ES2353493T3 - Procedimiento de diagnóstico de defectos de funcionamiento de un conjunto de sistemas electrónicos en particular en un vehículo automóvil. - Google Patents

Procedimiento de diagnóstico de defectos de funcionamiento de un conjunto de sistemas electrónicos en particular en un vehículo automóvil. Download PDF

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Abstract

Un procedimiento de diagnóstico de defectos de fun- cionamiento de un conjunto de sistemas electrónicos que in- cluyen componentes (A n i, C n i; UCEn; B), que producen y consumen datos, siendo al menos uno de dichos datos (xi) susceptible de tomar un valor particular (xip) predeterminado, consecuti- vamente a la aparición de un defecto de funcionamiento de al menos uno de los componentes (A n i, C n i; UCEn; B) de dicho con- junto, estando caracterizado este procedimiento las etapas siguientes: a) al lanzamiento de una fase de diagnóstico, se seleccionan los datos (xi) que presentan un valor particular (xip), b) para cada dato (xi) así seleccionado, se busca el grupo (x i) de los datos susceptibles de estar en el origen del valor particular (xip) tomado para el dato (xi), c) se es- tablece la lista (x ) de los datos contenidos en la intersec- ción de dichos grupos (x i) de datos, y d) se analiza dicha lista (x ) para identificar el o los componentes del conjunto cuyo defecto de funcionamiento está en el origen de los valo- res particulares (xip) tomados por dichos datos (xi).

Description

El presente invento se refiere a un procedimiento de diagnóstico de defectos de funcionamiento de un conjunto de sistemas electrónicos integrados que reciben y producen datos multiplexados, siendo al menos uno de dichos datos suscepti-5 ble de tomar un valor particular predeterminado como conse-cuencia de la aparición de un defecto de funcionamiento de uno al menos de los componentes de dichos sistemas. Tal pro-cedimiento es conocido por el documento WO 01/31412.
Se conocen conjuntos de sistemas electrónicos de este 10 tipo, concebidos en particular para equipar vehículos auto-móviles. Tal vehículo comprende corrientemente varios siste-mas que aseguran cada uno la ejecución de una prestación tal como el mando o control del motor que propulsa el vehículo, la gestión de la climatización del habitáculo, la gestión de 15 las uniones del vehículo al suelo (frenado, suspensión...), la gestión de comunicaciones telefónicas, etc.
Se ha esquematizado en la fig. 1 del dibujo adjunto los componentes materiales del conjunto de estos sistemas. Estos componentes comprenden esencialmente unidades de mando 20 electrónicas o "calculadoras" UCEm, estando cada calculadora eventualmente conectada a captadores o sensores Cni y a accio-nadores Amj, estando conectadas todas las calculadoras al me-nos a un mismo bus o una línea de transmisión B para emitir o recibir informaciones por ejemplo multiplexadas, que provie-25 nen de o con destino a otras calculadoras conectadas al bus B.
Este multiplexado es obtenido en particular, como es bien conocido para el bus CAN por ejemplo, introduciendo las informaciones en cuestión en mensajes materializados por tra-30 mas de señales numéricas.
A título de ejemplo ilustrativo, el sistema S2 de "mando del motor" comprende la calculadora UCE2, varios captadores C2i sensibles a magnitudes tales como el régimen del motor, de combustión interna por ejemplo, la presión del colector de 35 admisión de este motor, la presión del aire exterior, la tem-peratura del agua de refrigeración del motor, la del aire, el
estado de carga de la batería, etc., y varios accionadores A2j. La calculadora UCE2 es debidamente programada para ejecu-tar varias funciones de control del motor tales como: la re-gulación del ralentí, la regulación de la riqueza de la mez-cla aire/carburante, la regulación del avance en el encendido 5 de esta mezcla y la recirculación de gases de escape. Para hacer esto la calculadora UCE2 explota informaciones venidas de los captadores C2i ya citados y elabora señales de control de los accionadores A2j constituidos por una válvula de mando de aire adicional y una bobina de encendido de bujía para la 10 función "regulación del ralentí", un inyector de carburante para la función "regulador de riqueza", la misma bobina de encendido para la función "avance del encendido" y una válvu-la para la función "recirculación de gases de escape".
