DE10254393A1

DE10254393A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose vernetzter Fahrzeugsysteme

Info

Publication number: DE10254393A1
Application number: DE2002154393
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Lübke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose durch einen Fahrzeug-Datenbus vernetzter Fahrzeugsysteme (11, 12, 13, 14, 15), umfassend eine Diagnoseeinheit (2), wobei mindestens eine situationsabhängige Aufforderung für mindestens ein Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) erstellt wird, durch das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) Daten und/oder Signale entsprechend der Aufforderung auf den Fahrzeug-Datenbus gesendet werden und durch die Diagnoseeinheit (2) die Daten und/oder Signale empfangen und ausgewertet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose vernetzter Fahrzeugsysteme.

In Fahrzeugen mit vernetzten Fahrzeugsystemen werden über den Fahrzeug-Datenbus, beispielsweise einen CAN-Bus, Signale und/oder Daten übertragen, welche beispielsweise durch Sensoren ermittelt werden und/oder zur Ansteuerung eines und/oder mehrer Geräte dienen. Außer den für die Funktion der Fahrzeugsysteme notwendigen Daten und/oder Signalen werden teilweise auch Statusmeldungen über den Fahrzeug-Datenbus übertragen. Weiter ist es bekannt, den Busverkehr in gesonderten Statusspeichern und/oder Fehlerspeichern zu protokollieren. Eine Diagnose erfolgt beispielsweise durch das Auslesen der Fehlerspeicher in einem Diagnosemodus. Durch dieses Auslesen ist jedoch lediglich feststellbar, dass ein Fehler aufgetreten ist. Die Ursache des Fehlers ist nicht ersichtlich. Auch ein frühzeitiges Erkennen von Fehlertendenzen ist nicht gegeben.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine verbesserte Diagnose vernetzter Fahrzeugsysteme zu schaffen.

Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierfür wird mindestens eine situationsabhängige Aufforderung für mindestens ein Fahrzeugsystem erstellt und entsprechend der Aufforderung sendet das Fahrzeugsystem Daten und/oder Signale auf einen Fahrzeug-Datenbus. Die Daten und/oder Signale werden an einer Diagnoseeinheit empfangen und ausgewertet. Fahrzeugsysteme sind beispielsweise im Fahrzeug vorhandene Anzeigegeräte, Steuergeräte, Sensoren und/oder Aktoren. In der Diagnoseeinheit liegen durch die Übermittlung im Unterschied zu herkömmlichen Diagnosesysteme alle relevanten Originaldaten der Fahrzeugsysteme für eine situationsabhängigen Analyse vor. Dabei beinhalten die übertragenen Daten und/oder Signale auch Daten und/oder Signale, die nicht im normalen Betriebszustand übertragen werden. Die Kapazität eines Fahrzeug-Datenbusses ist begrenzt. Eine dauerhafte Übermittlung aller zur Diagnose denkbaren Daten und/oder Signale an die Diagnoseeinheit führt daher zu einer starken, zumeist nicht realisierbaren Belastung des Fahrzeug-Datenbusses. Die dauerhafte Übertragung wird durch gezielte, situationsabhängige Aufforderungen vermieden. Anstelle der Diagnoseeinheit ist auch ein Monitor-Knoten denkbar, durch welchen der Busverkehr protokolliert wird. Eine Analyse der Daten für eine Diagnose findet durch Auswertung der Protokolle statt, wobei Auswertung und Protokollierung zeitlich und/oder räumlich trennbar sind.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Fahrzeugsystem mit einem Fehlerspeicher ausgebildet, wobei eine Aufforderung in Abhängigkeit des Fehlerspeichers durch das Fahrzeugsystem erstellt wird. Jedes Fahrzeugsystem ist dabei für seine Überwachung zuständig. Nur bei Auftreten eines Fehlers werden Daten und/oder Signale für eine Diagnose an die Diagnoseeinheit übermittelt. Im regulären, fehlerfreien Betrieb ist der Fahrzeug-Datenbus dadurch nicht zusätzlich belastet.

In einer weiteren Ausführungsform wird entsprechend einer Diagnoseaufgabe durch die Diagnoseeinheit mindestens eine Aufforderung erstellt und über den Fahrzeug-Datenbus an das Fahrzeugsystem übermittelt. Dadurch sind zentral an der Diagnoseeinheit verschiedene Diagnoseaufgaben durchführbar. Entsprechend einer gestellten Diagnoseaufgabe werden Daten und/oder Signale bestimmter Fahrsysteme angefordert. Die Diagnoseaufgabe wird dabei situationsabhängig neu definiert oder eine bestehende Diagnoseaufgabe entsprechend verändert.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Teil der Kapazität des Fahrzeug-Datenbusses für die Übertragung der angeforderten Daten und/oder Signale reserviert.

