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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerdiagnose eines datenbusvernetzten
Systems in einem Fahrzeug mit zumindest zwei Steuergeräten, bei
welchem Verfahren zumindest Änderungen
von Betriebszuständen
des Systems und der Steuergeräte
aufgezeichnet werden. Die Erfindung betrifft auch ein Diagnosesystem
zur Fehlererkennung eines derartigen datenbusvernetzten Systems
in einem Fahrzeug.
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In
modernen Fahrzeugen kommt es aufgrund erhöhter Vernetzung und dadurch
auch aufgrund einer erhöhten
Stromaufnahme zu vermehrtem Liegenbleiben eines Fahrzeugs aufgrund
leerer Batterien. Oftmals können
die Ursachen dafür
in den Werkstätten
nicht gefunden werden. Vielfach werden dann unberechtigt Steuergeräte und/oder
Batterien in den Werkstätten
gewechselt.
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Aus
der
DE 102 46 337
B3 ist ein Verfahren zum Überwachen von Weckvorgängen bei
einem Datenbussystem in einem Fahrzeug bekannt. Datenbussignale
werden dabei über
Ankoppelbuchsen am Datenbus erfasst. Die Datenbussignale werden über eine
Diagnose-Sende-/Empfangsanordnung in Einzelnachrichten umgesetzt
und in einem Nachrichtenspeichermittel abgelegt. Die Datenbussignale
werden dabei lediglich während
eines Überwachungszeitraums
aufgezeichnet, wobei der Beginn dieses Überwachungszeitraums durch
Triggern auf ein vorgegebenes Ereignis festgelegt wird und die erfassten Datenbussignale
auf einer LCD-Anzeige dargestellt werden. Dieser Triggervorgang
wird nur dann freigegeben, wenn der Datenbus sich in einem Sleep-
oder Standby-Modus befindet, bei dem gegenüber dem Übertragungs-Betriebszustand
eine reduzierte Anzahl von Nachrichten über den Datenbus übertragen wird
und Sende-/Empfangsmittel von Steuergeräten am Datenbus abgeschaltet
sind. Das Verfahren bezieht sich somit auf das nachträgliche Anschalten
eines Messequiptments, wodurch lediglich eine Offline-Analyse durchgeführt wird.
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Des
Weiteren ist aus
DE
100 29 642 A1 eine Überwachungseinrichtung
eines datenbusvernetzten Systems bekannt, bei der eine Busbeobachtereinheit an
einen Datenbus ankoppelbar ist, welche den gesamten Datenverkehr
auf dem oder den angekoppelten Datenbussen über einen vorgebbaren Zeitraum hinweg
aufzeichnet und aus welcher der aufgezeichnete Datenverkehr zeitrichtig
wieder auslesbar ist. Auch bei dieser Einrichtung wird somit eine
Beobachtung lediglich offline durchgeführt und eine Überwachung
kann erst dann durchgeführt
werden, wenn die Busbeobachtereinheit angekoppelt wird.
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Aus
der
DE 103 07 344
A1 ist ein Verfahren zur Onboard-Diagnose eines Kraftfahrzeugsystems, das
mehrere miteinander vernetzte Steuergeräte aufweist, bekannt. Hierzu
werden in Diagnosemastern steuergeräteübergreifend Systemdiagnosen
dezentral durchgeführt.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
103 43 403 A1 eine Einrichtung und ein Verfahren zur Onboard-Überwachung
einer dezentralen Abwicklung eines Protokolls in einem Netzwerk
aus mehreren über
einen Datenbus miteinander kommunizierenden Steuergeräten in einem
Fahrzeug bekannt.
