DE10343403B4

DE10343403B4 - Einrichtung und Verfahren zur Onboard-Überwachung

Info

Publication number: DE10343403B4
Application number: DE10343403A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. Grohmann; Artur Honisch
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2023-09-20
Also published as: DE10343403A1

Abstract

Einrichtung zur Onboard-Überwachung einer dezentralen Abwicklung eines Protokolls in einem Netzwerk (7) aus mehreren über einen Datenbus (6) miteinander kommunizierenden Steuergeräten (8) in einem Fahrzeug, wobei die Einrichtung (1) eine Schnittstelle (5) aufweist, über welche die Einrichtung (1) an den Datenbus (6) anschließbar ist, wobei die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie im Überwachungsbetrieb alle im Protokoll auftretenden Fehler in einem internen Speicher (4) als Fehlerdatensatz ablegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie jedem Fehler eine Identität zuordnet und diese als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher (4) ablegt, wobei die Identität eine Zuordnung des jeweiligen Fehlers zu demjenigen im Netzwerk (7) transportierten Nachrichtendatensatz ermöglicht, bei dem der Fehler aufgetreten ist, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie den Inhalt des internen Speichers (4) automatisch in einen an die Einrichtung (1) angeschlossenen externen Speicher (10) verschiebt oder kopiert, wenn die der...

Description

In einem modernen Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, ist eine Vielzahl von Steuergeräten angeordnet, die jeweils zur Erfüllung wenigstens einer speziellen, dem jeweiligen Steuergerät zugeordneten Aufgabe ausgestaltet sind. Beispielsweise gibt es Steuergeräte für die Brennkraftmaschine, für die Bremsanlage, für ein Steer-by-Wire-System, für ein System zur elektronischen Fahrzeugstabilisierung, für eine Freisprechanlage, für eine Satelliten-Navigationsanlage, für eine Zündschlossanlage, für verstellbare Spiegel, für Beleuchtungseinrichtungen, für Audiokomponenten usw. Zweckmäßig werden jeweils mehrere derartiger Steuergeräte zu einem Netzwerk zusammengefasst, in dem die zugehörigen Steuergeräte über einen Datenbus, insbesondere über einen CAN-Bus, miteinander kommunizieren.
Damit die einzelnen Steuergeräte des jeweiligen Netzwerks ordnungsgemäß miteinander kommunizieren können, ist es zweckmäßig, eine Reihenfolge vorzugeben, in welcher die einzelnen Netzwerkteilnehmer ihre Nachrichtendatensätze absenden können. Hierzu kann beispielsweise ein logischer Ring im Netzwerk definiert werden, der für jedes Steuergerät einen Vorgänger und einen Nachfolger festlegt. Beim Aufbau eines derartigen logischen Rings werden regelmäßig vorgegebene Rangstufen, die in den jeweiligen Steuergeräten intern abgelegt sind, berücksichtigt bzw. zugrunde gelegt. Die Festlegung des logischen Rings erfolgt im Rahmen einer Konfiguration des Netzwerks, wobei eine derartige Konfiguration bei jedem Hochfahren des Netzwerks neu durchgeführt werden muss, weil sich beispielsweise die Zahl der Netzteilnehmer bei jedem Hochfahren ändern kann. Zum Auffinden der jeweiligen Netzwerk-Konfiguration kann ein sog. Netzwerk-Management oder Netzmanagement zur Anwendung kommen. Hierbei handelt es sich um ein Protokoll, das über den jeweiligen Datenbus dezentral abgewickelt wird. Neben der Konfigurationsfindung beim Hochfahren des Netzwerks übernimmt das Netzwerk-Management auch während des Betriebs des Netzwerks wichtige Funktionen. Beispielswei se kann mit Hilfe des Netzwerk-Managements der Übergang des Netzwerks von einem Arbeitszustand mit wenigstens einem aktiven Steuergerät in einen Ruhezustand koordiniert werden, in dem alle Steuergeräte des Netzwerks deaktiviert sind. Ebenso koordiniert das Netzwerk-Management das „Aufwachen" des Netzwerks aus dem Ruhezustand, d. h. die Überführung des Netzwerks vom Ruhezustand in den Arbeitszustand. Die Überführung des Netzwerks in den Ruhezustand ist wichtig, um den Energiebedarf des Netzwerks zu minimieren. Des Weiteren sorgt das Netzmanagement für einen minimalen Speicher- und Rechenleistungsbedarf innerhalb des Netzwerks, was die Leistungsfähigkeit des Netzwerks erhöht.

Die US 2002/194 548 A1 offenbart den Einsatz eines Computernetzwerkes unter erschwerten Bedingungen. Mehrere Einheiten sind dabei vernetzt und Fehler auf dem Netzwerk werden protokolliert. Zur späteren Auswertung werden die auftretenden Fehler gespeichert. Aus der DE 198 36 126 A1 ist eine Fehlerspeicherung und Auswertung bei Kraftfahrzeug-Onboard-Systemen bekannt.

Die JP 05327826 und die DE 101 61 295 A1 beschreiben Verfahren zur Überwachung von Datenbussen. Die protokollierten Daten werden in einem Speicherbereich abgelegt.

