FR2826745A1 - Procede et dispositif de surveillance du fonctionnement d'un systeme - Google Patents
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Abstract
Procédé de surveillance du fonctionnement d'un système (1) vérifiant les signaux d'entrée (2), les signaux de sortie (7) et les fonctions du système (1), le système (1) comportant des sous-systèmes subordonnés ou faisant partie d'un système subordonné, et des composants réalisés sous forme de circuits, des capteurs (3), des actionneurs (8) et/ ou autres calculateurs de fonction. Il est structuré en- plusieurs fonctions de surveillance décentralisées (UFR prévues dans les différentes fonctions (F_ij) du système (1) pour surveiller le fonctionnement des différentes fonctions (F_ij), et- au moins une instance de surveillance supérieure (UUI), englobant les fonctions, pour la coordination des fonctions de surveillance (UF).
Description
Etat de la technique La présente invention concerne un procédé de
surveillance du fonctionnement d'un système en contrôlant les signaux d'entrée et les signaux de sortie et au moins une unité fonctionnelle du système. Le sys s tème comporte au moins un sous-système subordonné et/ou fait partie d'un système subordonné. Le système comporte des composants réalisés en circuit tels que des capteurs, des actionneurs et/ou des calculateurs
de fonction.
L'invention concerne également un élément de mémoire
o pour un dispositif de surveillance du fonctionnement d'un système.
L'élément de mémoire contient un programme d'ordinateur que l'on peut dérouler sur un calculateur, notamment un microprocesseur. L'élément de mémoire est par exemple une mémoire morte ROM, une mémoire vive
RAM ou une mémoire flash.
s L'invention concerne également un programme d'ordinateur que l'on peut dérouler sur un calculateur, notamment un microproces seur. Un système dans le sens de la présente invention est par exemple un queleonque appareil de commande de véhicule automobile dont la fonction déterminée consiste à commander et/ou à réguler une ou plusieurs fonctions dans le véhicule automobile. Le fonctionnement de
l'appareil de commande peut être vérifié à l'aide de signaux d'entrce (four-
nis par des capteurs ou autres appareils de commande) des signaux de sortie (pour les actionneurs ou autres appareils de commande) et vérifier 2s les fonctions de l'appareil de commande. L'appareil de commande peut comporter des sous-systèmes sutordonnés, par exemple sous la forme
d'autres appareils de commande qui commandent et/ou assurent la ré-
gulation de différentes sous-fonctions du véhicule automobile. Un exemple d'un système avec des sous-systèmes subordonnés est une installation de freins électriques d'un véhicule automobile. Un appareil de commande
subordonné détermine comment répartir une force de freinage prédéter-
minée entre les différents cylindres de freins des roues. Les appareils de commande subordonnés qui sont par exemple associés aux cylindres de frein d'une roue commandent ou assurent la régulation de la commande
des cylindres de frein.
Pour assurer un fonctionnement correct d'un système il est
connu selon l'état de la technique, de recourir à la surveillance des si-
gnaux d'entrce, des signaux de sortie et des fonctions du système. Selon le document DE41 14 999 A1, on connaît un procédé de surveillance du
fonctionnement d'un appareil de commande de véhicule. Dans un micro-
calculateur de l'appareil de commande on exécute la fonction déterminée de l'appareil de commande. En parallèle à cela, dans une installation de surveillance, on exécute la méme fonction déterminée, au moins en partie.
Les signaux de sortie du microcalculateur et de l'installation de sur-
veillance sont comparés et en fonction du résultat de la comparaison on détermine si l'appareil de commande fonctionne correctement ou non. En cas de détection d'un fonctionnement défectueux de l'appareil de com o mande on exécute des mesures de remplacement appropriées. Ce procédé de surveillance proposé dans ce document est fortement orienté vers les ctrcuits du système à surveiller ce qui rend ce procédé très rigide. Si le procédé de surveillance proposé doit étre exécuté par exemple dans un autre appareil de commande avec d'autres fonctions prédéterminces, il faut également refondre complètement le procédé de surveillance qui se
déroule dans l'installation de surveillance et l'adapter à la fonction modi-
fiée de l'autre appareil de commande.
Selon le document DE 44 38 714 A1, on connait un procédé de surveillance du fonctionnement d'un appareil de commande. Un micro
o calculateur de l' appareil de commande est sub divisé en un plan fonction-
nel, en un plan de surveillance et un plan de contrôle. Dans le plan
fonctionnel on exécute la fonction déterminée de l'appareil de commande.
Dans le plan de surveillance on vérifie la fonction exécutée par exemple à l'aide d'une comparaison à seuil ou d'un contrôle de plausibilité. Dans le s plan de surveillance on n'exécute pas l'ensemble de la fonction déterminée
de l'appareil de commande mais uniquement les fonctions de surveillance.
