WO2004059407A1 - Procede de diagnostic de defauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle - Google Patents

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WO2004059407A1
WO2004059407A1 PCT/FR2003/003851 FR0303851W WO2004059407A1 WO 2004059407 A1 WO2004059407 A1 WO 2004059407A1 FR 0303851 W FR0303851 W FR 0303851W WO 2004059407 A1 WO2004059407 A1 WO 2004059407A1
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functional
diagnosis
functions
particular values
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Samuel Boutin
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Renault S.A.S.
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions

Definitions

  • the present invention relates to a method for diagnosing malfunctions of a functional architecture.
  • Said architecture can be composed of a set of functions linked to electronic components
  • Such a vehicle commonly comprises several systems, each ensuring the execution of a service such as controlling the engine propelling the vehicle, managing the air conditioning of the passenger compartment, managing the connections of the vehicle to the ground (braking, suspension, etc.). .), managing telephone communications.
  • a service such as controlling the engine propelling the vehicle, managing the air conditioning of the passenger compartment, managing the connections of the vehicle to the ground (braking, suspension, etc.). .), managing telephone communications.
  • This multiplexing is obtained in particular, as is well known for the CAN bus for example, by introducing the information in question in messages materialized by digital signal frames.
  • the system S 2 of "engine control” comprises the ECU 2 computer, several sensors C i sensitive to quantities such as the engine speed, for example internal combustion, the pressure at the manifold intake of this engine, outside air pressure, engine cooling water temperature, air temperature, battery charge status, and several actuators A.
  • the ECU 2 computer is duly programmed to perform several engine control functions such as: idling control, regulation of the richness of the air / fuel mixture, adjustment of the ignition advance of this mixture and recirculation exhaust gases.
  • the ECU 2 computer uses information from the aforementioned sensors C i and develops control signals for the actuators A j constituted by an additional air control valve and a spark plug ignition coil for the "regulation of idle ", a fuel in ector for the” richness regulator “function, the same ignition coil for the” ignition advance "function and a valve for the" exhaust gas recirculation "function.
  • All these systems put in communication by the same bus B constitute a multiplex network. It can therefore be seen that several functions belonging to different systems can exploit information from the same sensors, for example, which avoids costly redundancies in the structure of all the systems.
  • the use of a multiplex network also makes it possible to significantly reduce the length of power lines interconnecting the different elements of the whole.
  • Such a multiplex assembly also makes it possible to set up non-conventional and possibly complex functions, sometimes involving several systems and therefore called “transverse”.
  • the perception of the information "air bag (or" airbag ”) triggered” significant that the vehicle has been impacted, can then be treated so as to control the issuance of a call for help by a mobile telephone device on board the vehicle.
  • Another step in the design of electronic systems is the dependability analysis which consists in identifying feared events such as a bursting tire, a malfunction of an essential sensor on a critical function, a malfunction an actuator, for example braking, in order to improve safety and to specify degraded operating modes if necessary.
  • a safe operating system is a system which, on the one hand diagnoses certain feared events in order to implement degraded operating modes and on the other hand is tolerant to feared events not diagnosed according to the safety analysis.
  • Operating We know from French patent application N ° 01 15819, filed by the applicant and incorporated here by reference, the concept of particular value and its use in a method of diagnosing operating faults in a set of electronic systems. However, this said method only applies to a given embodiment of a functional architecture and cannot be reused for another embodiment.
  • the Applicant has discovered that the particular values can be classified into categories in such a way that we can separate particular values, called functional, independent of the mode by hardware architecture and particular so-called operational values, specific to the embodiment by computers, communication bus, and wiring.
  • the Applicant has also discovered that the different categories of particular values are linked in that a particular value at the functional level leads to the creation of particular values at the operational level. In the same way, starting from an operational analysis, we can deduce a functional analysis which can be re-applied to other embodiments.
  • a diagnostic step during which the functional diagnosis of said service is formed as a function of the lists resulting from the determination steps and a step of recording the particular values and their propagation on a storage means for a tool provided for the validation of said architecture.