Für die Entwicklung derartiger Systeme mit Netzmanagement ist es wichtig, ein derartiges Netzmanagement im Fahrzeug zu erproben, was regelmäßig mit einem großen Aufwand verbunden ist.

Hier setzt die Erfindung an. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Protokoll, das in einem Netzwerk dezentral abgewickelt wird, einen Weg aufzuzeigen, der die Erprobung des Protokolls im Fahrzeug vereinfacht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Überwachungseinrichtung über eine geeignete Schnittstelle an den Datenbus anzuschließen und so auszugestalten, dass sie in einem Überwachungsbetrieb alle im Protokoll auftretenden Fehler in einem internen Speicher als Fehlerdatensatz ablegt. Auf diese Weise werden sämtliche bei der Erprobung des jeweiligen Protokolls auftretenden Fehler erfasst. Hierdurch wird es insbesondere ermöglicht, die Fehler zu einem späteren Zeitpunkt mit einer geeigneten Einrichtung auszuwerten. Der Installationsaufwand für eine derartige Überwachungseinrichtung am Fahrzeug ist dabei vergleichsweise gering. Insbesondere ist es nicht erforderlich, im Fahrzeug eine Auswerte-Einheit anzuordnen, welche die ermittelten Fehler bereits im Fahrzeug auswertet. Eine derartige Auswerte-Einheit kann ein vergleichsweise großes Einbauvolumen benötigen, was den Aufwand zur Unterbringung der Auswerte-Einheit im Fahrzeug erhöht.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Überwachungseinrichtung so gestaltet sein, dass sie den Inhalt des internen Speichers automatisch in einen an die Überwachungseinrichtung angeschlossenen externen Speicher verschiebt oder kopiert, wenn die der Einrichtung zur Verfügung stehende elektrische Energieversorgung einen vorbestimmten Minimalwert unterschreitet. Beispielsweise wird der Spannungsabfall einer Fahrzeugbatterie überwacht. Sobald die Einrichtung der Ansicht ist, dass die Spannungsversorgung bzw. die zur Verfügung stehende elektrische Energie einen ordnungsgemäßen Betrieb der Überwachungseinrichtung nicht mehr gewährleisten kann, werden durch die vorgeschlagene Maßnahme die ermittelten Daten im externen Speicher gesichert. Der externe Speicher ist zweckmäßig so ausgestaltet, dass er entweder eine eigene Energieversorgung aufweist oder die darin abgelegten Daten auch ohne Energieversorgung permanent speichern kann. Durch diese Maßnahme können die Ergebnisse der Überwachungseinrichtung auch für den Fall gesichert werden, dass die Energieversorgung im Fahrzeug zusammenbricht.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt eine schaltplanartige Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung, die an ein Netzwerk angeschlossen ist.
Entsprechend 1 besitzt eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung 1 ein Gehäuse 2, in dem ein durch eine unterbrochene Linie symbolisierter Mikroprozessor oder Rechner 3 sowie ein ebenfalls mit unterbrochener Linie angedeuteter interner Speicher 4 angeordnet sind. Die Überwachungseinrichtung 1 ist über eine erste Schnittstelle 5 an einen Datenbus 6 eines Netzwerks 7 angeschlossen. Dieses Netzwerk 7 umfasst mehrere Steuergeräte 8, die über den Bus 6 miteinander kommunizieren. Beim Datenbus 6 handelt es sich vorzugsweise um einen CAN-Bus. Das Netzwerk 7 ist in einem hier nicht gezeigten Fahrzeug angeordnet, sodass es sich bei den Steuergeräten 8 um Komponenten des Fahrzeugs handelt. Dementsprechend ist auch der Datenbus 6 im Fahrzeug verlegt. Die Überwachungseinrichtung 1 kann somit innerhalb des Fahrzeugs an den Datenbus 6 angeschlossen werden und dient dabei zur Onboard-Überwachung einer dezentralen Abwicklung eines Protokolls im Netzwerk 7. Bei diesem Protokoll handelt es sich vorzugsweise um ein Netzmanagement, das die Kommunikation und das Zusammenwirken der einzelnen Steuergeräte 8 untereinander koordi niert. Unter einer „dezentralen Abwicklung" wird hierbei eine Abwicklung verstanden, die über den Bus 6 in den einzelnen Steuergeräten 8 abläuft und nicht in einem zentralen Koordinationssteuergerät.
Eine besondere Funktion des Netzmanagements ist dabei die Überführung des Netzwerks 7 von einem Arbeitszustand in einen Ruhezustand. Im Arbeitszustand des Netzwerks 7 können die Steuergeräte 8 aktiv und passiv sein. Auch im Passivzustand benötigen die Steuergeräte 8 relativ viel Strom. Der Arbeitszustand des Netzwerks 7 muss dann eingestellt sein, wenn zumindest eines der Steuergeräte 8 aktiv ist. Wenn jedoch alle Steuergeräte 8 passiv sind, kann das Netzwerk 7 mit Hilfe des Netzmanagements in seinen Ruhezustand überführt werden, in dem der Stromverbrauch der Steuergeräte 8 erheblich reduziert ist. Damit das Netzwerk 7 in seinen Ruhezustand überführt werden kann, müssen sich vorher alle Netzwerkteilnehmer, also die über den Bus 6 miteinander verbundenen Steuergeräte 8, auf die Möglichkeit der Busruhe einigen. Die hierzu erforderliche Koordination kann mit Hilfe des Netzmanagements erreicht werden. Ebenso sind das Aufwachen aus der Busruhe sowie das permanente Überwachen der Konfiguration im laufenden Betrieb des Netzwerks 7 (Arbeitszustand) Aufgaben des Netzmanagements. Des Weiteren sorgt das Netzmanagement nach erfolgter Konfigurationsfindung der Steuergeräte 8 für den Aufbau eines logischen Rings auf dem Datenbus 6. D. h., jedes Steuergerät 8 verfügt dann über einen Vorgänger und einen Nachfolger, wobei diese Ordnung in der Regel vorgegeben ist und sich über eine dem jeweiligen Steuergerät 8 zugeordnete, interne und nicht veränderbare Kennung ergibt.
