DE102004060459A1 - Data bus system for motor vehicle, has main bus subscriber detecting variation of stored message text by comparing with previous message circulation to store missing message text of bus subscriber in recent message circulation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Datenbussystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von elektronischen Busteilnehmern, die über eine Busleitung miteinander verbunden sind, so dass über diese Busleitung Nachrichten austauschbar sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erleichterung der Diagnose von Fehlern von Busteilnehmern eines derartigen Bussystems sowie ein Computerprogrammprodukt.The The invention relates to a data bus system for motor vehicles with a Plurality of electronic bus subscribers communicating with each other via a bus line are connected, so over These bus line messages are interchangeable. The invention relates Continue a procedure to facilitate the diagnosis of errors of bus subscribers of such a bus system and a computer program product.
Ein derartiges Datenbussystem ist beispielsweise durch den CAN-Bus (Controller Area Network) für die Datenkommunikation, insbesondere von Steuergeräten in Kraftfahrzeugen, bekannt. An einen solchen Datenbus ist eine Mehrzahl von elektronischen Busteilnehmern, insbesondere Steuergeräte eines Kraftfahrzeuges, angeschlossen. Diese Busteilnehmer können zusätzlich zu dem Anschluss an den Datenbus weitere Ein- und Ausgänge, z.B. zum Anschließen von Sensoren und Aktuatoren oder zum Anschluss der Stromversorgung, aufweisen. Dieses bekannte Datenbussystem arbeitet nach dem Multi-Master-Prinzip, was bedeutet, dass alle Busteilnehmer des Bussystems gleichberechtigt sind. Wenn der Datenbus frei ist, kann jeder Busteilnehmer eine Nachricht, die auch als Datentelegramm bezeichnet wird, übertragen. Die Nachricht eines sendenden Busteilnehmers wird von allen anderen Busteilnehmern empfangen, jedoch nur von solchen Busteilnehmern ausgewertet, die Daten dieses Datentelegramms benötigen.One Such data bus system is, for example, by the CAN bus (controller Area Network) for Data communication, in particular of control units in motor vehicles, known. To such a data bus is a plurality of electronic bus subscribers, especially control devices a motor vehicle, connected. These bus subscribers can in addition to the connection to the data bus further inputs and outputs, e.g. to connect of sensors and actuators or to connect the power supply, exhibit. This known data bus system works according to the multi-master principle, which means that all bus subscribers of the bus system have equal rights are. When the data bus is free, each bus user can send a message which is also referred to as a data telegram transferred. The message of a sending bus participant is received by all other bus subscribers, but only evaluated by such bus subscribers, the data of this Require data telegram.
Wird in dem Datensystem ein Netzwerkmanagement verwendet, z.B. nach OSEK-Standard, sendet jeder der Busteilnehmer, der an der Kommunikation teilnimmt, regelmäßig eine Nachricht, aus der hervorgeht, ob er die Kommunikation aufrechterhalten will. Jeder der Busteilnehmer ist mit einer eindeutigen Kennzeichnung, z.B. einer Adresse, versehen, wobei das Senden einer Nachricht beispielsweise in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge der Kennzeichnung erfolgen könnte. Im Ergebnis gibt sich hierbei z.B. eine ringförmige Kommunikation, wobei der letzte, eine Nachricht sendende, Busteilnehmer als nächsten Empfänger den ersten eine Nachricht sendenden Busteilnehmer benennt. Das Absenden von Nachrichten des ersten bis zum letzten Busteilnehmer wird auch als Nachrichten-Umlauf bezeichnet.Becomes in the data system uses network management, e.g. according to OSEK standard, sends every one of the bus subscribers participating in the communication periodically one Message indicating whether he is maintaining communication want. Each of the bus subscribers has a unique identifier, e.g. an address, wherein sending a message, for example in ascending or descending order of identification could be done. As a result, e.g. an annular communication, wherein the last, a message sending, bus participants as the next recipient the first names a message sending bus subscriber. Submitting from messages from the first to the last bus participant will too referred to as message circulation.