  • the particular values are listed according to the method of claim 1 in order to deduce an operational diagnosis of the resulting electrical-electronic architecture.
  • the diagnosis for a placement is generated, at least in part, automatically.
  • the particular values are classified after placing the functions on said hardware architecture among at least one of the following classes: bus cut, corrupted frame, - short circuit applied to a wire, false contact applied to a harness, sensor, actuator or computer connector, and failure to perform applied to a microcontroller.
  • a diagnostic method is targeted, characterized in that for each step of claim 1, not only the particular values are listed, but also the feared undiagnosed events and the feared events not diagnosable to form a dependability analysis of a functional architecture.
  • a diagnostic method is aimed at, characterized in that, given the choice of an embodiment resulting in - a hardware architecture consisting of computers, networks, wired links and connectors, and the placement of the functions on said hardware architecture, the particular values and dreaded events according to the method of claim 5 are listed in order to deduce a functional dependability analysis from the resulting functional architecture.
  • the dependability analysis can, at least in part, be generated automatically.
  • the method may include a step of analyzing the feasibility and / or fallibility of operation of said architecture and of establishing an output indicating said feasibility and / or fallibility.
  • the present invention also provides an article of commerce comprising a memory readable by a computer, a program executable by a computer being recorded on said memory for diagnosing malfunctions of a functional architecture, characterized in that said program includes coding. to: i) determine and list particular values corresponding to malfunctions of the sensors and actuators, ii) determine and list the particular values allowing the propagation of the information relating to these faults through said functional architecture, iii) form the functional diagnosis of said service according to the lists resulting from steps (i) and (ii) and iv ) record said particular values and their propagation on a storage means for a tool provided for the validation of said architecture.
  • the present invention also provides a computer tool programmed for the diagnosis of malfunctions of a functional architecture using steps of the method of the present invention or programmed using a trade item of the present invention.
  • Said architecture may include an architecture for equipping a vehicle.
  • FIG. 1 is a diagram of a set of systems devices that it is proposed to provide with means of diagnosing operating faults according to the present invention, this assembly being described in the preamble to this description and
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a type of placement of a function on a hardware architecture
  • the "Wheel speed calculation” function 405 consumes a raw “V" data 403, coming from the "wheel speed” sensor 401.
  • a diagnosis of the data V can be determined from information coming from the "speed” sensor wheel “401 or by filtering at the input of the" Wheel speed calculation "function 405.
  • diagnosis is determined by a particular value of "V” 403, for example the particular value "Vpart” of "V”.
  • the speed sensor 420 is connected to a computer 436 and the "Wheel speed calculation" function 405 is carried out by a process executed on another computer 434.
  • a particular value A of the "short circuit" type is associated with the path formed by the wires 422 and 426 between the sensor 420 and the computer 436 to which it is attached, this value also characterizing a connection fault at the level of at least one , connectors 424 and 428.
  • a particular value B characterizing the operating state of the computer 436 indicates whether the relay of the data "V" on this said computer 436 can be carried out under good conditions.
  • a particular value C characterizing the operating state of the bus 430 takes into account the absence of transmission of the data "V" on said bus 430.
  • the particular values A, B, C which may be particular values of "V" or of one or more other data, can be determined automatically from the projection of the data stream on the hardware architecture.
  • the types of faults between a sensor and a computer or between a computer and an actuator are connection faults on the wire path followed by the data V and can be characterized by a particular value on the computer receiving the signal provided that there is a function to diagnose them;
  • the types of faults linked to the execution of a function on a computer are diagnosed by said computer, an embodiment being the emission of a particular value in the event of failure of a CRC (Cyclic Redundancy) calculation Check) or cyclic redundancy test for example or the systematic emission of a particular value signaling the correct functioning of the computer, the particular value then having the role of a diagnosis of good functioning and the absence of emission of said particular value then corresponding to a malfunction of said computer; and
  • the diagnosis of the data V can be enriched with the particular values A, B and C, in order to help in the localization of a possible fault, in addition to the particular value "Vpart" from the sensor already specified before placement in
  • the process thus defined easily extends to a process of operational safety analysis, the operational safety analysis performed on a functional architecture can then be refined at the time of placing said functional architecture on an architecture. hardware.