Jede Botschaft des Netzmanagements, die von einem der Steuergeräte 8 kommt, ist an einen Empfänger adressiert, der jeweils der Nachfolger des sendenden Steuergeräts 8 im logischen Ring ist. Diese Adressierung erfolgt dabei auf der Ebene des Netzwerk-Management-Protokolls und nicht auf einer darunter liegenden Schicht, wie z.B. einer K-Matrix. Durch diese Adressierung entsteht ein virtuelles Token, das im Ring herumgereicht wird. Da das Netzmanagement ein dezentrales Protokoll ist, gibt es keinen Netzmanagement-Master, sodass alle Steuergeräte 8 des Netzwerks 7 bezüglich des Netzmanagements gleichberechtigt sind. Folglich gibt es für die einzelnen Steuergeräte 8 keine gemeinsame Sicht auf den Zustand des Netzmanagements, sondern lediglich die Sicht auf das Netzmanagement aus der Perspektive der einzelnen Steuergeräte 8.
Während der Konfigurationsfindung ist es nicht gewährleistet, dass nur ein einziger logischer Ring existiert. Ebenso ist es möglich, dass mehrere logische Ringe parallel aufgebaut werden oder dass überhaupt kein Ring gefunden wird. Das Netzmanagement wirkt jedoch dahin, dass nach einer vorbestimmten Zeit, die von der Anzahl der Steuergeräte 8 im Netzwerk 7 abhängen kann, ein einziger logischer Ring existiert, in den alle am Bus 6 aktiven Steuergeräte 8 eingebunden sind.
Die zusätzlich an den Bus 6 angeschlossene Überwachungseinrichtung 1 bildet dabei kein Steuergerät 8 des Netzwerks 7, also keinen Netzwerk-Teilnehmer, und ist somit nicht in die Ringkonfiguration eingebunden. Hierdurch bildet die Überwachungseinrichtung 1 einen externen Beobachter, der eine globale Sicht auf den Zustand des Netzmanagements ermöglicht.
Durch die Eigenschaft des Busses 6 ist es den einzelnen Steuergeräten 8 möglich, die Botschaften des Netzmanagements, die von allen an den Bus angeschlossenen Steuergeräten 8 abgeschickt werden, zu beobachten und dementsprechend ihre lokale Sicht auf den Zustand des Netzmanagements anzupassen. Jede Netzmanagement-Botschaft eines bislang einem beobachtenden Steuergerät 8 unbekannten weiteren Steuergeräts 8 soll dazu führen, dass das jeweils beobachtende Steuergerät 8 das für ihn neue Steuergerät 8 in seine interne Sicht auf das Netzmanagement einfügt und – falls erforderlich – gemäß dem Netzmanagement-Protokoll notwendige Aktionen anstößt.
Um das Netzwerk 7 in seinen Ruhezustand überführen zu können, ist jedes einzelne Steuergerät 8 so ausgestaltet, dass es, z. B. mit einem Bit, über dem Bus 6 den anderen Steuergeräten 8 signalisiert, dass es für seine momentan ausgeführten Funktionen keine Kommunikation über den Bus 6 benötigen würde und daher mit dem Umschalten in den Ruhezustand des Netzwerks 7 einverstanden wäre. Des Weiteren signalisiert jedes einzelne Steuergerät 8, z. B. mittels eines anderen Bits, über den Bus 6 allen anderen Steuergeräten 8, dass aus seiner Sicht alle Netzwerkteilnehmer damit einverstanden sind, das Netzwerk 7 in den Ruhezustand zu überführen. D. h., alle Steuergeräte 8, die diesem Steuergerät 8 als Teilnehmer des Netzwerks 7 bekannt sind, haben die Bereitschaft zum Übergang in den Ruhezustand signalisiert. Das Netzmanagement sieht nun vor dass für den Fall, dass alle Netzwerkteilnehmer ihr Einverständnis mit dem Ruhezustand signalisieren und dass alle Netzwerkteilnehmer anzeigen, dass alle ihnen bekannten anderen Netzwerkteilnehmer mit dem Ruhezustand einverstanden sind, das Netzwerk 7 in seinen Ruhezustand überführt wird.