Pour pouvoir néanmoins détecter un fonctionnement défectueux du sys-
tème avec une fiabilité suffisante, il est prévu un plan de contrôle supplé-
mentaire dans lequel on vérifie les composants réalisés sous forme de circuits (par exemple les éléments de mémoire) du système en les testant
et en vérifiant par une communication question/réponse que le microcal-
culateur fonctionne correctement. Dans le procédé de surveillance proposé dans ce document, un inconvénient est que la structure du procédé soit orientée sur la réalisation en tant que circuit du système à surveiller et s5 d'être très rigide. Pour pouvoir transposer le procédé de surveillance à un autre appareil de commande avec une autre fonction déterminée, il faut d'abord le refondre complètement puis l'adapter aux nouvelles conditions de circuits et de programmes. Mais une telle adaptation est compliquée et coûteuse. La présente invention a pour but de développer un concept valable de manière générale pour la surveillance et le diagnostic de systè s mes, et qui peut se transposer sans mise en _uvre de moyens importants
à d'autres systèmes.
Pour résoudre ce problème, la présente invention propose un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est structuré en plusieurs fonctions de surveillance décentralisées (UF) prévues dans les o différentes fonctions (F_ij) du système pour surveiller le fonctionnement des différentes fonctions (F_ij), et au moins une instance de surveillance
supérieure (UUI), englobant les fonctions pour la coordination des fonc-
tions de surveillance (UF).
Avantages de l'invention s Chaque système dans le sens de la présente invention peut se décrire complètement par les fonctions qu'il comporte. Pour les diffé rentes fonctions on ne distingue pas entre le type de réalisation (circuit ou programme). A chaque fonction à surveiller du système, on associe selon l'invention une fonction de surveillance pour surveiller le fonctionnement de cette fonction. Pour coordonner les différentes fonctions de surveillance il faut au moins une instance de surveillance supérieure englobant les fonctions. La présente invention propose donc une structure horizontale particulièrement avantageuse du procédé de surveillance du système à surveiller. Comme fonction dans le sens de la présente invention on désigne une unité de prise en compte ayant au moins une entrce et une sortie. A chaque état d'entrée de la fonction on peut associer sans équivo que un état de sortie. La fonction peut être réalisée comme ctrcuit câblé
ou comme construction en programme.
o Selon un développement avantageux de l'invention, les fonctions à surveiller sont réparties en structures hiérarchiques. Chaque
fonction garantit en propre la fiabilité des signaux d'entrée qu'elle utilise.
Cela permet à la fonction (selon la couche hiérarchique associée) soit de n'accéder qu'aux signaux d'entrée qu'elle utilise et éventuellement aux in forrnations d'état de fonction en amont, soit encore de tenir compte
d'informations supplémentaires de couches de surveillance supérieures.
Selon ce développement, on aura une structure verticale du procédé de
surveillance du système surveillé.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, une fonction de surveillance supérieure demande l'état des signaux d'entrée
pour une fonction de surveillance subordonnée.
De manière avantageuse, dans le cas d'un fonctionnement défectueux du système on prend des mesures de remplacement et ces me- sures peuvent être configurées librement pour la fonction défectueuse respective. Les mesures de remplacement peuvent étre exécutées à la place ou en plus de la fonction déterminée que l'on surveille, dès qu'un défaut est reconnu. Selon le type de défaut détecté, un tableau permet de o sélectionner une mesure de remplacement déterminée et de l'activer. Des mesures de remplacement déclenchées à cause de la détection d'un défaut dans le cadre d'une fonction de priorité élevée, sont amorcées avant un
diagnostic du défaut et un enregistrement de celui-ci.
De manière préférentielle, en cas de fonctionnement défec is tueux du système on prend des mesures de remplacement; ces mesures de remplacement sont aussi voisines que possible de la fonction reconnue comme défectueuse par la fonction de surveillance associée. Cela garantit que les mesures de remplacement prises sont aussi près que possible du défaut produit. Cela est seulement possible grâce à la structure selon
o l'invention du procédé de surveillance.
Selon un développement préférentiel de l'invention, au moins l'instance de surveillance supérieure assure la coordination de la
gestion d'une mémoire de défaut, en particulier l'enregistrement et la lec-
ture des enregistrements dans la mémoire de défaut. La mémoire de dé s faut peut étre lue pour l'exploitation des informations qu'elle contient soit pendant le fonctionnement de l'appareil de commande soit à un instant ultérieur. Les informations exploitées peuvent étre prises en compte dans
la conception de nouveaux systèmes.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'instance de surveillance supérieure demande ou interroge un état de surveillance pour les différentes fonctions de surveillance. Cet état de la surveillance des différentes fonctions de surveillance est transmis
par l'instance de surveillance supérieure à l'unité de diagnostic externe.
De manière avantageuse, l'instance de surveillance supé rieure fournit une interface pour le branchement d'une unité de test de diagnostic pour commander de manière précise différents composants du système. Cela permet de commander de manière dirigée par exemple des
actionneurs du système surveillé.