Ein Datenbussystem für Kraftfahrzeuge weist heutzutage eine Vielzahl an Busteilnehmern auf. Aufgrund von Fehlern in der Hardware oder in der Software kann ein Busteilnehmer für kurze oder längere Zeit ausfallen. Der Ausfall eines Busteilnehmers macht sich in der oben beschriebenen Kommunikation derart bemerkbar, dass ein Busteilnehmer, welcher eine Nachricht des ausfallenden Busteilnehmers erwartet, die von den Informationen abhängigen Funktionalitäten nicht mehr ausführen kann. Um einen Hinweis auf die Ursache dieses Funktionsausfalls zu erhalten, wird in einem in ihm vorhandenen Speicher ein Eintrag über das Ausbleiben einer Nachricht erzeugt. Da die Kommunikationskette in einem Datenbussystem jedoch dynamisch ist, z.B. aufgrund einer über mehrere Teilnehmer reichenden Kommunikationskette, kann beim Auslesen eines derartigen Fehlerspeichereintrages nicht ohne weiteres festgestellt werden, welcher der Busteilnehmer den Fehlereintrag ursprünglich verursachte. Besonders in Datenbussystemen mit einer großen Anzahl an Busteilnehmern kann aufgrund sporadisch auftretender Fehler eine Vielzahl derartiger Fehlerspeichereinträge in einer Mehrzahl der Busteilnehmer vorhanden sein, so dass die eigentliche Ursache für den Fehlerspeichereintrag nicht mehr nachvollziehbar ist. Darüber hinaus besteht das Problem, dass die Kapazität der Fehlerspeicher der Busteilnehmer aus Platz- und/oder Kostengründen oftmals begrenzt ist, wodurch relevante Informationen für die Aufklärung der Fehlerursache schnell verloren gehen können.One Data bus system for Today, motor vehicles have a large number of bus subscribers. Due to errors in the hardware or in the software can be a Bus participant for short or longer Time to fail. The failure of a bus participant is in the above described communication such that a bus subscriber, which expects a message from the failing bus participant, the one from depending on the information functionalities stop executing can. To give an indication of the cause of this malfunction to receive in an existing memory in him an entry on the Missing message generated. Because the communication chain in However, a data bus system is dynamic, e.g. due to one over several Participant-reaching communication chain, when reading such a Error memory entry can not be readily determined Which of the bus participants originally caused the error entry. Especially in data bus systems with a large number of bus users can due to sporadic errors occur a variety of such Fault memory entries be present in a majority of the bus subscribers, so that the real cause for the error memory entry is no longer traceable. Furthermore there is the problem that the capacity of the fault memory of the bus participants for space and / or cost reasons is often limited, thereby providing relevant information for the elucidation of the cause of the error can be lost quickly.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Datenbussystem und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen die Diagnose von Fehlern von Busteilnehmern eines Bussystems für Kraftfahrzeuge erleichtert wird.It is therefore an object of the present invention, a data bus system and to provide a method by which to diagnose errors of Bus participants a bus system for motor vehicles facilitated becomes.
Diese
Aufgabe wird mit einem Datenbussystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruches
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht in einer Überwachung der Busteilnehmer anhand einer regelmäßig von allen zu überwachenden Busteilnehmern gesendeten Nachricht. Anhand der Beobachtung eines oder mehrerer Nachrichten-Umläufe können fehlerhafte Busteilnehmer identifiziert und für eine weitere Auswertung gespeichert werden.Of the The basic idea of the present invention is monitoring the bus participant on the basis of a regularly monitored by all Bus participants sent message. Based on the observation of a or multiple message rounds can faulty bus participants identified and stored for further evaluation become.