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Bei
den bekannten Verfahren und Einrichtungen kann eine Fehlerdiagnose
nur relativ unzureichend durchgeführt werden und insbesondere
bei der steigenden Vernetzung in Fahrzeugen nur eine sehr unzureichende
Zuordnung eines Fehlers zu einer entsprechenden Komponente ermöglicht werden.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein
Diagnosesystem zu schaffen, mit welchem eine Fehlerdiagnose bei
datenbusvernetzten Systemen präzise
ermöglicht
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch
1 aufweist, und ein Diagnosesystem, welches die Merkmale nach Patentanspruch
10 aufweist, gelöst.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Fehlerdiagnose eines datenbusvernetzten Systems in einem Fahrzeug,
bei dem das System zumindest zwei Steuergeräte aufweist, werden zumindest Änderungen
von Betriebszu ständen
des Systems und der Steuergeräte
aufgezeichnet. Der Betriebszustand des Systems wird von einem ersten
in einen zweiten Betriebszustand geändert, wobei im laufenden Betrieb
und somit Onboard aufgezeichnet wird, durch welches Steuergerät die Änderung
des Betriebszustands des Systems bewirkt wird, wobei zeitlich nachfolgend
wieder der Übergang
in den ersten Betriebszustand eingeleitet wird und dabei erkannt und
wiederum Onboard aufgezeichnet wird, durch welches Steuergerät oder durch
welche Steuergeräte
gegebenenfalls ein ordnungsgemäßer Übergang in
diesen ersten Betriebszustand verhindert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird somit nicht erst in einem nachträglichen Offline-Betrieb, sondern eine Interpretation
und Analyse der Daten zur Laufzeit durchgeführt und exakt und präzise die
jeweiligen Steuergeräte
im Hinblick auf ihr Netzwerkverhalten überwacht. Die ursächlichen
Grundlagen für
ein Fehlverhalten des Systems können
daher exakt nachvollzogen und dargestellt werden.
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Das
Aufzeichnen erfolgt vorzugsweise in Echtzeit, wobei die dabei erhaltenen
Informationen in einen Historienspeicher des System abgelegt werden.
Es wird somit eine exakte Protokollierung des Fahrzeugverhaltens
und insbesondere des Verhaltens des datenbusvernetzten Systems sowie
der zugeordneten Komponenten ermöglicht.
Welches Steuergerät
letztendlich zum erhöhten
Stromverbrauch geführt
hat und somit zum Entleeren einer Batterie des Fahrzeug zumindest
beigetragen hat, kann in der Werkstatt somit zielführend nachvollzogen
werden und das oder die verursachenden Steuergeräte schnell und einfach erkannt
bzw. eine sehr zielführende
Eingrenzung angezeigt werden.
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Indem
das System praktisch im Fahrzeug angeordnet ist und die Fehlerdiagnose
Onboard erfolgt, muss nicht zunächst
in einem Offline-Betrieb bzw. in einer Offline-Analyse die Fehlerdiagnose durchgeführt werden,
sondern es kann eine Serienausstattung aller Fahrzeuge mit dem entsprechenden
Komponenten ermöglicht
werden.
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Vorzugsweise
wird dann in Werkstätten
oder bei einem Servicedienst lediglich über eine externe Einheit ein
Auslesen dieser Onboard aufgezeichneten Informationen durchgeführt und
das fehlerverursachende Steuergerät sofort angezeigt. Auch dann, wenn
mehrere Steuergeräte
an dem Fehlverhalten beteiligt sind, können diese angezeigt werden
oder zumindest eine Eingrenzung der verursachenden Steuergeräte dargestellt
werden.
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Vorzugsweise
umfasst das System zumindest zwei verschiedene Datennetze, welche
jeweils zumindest ein Steuergerät
umfassen. Es kann bevorzugt auch vorgesehen sein, das Onboard protokolliert
wird, durch welches dieser Datennetze die Änderung des Betriebszustands
des Systems bewirkt wird. Es kann dann auch erkannt werden, welches Datennetz
einen ordnungsgemäßen fehlerfreien Übergang
vom zweiten in den ersten Betriebszustand des Systems verhindert.
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Durch
die in dem Historienspeicher abgelegten Informationen kann dann
in einer Werkstatt der Fehler anhand der Historiendaten schnell
und aufwands arm erkannt werden und gezielt aufgrund dieser Historiendaten
behoben werden. Ein unberechtigter Austausch von Steuergeräten und/oder
Batterien kann dadurch deutlich reduziert werden. Nicht zuletzt
kann dadurch auch die Kundenzufriedenheit erhöht werden und die Qualitätsansprüche gehoben werden.
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Vorzugsweise
ist der erste Betriebszustand durch einen Ruhezustand charakterisiert.
Dieser kennzeichnet beispielsweise einen deaktivierten Zustand und
somit einen sogenannten Sleep-Modus, in dem sich die Steuergeräte befinden.
Sind alle Steuergeräte
dieses Datenbusses im Ruhezustand, dann kann auch der Fahrzeugzustand
als Ruhezustand bezeichnet werden.
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Der
zweite Betriebszustand charakterisiert bevorzugt einen Wachzustand.
Als Wachzustand wird derjenige Zustand bezeichnet, bei dem ein Steuergerät vollständig betriebsbereit
ist und mit Strom versorgt wird, wobei dann das Steuergerät zur Kommunikation
mit anderen Steuergeräten
oder sonstigen Komponenten des Fahrzeugs bereit ist.
