DE102005001390A1

DE102005001390A1 - Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer

Info

Publication number: DE102005001390A1
Application number: DE200510001390
Authority: DE
Inventors: Thomas Neuerburg
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-20

Abstract

Bei einem Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer an einem Kommunikationsbus mit einer Diagnoseeinrichtung wird ein Busteilnehmer durch die Diagnoseeinrichtung aufgefordert, in einer vom Normalbetrieb verschiedenen Diagnose-Betriebsart bestimmte Funktionen auszuführen, durch den Busteilnehmer versendete und/oder empfangene Nachrichten werden durch die Diagnoseeinrichtung erfasst und ausgewertet und das Ergebnis der Auswertung wird bewertet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer an einem Kommunikationsbus mit einer Diagnoseeinrichtung.

In modernen Kraftfahrzeugen besteht zunehmend die Notwendigkeit, mehrere Busteilnehmer wie Steuereinheiten und Sensoren miteinander zu verbinden. Solche Steuereinheiten sind beispielsweise eine elektronische Motorsteuerung und die Steuerung eines Automatikgetriebes. Um für eine solche Steuereinheit bei einem Werkstattaufenthalt Fehler auszulesen, ist es aus der Offenlegungsschrift DE 39 34 974 A1 bekannt, als Diagnoseeinrichtung im Fahrzeug einen Diagnosebus anzuordnen. Eine Busleitung dient zur Übertragung von Kontrollsignalen und die andere Leitung ist als Statusleitung vorgesehen. Dadurch ergibt sich allein für die Diagnose ein erheblicher konstruktiver Aufwand.

Aus der DE 198 37 242 C1 ist ein Verfahren zur Übertragung von Nachrichten zwischen Busteilnehmern bekannt, bei dem ebenfalls über einen separaten Diagnosebus im Fehlerfall eine Datenübertragung stattfindet. Der Diagnosebus stellt einen redundanten Datenbus dar. Auch hier ist wie bei der DE 39 34 974 A1 ein erheblicher konstruktiver Aufwand zu verzeichnen. Darüber hinaus ist ein evtl. auftretender Fehler in der Datenübertragung in der Regel nicht erkennbar, da dann automatisch der Diagnosebus „einspringt". Wird wie bei der DE 39 34 974 A1 der Status der übertragenen Nachricht überprüft, ändert sich dieser im Fehlerfalle nicht.

Aus der DE 101 46 695 A1 der Anmelderin ist ein Verfahren zur Übertragung von Nachrichten zwischen Busteilnehmern bekannt, in welchem eine Diagnoseeinrichtung Störungen in einem Bussystem identifiziert. Dabei wird in einer vom Normalbetrieb verschiedenen Diagnose-Betriebsart zur Diagnose einer Nachrichtenübertragung zwischen zwei Busteilnehmern der die Nachricht empfangende Busteilnehmer durch die Diagnoseeinrichtung aufgefordert, eine Nachricht auf den Kommunikationsbus auszugeben. Das Verfahren bietet eine einfache und sichere Möglichkeit, ausgefallene Busteilnehmer bzw. Störungen des Kommunikationsbusses zu identifizieren, ist aber nicht für die Identifikation von sich fehlerhaft verhaltenden Busteilnehmern geeignet.

Bekannt ist es außerdem, die über den Kommunikationsbus eines abgestellten Fahrzeugs versendeten Nachrichten in einem Historienspeicher aufzuzeichnen, um solche Busteilnehmer zu identifizieren, die wiederholt andere Busteilnehmer durch das Versenden von Nachrichten unnötigerweise in Bereitschaft versetzen und so einen unnötigen Energieverbrauch provozieren.

Da das Nachrichtenaufkommen auf dem Kommunikationsbus eines in Betrieb befindlichen Fahrzeugs ungleich höher ist als bei einem abgestellten Fahrzeug, eignet sich ein solches Verfahren jedoch nicht, um den ordnungsgemäßen Betrieb einer Vielzahl von Busteilnehmern zu überwachen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer zu schaffen, welches ohne besonderen Aufwand eine zuverlässige Diagnose der Busteilnehmer eines Kommunikationsbusses während deren Betrieb ermöglicht.