  • the only enrichment is that in a dependability analysis, we not only consider particular values corresponding to faults detectable by the system, but we also take into account feared events not detected by the system. However, this change of point of view does not modify the method proposed in the present invention.
  • CRASH that is to say of a serious accident detected by a specific sensor, here an accelerometer.
  • the use case that we will call “CRASH” is: "In a context with the engine running, if a crash is detected, then the vehicle's doors must be unlocked urgently". We want to make sure that, following a crash, the doors will be unlocked so that rescuers can quickly remove passengers from the vehicle, for example. All events that may affect the proper execution of this use case are feared.
  • a function dedicated to the management of a sensor or an actuator is called a pilot, that is to say the function of capturing and shaping of a data item. from an actuator or the function of shaping a setpoint data and controlling an actuator according to said setpoint.
  • a "crash detected” request is specified. It is performed by a function called “crash-detected” which captures the value provided by an accelerometer “A”. This value is evaluated in a status bit “a” indicating whether a shock is detected.
  • the acceleration capture software driver from sensor “A” is the program "Pi", when a Crash is detected, the system not in a state that we will name
  • the sequencing of operations in the event of a crash is therefore for example: - the accelerometer has detected a crash value, the pilot Pi is executed, the function which performs the "crash detected" request is evaluated, the detection bit "a" of the crash is set to the value "1", which corresponds in our example to a validation of the transition to the following state: the transition to the "Emergency unlocking" state is carried out,
  • the elementary door unlocking operation is activated, the data item "d" is set to the value "1", the software P2 is executed, and the latches Vi are controlled in the unlocked position. If we are interested in the dreaded events which affect the elementary crash-detected-valid operation, we have for example: sensor A is faulty, and Pi has failed,
  • the elementary crash-detected- valid operation is placed on a UCH computer and if, on the one hand, sensor A is attached to an "Airbag" computer, and, on the other hand, these two computers are linked by a data bus CAN and that the data A circulates on the frame T, then the feared events which affect the elementary operation are enriched and become: the sensor A is intrinsically faulty, - one of the wires or connectors between sensor A and the Airbag computer is faulty (wire cut, connection fault, etc.), one of the other wires and connectors connecting sensor A to the other computers is faulty and creates a fault with sensor A, l 'execution of Pi is faulty, the Airbag computer on which Pi is running is faulty, the CAN bus is cut, - the T frame does not circulate following a CAN pilot fault on the' Airbag, the T frame n ' is not read correctly by the passenger compartment computer, and the computer passenger compartment is faulty. According to another placement, other events corresponding to the new computers and networks
  • the method may include a step of analyzing the feasibility and / or fallibility of operation of said architecture and of establishing an output indicating said feasibility and / or fallibility.
  • Architecture can include an architecture to equip a vehicle, for example a car or a van.
  • the method of the invention can be programmed on an article of commerce comprising a memory readable by a computer, for example a CD, DVD or equivalent or on the hard disk of a computer.
  • a program for the method will be executable by a computer, and will be recorded on said memory to be executed by said computer.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle composée d'un ensemble de fonctions liées à des composants électroniques (An i; Cni; UCEn; B), produisant et consommant des données, au moins une desdites données (xi) étant susceptible de prendre une valeur particulière (xip) prédéterminée, consécutivement à l'apparition d'un défaut de fonctionnement de l'un au moins des composants (Ani; Cni;UCEn;B) dudit ensemble, ce procédé étant caractérisé en ce que, étant donné un ensemble de fonctions, réalisant une prestation, dont les données d'entrées et de sorties peuvent être liées à des capteurs ou des actionneurs, il comporte - une étape de détermination de valeurs particulières au cours de laquelle on liste les valeurs particulières correspondant à des défauts de fonctionnement des capteurs et des actionneurs, - une étape de diagnostic au cours de laquelle on forme le diagnostic fonctionnel de ladite prestation en fonction des listes issues des étapes de détermination.