Les fonctions de surveillance concernent de préférence des
données d'environnement locales importantes pour les différentes fonc-
tions et transmettent celles-ci à l'instance de surveillance supérieure. Les données locales d'environnement sont par exemple une tension de batterie s dans le cas d'un système constitué par l'appareil de commande de gestion
électrique de la batterie (système de commande EBM). La saisie des don-
nées locales de l'environnement peut être déclenchée par exemple par le
compteur de défauts. A l'instant d'une première incrémentation du comp-
teur, on saisit les données locales de l'environnement. On décrémente le o compteur en remettant à zéro les données locales de l'environnement. De cette manière, les données d'environnement, saisies, sont seulement transmises lors de la surscription de l'état de comptage maximum (par exemple lors du dépassement d'un seuil prédéterminé au passage d'une perturbation vers un défaut) à l'instance de surveillance. Les données
s d'environnement sont des informations supplémentaires (température) en-
registrées avec le défaut et utilisées pour une analyse future du défaut.
De préférence l'instance de surveillance, supérieure, saisit de son côté de manière centrale les donnces glob ales d' environnement. Les fonctions de surveillance subordonnées fournissent l'information indi
o quant l' existence d'un défaut. L'instance de surveillance supérieure enre-
gistre alors les données globales d'environnement, actuelles, en même temps que le défaut. Dans des cas particuliers (si par exemple les données globales ne permettent pas d'avoir une information concernant le défaut) on peut transmettre les données locales d'environnement des fonctions de s surveillance subordonnées vers l'instance de surveillance supérieure et les enregistrer avec le défaut. Les données globales d'environnement sont des données qui sont importantes non seulement pour des fonctions spéciales mais également pour plusieurs fonctions. Un exemple de données globales d'environnement est la température ambiante ou encore la température
du moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile.
Comme autres solutions du problème l'invention concerne un procédé caractérisé en ce que dans plusieurs fonctions de surveillance
(UF), décentralisces, prévues dans les différentes fonctions (F_y) du sys-
tème, on surveille le fonctionnement des différentes fonctions (F_ij), et s dans au moins une instance de surveillance (UUI) supérieure englobant
les fonctions on assure la coordination des fonctions de surveillance (UF) .
I1 est particulièrement important de réaliser le procédé selon l'invention sous la forme d'un élément de mémoire pour un dispositif de surveillance du fonctionnement d'un système. L'élément de mémoire con tient un programme d'ordinateur que l'on peut exécuter dans un calcula teur, en particulier un microprocesseur, et qui exécute le procédé de l'invention. Dans ce cas, l'invention est réalisée par un programme s d'ordinateur enregistré dans l'élément de mémoire de façon que cet élé ment de mémoire contenant le programme d'ordinateur représente l'invention tout comme le pro cédé dont l'exécution est assurée par le pro gramme d'ordinateur. Comme élément de mémoire on peut notamment utiliser un support de mémoire électrique comme par exemple une mé
o moire morte (ROM), une mémoire vive (RAM) ou une mémoire flash.
La présente invention concerne également un programme d'ordinateur pour l'exécution du procédé de l'invention sur un calculateur, en particulier un microprocesseur. I1 est particulièrement intéressant que le programme d'ordinateur soit enregistré dans un élément de mémoire, notamment une mémoire morte (ROM), une mémoire vive (RAM) ou une
mémoire flash.
Enfin, comme autre solution du problème de l'invention, partant d'un dispositif de surveillance du type défini ci-dessus, l'invention propose un dispositif caractérisé en ce qu'il comprend des fonctions de surveillance décentralisées (UF) prévues dans les différentes fonctions (F_ij) du système pour surveiller le fonctionnement des différentes fonc tions (F_y), et au moins une instance de surveillance (UUI) supérieure, en
globant les fonctions, pour coordonner les fonctions de surveillance (UF).
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre une structure de différentes fonctions dans un pro cédé de surveillance selon l'invention pour un système à surveiller, - la figure 2 montre une structure de fonction prédéterminée par le pro cédé de surveillance selon l'invention dans le système à surveiller, - la figure 3 montre un élément de structure d'une instance de sur veillance supérieure du procédé de surveillance selon l'invention, - la figure 4 est un détail de l'instance de surveillance supérieure de la figure 3, - la figure 5 montre un système dans lequel se déroule le procédé de
surveillance de l'invention.