Damit ein derartiges Netzmanagement diese und andere komplexe Funktionen durchführen kann, muss das Netzmanagement intensiv erprobt werden. Für die Erprobung ist die Überwachungseinrichtung 1 von Vorteil. Denn die Überwachungseinrichtung 1 ist dazu ausgebildet, Fehler, die im Protokoll, also hier im Netzmanagement, auftreten, zu erkennen und einen damit korrespondierenden Fehlerdatensatz zu generieren. Die Erkennung der Fehler sowie das Erzeugen eines zugehörigen Fehlerdatensatzes kann dabei online, also in Echtzeit, durchgeführt werden. Die Überwachungseinrichtung 1 legt jeden ermittelten Fehler in Form des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher 4 ab. Dabei werden die nacheinander auftretenden Fehler im internen Speicher 4 chronologisch abgelegt. Da der interne Speicher 4 regelmäßig nur ein begrenztes Speichervolumen besitzt, kann in der Regel nur eine vorbestimmte Anzahl von Fehlerdatensätzen im internen Speicher 4 abgelegt werden. Der interne Speicher 4 ist zweckmäßig als Ringspeicher oder Stapelspeicher ausgestaltet. Wenn nun im internen Speicher 4 die vorbestimmte Anzahl an Fehlerdatensätzen abgelegt ist, führt ein weiterer Fehler dazu, dass der jeweils älteste Fehlerdatensatz aus dem internen Speicher 4 entfernt wird, sodass der neue, also der jüngste Fehlerdatensatz im internen Speicher 4 abgelegt werden kann. Der jeweils jüngste Fehlerdatensatz verdrängt somit den jeweils ältesten Fehlerdatensatz. In der Regel wird der älteste Fehlerdatensatz mit dem jeweils jüngsten Fehlerdatensatz überschrieben.
Die Überwachungseinrichtung 1 ordnet jedem ermittelten Fehler eine nummerische Ordnungszahl zu. D.h., der erste auftretende Fehler erhält die Ordnungszahl 1, der darauf folgende zweite Fehler erhält die Ordnungszahl 2 usw. Die Ordnungszahlen repräsentieren somit eine Reihenfolge, in der die Fehler zeitlich aufeinander folgen. Die dem jeweiligen Fehler zugeordnete Ordnungszahl wird von der Überwachungseinrichtung 1 als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher 4 abgelegt.
Des Weiteren ist die Überwachungseinrichtung 1 zweckmäßig so ausgestaltet, dass sie jedem ermittelten Fehler außerdem einen Fehlerschlüssel zuordnet. Mit Hilfe dieses Fehlerschlüssels erfolgt eine Typisierung der Fehler, die es ermöglicht, den jeweiligen Fehler anhand seines Fehlerschlüssels einem vorbestimmten Fehlertyp zuzuordnen. Beispielsweise existiert für das Netzmanagement ein Handbuch und/oder eine Tabelle, aus dem bzw. aus der mit Hilfe des Fehlerschlüssels der jeweilige Fehlertyp ermittelt werden kann. Der für den jeweiligen Fehler ermittelte Fehlerschlüssel wird zweckmäßig ebenfalls als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher abgelegt.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Überwachungseinrichtung 1 außerdem jedem Fehler eine Identität zuordnen. Diese Identität ist dabei so gewählt, dass damit derjenige Nachrichtendatensatz identifiziert werden kann, bei dessen Transport im Netzwerk 7 der jeweilige Fehler aufgetreten ist. Auf diese Weise können der Fehlerort und/oder die Fehlerursache einfacher ermittelt werden. Zweckmäßig kann nun auch die Identität als weiterer Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher 4 abgelegt werden. Der Fehlerdatensatz jedes Fehlers umfasst somit bei der hier gezeigten Ausführungsform zumindest eine Ordnungszahl, einen Fehlerschlüssel und eine Identität.
Die Überwachungseinrichtung 1 ist hier außerdem mit einer zweiten Schnittstelle 9 ausgestattet, über welche die Überwachungseinrichtung 1 an einen externen Speicher 10 angeschlossen ist. Beim externen Speicher 10 handelt es sich zweckmäßig um einen nicht flüchtigen, also um einen permanenten Datenspeicher. Insbesondere kann der externe Speicher 10 als sogenannter Flash-Speicher ausgestaltet sein.
