah, kurze Signallaufzeiten • begrenzte Anzahl von Messgrößen
Merkmale von Offboarddiagnose / Werkstattdiagnose
- Fehleridentifikation: Unterstützung bei der Fehlersuche und der Arbeit mit elektronischen Systemen (siehe Fehleridentifikation)
- Zugriff auf Steuergeräte im Fahrzeug und Visualisierung der übertragenen Informationen
- Visualisierung von Informationen über das betreffende Fahrzeug (z.B. Teilekatalog, Stromlaufpläne …)
- Wird in einem Werkstattsystem berechnet:
a) läuft auf Tester/PC (hohe Rechenlstg.)
b) Onlinezugang zu weiteren Datenquellen (z. B. Fahrzeugherstellerdatenbanken)
c) Anschluss spezieller Messtechnik mgl.
d) relativ lange Signallaufzeiten zum Prozess, begrenzte Bandbreite
Bewertung von System bezüglich Diagnose
Bewertung
- Stark steigende Komplexität des Produktes durch Diagnose
- Neue Sensorik notwendig
- Aufwendige Prozesse im After Sales