Description des exemples de réalisation
La présente invention concerne une structure horizontale particulière dépendant des fonctions pour un procédé de surveillance du fonctionnement d'un système. Le système est par exemple un appareil de s commande de véhicule, notamment un appareil de commande de gestion électrique de batterie (appareil EBM). Le système comprend des sous systèmes réalisés par exemple par un calculateur ou sous la forme d'un circuit ASIC, c'està-dire d'un circuit intégré dédié à une application. Le système comprend également des fonctions telles que par exemple des o fonctions de gestion électrique de batterie, une fonction d'image de batte rie ou moyens analogues. Enfin, le système comporte des composants réalisés en circuits câblés qui sont par exemple les actionneurs ou les capteurs. Une exigence minimale pour la surveillance du système est s de déterminer le moment o le système ne se comporte plus comme spéci fié. Dans le cas idéal, il faut en outre garantir que même lorsque des dé fauts se produisent le système se comporte comme spécifié. Cela suppose des redondances. Or, pour des raisons de coût, en général de telles redon dances ne sont acceptables économiquement que pour des systèmes clas o sés comme concernant la sécurité. Pour des systèmes au niveau de la gestion électrique de batteries, la surveillance du système est ainsi limitée à ne reconnaître que le moment o le système ne se comporte plus comme spécifié. L'expression " spécification " désigne dans le contexte de la s présente invention, la somme de toutes les conditions posées à un sys tème. Les conditions peuvent être par exemple les suivantes: " sécurité en cas de défaillance " << tolérance de défaut " " sécurité fonctionnelle " ou " appareil de commande fonctionnant sans limite pour des tensions de
fonctionnement comprises entre 6 V et 20 V ".
Comme les conditions appliquées à chaque système diffè rent, un procédé de surveillance valable de manière générale comme celui de l'invention se caractérise par son application souple à des systèmes différents avec des conditions différentes. Cela nécessite une structure fonctionnelle correspondante permettant d'utiliser les composants de sur veillance pour différents systèmes (même si ceux-ci répondent à des con
ditions différentes du point de vue de la sécurité).
Le procédé de surveillance se déroule en parallèle au procé dé de commande et de régulation proprement dit du système et ne doit
pas limiter le fonctionnement de celui-ci, par exemple par une consom-
mation de capacité de calculateur. Le système peut réagir directement au
résultat de la surveillance (défaut). De plus, les défauts peuvent étre enre-
gistrés de manière permanente dans une mémoire de défaut et être utili
s sés pour une analyse de défaut.
Le diagnostic englobe par exemple la possibilité de soumet-
tre les défauts enregistrés à une analyse. Pour cela, il peut étre nécessaire d'avoir une interface appropriée. Par cette interface on peut brancher un testeur de diagnostic approprié au système pour permettre un échange de
o données entre le testeur de diagnostic et le système ou inversement.
Le diagnostic de défaut fait partie de la surveillance qui est
appelée en général dans un atelier par le testeur de diagnostic. Néan-
moins, on peut également envisager d'intégrer les fonctions de diagnostic dans l'appareil de commande et de les appeler pendant le fonctionnement déterminé de l'appareil de commande. Le diagnostic offre les possibilités suivantes: - lecture de la mémoire de défaut et son effacement, - lecture de grandeurs de sortie de fonctions sélectionnées (par exemple les signaux de capteur),
o - modification de la valeur de grandeurs d'entrée et de fonctions sélec-
tionnées (par exemple pour la commande d'un actionneur) et - mémoriser des données spécifiques à l'appareil de commande (par
exemple un numéro de série).
En plus, le diagnostic concerne le calcul des données histo s riques, c'est-à-dire de séries de données accumulées sur des périodes
prolongées et nécessaires à l'analyse du comportement du système (don-
nées facilitant le développement). Des données historiques ne sont pas
nécessaires au fonctionnement du système.
La flgure 1 montre une structure d'un système 1 réalisé comme appareil de commande EBM. Chaque système 1 peut se décrire complètement par ses fonctions F_y. Le flux d'informations échangé entre les fonctions F_ij est représenté par des lignes. Les lignes en trait plein correspondent à la surveillance de fonctions à faible priorité; les lignes en trait interrompu correspondent à la surveillance de toutes les autres fonc s tions (à priorité élevée). Pour les fonctions F_ij, dans ce plan, il n'y a pas
lieu de distinguer entre la nature de la réalisation (cIrcuit ou programme).
Toutes les fonctions F_y ont la méme structure de fonction qui sera dé-
taillée ultérieurement à l'aide de la figure 2.
Le système 1 représenté à la figure 1 présente des fonctions F_ij installées pour que le traitement du signal se fasse de la gauche vers
la droite. L'appareil de commande 1 reçoit les signaux d'entrée 2 de cap-
teurs 3. Selon l'exemple d'un appareil de commande EBM, une grandeur s d'entrée 2 est par exemple la tension de la batterie. Le capteur 3 est alors
un appareil de mesure de tension qui détecte la tension de la batterie.