Description

Procédé de diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle
La présente invention est relative à un procédé de diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle. Ladite architecture peut être composée d'un ensemble de fonctions liées à des composants électroniques
(An ; Cni;UCEn;B) , produisant et consommant des données, au moins une desdites données (xi) étant susceptible de prendre une valeur particulière (Xi) prédéterminée, consécutivement à l'apparition d'un défaut de fonctionnement de l'un au moins des composants (Anj.; Cni;UCEn;B) dudit ensemble.
On connaît des ensembles de systèmes électroniques de ce type, conçus notamment pour équiper des véhicules automobiles . Un tel véhicule comprend couramment plusieurs systèmes assurant chacun l'exécution d'une prestation telle que la commande du moteur propulsant le véhicule, la gestion de la climatisation de l'habitacle, la gestion des liaisons du véhicule au sol (freinage, suspension...) , la gestion de communications téléphoniques.
On a schématisé à la figure 1 du dessin annexé les composants matériels de l'ensemble de ces systèmes, par exemple pour vehicle. Ces composants comprennent essentiellement des unités de commande électroniques ou "calculateurs" UCEm, chaque calculateur étant éventuellement connecté à des capteurs Cnι et à des actionneurs Am j, tous les calculateurs étant connectés à au moins un même bus B pour y émettre ou recevoir des informations par exemple multiplexées, en provenance ou à destination des autres calculateurs connectés au bus B.
Ce multiplexage est obtenu notamment, comme cela est bien connu pour le bus CAN par exemple, en introduisant les informations en cause dans des messages matérialisés par des trames de signaux numériques.
A titre d'exemple illustratif, le système S2 de "commande du moteur" comprend le calculateur UCE2, plusieurs capteurs C i sensibles à des grandeurs telles que le régime du moteur, à combustion interne par exemple, la pression au collecteur d'admission de ce moteur, la pression de l'air extérieur, la température de l'eau de refroidissement du moteur, celle de l'air, l'état de charge de la batterie, et plusieurs actionneurs A . Le calculateur UCE2 est dûment programmé pour exécuter plusieurs fonctions de commande du moteur telles que : la régulation de ralenti, la régulation de la richesse du mélange air/carburant, le réglage de l'avance à l'allumage de ce mélange et la recirculation des gaz d' échappement. Pour ce faire le calculateur UCE2 exploite des informations venues des capteurs C i précités et élabore des signaux de commande des actionneurs A j constitués par une vanne de commande d'air additionnel et une bobine d'allumage de bougie pour la fonction "régulation de ralenti", un in ecteur de carburant pour la fonction "régulateur de richesse", la même bobine d'allumage pour la fonction "avance de l'allumage" et une vanne pour la fonction "recirculation de gaz d'échappement".
Les autres "prestations" évoquées ci-dessus, e.g. "climatisation de l'habitacle" et "liaison avec le sol", sont exécutées par des systèmes d'architecture analogue à celle présentée ci-dessus pour la commande du moteur.
Tous ces systèmes mis en communication par un même bus B constituent un réseau multiplexe. On conçoit alors que plusieurs fonctions relevant de systèmes différents peuvent exploiter des informations issues de mêmes capteurs, par exemple, ce qui évite de coûteuses redondances dans la structure de l'ensemble des systèmes. L'utilisation d'un réseau multiplexe permet aussi de réduire de manière très importante la longueur des lignes électriques interconnectant les différents éléments de l'ensemble. Un tel ensemble multiplexe permet aussi la mise en place de fonctions non classiques et éventuellement complexes, faisant intervenir parfois plusieurs systèmes et dites pour cette raison "transversales". A titre d'exemple illustratif et non limitatif, la perception de l'information "sac d'air (ou "airbag") déclenché", significative de ce que le véhicule a subi un choc, peut être traitée alors de manière à commander l'émission d'un appel au secours par un dispositif de téléphonie mobile embarqué dans le véhicule.