Dieses Ziel wird mit einem Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer an einem Kommunikationsbus mit einer Diagnoseeinrichtung erreicht, bei welchem ein Busteilnehmer durch die Diagnoseeinrichtung aufgefordert wird, in einer vom Normalbetrieb verschiedenen Diagnose-Betriebsart bestimmte Funktionen auszuführen, durch den Busteilnehmer versendete und/oder empfangene Nachrichten durch die Diagnoseeinrichtung erfasst und ausgewertet werden und das Ergebnis der Auswertung bewertet wird.

In der vom Normalbetrieb verschiedenen Diagnose-Betriebsart kann mit Hilfe der Diagnoseeinrichtung ein Busteilnehmer gezielt veranlasst werden, bestimmte Funktionen auszuführen. Der Busteilnehmer kann gezielt oder zufallsbasiert unter einer Vielzahl von Busteilnehmern ausgewählt werden.

In einem auf mehrere oder sämtliche Busteilnehmer eines Bussystems, insbesondere mehrere oder sämtliche Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug, bezogenen Prüfverfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer können alle an dem Verfahren beteiligten Busteilnehmer nacheinander angesprochen und zum Ausführen der einer Diagnose dienenden Funktionen veranlasst werden. Sofern ein gezielter Verdacht der Fehlerbehaftung eines oder mehrerer bestimmter Busteilnehmer besteht, kann die Menge der an einem solchen Prüfverfahren beteiligten Busteilnehmer entsprechend gezielt festgelegt oder eingegrenzt werden.

Die in der Diagnose-Betriebsart durch den Busteilnehmer auszuführenden Funktionen werden so festgelegt, dass ein für den Normalbetrieb des Busteilnehmers möglichst charakteristisches Sende- und Empfangsverhalten des Busteilnehmers zu erwarten ist.

Die Bewertung des Auswertungsergebnisses besteht gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung darin, dass das Ergebnis der Auswertung der Nachrichten eines Busteilnehmers mit einer Referenz verglichen wird. Dementsprechend sind die in der Diagnose-Betriebsart durch den Busteilnehmer auszuführenden Funktionen vorteilhafterweise so festzulegen, dass ein in einfacher Weise mit einer Referenz vergleichbares Sende- und Empfangsverhalten des Busteilnehmers zu erwarten ist. Welche Funktionen auszuführen sind, kann vorab in einem Speicher des Busteilnehmers abgelegt sein oder mit der Aufforderung der Diagnoseeinrichtung übertragen werden.

Während der Ausführung der Funktionen durch den Busteilnehmer erfasst die Diagnoseeinrichtung die von dem Busteilnehmer über den Kommunikationsbus versendeten und/oder empfangenen Nachrichten. Die Erfassung kann den Inhalt, den Zeitpunkt oder nur das Auftreten einer Nachricht betreffen.

Während der Erfassung oder im Anschluss an die Erfassung wertet die Diagnoseeinrichtung die erfassten Nachrichten aus. Im einfachsten Fall wird lediglich die Anzahl der versendeten und/oder empfangenen Nachrichten des Busteilnehmers in einem bestimmten Zeitintervall bestimmt.

Eine besonders hohe oder geringe Anzahl versendeter und/oder empfangener Nachrichten eines Busteilnehmers, insbesondere eine Abweichung der Anzahl der Nachrichten von einer Referenz für die Ausführung derselben oder ähnlicher Funktionen im fehlerfreien Fall, lässt in vielen Fällen auf eine Fehlfunktion eines Busteilnehmers schließen. Zudem stellt eine besonders hohe Anzahl versendeter Nachrichten eines Busteilnehmers oder das Ausbleiben von Nachrichten eines Busteilnehmers häufig die Ursache für tatsächliche oder vermeintliche Fehlfunktionen anderer Busteilnehmer dar.

Das Ergebnis der Auswertung wird durch die Diagnoseeinrichtung bewertet, insbesondere mit einer Referenz verglichen. Der Maßstab und/oder die Kriterien der Bewertung, insbesondere die als Referenz genutzten Größen, können zu einem früheren Zeitpunkt im Normalbetrieb oder in einer Diagnose-Betriebsart während der Ausführung derselben oder ähnlicher Funktionen durch denselben Busteilnehmer von der Diagnoseeinrichtung durch eine vergleichbare Auswertung bestimmt worden sein.