Dans les fonctions de préparation de déroulement de signal F_11, F_12 on
transforme les signaux d'entrée 2 en un format utilisable par le micropro-
cesseur 4 de la l'appareil de commande 1. Dans le cas de l'exemple de
o l'appareil de commande EBM, on a prévu par exemple un diviseur de ten-
sion qui divise la tension de la batterie pour obtenir un niveau approprié pour le microprocesseur 4. La grandeur d'entrée du microprocesseur 4
porte la référence 5. Les grandeurs d'entrée 5 sont traitées par le micro-
processeur 4 suivant les conditions posées à l'appareil de commande 1 s pour obtenir des grandeurs de sortie 6 appropriées. Le traitement des grandeurs d'entrée 5 pour obtenir les grandeurs de sortie 6 est assuré par différentes fonctions F_21, F_22, F_23, F_24, F_25, F_26, F_27 dans le microprocesseur 4. Selon l'exemple de l'appareil de commande EBM, la tension enregistrée par le microprocesseur 4 sert de grandeur d'entrée o d'un algorithme dont le résultat est utilisé pour décrire un port de sortie du microcalculateur. La grandeur de sortie 6 du microprocesseur 4 doit dans la plupart des cas subir une préparation de signal sous la forme de fonction de préparation de déroulement de signal F_41, F_42, F_43 avant d'obtenir un signal de sortie 7 approprié. Dans le cas d'appareils de com s mande EBM, la préparation du déroulement du signal comprend par exemple l' amplification des grandeurs de sortie 6 du micropro cesseur 4
pour commander par exemple un actionneur 8 tel qu'un régulateur de gé-
nérateur.
Tous les composants de surveillance (fonction de sur-
so veillance UF), dans l'appareil de commande 1 ou dans les fonctions F_ij de l'appareil de commande 1, sont représentés à la figure 1 sous la forme de zones hachurées des fonctions F_ij avec une liaison de communication vers une instance de surveillance supérieure (UUI). La présente invention prévoit d'associer la fonctionnalité de surveillance directement aux diffé
ss rentes fonctions F_] de l'appareil de commande 1. Les fonctions de sur-
veillance UF sont réparties dans l'ensemble du système. Dans le cas de l'exemple de l'appareil de commande EBM, pour la fonction mesure de tension " on peut vérifier l'information de tension directement dans le mi croprocesseur à l'aide de la fonction avec uniquement des grandeurs d'entrée de la fonction pour vérifier une tension minimale et une tension maximale. Cette fonction de surveillance est intégrée à la fonction " mesure de tension >. Pour chaque fonction on fixe individuellement si la s fonction F_ij doit être surveillée et dans quelle mesure elle doit l'être. La
répartition du procédé de surveillance entre plusieurs fonctions de sur-
veillance qui sont associées chaque fois à une fonction à surveiller F_y
constitue une partie importante de la présente invention.
L'appareil de commande 1 comprend une unité de sur o veillance redondante externe au calculateur sous la forme d'un module de
surveillance UM qui vérifie que le microprocesseur 4 fonctionne correcte-
ment. Cette vérification est particulièrement importante car le micropro-
cesseur 4 à la fois responsable de l'exécution du plus grand nombre de fonctions F_ij de l'appareil de commande 1 et ainsi également de
s l'exécution des fonctions de surveillance UF.
Chaque fonction de surveillance UF fournit un état à un
poste central, c'est-à-dire l'installation de surveillance subordonnée UUI.
Dans ce poste central on dispose de toutes les informations d'état de tou-
tes les fonctions surveillées F_ij. I1 en résulte la possibilité d'une sur o veillance plus globale que celle qui serait nécessaire directement au
niveau d'une fonction de surveillance UF.
L'instance de surveillance subordonnce UUI tient compte non seulement de l'état d'une fonction F_ij mais peut également mettre cet état en relation avec les informations d'état d'autres fonctions F_ij. Dans le
s cas de l'appareil de commande EBM, la surveillance des sorties d'un com-
posant pilote se fait par l'exploitation du résultat du diagnostic propre de ce composant. En cas de dépassement vers le bas d'une tension minimale que l'on reconnaît par exemple par une surveillance de sous tension, le diagnostic propre du composant est défaillant et fournit un enregistrement non fondé de défaut. Cet enregistrement de défaut ne doit pas être pris en compte dans la mesure o l'on a découvert un défaut de sous tension avant que ne se produise le défaut de composant. Cette combinaison des
informations est faite par l'instance de surveillance supérieure UUI.
En plus, l'instance de surveillance supérieure UUI fournit ss des structures qui peuvent être utilisées pour le traitement de tous les défauts reconnaissables. Cela concerne entre autre la détection de l'état de défaut, le regroupement des informations nécessaires pour les défauts et le mécanisme d'enregistrement en mémoire des défauts à partir d'une
mémoire volatile vers une mémoire non volatile NVM.
Les différents composants de cette structure d'appareil de
commande seront considérés de manière détaillée ci-après. La description
s commencera par celle des différentes fonctions d'un appareil de com mande à l'aide de la figure 2. Cette flgure montre la structure fonctionnelle prédéterminée par le concept de surveillance de l'invention, avec lequel on
peut décrire n'importe quelle fonction F_y d'un appareil de commande 1.
L'avantage d'une telle structure fonctionnelle unitaire réside dans la sim o ple possibilité d'échange des fonctions F_] ainsi que de la fonction de sur veillance associée UF dans le système 1. Le système 1 est construit de
manière modulaire à partir des différentes fonctions F_y.
Chaque fonction F_y contient une fonctionnalité de base 10.