Erfindungsgemäß weist das Datenbussystem dazu einen als Hauptbusteilnehmer definierten Busteilnehmer auf, der dazu eingerichtet ist, in einem Normalbetrieb des Datenbussystems einen Nachrichten-Umlauf der Busteilnehmer zu ermitteln und aus jeder Nachricht eines sendenden Busteilnehmers einen definierten Nachrichteninhalt zwischenzuspeichern, wobei in einem Nachrichten-Umlauf jeder intakte Busteilnehmer des Datenbussystems genau eine Nachricht sendet, so dass eine der Anzahl der intakten Busteilnehmer entsprechende Anzahl an Nachrichteninhalt zwischengespeichert wird. Der als Hauptbusteilnehmer definierte Busteilnehmer ist ferner dazu eingerichtet, bei jedem Nachrichten-Umlauf eine Veränderung der zwischengespeicherten Nachrichteninhalte gegenüber zumindest dem vorherigen Nachrichten-Umlauf festzustellen, um den im jüngsten Nachrichten-Umlauf fehlenden Nachrichteninhalt eines Busteilnehmers oder die fehlenden Nachrichteninhalte mehrerer Busteilnehmer in einem Fehlerspeicher abzuspeichern. Hierdurch können auf einfache Weise sporadisch oder dauerhaft fehlerhafte Busteilnehmer identifiziert werden, was z.B. durch einen Vergleich zweier oder mehrerer Nachrichten-Umläufe der Busteilnehmer ermittelt wird. Der Vergleich erfolgt dabei anhand der Beobachtung einer Veränderung der zwischengespeicherten Nachrichteninhalte der Nachrichten-Umläufe, oder dem Vergleich der Nachrichten-Umläufe mit einem in dem Hauptbusteilnehmer gespeicherten Sollstand. Es ist auch denkbar, die Zeitdauer der ausbleibenden Nachrichten zu kontrollieren. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Nachrichteninhalt gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung durch eine einen Busteilnehmer eindeutige Kennzeichnung repräsentiert ist, wobei die Auswertung von Fehlern erleichtert wird.In accordance with the invention, the data bus system has a bus subscriber defined as a main bus subscriber, which is set up to detect a message circulation of the bus subscribers in a normal operation of the data bus system and to buffer a defined message content from each message of a transmitting bus subscriber, whereby each message circulates in one message circulating the intact bus subscriber of the data bus system sends exactly one message, so that a number of message contents corresponding to the number of intact bus subscribers is buffered. The bus subscriber defined as the main bus subscriber is also set up to detect a change in the cached message contents compared to at least the previous message cycle in order to store the message content of a bus subscriber missing in the most recent message cycle or the missing message contents of several bus users in a fault memory , As a result, sporadically or permanently faulty bus subscribers can be identified in a simple manner, which is determined, for example, by comparing two or more message circulations of the bus subscribers. The comparison takes place on the basis of the observation of a change in the buffered message contents of the message circulations, or the comparison of the message circulations with a desired state stored in the main bus subscriber. It is also conceivable to control the duration of the missing messages. In particular, it is provided that the message content is represented according to an expedient embodiment by a unique identifier a bus subscriber, the evaluation of errors is facilitated.
In einer anderen Variante ist vorgesehen, dass die durch den Hauptbusteilnehmer ermittelte Nachricht eine Netzwerkmanagement-Nachricht darstellt, die einen Statuseintrag umfasst, der die Funktionsfähigkeit des die Nachricht sendenden Busteilnehmers repräsentiert. Anhand einer derartigen Netzwerkmanagement-Nachricht wird dynamisch die Reihenfolge eines Nachrichten-Umlaufs festgelegt, d.h. es wird die Reihenfolge definiert, in welcher die Bestätigungsnachrichten an die Busleitung abgegeben werden. Dieses Vorgehen weist den Vorteil auf, dass zur Identifizierung eines oder mehrer fehlerhafter Busteilnehmer nicht eigenständige, separate Nachrichten generiert werden müssen, sondern dass stattdessen die einem Multi-Master-Netzwerk ohnehin verwendeten Netzwerkmanagement-Nachrichten herangezogen werden können. Dadurch ist die Identifikation eines fehlerhaften Busteilnehmers ohne Änderung der Funktionalität der Busteilnehmer möglich.In another variant is provided that by the main bus subscriber detected message represents a network management message, which includes a status entry indicating the operability represents the message sending bus station. Such a network management message becomes dynamic set the order of message circulation, i. it will defines the order in which the acknowledgment messages are sent to the bus be delivered. This approach has the advantage that the Identification of one or more faulty bus participants not independent, separate messages need to be generated, but that instead used the network management messages already used in a multi-master network can be. This is the identification of a faulty bus participant without change the functionality the bus participant possible.