Las otras "prestaciones" evocadas antes, "climatización 15 del habitáculo", "unión con el suelo", etc. son ejecutadas por sistemas de arquitectura análoga a la presentada antes para el mando del motor.
Todos estos sistemas puestos en comunicación por un mis-mo bus o línea de transmisión B constituyen una red multi-20 plexada. Se concibe entonces que varias funciones relevantes de sistemas diferentes pueden explotar informaciones sacadas de los mismos captadores, por ejemplo, lo que evita costosas redundancias en la estructura del conjunto de los sistemas. La utilización de una red multiplexada permite también redu-25 cir de manera muy importante la longitud de las líneas eléc-tricas que interconectan los diferentes elementos del conjun-to. Tal conjunto multiplexado permite también la ubicación de funciones no clásicas y eventualmente complejas, que hacen intervenir a veces varios sistemas y llamadas por esta razón 30 "transversales". A título de ejemplo ilustrativo y no limita-tivo, la percepción de la información "bolsa de aire (o air-bag) disparado", significativa de que el vehículo ha sufrido un choque, puede ser tratada entonces de manera que ordene la emisión de una llamada de socorro por un dispositivo de tele-35 fonía móvil a bordo del vehículo.
La patente francesa nº 2.810.758, publicada el 28 de
Diciembre de 2001, divulga un procedimiento de evaluación de la seguridad de funcionamiento de tal conjunto de sistemas integrados que reciben y producen datos. Este procedimiento permite evaluar el impacto de cualquier modificación aportada al sistema durante su fase de concepción, y por tanto asegu-5 rarse de que esta modificación no altera significativamente la seguridad de funcionamiento del conjunto, como es particu-larmente necesario en el entorno de un vehículo automóvil pa-ra garantizar la seguridad de los pasajeros.
Durante la vida útil del vehículo, sucede sin embargo 10 que algunos componentes del conjunto: captadores, accionado-res, calculadora, bus,... se averían o están sujetos a fun-cionamientos defectuosos y conviene por tanto disponer de me-dios de diagnóstico de estas averías o defectos de funciona-miento. Sería ventajoso que estos medios estén concebidos de 15 manera que permitan, durante toda la fase de concepción del vehículo, verificar que las evoluciones aportadas a los sis-temas electrónicos a bordo del vehículo durante esta fase no alteren la capacidad de diagnóstico de estos medios.
El presente invento tiene precisamente como propósito 20 proporcionar un procedimiento de diagnóstico de defectos de funcionamiento que afectan a un conjunto de sistemas electró-nicos del tipo descrito antes, es decir un conjunto en el que sistemas producen e intercambian datos multiplexados.
El presente invento tiene también como propósito propor-25 cionar tal procedimiento cuya capacidad de diagnóstico pueda ser evaluada en cualquier momento durante la fase de concep-ción de un vehículo automóvil equipado de tal conjunto de sistemas multiplexados.
Se han alcanzado estos propósitos del invento, así como 30 otros que aparecerán con la lectura de la descripción que si-gue, con un procedimiento de diagnóstico de defectos de fun-cionamiento de un conjunto de sistemas electrónicos que pro-ducen y consumen datos, siendo al menos uno de dichos datos (xi) susceptible de tomar un valor particular (xip) predeter-35 minado, consecutivamente a la aparición de un defecto de fun-cionamiento de al menos uno de los componentes de dicho con-
junto, comprendiendo este procedimiento las etapas siguien-tes:
a) al lanzamiento de una fase de diagnóstico, se selec-cionan los datos (xi) que presentan un valor particular (xip),
b) para cada dato (xi) así seleccionado, se busca el 5 grupo (xi) de los datos susceptibles de estar en el origen del valor particular (xip) tomado para el dato (xi)
c) se establece la lista (x) de los datos que pertene-cen a la intersección de dichos grupos (xi) de datos, y
d) se analiza dicha lista (x) para identificar el o los 10 componentes del conjunto cuyo defecto de funcionamiento está en el origen de los valores particulares (xip) tomados por dichos datos (xi).