Un autre étape de la conception des systèmes électroniques est 1 ' analyse de sûreté de fonctionnement qui consiste à identifier des événements redoutés tels qu'un pneu qui éclate, un défaut de fonctionnement d'un capteur essentiel sur une fonction critique, un défaut de fonctionnement d'un actionneur par exemple de freinage, afin d'améliorer la sécurité et de spécifier des modes dégradés de fonctionnement si nécessaire.
On note qu'un système sûre de fonctionnement est un système qui, d'une part diagnostique certains événements redoutés afin de mettre en œuvre des modes de fonctionnement dégradés et d'autre part est tolérant aux événements redoutés non diagnostiqués selon l'analyse de sûreté de fonctionnement . On connaît de la demande de brevet français N° 01 15819, déposée par la demanderesse et incorporée ici par référence, la notion de valeur particulière et son utilisation dans un procédé de diagnostic de défauts de fonctionnement d'un ensemble de systèmes électroniques. Cependant, ce dit procédé ne s'applique qu'à un mode de réalisation donné d'une architecture fonctionnelle et ne peut pas être réutilisé pour un autre mode de réalisation.
La demanderesse a découvert que les valeurs particulières pouvaient être classées en catégories de telle manière que l'on puisse séparer des valeurs particulières, dites fonctionnelles, indépendantes du mode de réalisation par une architecture matérielle et des valeurs particulières dites opérationnelles, spécifiques au mode de réalisation par des calculateurs, bus de communication, et câblage. La demanderesse a aussi découvert que les différentes catégories de valeurs particulières étaient liées en ce que une valeur particulière au niveau fonctionnel entraîne la création de valeurs particulières au niveau opérationnel. De la même manière, partant d'une analyse opérationnelle, on peut déduire une analyse fonctionnelle qui pourra être ré-appliqué sur d'autres modes de réalisations.
De cette manière on répond au problème cité ci-dessus par un procédé de diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle composée d'un ensemble de fonctions liées à des composants électroniques (An ,- Cnι; UCEn; B) , produisant et consommant des données, au moins une desdites données (xi) étant susceptible de prendre une valeur particulière (xιp) prédéterminée, consécutivement à l'apparition d'un défaut de fonctionnement de l'un au moins des composants (Anι; Cnj_; UCEn; B) dudit ensemble, ce procédé étant caractérisé en ce que, étant donné un ensemble de fonctions, réalisant une prestation, dont les données d'entrées et de sorties peuvent être liées à des capteurs ou des actionneurs, il comporte : - une étape de détermination de valeurs particulières au cours de laquelle on liste les valeurs particulières correspondant à des défauts de fonctionnement des capteurs et des actionneurs,
- une étape de détermination de propagation au cours de laquelle on liste les valeurs particulières permettant la propagation de 1 ' information relative à ces défauts à travers les dites fonctions,
- une étape de diagnostic au cours de laquelle on forme le diagnostic fonctionnel de ladite prestation en fonction des listes issues des étapes de détermination et - une étape d'enregistrement des valeurs particulières et de leur propagation sur un moyen de mémorisation pour un outil prévu pour la validation de ladite architecture.
De cette manière on définit un diagnostic fonctionnel indépendant du mode de réalisation et donc réutilisable pour plusieurs modes de réalisation des fonctions par les calculateurs et bus . Le diagnostic est conçu avant le choix d'une architecture matérielle (calculateurs et bus) pouvant l'accueillir, ce qui permet de gagner du temps dans sa conception. Il sera comprise que le terme composants électroniques couvre tous composants électroniques et électriques produisant et consommant des donnés .
Selon une caractéristique particulière, après l'étape de diagnostic fonctionnel, étant donné le choix d'un mode de réalisation se traduisant par une architecture matérielle constituée de calculateurs, réseaux, liaisons filaires et connecteurs, et le placement des fonctions sur ladite architecture matérielle, on liste les valeurs particulières selon le procédé de la revendication 1 afin de déduire un diagnostic opérationnel de l'architecture électrique-électronique résultante.
De cette manière, le diagnostic pour un placement est généré, au moins en partie, automatiquement.