Zweckmäßigerweise ist der Fehlerspeicher in dem Hauptbusteilnehmer angeordnet, wodurch eine insgesamt kostengünstige Realisierung möglich ist, da lediglich in einem der Vielzahl an Busteilnehmern ein vergrößerter Speicher vorgesehen werden muss. In einer Ausgestaltung ist hierbei vorgesehen, dass der Fehlerspeicher derart dimensioniert ist, dass pro angeschlossenem Busteilnehmer an die Busleitung zwei Fehlereinträge abspeicherbar sind.Conveniently, the fault memory is arranged in the main bus subscriber, whereby a overall cost-effective Realization is possible because only in one of the multiplicity of bus subscribers an enlarged memory must be provided. In one embodiment, it is provided that the fault memory is dimensioned such that per connected Bus subscriber to the bus line two error entries are stored.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Abspeichern des fehlenden oder geänderten Nachrichteninhalts oder der fehlenden oder geänderten Nachrichteninhalte eines oder mehrerer Busteilnehmer nach dem Durchlaufen einer vorbestimmten Anzahl an Nachrichten-Umläufen erfolgt. Hierzu kann in dem Hauptbusteilnehmer ein Zwischenspeicher in Form eines Ringspeichers vorgesehen sein, dessen Größe sich nach der Anzahl der Busteilnehmer und der Anzahl der zu überwachenden Nachrichten-Umläufe bemisst. Das Abwarten einer vorbestimmten Anzahl an Nachrichten-Umläufen vor dem Erstellen eines Fehlereintrages in dem Fehlerspeicher weist den Vorteil auf, dass Fehlalarme vermieden werden können. Hierdurch ist zuverlässig sichergestellt, dass der Fehlerspeicher nicht mit lediglich kurzzeitigen, einmaligen Ausfällen der Nachrichten vollgeschrieben wird, die ansonsten keinerlei Ursache auf die Funktionsfähigkeit des Busteilnehmers und damit des Datenbussystems haben. In dieser Ausgestaltung wird somit davon ausgegangen, dass eine Nachricht mehr als einmal ausbleiben muss, bevor auf einen Fehler geschlossen wird.In a further advantageous embodiment It is envisaged that the saving of the missing or changed Message content or the missing or changed message content one or more bus subscribers after passing through a predetermined Number of message rounds he follows. For this purpose, in the main bus subscriber a buffer be provided in the form of a ring memory whose size is according to the number of bus subscribers and the number of monitored ones News Rounds measured. Waiting for a predetermined number of message cycles points to the creation of an error entry in the error memory the advantage that false alarms can be avoided. hereby is reliable ensures that the fault memory is not just temporary, one-off failures of Messages are written that have no cause whatsoever on the functionality of the bus subscriber and thus of the data bus system. In this Design is thus assumed to be a message must fail more than once before closing on a mistake becomes.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die gleichen Vorteile verbunden, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Datenbussystem beschrieben wurden.With the method according to the invention The benefits are the same as those mentioned above with the data bus system according to the invention have been described.
So ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Hauptbusteilnehmer einen Nachrichten-Umlauf der Busteilnehmer ermittelt und aus jeder Nachricht eines sendenden Busteilnehmers einen definierten Nachrichteninhalt zwischenspeichert, wobei in einem Nachrichten-Umlauf jeder intakte Busteilnehmer des Datenbussystems genau eine Nachricht sendet, so dass eine der Anzahl der intakten Busteilnehmer entsprechende Anzahl an Nachrichteninhalten zwischengespeichert wird. In einem weiteren Schritt stellt der Hauptbusteilnehmer bei jedem Nachrichten-Umlauf eine Veränderung der zwischengespeicherten Nachrichteninhalte gegenüber zumindest dem vorherigen Nachrichten-Umlauf fest, um den im jüngsten Nachrichten-Umlauf fehlenden oder geänderten Nachrichteninhalt eines Busteilnehmers oder die fehlenden oder geänderten Nachrichteninhalte mehrerer Busteilnehmer in einem Fehlerspeicher abzuspeichern.So is in the inventive method provided that the main bus subscriber a message circulation the bus participant determines and from each message of a sending Busteilnehmers caches a defined message content, in a message circulation, each intact bus subscriber of the Data bus system sends exactly one message, so that one of the number the intact bus user corresponding number of message content is cached. In a further step, the main bus subscriber will join every message circulating a change in the cached News content at least the previous message circulation to the most recent news circulation missing or changed Message content of a bus device or the missing or changed Message contents of several bus participants in a fault memory save.
In einer Ausgestaltung ermittelt der Hauptbusteilnehmer aus jeder von einem Busteilnehmer gesendeten Nachricht eine diesen identifizierende Kennzeichnung und speichert diese zwischen.In In one embodiment, the main bus subscriber determines from each of a message sent to a bus subscriber and save this between.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt das Abspeichern des fehlenden oder geänderten Nachrichteninhalts oder der fehlenden Nachrichteninhalte eines oder mehrerer Busteilnehmer nach dem Durchlaufen einer vorbestimmten Anzahl an Nachrichten-Umläufen.In a further advantageous embodiment the saving of the missing or changed message content takes place or the missing message content of one or more bus subscribers after passing through a predetermined number of message cycles.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment in the drawing explained in more detail. It demonstrate:
In
Prinzipiell
erfolgt die Datenübertragung
in der Weise, dass die Nachricht eines sendenden Busteilnehmers
von allen anderen Busteilnehmern empfangen wird. Eine Auswertung
erfolgt allgemein jedoch nur von solchen Busteilnehmern, die Daten
dieser Nachricht benötigen.