Como se verá más adelante en detalle, este procedimiento permite, gracias a un algoritmo de tratamiento de datos que 15 permite remontar desde los efectos observados de defectos de funcionamiento a las causas de estos defectos, identificar los órganos o aparatos afectados por los defectos, lo que permite a continuación poner remedio a los mismos.
Según otras características del presente invento, en la 20 etapa c) o d), se excluye de la lista (x) los datos que no corresponden a efectos observados de defectos de funciona-miento, y/o los datos emitidos por al menos un componente predeterminado del sistema, por tanto la fiabilidad no es du-dosa, tal como una calculadora o un bus, por ejemplo. 25
Otras características y ventajas del presente invento aparecerán con la lectura de la descripción que sigue y con el examen del dibujo adjunto en los que:
La fig. 1 es un esquema de un conjunto de sistemas electrónicos que se propone dotar de medios de diagnóstico de 30 defectos de funcionamiento según el presente invento, siendo este conjunto descrito en el preámbulo de la presente des-cripción y,
La fig. 2 es un organigrama del procedimiento de dia-gnóstico según el invento. 35
Para poner en práctica esto, se dispone de una base de datos que reúne todas las informaciones que permiten descri-
bir la arquitectura material, funcional y operacional del conjunto de sistemas electrónicos.
De una manera análoga a la descrita en la patente fran-cesa nº 2.810.758 ya citada, igualmente, se constituye de un útil de programación apropiado para interrogar a la base de 5 datos, por medio de solicitudes, de manera que ejecute los algoritmos de búsqueda de causas de defectos de funcionamien-to descritos más abajo. A título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, se podrá utilizar este efecto del lenguaje de so-licitud SQL, bien conocido por el experto en la técnica. 10
Si x es un objeto de la base de datos, se observa como consecuencia F(x) una solicitud sobre x. Se utiliza la nota-ción mayúscula X PARA denominar un conjunto dado. F(x) es en-tonces la unión de los conjuntos F(x) para x que pertenece a X. Esto es coherente con la explotación de las solicitudes de 15 una base de datos ya que el resultado de una solicitud es un conjunto de soluciones. Como los resultados de varias solici-tudes sobre elementos homogéneos son homogéneos, se puede hablar de su unión o reunión.
Según el invento, después del lanzamiento de una fase de 20 diagnóstico de defectos de funcionamiento, se selecciona (etapa a del organigrama de la fig. 2) en esta base cada dato xi (i de l a q) que ha tomado un valor particular xip a conti-nuación del evento que constituye la aparición de un defecto de funcionamiento de uno o de varios componentes del conjunto 25 de sistemas electrónicos considerados: captador o accionador, calculadora, bus o línea de transmisión,...
Es así como un dato xi puede tomar un valor particular xip predeterminado significativo por lo que el dato resulta inválido o erróneo, o por lo que una calculadora, un bus, un 30 captador o un accionador está en avería o en funcionamiento degradado, o aún porque una trama de señales numéricas que contienen los datos es inválida o está ausente, etc.
Habiendo seleccionado así cada dato xi afectado a un va-lor particular xip se remonta, según el invento, (etapa b) al 35 conjunto de los datos susceptibles de ser responsables de la afectación de un valor particular xip a xi y, desde allí, a
las primeras causas de este estado de hecho, tales como, a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo solamente, de-fectos de funcionamiento de los tipos citados anteriormente.
Si se considera un dato xi afectado a un valor particu-lar xip, producido o consumido por una o varias funciones del 5 conjunto de sistemas electrónicos considerado, se observa:
- F(xi) la solicitud "conjunto de funciones que tienen xi en la situación de salida, y que pueden afectar al valor par-ticular xip y xi producen a la salida",
- G(f,(xjp)) la solicitud "conjunto de datos representa-10 tivos de acontecimientos "temidos" para la función f, sean éstos para los cuales entra en defecto y tales que f produce el dato xj afectado al valor particular xjp a la salida (pu-diendo tener la función f varios modos o funcionamiento "de-gradados"), 15
- ),(),(XxXfGXfG
Se puede escribir entonces:
X1 = {Xip} UG((F{Xip});{Xip}) = X0 UG(F(X0),X0)
suponiendo X0 = {Xip},
siendo X1 el conjunto de los datos representativos de aconte-20 cimientos que han podido causar la emisión del dato xi=xip
Se define igualmente:
X2 = X1 UG(F(X1),X1)
el conjunto X2 de los datos que han podido producir xi después de que todas las funciones que producen xi se hayan aplicado 25 como máximo dos veces.