Die Überwachungseinrichtung 1 ist zweckmäßig so gestaltet, dass sie ihre Versorgung mit elektrischer Energie überwachen kann. Beispielsweise überwacht die Überwachungseinrichtung 1 den Spannungsverlauf einer Fahrzeugbatterie desjenigen Fahrzeugs, in dem das Netzwerk 7 angeordnet ist. Sofern die Überwachungseinrichtung 1 über das Bordnetz des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt wird, korreliert die Betriebsspannung der Fahrzeugbatterie mit der elektrischen Energieversorgung der Überwachungseinrichtung 1. Grundsätzlich kann die Überwachungseinrichtung 1 jede beliebige andere Energieversorgung des Fahrzeugs oder innerhalb des Fahrzeugs überwachen, sofern diese mit der Energieversorgung der Überwachungseinrichtung 1 korreliert. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung 1 die Energieversorgung des Netzwerks 7 oder wenigstens eines an das Netzwerk 7 angeschlossenen Steuergeräts 8 überwachen. Die Überwachung der Energieversorgung für die Überwachungseinrichtung 1 erfolgt dabei dahingehend, dass festgestellt werden kann, wenn diese Energieversorgung einen vorbestimmten Mindestwert unterschreitet. Beispielsweise nimmt die Batteriespannung der Fahrzeugbatterie bei ausge schaltetem Motor oder bei defektem Ladegerät kontinuierlich ab und fällt unter einen Mindestwert. Die Überwachungseinrichtung 1 interpretiert dies dahingehend, dass eine ausreichende Versorgung der Überwachungseinrichtung 1 mit elektrischer Energie in näherer Zukunft nicht mehr gewährleistet ist. Zweckmäßig ist die Überwachungseinrichtung 1 so ausgestaltet, dass sie für den Fall, dass die der Einrichtung 1 zur Verfügung stehende elektrische Energieversorgung den vorbestimmten Minimalwert unterschreitet, die im internen Speicher 4 abgelegten Fehlerdatensätze im externen Speicher 10 sichert. Der Inhalt des internen Speichers 4 wird dann automatisch in den externen Speicher 10 verschoben oder kopiert. Als weitere Schutzmaßnahme kann vorgesehen sein, dass sich die Überwachungseinrichtung 1 für den Fall, dass die der Einrichtung 1 zur Verfügung stehende elektrische Energieversorgung den vorbestimmten Minimalwert unterschreitet, nach dem Sichern der Fehlerdatensätze im externen Speicher 10 automatisch abschaltet. Durch diese Maßnahmen kann zum einen ein Verlust der ermittelten Fehlerdatensätze vermieden werden. Zum anderen kann auch die Gefahr einer Beschädigung der Überwachungseinrichtung 1 aufgrund einer mangelnden Stromversorgung vermieden werden.
Die hier gezeigte Ausführungsform der Überwachungseinrichtung 1 umfasst außerdem eine weitere, also eine dritte Schnittstelle 11, die es ermöglicht, die Überwachungseinrichtung 1 an eine Auswerte-Einheit 12 anzuschließen. Die Auswerte-Einheit 12 wird über die dritte Schnittstelle 11 mit den im internen Speicher 4 abgelegten Fehlerdatensätzen versorgt bzw. kann die Auswerte-Einheit 12 über die dritte Schnittstelle 11 auf die im internen Speicher 4 abgelegten Fehlerdatensätze zugreifen. Die Auswerte-Einheit 12 ist so ausgestaltet, dass sie die von der Überwachungseinrichtung 1 ermittelten Fehler bzw. die zugehörigen Fehlerdatensätze auswerten kann. Zweckmäßig handelt es sich bei der Auswerte-Einheit 12 um eine Anlage, die im Fahrzeug nicht mitgeführt wird. Die Auswertung der Fehler erfolgt somit außerhalb des Fahrzeugs, was den Aufwand für die Erprobung des jeweiligen Protokolls, also vorzugsweise des Netzmanagements, erheblich vereinfacht, da nur noch die Überwachungseinrichtung 1 zur Ermittlung der auftretenden Fehler im Fahrzeug mitgeführt werden muss.
Die Überwachungseinrichtung 1 bzw. ihr Rechner 3 ist zweckmäßig frei programmierbar, sodass die Überwachungseinrichtung 1 zur Überwachung verschiedener Protokolle adaptierbar ist.
Am Gehäuse 2 der Überwachungseinrichtung 1 sind beispielhaft mehrere optische Anzeigeeinheiten 13 bis 20 angebracht. Im Einzelnen handelt es sich hierbei um Zustandsanzeigen 13 bis 16 der Steuergeräte 8. Diese Zustandsanzeigen 13–16 umfassen jeweils eine Reihe untereinander angeordneter Leuchtdioden 26, 27. Dabei ist für jedes Steuergerät 8 ein Paar Leuchtdioden 26, 27 vorgesehen, nämlich je eine rote LED 27 und je eine grüne LED 26. Dabei ist es zweckmäßig, die Steuergeräte 8 entsprechend ihrer nummerischen Ordnung innerhalb des logischen Rings den untereinander angeordneten LED-Paaren 26, 27 zuzuordnen. Beim hier gezeigten Beispiel sind zwei Reihen 13, 14 und 15, 16 untereinander angeordneter LED-Paare 26, 27. Bei jedem LED-Paar 26, 27, das einem der Steuergeräte 8 zugeordnet ist, leuchtet entweder die grüne LED 26 oder die rote LED 27 oder keine LED 26, 27. Bei leuchtender grüner LED 26 ist das jeweilige Steuergerät 8 aktiv. Bei leuchtender roter LED 27 ist das jeweilige Steuergerät 8 nicht aktiv und signalisiert sein Einverständnis, das Netzwerk 7 in den Ruhezustand zu überführen. Wenn keine LED 26, 27 leuchtet, ist das jeweilige Steuergerät 8 nicht vorhanden oder nicht im Netzwerk 7 angemeldet. Eine leuchtende LED 26, 27 ist hier durch ein x symbolisiert.
Des Weiteren sind drei nummerische Anzeigeeinheiten 17, 18, 19 vorgesehen, die jeweils zumindest eine 7-Segment-Anzeige aufweisen. Mit jeder 7-Segment-Anzeige können die Zahlen 0 bis 9 sowie verschiedene Buchstaben dargestellt werden. Die links dargestellte erste nummerische Anzeige 17 weist zwei 7- Segment-Anzeigen auf und dient beispielsweise zur Anzeige der Ordnungszahl eines Fehlerdatensatzes oder zur Anzeige der Gesamtzahl im internen Speicher 4 abgelegten Fehlerdatensätze.