Um kurzfristige Schwankungen in Folge sporadischer Fehlfunktionen festzustellen, kann eine besondere Form einer zu einem früheren Zeitpunkt bezogen auf denselben Busteilnehmer bestimmten Referenz besonders vorteilhaft sein. Hierzu wird für mehrere aufeinanderfolgende Zeitintervalle jeweils ein Auswertungsergebnis bestimmt. Die Auswertungsergebnisse werden ggf. einer zeitlichen Filterung unterzogen. Sporadische Fehlfunktionen können dann in einfacher Weise am Zeitverlauf der Auswertungsergebnisse erkannt werden.

Alternativ kann ein Bewertungsmaßstab und/oder -kriterium, insbesondere eine Referenz in Form von Normgrößen, in der Diagnoseeinrichtung abgelegt sein. Das Ablegen des Bewertungsmaßstabs und/oder -kriteriums kann beispielsweise herstellerseitig erfolgen.

Bei der Bewertung des Ergebnisses der Auswertung der Nachrichten ermittelt die Diagnoseeinrichtung ein Bewertungsergebnis. Im Falle des Vergleichs des Ergebnisses der Auswertung der Nachrichten mit einer Referenz ist dieses Bewertungsergebnis ein Vergleichsergebnis. In einem Prüfverfahren, an welchem mehrere Busteilnehmer beteiligt sind, wird für jeden beteiligten Busteilnehmer mindestens ein Bewertungsergebnis ermittelt und mit den Bewertungsergebnissen anderer Busteilnehmer verglichen.

Durch die Erfindung wird ein sehr einfaches und in vielen Fällen einer Störung des Betriebs eines Kommunikationsbusses bzw. dessen Teilnehmer mit hoher Wahrscheinlichkeit wirksames Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer geschaffen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren eignet sich insbesondere zur ersten Eingrenzung der Fehlersuche auf bestimmte Busteilnehmer. Gegebenenfalls kann ein erfindungsgemäßes Verfahren kombiniert werden mit weiteren Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer oder mit einem Verfahren zur Fehlersuche bezogen auf bestimmte Busteilnehmer, welche zuvor durch ein erfindungsgemäßes Verfahren identifiziert werden.