Se extrae de lo anterior la serie recurrente de conjun-tos de datos (X0,…,Xn, Xn+1…) tal que:
X0 = {Xi} y
Xn+1 = Xn UG(F(Xn),Xn) 30
Se llama Xi al límite cuando n tiende hacia +∞ de la serie Xn, designando Xi así el conjunto, o grupo, de los da-tos representativos de acontecimientos que han podido causar la emisión de Xi=Xip.
Es preciso evidentemente asegurarse de la existencia de 35 X y de que el conjunto encontrado G(F(X), X) de aconteci-mientos es un subconjunto propio de X.
Sobre el primer punto está claro que Xn  xn+1. Por otra parte, estando Xn incluido en el conjunto de los aconteci-mientos del conjunto de sistemas electrónicos, existe un índice N para el que XN+1 = XN.
De ello se deduce que: 5
XN+2 = XN+1 UG(F(XN+1),XN+1)= Xn+1 = XN UG(F(XN),XN) = X N+1 = X N
Resulta de ello, por recurrencia, que X = XN lo que de-muestra la existencia de X.
Sobre el segundo punto, ya que Xn+1 = XN UG(F(XN),XN), se extrae, sustituyendo X por XN+1 y XN: 10
X = X UG(F(X),X)
La lectura de esta igualdad de derecha a izquierda hace aparecer que cualquier elemento de G(F(X),X) pertenece a X y por tanto que G(F(X),X) es un subconjunto propio de X.
El algoritmo descrito anteriormente es repetido para to-15 dos los datos xi tales que xi=xip (etapa c), lo que produce q grupos Xi (i de 1 a q) de datos.
Según el invento se establece entonces la lista X de los datos xi=xip que pertenecen a la intersección de estos grupos (etapa d) es decir: 20
X = X1X2…Xi…
y se remontaba a los componentes emisores de estos datos para identificar el o los componentes del conjunto de sistemas electrónicos (captadores, accionadores, calculadoras, bu-ses,…) que son eventualmente afectados de un defecto de fun-25 cionamiento (etapa e).
Los defectos que afectan a estos componentes pueden re-accionar sobre las entradas o las salidas de las funciones ejecutadas en el conjunto de sistemas electrónicos. Los de-fectos de salida son valores particulares de datos “red”: da-30 to erróneo (cuyo defecto no ha sido diagnosticado) dato indi-cado como defecto, dato de valor particular, o valores parti-culares de datos “alámbricos” entregados por captadores o ac-cionadores por ejemplo: dato erróneo o indicado como defecto.
Los defectos de entrada de las funciones son, además de 35 los defectos citados precedentemente: la ausencia de una cal-culadora, de una trama o de un bus, el fallo de una acciona-
dor o de un captador, o aún defectos internos a una calcula-dora (en “reposición”, error de CRC, error sobre tensión de alimentación o de masa, UCE muet, etc…).
El número de los datos contenidos en la intersección X de los conjuntos de datos Xi puede ser importante. Sin em-5 bargo sólo aquellos de estos datos que son representativos de defectos de componentes del conjunto de sistemas electrónicos (captadores, accionadores, conectadores, uniones alámbricas, calculadoras, etc…) son a retener.
Por otra parte, el conductor del vehículo puede observar 10 el buen funcionamiento o ciertos no funcionamientos, o fun-cionamiento degradado, de dispositivos funcionales a bordo del vehículo (tal como una avería del dispositivo de climati-zación, por ejemplo).
Igualmente, un mecánico encargado de reparar el vehículo 15 en avería puede, gracias a datos de diagnóstico y emitidos sobre el bus, identificar causas de averías posibles.