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Darüber hinaus
kann auch ein Stand-by-Modus vorgesehen sein, bei dem kein vollständiges Abschalten
eines Steuergeräts
gegeben ist, dennoch eine Kommunikation mit anderen Steuergeräten nicht
möglich
ist, aber Spannungssteuerungsschaltungen des Steuergeräts angeschaltet
bleiben.
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Zumindest
mit dem Einleiten des Übergangs vom
zweiten Betriebszustand wieder zurück in den ersten Betriebszustand
werden alle Steuergeräte und/oder
alle Datennetze des Systems überwacht und
deren Kommunikation und/oder deren Betriebszustände und/oder deren Betriebszustandsänderungen
protokolliert. Insbesondere dann, wenn im Hinblick auf einen nicht
erwünschten
erhöhten
Strombedarf des Systems beim Überführen in
den ersten Betriebszustand, insbesondere den Ruhezustand, ein mögliches
Fehlverhalten auftreten kann oder auftritt, werden in derartigen
Situationen bevorzugt alle Steuergeräte und/oder alle Datennetze
des Systems und deren Verhalten während dieser Phase überwacht und
protokolliert.
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In
vorteilhafter Weise werden zumindest während des zweiten Betriebszustands
des Systems fahrzeugspezifische Kenngrößen aufgezeichnet. Es kann
dabei vorgesehen sein, dass die Uhrzeit und/oder das Datum und/oder
der Kilometerstand des Fahrzeugs protokolliert werden. Ebenso kann vorgesehen
sein, dass die Betriebszustände
des Fahrzeugs, insbesondere Wach zustände des Fahrzeugs und Ruhezustände des
Fahrzeugs, protokolliert werden. Auch die Zeitdauern dieser Zustände können erfasst
werden. Befindet sich zumindest ein Steuergerät und/oder zumindest ein Datennetz
im zweiten Betriebszustand, so kann auch der Betriebszustand des
Fahrzeugs als dementsprechender Betriebszustand angesehen werden.
Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass die Anzahl der Zyklen,
in denen das System zwischen den beiden Betriebszuständen wechselt,
aufgezeichnet wird. Insbesondere ist dabei derjenige Zyklus interessant,
in welchem die fehlerfreie Rückführung in
den ersten Betriebszustand verhindert wird.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass auch eine Nachweckerkennung
während
einer Netzwerkberuhigungsphase protokolliert wird und als Historiendaten
im Historienspeicher abgelegt wird. Eine Nachweckerkennung kann
dann auftreten, wenn das System und insbesondere ein Datennetz,
vom zweiten in den ersten Betriebszustand übergehen soll und somit insbesondere
in den Ruhezustand übergehen soll,
und in dieser Übergangsphase
ein erneutes kurzzeitiges Hochfahren des Datennetzes in den zweiten
Betriebszustand und somit in den Wachzustand, erfolgt.
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Darüber hinaus
kann auch eine Protokollierung von Häufigkeiten durchgeführt werden,
wobei dabei beispielsweise protokolliert werden kann, welches Steuergerät und/oder
welches Datennetz wie oft unsachlich verantwortlich für ein Einstellen
eines zweiten Betriebszustands und somit insbesondere eines Wachzustands,
verantwortlich ist. Darüber
hinaus kann bei den Häufigkeiten
auch protokolliert werden, welches Steuergerät an welchem Datennetz beispielsweise
das Einstellen des ersten Betriebszustands verhindert.
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Des
Weiteren kann auch eine Filterung von auffälligen Zyklen erfolgen. Bei
derartigen auffälligen Zyklen
wird beispielsweise zwar der Übergang
vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wieder
erreicht, dennoch erfolgt dieser Übergang zumindest zeitweise
fehlerhaft oder zumindest nicht vorgabegemäß.
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Das
datenbusvernetzte System kann als Datennetz verschiedene Bussysteme,
wie beispielsweise einen LIN-Bus und/oder einen CAN-Bus und/oder einen
MOST-Bus und/oder einen Flexray-Bus aufweisen. Das Verfahren zur
Fehlerdiagnose ist somit unabhängig
vom verwendeten Bussystem.
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Die
in dem Historienspeicher Onboard aufgezeichneten und abgelegten
Informationen über das
Verhalten der Steuergeräte
und/oder Datennetze insbesondere während Betriebszustandsänderungen
des Systems können
dann nachträglich
aufwandsarm und zielgerichtet ausgewertet und angezeigt werden.