Selon d'autres caractéristiques, les valeurs particulières sont classifiées après placement des fonctions sur ladite architecture matérielle
Selon d'autres caractéristiques, les valeurs particulières sont classifiées après placement des fonctions sur ladite architecture matérielle parmi au moins une des classes suivantes : bus coupé, trame corrompue, - court-circuit appliqué à un fil, faux contact appliqué à un connecteur de faisceaux, de capteur, d'actionneur ou de calculateur, et défaut d'exécution appliqué à un micro- contrôleur.
De cette manière, le diagnostic après placement est généré automatiquement par catégories et le concepteur peut ne pas spécifier le diagnostic de certaines catégories, parce qu'elles sont plus fiables par exemple, afin de réduire le coût de conception.
Notons que le fait d'écarter une seule catégorie, par exemple les court-circuits, permet implicitement de la diagnostiquer puisque si un défaut ne provient d'aucune des autres, les défauts de ladite catégorie restent les seuls candidats à l'explication d'un problème.
Selon des caractéristiques particulières étant donné un diagnostic opérationnel, pour une prestation, ayant listé les valeurs particulières fonctionnelles relevant des capteurs, actionneurs et fonctions réalisant ladite prestation, pour au moins un flot de données entre deux fonctions, ou entre un capteur et une fonction, ou entre une fonction et un actionneur, pour lequel aucune valeur particulière fonctionnelle n'est définie, si une valeur particulière opérationnelle est définie, alors on détermine automatiquement une valeur particulière fonctionnelle nouvelle pour ce flot.
De cette manière, étant donné le diagnostic du placement d'une architecture fonctionnelle, on déduit un diagnostic fonctionnel de ladite architecture fonctionnelle qui peut s'appliquer à d'autres placements.
Selon des caractéristiques particulières, on vise un procédé de diagnostic caractérisé en ce pour chaque étape de la revendication 1, on liste non seulement les valeurs particulières, mais aussi les événements redoutés non diagnostiqués et les événements redoutés non diagnosticables pour former une analyse de sûreté de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle.
De cette manière, l'analyse de sûreté de fonctionnement peut être réalisée, au moins en partie, avant qu'un mode de réalisation par des calculateurs et réseaux ne soit choisi.
Selon des caractéristiques particulières, on vise un procédé de diagnostic caractérisé en ce que , étant donné le choix d'un mode de réalisation se traduisant par - une architecture matérielle constituée de calculateurs, réseaux, liaisons filaires et connecteurs, et le placement des fonctions sur ladite architecture matérielle, on liste les valeurs particulières et événements redoutés selon le procédé de la revendication 5 afin de déduire une analyse de sûreté de fonctionnement fonctionnelle de l'architecture fonctionnelle résultante.
De cette manière, l'analyse de sûreté de fonctionnement peut, au moins en partie, être générée automatiquement .
Le procédé peut comprendre une étape d'analyse de la faisabilité et/ou faillibilité de fonctionnement dudit architecture et de la établissement d'une sortie indiquant ladite faisabilité et/ou faillibilité.
La présente invention fournit aussi un article de commerce comportant une mémoire lisible par un ordinateur, un programme exécutable par un ordinateur étant enregistré sur ladite mémoire pour le diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle, caractérisé en ce que ledit programme inclut un codage pour: i) déterminer et lister des valeurs particulières correspondant à des défauts de fonctionnement des capteurs et des actionneurs, ii) déterminer et lister les valeurs particulières permettant la propagation de 1 ' information relative à ces défauts à travers ladite architecture fonctionnelle, iii) former le diagnostic fonctionnel de ladite prestation en fonction des listes issues des étapes (i) et (ii) et iv) enregistrer lesdites valeurs particulières et leur propagation sur un moyen de mémorisation pour un outil prévu pour la validation de ladite architecture. La présente invention fournit aussi un outil informatique programmé pour le diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle utilisant des étapes du procédé de la présente invention ou programmé en utilisant un article de commerce de la présente invention.