In einer weiteren Ausführungsform sendet das Fahrzeugsystem bis zum Erhalt eines Abbruchsignals zyklisch wiederholt die angeforderten Daten und/oder Signale. Dadurch ist eine Diagnose über einen längeren Zeitraum möglich, ohne dass hierfür verschiedene Aufforderungen erstellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird durch Diagnoseeinheit das Abbruchsignal nach Beendigung und/oder bei Veränderung der Diagnoseaufgabe generiert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fahrzeug-Datenbus als CAN-Bus ausgebildet, wobei mindestens ein Nachrichten-Identifier für die Übertragung der angeforderten Daten und/oder Signale reserviert ist. CAN ist ein Multi-Master-Netzwerk, d.h. alle Teilnehmer können gleichberechtigt auf den CAN-Bus zum Senden einer Nachricht zugreifen. CAN verwendet keine geräteorientierte Adressierung. Stattdessen umfasst jede Nachricht einen Nachrichten-Identifier, welcher die Bedeutung des Nachrichteninhaltes beschreibt. Anhand des Nachrichten-Identifiers entscheidet ein im CAN-Bus angeordneter Knoten, ob die empfangene Nachricht für ihn relevant ist. Die Diagnoseesinheit erkennt anhand des Nachrichten-Identifiers die für sie bestimmten Daten und/oder Signale.

In einer weiteren Ausführungsform ist jedem Fahrzeugsystem des CAN-Busses mindestens ein Nachrichten-Identifier zur Kennzeichnung zu übertragender Daten und/oder Signale an die Diagnoseeinheit zugeordnet. Dadurch sind Konflikte bei einer Arbitrierung vermeidbar. Der Nachrichten-Identifier bestimmt den Vorrang einer Nachricht. d.h., durch Wahl des Nachrichten-Identifiers kann festgelegt werden, wie stark sich bestimmte Daten gegenüber anderen Daten bei einer gleichzeitig initiierten Übertragung durchsetzen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch durch einen CAN-Bus vernetzte Fahrzeugsysteme.
In 1 sind Fahrzeugsysteme 11, 12, 13, 14, 15 dargestellt, welche durch einen CAN-Bus 1 vernetzt sind. Die Fahrzeugsysteme 11, 14 sind dabei als Steuergeräte ausgebildet, welche jeweils einen Sensor 111, 141 und einen Aktor 112, 142 umfassen. Das Fahrzeugsystem 12 ist mit zwei Sensoren 121, 122 ausgebildet, und das Fahrzeugsystem 13 umfasst eine Vielzahl an Aktoren 131, 132, ... 13n. Das Fahrzeugsystem 15 ist als Anzeigegerät ausgebildet, beispielsweise zur Wiedergabe einer Motordrehzahl oder eines anderen Messwertes. Informationen für einen bestimmungsgemäßen Betrieb der einzelnen Fahrzeugsysteme 11, 12, 13, 14, 15 werden über den CAN-Bus 1 übertragen. Für eine Diagnose ist zusätzlich eine Diagnoseeinheit 2 im CAN-Bus 1 angeordnet. Die Diagnoseeinheit 2 kann dabei als festes Element oder kurzfristig zur Durchführung bestimmter Diagnoseaufgaben im CAN-Bus 1 integriert werden.
Aufgrund von Kapazitätsbeschränkung bekannter Datenbus-Systeme ist jedoch eine gleichzeitige Übertragung aller Informationen, welche für eine umfassende Diagnose über den gesamten Fahrzeugbetrieb von Interesse sind, und aller Informationen, welche für einen normalen Betrieb der Fahrzeugsysteme 11, 12, 13, 14, 15 notwendig sind, nicht möglich. Eine auf wenige Daten beschränkte Diagnose, beispielsweise eine durch das Fahrzeugsystem 15 durchgeführte Auswertung von bestimmten Messwerten, ist jedoch nicht immer ausreichend. In der Diagnoseeinheit 2 werden daher Diagnoseaufgaben situationsabhängig festgelegt und entsprechend der jeweiligen Diagnoseaufgabe Aufforderungen an einzelne Fahrzeugsysteme 11, 12, 13, 14, 15 gesendet. Das aufgeforderte Fahrzeugsystem 11, 12, 13, 14, 15 überträgt entsprechend der Aufforderungen Daten seiner Sensoren 111, 121, 122, 141, interne Signale seiner Aktoren 112, 131 – 13n, 142 und/oder weitere interne Daten oder Signale. Durch die Übersendung der Originalinformationen an die Diagnoseeinheit 2 ist ein gute situationsabhängige Diagnose des CAN-Busses 1, sowie aller vernetzten Fahrzeugsysteme 11, 12, 13, 14, 15 möglich. Die Übertragung der Informationen für eine situationsabhängige Diagnose ist jedoch jeweils zeitlich begrenzt und belastet daher den CAN-Bus 1 deutlich weniger als eine dauerhafte Übertragung aller Informationen.
Bei einem CAN-Bus 1 erkennt ein Bus-Knoten eine für ihn bestimmte Nachricht anhand eines Nachrichten-Identifiers. Die Nachrichten-Identifier zur Übertragung bestimmter Daten an die Diagnoseeinheit 2 werden daher im Vorfeld bestimmt, so dass diese eindeutig festliegen. Um für eine Diagnoseaufgabe verschiedene Daten an die Diagnoseeinheit 2 ohne Konflikte bei einer Arbitrierung übermitteln zu können, können für alle zur Diagnose bestimmten Informationen und/oder für alle Fahrzeugsysteme 11, 12, 13, 14, 15 spezielle Nachrichten-Identifier reserviert werden.
Das Senden der angeforderten Daten an die Diagnoseeinheit 2 wird zyklisch durchgeführt. Ein Abbruch des Sendevorgangs erfolgt entweder durch ein entsprechendes Abbruchsignal, welches durch die Diagnoseeinheit 2 gesendet wird, und/oder durch eine Veränderung der Diagnoseaufgabe.
Die Diagnoseaufgabe kann dabei beispielsweise verändert werden aufgrund anliegender Fahrsituationen und/oder Fehler- oder Warnsignalen, welche von einzelnen Fahrzeugsystemen übermittelt werden. Daneben ist es auch denkbar, die Diagnoseaufgabe durch Einspielen geeigneter Software an der Diagnoseeinheit 2 zu variieren. Eine umfassende Überwachung ist auch bei einer Durchführung verschiedener Diagnoseaufgaben gemäß einer festgelegten zeitlichen Reihenfolge denkbar. In jedem Fall wird der normale Busverkehr aufgrund der Diagnoseaufgabe nur minimal zusätzlich belastet. Dadurch ist eine situationsabhängige Analyse ohne Überlastung des Datenbusses durchführbar.