Todas estas observaciones permiten delimitar, en la in-tersección X de los grupos de datos Xi, los datos que son coherentes con las observaciones hechas, lo que permite ex-20 cluir los otros en la sucesión de la búsqueda de las causas de averías.
Igualmente aún si se plantea la hipótesis, razonable, de que el origen de una avería buscada no se encuentra en una calculadora o un bus, por el hecho de la elevada fiabilidad 25 de estos aparatos totalmente electrónicos, se podrá aún hacer salir de X todos los datos que encuentran su origen en es-tos.
Es así como se podrá encontrar bastante fácilmente, según el invento, un captador o un accionador en el origen de 30 un defecto de funcionamiento observado por el conductor o el mecánico, cuando incluso la correlación entre la avería ob-servada y la causa de la avería esté lejos de ser evidente.
A título de ejemplo ilustrativo y no limitativo de tal situación, se puede citar el caso en el que un conductor ob-35 serva una avería del dispositivo de climatización, en un vehículo en el que se ha programado una puesta fuera de ser-
vicio de este dispositivo cuando el nivel de carburante con-tenido en el depósito del vehículo cae por debajo de un nivel bajo, y ello para reducir el consumo del vehículo hasta el momento en que sea posible llenar de nuevo el depósito de carburante. 5
Una búsqueda de la causa de esta avería conducida por procedimiento algorítmico según el invento puede revelar que la causa de esta avería proviene de un defecto de funciona-miento de una sonda encargada de medir el nivel de carburante en el depósito de este carburante. 10
Se observará que el procedimiento de diagnóstico de de-fectos según el presente invento puede ser puesto en práctica también durante la fase de concepción de un vehículo equipado de sistemas electrónicos multiplexados, una vez que el vehí-culo es puesto en servicio. Conforme a uno de los propósitos 15 perseguidos por el presente invento, es así posible verificar que las evoluciones sufridas por estos sistemas durante esta fase de concepción no alteran las capacidades de diagnóstico de defectos, según el invento, de los sistemas a bordo.
Bien entendido, el invento no está limitado al dia-20 gnóstico de defectos que afectan a un conjunto de sistemas electrónicos a bordo en un vehículo automóvil. Encuentra aplicación, por el contrario, en cualquier conjunto de siste-mas electrónicos que reciben y producen datos accesibles so-bre un bus o línea de transmisión. 25

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de diagnóstico de defectos de fun-cionamiento de un conjunto de sistemas electrónicos que in-cluyen componentes (Ani, Cni; UCEn; B), que producen y consumen datos, siendo al menos uno de dichos datos (xi) susceptible 5 de tomar un valor particular (xip) predeterminado, consecuti-vamente a la aparición de un defecto de funcionamiento de al menos uno de los componentes (Ani, Cni; UCEn; B) de dicho con-junto, estando caracterizado este procedimiento las etapas siguientes: a) al lanzamiento de una fase de diagnóstico, se 10 seleccionan los datos (xi) que presentan un valor particular (xip), b) para cada dato (xi) así seleccionado, se busca el grupo (xi) de los datos susceptibles de estar en el origen del valor particular (xip) tomado para el dato (xi), c) se es-tablece la lista (x) de los datos contenidos en la intersec-15 ción de dichos grupos (xi) de datos, y d) se analiza dicha lista (x) para identificar el o los componentes del conjunto cuyo defecto de funcionamiento está en el origen de los valo-res particulares (xip) tomados por dichos datos (xi).
  2. 2. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1, ca-20 racterizado porque en la etapa c) o d), se excluyen de la lista (X) los datos que no corresponden a efectos observados de defectos de funcionamiento.
  3. 3. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque en la etapa c) o 25 d), se excluyen de la lista (X)los datos remitidos por al menos un componente predeterminado de un sistema del conjun-to.
  4. 4. Un procedimiento conforme a la reivindicación 3, ca-racterizado porque dicho componente predeterminado es una 30 calculadora (UCEi) o un bus (B).
  5. 5. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, aplicado a un conjunto de sistemas electrónicos a bordo en un vehículo automóvil.
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