Cela représente la mission déterminée de la fonction F_ij. La fonctionnalité de base 10 peut envoyer et recevoir des informations, c'est-à-dire échanger de cette manière des informations avec d'autres fonctions F_ij (non repré sentées); cela est indiqué par la double flèche dans la partie supérieure du bloc fonctionnel 10. De plus, il est prévu une fonctionnalité de service 11 qui forme une interface entre la fonctionnalité de base 10 et un testeur o de diagnostic. Cette interface permet: - d'extraire les grandeurs de sortie proprement dites de la fonctionnalité de base 10 mais aussi - des grandeurs internes, déterminées de la fonction F_] non émises en fonctionnement normal. En plus, s - on peut influencer les grandeurs de sortie de fonctions sélectionnéesF_y par le testeur de diagnostic.
Comme troisième élément de structure, on a la fonctionna lité de surveillance UF dans la fonction F_y. Par la fonctionnalité de sur veillance UF on surveille soit les grandeurs d'entrce soit les grandeurs de sortie de la fonctionnalité de base ou les deux en fonction de certains cri tères. Ces critères doivent être fixés individuellement pour chaque fonction F_y. Avant de déterminer un défaut, il faut parcourir les étapes suivantes: - avant de lancer la surveillance d'une fonction F_y il faut tout d'abord remplir certaines conditions d'entrée pour le contrôle. Les conditions ss d'entrée sont celles qui doivent être remplies pour effectuer la sur veillance, de façon à éviter des détections de défauts et des enregistre ments de défauts non justifiés. Si par exemple on veut surveiller un chemin de capteur commutable, une condition d'entrée est qu'à l'instant du contrôle le capteur soit actif, - de plus, il faut fixer les conditions de contrôle ou de vérification, - il faut fixer la durée pendant laquelle une perturbation doit être recon s nue comme active avant que cela ne corresponde à la détection d'un
défaut et que celui-ci ne soit enregistré.
La fonctionnalité de service 11 et la fonctionnalité de sur veillance UF peuvent échanger des informations avec l'instance de sur veillance supérieure UUI, ce qui est explicité par les doubles flèches dans
o la partie supérieure des blocs fonctionnels 11 et UF.
Le signal d'état de la fonction de surveillance UF, qui four nit par exemple une information indiquant qu'un défaut s'est produit dans la fonction F_ij, peut être demandé par l'une des fonctions en aval F_ij par l'instance de surveillance supérieure UUI. L'extension de la fonction de s surveillance UF dépend de la priorité attribuée à la fonction de base 10 dans le système 1. La priorité dépend de ce que la fonction F_ij peut met tre le système en cas de défaut dans un état dépassant un risque limite prédéterminé. Le risque limite se fixe individuellement pour chaque sys
tème 1.
o En cas de défaut détecté, il faut prendre d'éventuelles con
tre-mesures, c'est-à-dire exécuter des fonctions de remplacement EF.
Dans le cas de l'exemple de l'appareil de commande EBM, l'algorithme pour le calcul de grandeurs non mesurables de la batterie peut contenir l'information de défaut indiquant qu'une ou plusieurs de ses grandeurs s d'entrée, ne sont pas plausibles. L'algorithme utilise ensuite des valeurs de remplacement, prédéterminées. Dans ce cas la fonctionnalité de rem placement consiste à utiliser des valeurs de remplacement en cas de dé faut. La fonctionnalité de remplacement à exécuter est sélection
née dans une liste 12 suivant le résultat de la fonction de surveillance UF.
Sur la liste 12 on peut avoir des embranchements vers la fonctionnalité de
remplacement correspondante EFA...EFZ et exécuter celle-ci.
L'instance de surveillance UUI supérieure sera décrite ci-
après de manière plus détaillée à l'aide de la figure 3. L'instance de sur s5 veillance supérieure UUI remplit plusieurs missions. L'une des missions principales est la saisie et l'archivage de tous les défauts reconnaissables
de l'appareil de commande 1 pour une future analyse de défaut.
L'unité centrale pour regrouper toutes les données néces-
saires associées à un certain défaut est un gestionnaire de chemins de
défauts FPM. Chaque défaut reconnaissable doit être identifié sans équi-
voque, par exemple par un numéro de défaut. Le type de défaut doit être s saisi; certaines fonctions supplémentaires doivent être mémorisées comme défauts pour juger du défaut et des déroulements spécifiques aux
défauts, déterminés doivent être connus. Ces informations sont regrou-
pées par le gestionnaire de chemins de défauts FPM, pour chaque défaut
dans un chemin de défauts, et sont toujours actualisées.
o Un gestionnaire d'état de défaut FSM détermine si un dé faut s'est produit et, dans l'affirmative, le type de défaut. Toutes les infor mations d'état de l'erreur reconnaissable sont connues du gestionnaire d'état de défaut FSM. Une variation d'état par le gestionnaire de chemin de défauts FPM est conduit au transfert des informations d'état dans le
s chemin de défauts correspondant.