Claims

Verfahren zur Diagnose durch einen Fahrzeug-Datenbus vernetzter Fahrzeugsysteme (11, 12, 13, 14, 15) umfassend eine Diagnoseeinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine situationsabhängige Aufforderung für mindestens ein Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) erstellt, das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) entsprechend der Aufforderung Daten und/oder Signale auf den Fahrzeug-Datenbus sendet und die Diagnoseeinheit (2) die Daten und/oder Signale empfängt und auswertet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) mit einem Fehlerspeicher ausgebildet ist, wobei eine Aufforderung in Abhängigkeit des Fehlerspeichers durch das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend einer Diagnoseaufgabe durch die Diagnoseeinheit (2) mindestens eine Aufforderungen erstellt und über den Fahrzeug-Datenbus an das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Kapazität des Fahrzeug-Datenbus für die Übertragung der angeforderten Daten und/oder Signale reserviert wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) bis zum Erhalt eines Abbruchsignals zyklisch wiederholt die angeforderten Daten und/oder Signale sendet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Diagnoseeinheit (2) das Abbruchsignal nach Beendigung und/oder bei Veränderung der Diagnoseaufgabe generiert wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeug-Datenbus als CAN-Bus (1) ausgebildet ist, wobei mindestens ein Nachrichten-Identifier für die Übertragung der angeforderten Daten und/oder Signale reserviert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) des CAN-Busses (1) mindestens ein Nachrichten-Identifier zur Kennzeichnung zu übertragender Daten und/oder Signale an die Diagnoseeinheit (2) zugeordnet wird.
Vorrichtung zur Diagnose durch einen Fahrzeug-Datenbus vernetzter Fahrzeugsysteme (11, 12, 13, 14, 15) umfassend eine Diagnoseeinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine situationsabhängige Aufforderung für mindestens ein Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) erstellbar ist, durch das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) Daten und/oder Signale entsprechend der Aufforderung auf den Fahrzeug-Datenbus sendbar sind und durch die Diagnoseeinheit (2) die Daten und/oder Signale empfangbar und auswertbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) mit einem Fehlerspeicher ausgebildet ist, wobei eine Aufforderung in Abhängigkeit des Fehlerspeichers durch das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) erstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend einer Diagnoseaufgabe durch die Diagnoseeinheit (2) mindestens eine Aufforderungen erstellbar und über den Fahrzeug-Datenbus an das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) übermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Kapazität des Fahrzeug-Datenbus für die Übertragung der angeforderten Daten und/oder Signale reserviert ist.
Vorrichtung nach einem Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) bis zum Erhalt eines Abbruchsignals zyklisch wiederholt die angeforderten Daten und/oder Signale sendbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Diagnoseeinheit (2) das Abbruchsignal nach Beendigung und/oder bei Veränderung der Diagnoseaufgabe generierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeug-Datenbus als CAN-Bus (1) ausgebildet ist, wobei mindestens ein Nachrichten-Identifier für die Übertragung der angeforderten Daten und/oder Signale reserviert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugsystem (11, 12, 13, 14, 15) des CAN-Busses (1) mindestens ein Nachrichten-Identifier zur Kennzeichnung zu übertragender Daten und/oder Signale an die Diagnoseeinheit (2) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (2) mit einer Einleseeinheit ausgebildet ist, wobei durch die Einleseeinheit situationsabhängige Diagnoseaufgaben einlesbar sind.