Die mittlere, also die zweite nummerische Anzeige 18 weist nur eine 7-Segment-Anzeige auf und dient beispielsweise zur Visualisierung des Fehlerschlüssels des jeweiligen Fehlerdatensatzes. Die rechts dargestellte dritte nummerische Anzeige 19 umfasst drei 7-Segment-Anzeigen und kann z.B. die Identität des jeweiligen Fehlerdatensatzes darstellen.
Des Weiteren ist eine Modusanzeige 20 vorgesehen, die mehrere untereinander angeordnete, z. B. gelbe Leuchtdioden 28 aufweist. Den gelben Leuchtdioden 28 ist beispielsweise ein Modus, in dem die Überwachungseinrichtung 1 momentan betrieben wird, oder ein Zustand, in dem sich das Netzwerk 7 momentan befindet, oder eine Anzeige zugeordnet, die signalisiert, ob die Überwachungseinrichtung 1 an den externen Speicher 10 oder an die Auswerte-Einheit 12 angeschlossen ist.
Für die Überwachungseinrichtung 1 sind beispielsweise drei verschiedene Modi einstellbar: ein Überwachungsmodus, ein Analysemodus und ein Aus-Modus. Im Überwachungsmodus sind die Zustandsanzeigen 13, 14, 15, 16 aktiv und die erste nummerische Anzeige 17, wobei diese im Überwachungsmodus die aktuelle Fehlerzahl anzeigt.
Im Analysemodus sind die Zustandsanzeigen 13, 14, 15, 16 ausgeschaltet, während nun alle drei nummerischen Anzeigen 17, 18, 19 eingeschaltet sind. Alle drei nummerischen Anzeigen 17, 18, 19 sind dabei demselben Fehlerdatensatz zugeordnet. Die erste nummerische Anzeige 17 zeigt dann die Ordnungszahl dieses Fehlerdatensatzes an, während die zweite nummerische Anzeige 18 den zugehörigen Fehlerschlüssel wiedergibt. Die dritte nummerische Anzeige 19 gibt die Identität des Nachrichtendatensatzes wieder, bei dem der jeweilige Fehler aufgetreten ist.
Die mit Hilfe der Modusanzeige 20 signalisierbaren Buszustände sind beispielsweise der Ruhezustand, ein stabiler Ring, in instabiler Ring sowie ein Zustand, bei dem alle Steuergeräte 8 anzeigen, dass aus ihrer Sicht alle ihnen bekannten anderen Steuergeräte 8 mit dem Überführen des Netzwerks 7 in den Ruhezustand einverstanden sind.
Des Weiteren sind am Gehäuse 2 beispielsweise fünf Tasten 21, 22, 23, 24, 25 angebracht. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine Modus-Taste 21, mit deren Hilfe zwischen den einzelnen Modi der Überwachungseinrichtung 1 umgeschaltet werden kann. Des Weiteren kann der Modus-Taste 21 eine Zusatzfunktion zugeordnet werden. Beispielsweise startet die Überwachungseinrichtung 1 im Standardfall mit einer Baudrate von 83 1/3 kBaud. Wenn beim Einschalten der Überwachungseinrichtung 1 zusätzlich die Modus-Taste 21 gedrückt wird, startet die Überwachungseinrichtung 1 mit einer höheren Baudrate von z. B. 125 kBaud. Die jeweilige Baudrate wird beim Start der Überwachungseinrichtung 1 zweckmäßig an einer der nummerischen Anzeigen 17, 18, 19 angezeigt.
Des Weiteren sind eine Speicher-Taste 22 und eine Lade-Taste 23 vorgesehen. Durch Drücken der Speicher-Taste 22 kann der Inhalt des internen Speichers 4 in den externen Speicher 10 geschrieben werden. Durch Drücken der Lade-Taste 23 kann der Inhalt des externen Speichers 10 in den internen Speicher 4 geschrieben werden. Durch gleichzeitiges Drücken der Speicher-Taste 22 und der Lade-Taste 23 kann der Inhalt des internen Speichers 4 gelöscht werden.
Außerdem sind eine Nach-Oben-Taste 24 und eine Nach-Unten-Taste 25 vorgesehen, die jeweils durch einen entsprechenden, nach oben bzw. nach unten gerichteten Pfeil gekennzeichnet sind. Mit Hilfe der Nach-Oben-Taste 24 und mit der Nach-Unten-Taste 25 können im Analysemodus der Überwachungseinrichtung 1 die einzelnen Fehlerdatensätze im internen Spei cher 4 aufgerufen und an den nummerischen Anzeigen 17, 18, 19 zur Anzeige gebracht werden.