A chaque défaut on associe des informations supplémentai res déterminées dites informations d'environnement UD. Les informations d'environnement UD sont des grandeurs des tâches sélectionnées du sys tème 1 telles que la température ou la vitesse; ces informations sont tou o jours fournies sous forme actuelle par le gestionnaire de données d'environnement UDM et elles sont enregistrées par le gestionnaire de chemin de défauts FPM, en temps correct par rapport à l'arrivée du défaut dans le chemin de défauts. Cela permet de distinguer entre les données d'environnement UD enregistrées avec chaque défaut et les données s d'environnement UD qui ne sont enregistrées qu'avec des défauts sélec tionnés. Les chemins de défauts ainsi composés sont enregistrés de manière volatile dans une mémoire et ne sont enregistrés que pour des états appropriés du système dans une mémoire non volatile NVM. La mé so moire de défaut est par exemple une mémoire EPROM. Pour éviter un nombre inutilement élevé d'accès à la mémoire non volatile NVM, les accès à cette mémoire ne se font que s'ils sont effectivement nécessaires. La co ordination est le problème d'un gestionnaire de mémoire de défauts FM
qui commande l'échange de données avec la mémoire NVM.
ss Pour analyser les données archivées, le gestionnaire de chemin de défauts FPM fournit une interface 20 appropriée. Cette inter face 20 repose par exemple sur le protocole KWP-2000 (ISO/DIS 14230-4) et permet de commander un testeur de diagnostic 21 approprié. Ainsi, on peut avoir un flux de données entre l'appareil de commande 1 et le testeur de diagnostic 21. En plus de la lecture et de l'effacement de la mémoire de défauts NVM, cette interface 20 offre également la possibilité d'extraire des grandeurs de sortie de fonction sélectionnée (par exemple des grandeurs de capteurs), des grandeurs d'entrée et de fonction sélectionnées pour en modifier la valeur (par exemple pour commander un actionneur) et
d'enregistrer en mémoire des données spécifiques à l'appareil de com-
mande (par exemple le numéro de série).
Une autre interface 22 sert à fournir des informations glo
o bales d'état d'autres appareils de commande en fonction des défauts re-
connus. Cela sert par exemple à commander l'affichage du tableau de
commande et l'émission de défauts à destination du conducteur du véhi-
cule. L'instance de surveillance supérieure UUI a également s comme mission d'assurer le service global 23. I1 s'agit de fonctions qui servent exclusivement à l'analyse du comportement du système et qui ne
sont pas nécessaires au fonctionnement déterminé de l'appareil de com-
mande 1. I1 s'agit de toutes les données historiques comme par exemple le courant de repos moyen de l'appareil de commande 1 pendant toute la du
rée de vie de l'appareil de commande.
La figure 4 montre une fonctionnalité supplémentaire de l'instance de surveillance UUI sous la forme d'un gestionnaire de chemin de défau ts FPM -valid eu r. Le valideur FPM s ert à re connaître et à éviter de s erreurs récurrentes. Le valideur évite l'enregistrement de défauts dans la :5 mémoire de défauts NVM qui ont pour cause un autre défaut (détection de défaut récurrent). Dans le cas de l'exemple de l'appareil de commande EBM, la surveillance des sorties d'un composant pilote se fait par l'exploitation du résultat du diagnostic propre de ce composant. En cas de dépassement vers le bas d'une tension minimale, ce qui se détecte que par o la surveillance de sous-tension, le diagnostic de composant est défaillant mais fournit un enregistrement de défaut non fondé. Cet enregistrement
de défaut ne doit pas être pris en compte car il repose sur une autre er-
reur que l'erreur reconnue. Un enregistrement de défaut ne doit pas être
pris en compte si directement avant que ne se produise le défaut du com-
posant on a détecté un défaut de sous-tension. Cette combinaison des in-
formations est assurée par le valideur FPM.
La figure 5 montre un système 1 réalisé comme appareil de commande dont le fonctionnement doit être surveillé par le procédé de l'invention. L'appareil de commande 1 comprend un élément de mémoire
réalisé de préférence comme support de mémoire électrique, notam-
ment comme mémoire effaçable et programmable EPROM. Sur l'élément de mémoire 30 on enregistre un programme d'ordinateur permettant l'exécution du procédé de surveillance de l'invention lorsque ce procédé est
déroulé dans un calculateur 31 de l'appareil de commande 1. Le calcula-
teur 31 est notamment un microprocesseur. Pour réaliser le programme
d'ordinateur sur le caleulateur 31, on transmet le programme soit globa-
lement soit à la demande de l'élément de mémoire 30 vers le calculateur o 31. Le programme d'ordinateur implémente notamment la structure selon l'invention du procédé de surveillance de façon à ce que pour chaque fonction à surveiller du système on dispose d'une fonction de surveillance et qu'une instance de surveillance supérieure assure la coor dination des fonctions de surveillance.