Nach dem Einschalten und Initialisieren des Datenbussystems
Der
Busteilnehmer
Die
Erfindung nutzt das Vorhandensein und das Versenden dieser Netzwerkmanagement-Nachrichten
aus, indem diese durch den Hauptbusteilnehmer
Die
in dem Zwischenspeicher
Anhand der während des Nachrichten-Umlaufs i ermittelten Informationen ist noch kein Rückschluss möglich, ob ein Fehler in einem der Busteilnehmer des Datenbussystems vorliegt. Deshalb wird eine vorbestimmte Anzahl an Nachrichten-Umläufen, z.B. drei, in dem Zwischenspeicher gespeichert, wobei schließlich ein Vergleich auf eine Veränderung mit zumindest dem vorherigen Nachrichten-Umlauf erfolgt.Based while of the message circulation i determined information is not yet conclusion possible, whether there is an error in one of the bus users of the data bus system. Therefore, a predetermined number of message cycles, e.g. three, stored in the cache, and finally a Comparison to a change with at least the previous message circulation.
Erstmalig
tritt eine Veränderung
beim Nachrichten-Umlauf j auf, welcher lediglich noch vier Einträge umfasst,
wobei angenommen wird, dass der Busteilnehmer
Der
Fehlerspeicher
Mit der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Konfiguration, welche einen nur geringen Speicherbedarf aufweist, ist eine zuverlässige dauerhafte Speicherung von Fehlereinträgen möglich, wodurch ein defekter Busteilnehmer zielgerichtet identifiziert und ausgetauscht oder repariert werden kann.With in the embodiment described configuration, which requires only a small memory has a reliable one permanent storage of error entries possible, resulting in a defective Bus participants are purposefully identified and exchanged or can be repaired.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Überprüfung der Busteilnehmer auf bestimmungsgemäße Funktion anhand von Netzwerkmanagement-Nachrichten, insbesondere der in deren Header eingetragenen Informationen (Kennzeichnung des Busteilnehmers und Statuseintrag), erfolgt. Bleibt die Netzwerkmanagement-Nachricht eines Busteilnehmers für längere Zeit aus, so erfolgt im Hauptbusteilnehmer ein Fehlerspeichereintrag.Of the Advantage of the present invention is that the review of Bus participants on intended function on the basis of network management messages, especially in their Header information entered (identification of the bus participant and status entry). Remains the network management message one Bus participant for longer Time off, a fault memory entry is made in the main bus subscriber.
Durch ausreichende Dimensionierung des Fehlerspeichers können die einen Fehler auslösenden Busteilnehmer auch nach langer Zeit identifiziert werden. Der Fehlerspeicher dient dabei ausschließlich zur Speicherung von Fehlerzuständen und nimmt keine allgemeinen Daten auf.By Sufficient dimensioning of the fault memory can the triggering an error Bus participants can be identified even after a long time. The fault memory serves exclusively for storing error conditions and does not record general data.
Prinzipiell ist es möglich, den Fehler eines Busteilnehmers in der zeitlichen Größenordnung eines Nachrichten-Umlaufs festzustellen und zu speichern. Zur Vermeidung von „Fehlalarmen" ist es jedoch bevorzugt, dass ein Fehlereintrag erst dann erfolgt, wenn die betreffende Netzwerkmanagement-Nachricht des betreffenden Busteilnehmers mehr als einmal ausbleibt.in principle Is it possible, the error of a bus participant in the time scale a message circulation and store. To avoid however, it is preferable for "false alarms" that an error entry occurs only when the relevant network management message of the relevant bus subscriber fails more than once.
Die Fehlersuche nach einem fehlerhaften Busteilnehmer wird insbesondere bei sporadischen Busteilnehmer-Fehlern erheblich erleichtert. Diese können insbesondere über längere Zeit gespeichert werden und bleiben so nachvollziehbar.The Troubleshooting for a faulty bus subscriber becomes particular Significantly easier with sporadic bus user errors. These can be over a longer period of time be stored and remain so comprehensible.
- 11
- Datenbussystemdata bus system
- 22
- Busteilnehmerbus users
- 33
- Busteilnehmerbus users
- 44
- Busteilnehmerbus users
- 55
- Busteilnehmerbus users
- 66
- Busteilnehmerbus users
- 77
- Busleitungbus line
- 88th
- Zwischenspeichercache
- 99
- Fehlerspeichererror memory
- 1010
- Nachrichtmessage
- 1111
- Nachrichteninhaltmessage content
- 1212
- NachrichtenerfassungsmittelNews detecting means
- 1313
- Hauptbusteilnehmermain bus station
- 1414
- Nachrichten-UmlaufNews circulation
- 1515
- Statuseintragstatus entry
Claims (10)
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