Beim Einschalten der Versorgungsspannung startet die Überwachungseinrichtung 1 üblicherweise im Überwachungsmodus. Wenn jedoch während des Überwachungsbetriebs die Versorgungsspannung langsam unter den kritischen Mindestwert gefallen ist, so ist vor dem selbstständigen Abschalten der Überwachungseinrichtung 1 der Inhalt des internen Speichers 4 in den externen Speicher 10 kopiert worden. Wenn nun beim nachfolgenden Einschalten der Überwachungseinrichtung 1 die Versorgungsspannung wieder über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, wird der Inhalt des internen Speichers 4 automatisch wiederhergestellt, beispielsweise indem der Inhalt des externen Speichers 10 zurück in den internen Speicher 4 kopiert wird. Anschließend befindet sich die Überwachungseinrichtung 1 automatisch im Analysemodus.
Im Überwachungsmodus zeigen die grünen und die roten Leuchtdioden 26, 27 den Status der einzelnen Steuergeräte 8 an. Die Nach-Oben-Taste 24 und die Nach-Unten-Taste 25 haben im Überwachungsmodus keine Funktion. Die Leuchtdioden 26, 27 werden ständig aktualisiert. Mit der ersten nummerischen Anzeige 17 wird die aktuelle Anzahl der im internen Speicher 4 abgelegten Fehlerdatensätze dezimal dargestellt.
Im Überwachungsmodus kann zwar der Inhalt des internen Speichers 9 durch Drücken der Speicher-Taste 22 in den externen Speicher 10 überschrieben werden, jedoch ist es im Überwachungsmodus nicht möglich, den externen Speicher 10 in den internen Speicher 4 einzulesen. Zum Speichern des Inhalts des internen Speichers 4 im externen Speicher 10 muss die Speicher-Taste 22 z.B. länger als eine Sekunde gedrückt werden. Die Übertragung der Datensätze auf den externen Speicher 10 kann so erfolgen, dass anschließend der interne Speicher 4 leer ist. Durch gleichzeitiges Drücken der Speicher-Taste 22 und der Lade-Taste 23 z.B. für wenigstens eine Sekunde kann der interne Speicher 4 gelöscht werden.
Die zweite nummerische Anzeige 18 und die dritte nummerische Anzeige 19 sind im Überwachungsmodus ausgeschaltet.
Im Analysemodus können die Einträge, also die Fehlerdatensätze des internen Speichers 4 einzeln angesehen werden. In diesem Analysemodus sind die Zustandsanzeigen 13 bis 16, also die roten und die grünen LEDs 26, 27 ausgeschaltet, während alle drei nummerischen Anzeigen 17 bis 19 eingeschaltet sind und die einzelnen Bestandteile der Datensätze, also Ordnungszahl, Fehlerschlüssel und Identität, darstellen. Mit Hilfe der Nach-Oben-Taste 24 und der Nach-Unten-Taste 25 kann durch einmaliges Drücken zum nächsten bzw. zum vorigen Eintrag gesprungen werden. Wird eine dieser Tasten 24, 25 z.B. länger als eine Sekunde gedrückt, wird mit den nummerischen Anzeigen 17, 18, 19 der jüngste bzw. der älteste Eintrag angezeigt. Durch permanentes Drücken einer der beiden Tasten 24, 25 wird ständig der neueste bzw. ständig der älteste Eintrag dargestellt.
Wenn nun im Analysemodus die Speicher-Taste 22 länger als eine Sekunde betätigt wird, wird der Inhalt des internen Speichers 4 in den externen Speicher 10 geschrieben, wobei der bisherige Inhalt des externen Speichers 10 verloren geht. Wenn dagegen die Lade-Taste 23 länger als eine Sekunde gedrückt wird, werden die im internen Speicher 4 enthaltenen Daten durch die im externen Speicher 10 enthaltenen Daten ersetzt, wobei die aktuellen Daten des internen Speichers 4 verloren gehen.
Durch gleichzeitiges Drücken der Lade-Taste 23 und der Speicher-Taste 22 länger als eine Sekunde werden die Daten des internen Speichers 4 gelöscht.
Im Aus-Modus sind alle Anzeigen 13 bis 20 aus. Im Aus-Modus werden jedoch alle anderen Funktionen der Überwachungseinrichtung 1 durchgeführt, also insbesondere findet nach wie vor die Überwachung des Netzwerks 7 nach Fehlern im Protokoll statt. Der Aus-Modus ist vorwiegend zum Stromsparen vorgesehen, wenn die Überwachungseinrichtung 1 unbeaufsichtigt arbeiten kann, sodass die Fahrzeugbatterie nicht unnötig belastet wird.
Sobald die Überwachungseinrichtung 1 an den externen Speicher 10 angeschlossen wird, leuchtet die zugehörige gelbe LED 28 der Modusanzeige 20 auf. Entsprechendes gilt auch beim Anschließen der Überwachungseinrichtung 1 an die Auswerte-Einheit 12. Die anderen gelben LEDs 28 der Modusanzeige 20 signalisieren die Betriebszustände des Netzwerks 7.