Anhand der einzigen Zeichnung wird die Erfindung im Folgenden weiter erläutert.
Die einzige Zeichnung 1 zeigt die typische Architektur eines Datenbussystems im Fahrzeug. Die Steuergeräte 1, 2 und 3 sind an einen Kommunikationsbus 4 angeschlossen, ebenso ein Gateway 5. Über das Gateway 5 ist jedes Steuergerät 1, 2, 3 über einen Diagnose-Tester 6 ansprechbar.
Bei dem Gateway 5 kann es sich beispielsweise um die Diagnosebuchse des Fahrzeugs handeln. Der Diagnose-Tester 6 ist, gegebenenfalls mit Hilfe anderer Busteilnehmer, in der Lage, über den Kommunikationsbus 4 versendete Nachrichten zu erfassen und auszuwerten.
Ebenso ist der Diagnose-Tester 6 geeignet, selbst Nachrichten an die Busteilnehmer 1, 2 und 3 zu verschicken, um diese in eine Diagnose-Betriebsart zu versetzen, in welcher sie Funktionen ausführen. Für alle für eine Diagnose-Betriebsart geeigneten Busteilnehmer 1, 2, 3 sind die in dieser Betriebsart auszuführenden Funktionen herstellerseitig definiert und jeweils in einem Speicher der Busteilnehmer abgelegt.
Der Diagnose-Tester 6 entnimmt einer herstellerseitig in einem Busteilnehmer oder in dem Diagnose-Tester 6 abgelegten Konfigurationstabelle, welche Busteilnehmer an den Kommunikationsbus angeschlossen sind. Einer ebenso herstellerseitig in einem Busteilnehmer oder in dem Diagnose-Tester 6 abgelegten Diagnosetabelle entnimmt er, welche der angeschlossenen Busteilnehmer für eine Diagnose-Betriebsart geeignet sind.
Der Diagnose-Tester 6 sendet an jeden für eine Diagnose-Betriebsart geeigneten Busteilnehmer eine Nachricht, welche diesen in die Diagnose-Betriebsart versetzt. Die Diagnose der Busteilnehmer kann jeweils nur einen Busteilnehmer betreffen und läuft dann für alle beteiligten Busteilnehmer nacheinander ab. Ebenso kann die Diagnose mehrerer Busteilnehmer gleichzeitig ablaufen.
Zudem können bewusst mehrere Busteilnehmer gleichzeitig in eine Diagnose-Betriebsart versetzt werden, um deren Zusammenwirken zu überprüfen. Die durch die Busteilnehmer auszuführenden Funktionen können dann insbesondere Funktionen umfassen, welche die Kommunikation zwischen diesen Busteilnehmern betreffen.
Die möglichen Kombinationen gleichzeitig in eine Diagnose-Betriebsart versetzbarer Busteilnehmer entnimmt der Diagnose-Tester 6 ebenso der Diagnosetabelle. Da einzelne Busteilnehmer möglicherweise für verschiedene Diagnose-Betriebsarten geeignet sind, enthält die Nachricht, welche der Diagnose-Testen 6 zum Auslösen einer Diagnose-Betriebsart an einen Busteilnehmer sendet, die Information, in welche von mehreren möglichen Diagnose-Betriebsarten der Busteilnehmer zu versetzen ist. In einem Busteilnehmer, der verschiedene Diagnose-Betriebsarten beherrscht, können für jede Diagnose-Betriebsart gesondert die jeweils auszuführenden Funktionen abgelegt sein.
Während der Diagnose-Betriebsart der Busteilnehmer erfasst der Diagnose-Tester 6 alle über den Kommunikationsbus 4 versendeten Nachrichten. Die Erfassung betrifft im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausschließlich den Absender der Nachricht. Der genaue Zeitpunkt einer Nachricht wird nicht erfasst. Allerdings werden die Nachrichten eines Absenders in definierten Zeitintervallen durch die Diagnoseeinrichtung gezählt.
Die Anzahl der während eines solchen Zeitintervalls von einem Busteilnehmer gesendeten Nachrichten wird anschließend mit der herstellerseitig für die jeweilige Diagnose-Betriebsart als Referenz angegebenen Anzahl von Nachrichten des Busteilnehmers je Zeitintervall verglichen. Als Bewertungsergebnis, hier ein Vergleichsergebnis, wird die auf die herstellerseitig angegebene Anzahl normierte Differenz bestimmt und gespeichert.
Die Bewertungsergebnisse verschiedener Busteilnehmer und ggf. verschiedener Diagnose-Betriebsarten der einzelnen Busteilnehmer werden anschließend in an sich bekannter Weise herangezogen, um denjenigen oder diejenigen Busteilnehmer zu identifizieren, welche in der Diagnose-Betriebsart die deutlichste Abweichung von der Referenz gezeigt haben.
Die identifizierten Busteilnehmer werden durch eindeutige Bezeichner (ID) von dem Diagnose-Tester 6 schnurlos oder kabelgebunden an eine in 1 nicht dargestellte Recheneinheit übermittelt oder durch ein Display des Diagnose-Testers 6 angezeigt. Deutliche während einer Diagnose-Betriebsart festgestellte Abweichungen von einer Referenz werden bereits während des Diagnosebetriebs oder an dessen Ende an eine Recheneinheit übermittelt oder auf einem Display.
Die identifizierten Steuergeräte können anschließend näher untersucht, repariert oder ersetzt werden.

Claims

Verfahren zur Identifikation fehlerhafter Busteilnehmer an einem Kommunikationsbus mit einer Diagnoseeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Busteilnehmer durch die Diagnoseeinrichtung aufgefordert wird, in einer vom Normalbetrieb verschiedenen Diagnose-Betriebsart bestimmte Funktionen auszuführen, dass durch den Busteilnehmer versendete und/oder empfangene Nachrichten durch die Diagnoseeinrichtung erfasst und ausgewertet werden und dass das Ergebnis der Auswertung bewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der Auswertung der Nachrichten eines Busteilnehmers mit einer Referenz verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Nachrichten zeitbezogen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung die Anzahl der in einem definierten Zeitintervall gesendeten Nachrichten, insbesondere die Anzahl gesendeter Nachrichten eines Nachrichtentyps oder die Anzahl an einen Empfänger gesendeter Nachrichten, herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenz mindestens ein Ergebnis einer früheren auf denselben Teilnehmer bezogenen Auswertung verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewertung des Ergebnisses der Auswertung der Nachrichten eines Busteilnehmers ein Bewertungsergebnis ermittelt wird und dass die Bewertungsergebnisse mehrerer Busteilnehmer miteinander verglichen werden.