Claims (10)
1 ) Procédé de surveillance du fonctionnement d'un système (1) vérifiant
les signaux d'entrée (2), les signaux de sortie (7) et les fonctions du sys-
tème (1),
s le système (1) comportant des sous-systèmes subordonnés ou faisant par-
tie d'un système subordonné, et comprenant
des composants réalisés sous forme de ctrcuits, des capteurs (3), des ac-
tionneurs (8) et/ou autres calculateurs de fonction, caractérisé en ce qu' o il est structuré en - plusieurs fonctio ns de surveillance dé centralis ée s (UF) p révu es d ans le s différentes fonctions (F_y) du système (1) pour surveiller le fonctionne ment des différentes fonctions (F_ij), et au moins une instance de surveillance supérieure (UUI), englobant les fonctions pour la coordination des fonctions de surveillance (UF). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fonctions de surveillance (UF) sont prévues dans des structures hiérar
chisées.
3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour une fonction de surveillance subordonnée (UF), une fonction de sur
:5 veillance (UF) supérieure interroge l'état des signaux d'entrée (2).
4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en cas de fonctionnement défectueux du système (1), on prend des mesu so res de remplacement et ces mesures sont configurables librement pour la
fonction défectueuse respective.
) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'
ss en cas de fonctionnement détectueux du système (1), on prend des mesu-
res de remplacement et celles-ci sont prises aussi près que possible des fonctions (F_ij) qui ont été reconnues comme défectueuses par la fonction
de surveillance associée (UF).
6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instance de surveillance (UUI) supérieure coordonne la gestion d'une mémoire de défaut (NVM), notamment l'enregistrement et la lecture des
s enregistrements dans la mémoire de défaut (NVM).
7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instance de surveillance supérieure (UUI) demande ou requiert un état de
o surveillance pour les différentes fonctions de suveillance (UF).
8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instance de surveillance supérieure (UUI) transmet un état de la sur s veillance des différentes fonctions de surveillance (UF) à une unité de test
de diagnostic (21).
9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instance de surveillance supérieure (UUI) fournit une interface pour le branchement d'une unité de test de diagnostic (21) pour commander de
manière orientée différents composants (3, 8) du système (1).
) Procédé selon la revendication 1, 2s caractérisé en ce que les fonctions de surveillance (UF) saisissent des données d'environnement locales importantes pour les différentes fonctions (F_y) et les transmettent
à l'instance de surveillance supérieure (UUI).
1 1 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instance de surveillance supérieure (UUI) saisit de manière centrale des donnces globales d'environnement et les enregistre avec un défaut détecté
dans une mémoire de défaut (NVM).
12 ) Procédé de surveillance du fonctionnement d'un système (1) consis tant à vérifier les signaux d'entrée (2), les signaux de sortie (7) et les fonc tions du système (1),
le système (1) comportant des sous-systèmes subordonnés ou faisant par-
tie d'un système subordonné, et des composants réalisés avec des circuits tels que des capteurs (3), des actionneurs (8) et/ou des calculateurs de fonction, s caractérisé en ce que - dans plusieurs fonctions de surveillance (UF), décentralisées, prévues dans les différentes fonctions (F_y) du système (1), on surveille le fonc tionnement des différentes fonctions (F_ij), et - dans au moins une instance de surveillance (UUI) supérieure englobant o les fonctions on assure la coordination des fonctions de surveillance (UF). 13 ) Elément de mémoire, notamment de mémoire morte ROM, mémoire
vive RAM ou mémoire flash pour un dispositif de surveillance du fonction-
nement d'un système ( 1) sur laquelle on a enregistré un programme
d'ordinateur exécutable par un calculateur, notamment un microproces-
seur et servant à l'exécution d'un procédé selon l'une quelconque des re-
vendications 1 à 12.
14 ) Programme d'ordinateur exécuté dans un calculateur, notamment un microprocesseur, caractérisé en ce que
le programme est prévu p our l' exécution d'un pro cédé selon l'une qu el -
conque des revendications 1 à 12, exécuté sur le caleulateur.
) Programme d'ordinateur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu' il est enregistré sur un élément de mémoire, notamment une mémoire
morte (ROM), une mémoire vive (RAM) ou une mémoire flash.
16 ) Dispositif de surveillance du fonctionnement d'un système (1) com portant des sous-systèmes subordonnés ou faisant partie d'un système subordonné et comportant des composants réalisés sous forme de circuits avec des capteurs (3), des actionneurs (8) et/ou des calculateurs de fonc tion, le dispositif comportant des moyens pour vérifier les signaux d'entrée (12), les signaux de sortie (7) et les fonctions du système (1), caractérisé en ce qu' il comprend: des fonctions de surveillance décentralisces (UF) prévues dans les diffé rentes fonctions (F_y) du système (1) pour surveiller le fonctionnement des différentes fonctions (F_y), et au mains une instance de surveillance (UUI) s supérieure, englobant les fonctions, pour coordonner les fonctions de sur
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