Die Ursache eines Liegenbleibers kann nachträglich somit sehr präzise erkannt
werden und die entsprechenden fehlerhaften Komponenten eindeutig
identifiziert werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Diagnosesystem zur
Fehlererkennung eines datenbusvernetzten Systems in einem Fahrzeug
ist zur Überwachung
von Steuergeräten
des Systems ausgebildet und umfasst eine Überwachungseinheit, welche
im Fahrzeug angeordnet ist und mit den Steuergeräten elektrisch verbunden ist,
wobei die Überwachungseinheit
des Weiteren derart ausgebildet ist, das Onboard in einen Historienspeicher
des Diagnosesystems aufgezeichnet wird, durch welches Steuergerät eine Änderung von
einem ersten in einen zweiten Betriebszustand des Systems bewirkt
wird und zeitlich nachfolgend erkannt und im Historienspeicher Onboard
aufgezeichnet wird, durch welches Steuergerät gegebenenfalls ein ordnungsgemäßer Übergang
in diesen ersten Betriebszustand verhindert wird, wenn der Übergang
in diesen ersten Betriebszustand wieder eingeleitet wird. Das Diagnosesystem
ermöglicht eine
exakte Protokollierung des Fahrzeugverhaltens, welches gegebenenfalls
zum Liegenbleiber geführt hat.
Darüber
hinaus ist eine exakte Identifizierung eines oder mehrerer verursachender
Steuergeräte möglich. Diese
können
anhand der in dem Historienspeicher enthaltenen Daten bei einem
Servicedienst oder einer Werkstatt einfach abgefragt werden und an
einer externen Einheit in der Werkstatt eindeutig angezeigt werden.
Eine Offline-Analyse ist somit bei diesem Diagnosesystem nicht mehr
erforderlich.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Diagnosesystems anzusehen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die
einzige 1 zeigt in einer vereinfachten
Draufsicht ein Fahrzeug I, welches ein Diagnosesystem 1 zur
Fehlererkennung eines datenbusvernetzten Systems aufweist. Das datenbusvernetzte
System ist in dem Fahrzeug angeordnet und umfasst einen ersten Datenbus 2,
welcher im Ausführungsbeispiel
zwei Steuergeräte 21 und 22 umfasst. Des
Weiteren weist das datenbusvernetzte System ein zweites Da tennetz 3 auf,
welches ebenfalls zwei Steuergeräte 31 und 32 umfasst.
Einem dritten Datennetz 4 sowie einem vierten Datennetz 5 sind
jeweils ein Steuergerät 41 bzw. 51 zugeordnet.
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Das
Diagnosesystem 1 umfasst eine Überwachungseinheit 11,
welche beispielsweise als Rechnereinheit ausgebildet ist und im
Fahrzeug angeordnet ist. Die Recheneinheit 11 weist im
Ausführungsbeispiel
einen Historienspeicher 12 auf, welcher jedoch auch als
externer Speicher im Fahrzeug ausgebildet angeordnet sein kann.
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Alle
Datennetze 2 bis 5 und somit alle diesen Datennetzen 2 bis 5 zugeordneten
Steuergeräte
sind mit der Überwachungseinheit 11 elektrisch
verbunden.
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Befindet
sich das Fahrzeug 1 in einem Ruhezustand, so sollen im Ausführungsbeispiel
auch die Datennetze 2 bis 5 und die zugeordneten
Steuergeräte
in einem Ruhezustand sein. Das datenbusvernetzte System befindet
sich somit in einem ersten Betriebszustand, welcher durch diesen
Ruhezustand charakterisiert wird.
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Wird
im Nachfolgenden das datenbusvernetzte System in einen zweiten Betriebszustand übergeführt, welches
im Ausführungsbeispiel
durch einen Wachzustand charakterisiert wird, so wird durch die Überwachungseinheit 11 protokolliert,
welches oder welche der Datennetze 2 bis 5 und/oder welche
der Steuergeräte 21, 22, 31, 32, 41 und/oder 51 eine
derartige Betriebszustandsänderung
bewirken, wobei dabei Onboard protokolliert wird, welche Komponente
ursächlich
für diese
Betriebszustandsänderung
sind.
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Wird
im zeitlich Nachfolgenden dann wieder eine Rückführung bzw. ein Übergang
von dem zweiten in den ersten Betriebszustand eingeleitet, so wird durch
das Diagnosesystem erkannt und wiederum Onboard aufgezeichnet, durch
welches der Steuergeräte 21, 22, 31, 32, 41 und/oder 51 und/oder
durch welches Datennetz 2 bis 5 gegebenenfalls
ein ordnungsgemäßer Übergang
in diesen ersten Betriebszustand und somit in den Ruhezustand verhindert wird.