Claims

Einrichtung zur Onboard-Überwachung einer dezentralen Abwicklung eines Protokolls in einem Netzwerk (7) aus mehreren über einen Datenbus (6) miteinander kommunizierenden Steuergeräten (8) in einem Fahrzeug, wobei die Einrichtung (1) eine Schnittstelle (5) aufweist, über welche die Einrichtung (1) an den Datenbus (6) anschließbar ist, wobei die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie im Überwachungsbetrieb alle im Protokoll auftretenden Fehler in einem internen Speicher (4) als Fehlerdatensatz ablegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie jedem Fehler eine Identität zuordnet und diese als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher (4) ablegt, wobei die Identität eine Zuordnung des jeweiligen Fehlers zu demjenigen im Netzwerk (7) transportierten Nachrichtendatensatz ermöglicht, bei dem der Fehler aufgetreten ist, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie den Inhalt des internen Speichers (4) automatisch in einen an die Einrichtung (1) angeschlossenen externen Speicher (10) verschiebt oder kopiert, wenn die der Einrichtung (1) zur Verfügung stehende elektrische Energieversorgung einen vorbestimmten Minimalwert unterschreitet.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie die Fehler im internen Speicher (4) chronologisch ablegt.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie jedem Fehler eine nummerische Ordnungszahl zuordnet und diese als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher (4) ablegt, wobei die Ordnungszahlen eine Reihenfolge repräsentiert, mit welcher die Fehler zeitlich aufeinander folgen.
Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) und/oder der interne Speicher (4) so ausgebildet ist/sind, dass nur eine vorbestimmte Anzahl von Fehlerdatensätzen speicherbar ist, wobei die Einrichtung (1) für den Fall, dass die vorbestimmte Fehlerzahl erreicht ist, beim Auftreten eines weiteren Fehlers im Speicher (4) den jeweils ältesten Fehlerdatensatz mit dem jeweils jüngsten Fehlerdatensatz überschreibt oder verdrängt.
Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie jedem Fehler einen Fehlerschlüssel zuordnet und diesen als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher (4) ablegt, wobei der Fehlerschlüssel eine Zuordnung des jeweiligen Fehlers zu einem vorbestimmten Fehlertyp ermöglicht.
Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie die elektrische Energieversorgung des Netzwerks (7) und/oder der an das Netzwerk (7) angeschlossenen Steuergeräte (8) und/oder der Einrichtung (1) und/oder des Fahrzeugs überwacht und feststellt, wenn die Energieversorgung einen vorbestimmten Mindestwert unterschreitet.
Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) so ausgebildet ist, dass sie nach dem Speichern der Fehlerdatensätze im externen Speicher (10) automatisch ausschaltet.
Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) eine Schnittstelle (11) aufweist, über welche die Einrichtung (1) an eine Auswerte-Einheit (12) anschließbar ist, welche die von der Einrichtung (1) ermittelten Fehler auswertet.
Verfahren zur Onboard-Überwachung einer dezentralen Abwicklung eines Protokolls in einem Netzwerk (7) aus mehreren über einen Datenbus (6) miteinander kommunizierenden Steuergeräten (8) in einem Fahrzeug, bei dem eine Überwachungseinrichtung (1) an den Datenbus (6) angeschlossen wird, bei dem in einem Überwachungsbetrieb der Einrichtung (1) alle im Protokoll auftretenden Fehler in einem internen Speicher (4) der Einrichtung (1) als Fehlerdatensatz abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fehler eine nummerische Ordnungszahl zugeordnet wird und diese als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher (4) abgelegt wird, wobei die Ordnungszahlen eine Reihenfolge repräsentieren, mit welcher die Fehler zeitlich aufeinander folgen, dass jedem Fehler eine Identität zugeordnet wird und diese als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher (4) abgelegt wird, wobei die Identität eine Zuordnung des jeweiligen Fehlers zu demjenigen im Netzwerk (7) transportierten Nachrichtendatensatz ermöglicht, bei dem der Fehler aufgetreten ist, dass der Inhalt des internen Speichers (4) automatisch in einen an die Einrichtung (1) angeschlossenen externen Speicher (10) verschoben oder kopiert wird, wenn die der Einrichtung (1) zur Verfügung stehende elektrische Energieversorgung einen vorbestimmten Minimalwert unterschreitet.
Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehler im internen Speicher (4) chronologisch abgelegt werden.
Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine vorbestimmte Anzahl von Fehlerdatensätzen gespeichert wird, wobei für den Fall, dass die vorbestimmte Fehlerzahl erreicht ist, beim Auftreten eines weiteren Fehlers im internen Speicher der jeweils älteste Fehlerdatensatz mit dem jeweils jüngsten Fehlerdatensatz überschrieben oder verdrängt wird.
Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fehler ein Fehlerschlüssel zugeordnet wird und dieser als Bestandteil des zugehörigen Fehlerdatensatzes im internen Speicher (4) abgelegt wird, wobei der Fehlerschlüssel eine Zuordnung des jeweiligen Fehlers zu einem vorbestimmten Fehlertyp ermöglicht.
Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energieversorgung des Netzwerks (7) und/oder der an das Netzwerk (7) angeschlossenen Steuergeräte (8) und/oder der Einrichtung (1) und/oder des Fahrzeugs überwacht wird und dass festgestellt wird, wenn die Energieversorgung einen vorbestimmten Mindestwert unterschreitet.
Überwachungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Speichern der Fehlerdatensätze im externen Speicher (10) die Überwachungseinrichtung (1) automatisch ausgeschaltet wird.
Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine an die Einrichtung (1) angeschlossene Auswerte-Einheit (12) die von der Einrichtung (1) ermittelten Fehler auswertet.