Zumindest während
dieser vorgesehenen Übergangsphase
in den ersten Betriebszustand werden im Ausführungsbeispiel alle Datennetze 2 bis 5 und alle
diesen Datennetzen 2 bis 5 zugeordneten Steuergeräte hinsichtlich
ihres Netzwerkverhaltens überwacht.
Es wird dabei erkannt und protokolliert, welche dieser Komponenten
eine sogenannte Schlafbereitschaft oder aber eine fehlende Schlafbereitschaft zeigen.
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Dies
kann durch die Überwachungseinheit 11 ermöglicht werden
und die dabei erhaltenen Informationen werden wiederum in den Historienspeicher 12 in
Echtzeit und somit Online abgespeichert.
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Das
in 1 gezeichnete Fahrzeug I weist somit eine serienmäßige Ausstattung
mit dem Diagnosesystem 1 auf. Eine Interpretation und Analyse der
Daten erfolgt Onboard und somit Online während der Laufzeit des Systems.
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In
dem Historienspeicher 12 kann somit eine spezifizierte
und präzisierte
Informationssammlung ermöglicht
werden, welche auch bei Fahrzeugen, welche relativ stark vernetzt
sind und somit eine Mehrzahl an unterschiedlichen Datennetzen mit
einer Vielzahl von Steuergeräten
aufweisen, eine zielführende
Fehlerdiagnose ermöglicht.
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Die Überwachungseinheit 11 kann
durch die Teilnahme an der Kommunikation der Steuergeräte 21, 22, 31, 32, 41 und 51 erkennen,
welches von diesen Steuergeräten 21, 22, 31, 32, 41, 51 an
welchem Datennetz 2 bis 5 das Fahrzeug I geweckt
hat und damit einen erhöhten
Strombedarf ausgelöst
hat. Zusätzlich
wird überwacht,
welches dieser Steuergeräte 21, 22, 31, 32, 41, 51 und/oder
welches Datennetz 2 bis 5 dann eine mögliche Rückführung des
datenbusvernetzten Systems und somit auch das Fahrzeug I in den
Ruhezustand verhindert und somit zum Liegenbleiben des Fahrzeug
I führen
kann, da sich die Batterie des Fahrzeugs I aufgrund der erhöhten Stromaufnahme
erntleeren kann. In der Überwachungseinheit 11 sind
entsprechende Algorithmen vorhanden, mit welchen die Zustände und
die Zustandsänderungen
der Datennetze 2 bis 5 im Hinblick auf einen korrekten
Ablauf überprüft werden
können.
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Im
Ausführungsbeispiel
werden als weitere Historiendaten die Zeitdauer, während der
sich das Fahrzeug I und das datenbusvernetzte System im zweiten
Betriebszustand und somit im Wachzustand befinden, protokolliert.
Auch die Anzahl der Zyklen, in denen das System und auch das Fahrzeug
I zwischen den beiden Betriebszuständen wechselt, wird aufgezeichnet.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die letzten 20 Zyklen protokolliert
werden. Von besonderem Interesse ist stets derjenige Zyklus, bei dem
eine Rückfüh rung in
den ersten Betriebszustand und somit in den Ruhezustand nicht möglich ist.
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Des
Weiteren werden fahrzeugspezifische Kenngrößen, insbesondere die Zeit,
das Datum und der Kilometerstand des Fahrzeugs I protokolliert,
zu denen insbesondere während
eines aktuellen Zyklusses und somit eines aktuellen Wachzustandes, eine
Rückführung in
den Ruhezustand nicht möglich ist.
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Ein
Datennetz 2 bis 5 kann beispielsweise als LIN-Bus
oder als CAN-Bus oder als MOST-Bus oder beispielsweise als Flexray-Bus
ausgebildet sein. Das Fahrzeug I umfasst somit im Ausführungsbeispiel
eine Mehrzahl an verschiedenen Bussystemen, wobei jedem dieser Bussysteme
zumindest ein Steuergerät
zugeordnet ist. Das Diagnosesystem 1 ist jedoch unabhängig vom
verwendeten Datennetz 2 bis 5.
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Die
im Fahrzeug I angeordnete Überwachungseinheit 11 und
insbesondere der Historienspeicher 12 können in einer Werkstatt oder
einer Servicestelle über
eine externe Einheit ausgelesen werden und das oder die den fehlerverursachende
Steuergeräte
und/oder Datennetze können
eindeutig erkannt und angezeigt oder zumindest eine sehr enge zielführende Eingrenzung
auf den Fehler gegebenenfalls verursachende Komponenten ermöglicht werden.