Ledit architecture peut comporter un architecture pour équiper un véhicule.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à titre d'exemple à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : la figure 1 est un schéma d'un ensemble de systèmes électroniques qu'on se propose de doter de moyens de diagnostic de défauts de fonctionnement suivant la présente invention, cet ensemble étant décrit dans le préambule de la présente description et, la figure 2 est un schéma illustrant un type de placement d'une fonction sur une architecture matérielle
En figure 2, la fonction "Calcul vitesse roue" 405 consomme une donnée brute "V" 403, provenant du capteur "vitesse roue" 401. Un diagnostic de la donnée V peut être déterminé à partir d'une information provenant du capteur "vitesse roue" 401 ou par un filtrage en entrée de la fonction "Calcul vitesse roue" 405. Supposons que ce diagnostic soit déterminé par une valeur particulière de "V" 403, par exemple la valeur particulière "Vpart" de "V". Dans la figure 2, dans un mode de réalisation particulier, le capteur vitesse 420 est rattaché à un calculateur 436 et la fonction "Calcul vitesse roue" 405 est réalisée par un processus exécuté sur un autre calculateur 434.
La transformation du capteur vitesse 401 d'une architecture fonctionnelle en capteur vitesse 420 d'une architecture matérielle est symbolisé par la flèche 410. De même, l'implantation de la fonction "Calcul vitesse roue" 405 de l'architecture fonctionnelle sur le calculateur 434 est symbolisé par la transformation 412. On note que le flot de données entre le capteur vitesse 401 et la fonction "Calcul vitesse roue" 405 est transformé en un chemin complexe de l'architecture matérielle, chemin impliquant :
- deux calculateurs 436 et 434 et leur connecteurs respectifs 428 et 432,
- un réseau 430, - des liaisons filaires 422 et 426, et
- un connecteur de faisceaux 424.
Une valeur particulière A de type "court circuit" est associée au chemin formé des fils 422 et 426 entre le capteur 420 et le calculateur 436 auquel il est rattaché, cette valeur caractérisant aussi un défaut de connexion au niveau de l'un, au moins, des connecteurs 424 et 428.
Une valeur particulière B caractérisant l'état de fonctionnement du calculateur 436 indique si le relai de la donnée "V" sur ce dit calculateur 436 peut s'effectuer dans de bonnes conditions.
Une valeur particulière C caractérisant l'état de fonctionnement du bus 430 prend en compte l'absence de transmission de la donnée "V" sur ledit bus 430.
Les valeurs particulière A, B, C sont, conformément à l'invention, considérées en plus de la valeur particulière de V pour le diagnostic du flot de données entre le capteur de vitesse 420 et l'exécution de la fonction "Calcul vitesse roue" sur le calculateur 434 sur lequel elle est placée.
Les valeurs particulière A, B, C qui peuvent être des valeurs particulières de "V" ou d'une ou plusieurs autres données, peuvent être déterminés automatiquement à partir de la projection du flot de données sur l'architecture matérielle.
En effet,
- les types de défauts entre un capteur et un calculateur ou entre un calculateur et un actionneur sont des défauts de connectique sur le chemin filaire suivi par la donnée V et peuvent être caractérisés par une valeur particulière sur le calculateur recevant le signal à condition qu'il existe une fonction pour les diagnostiquer; - les types de défauts liés à l'exécution d'une fonction sur un calculateur sont diagnostiqués par ledit calculateur, un mode de réalisation étant l'émission d'une valeur particulière en cas d'échec d'un calcul de CRC (Cyclic Redundancy Check) ou test de redondance cyclique par exemple ou encore l'émission systématique d'une valeur particulière signalant le bon fonctionnement du calculateur, la valeur particulière ayant alors le rôle d'un diagnostic de bon fonctionnement et l'absence d'émission de ladite valeur particulière correspondant alors à une défaut de fonctionnement dudit calculateur; et
- les types de défauts liés à la transmission de données sur un bus sont générés à partir d'une stratégie de gestion de réseau où chaque calculateur du réseau observe les autres et interprète une absence de réception comme une perte transitoire de connexion, ceci pouvant être caractérisé par une valeur particulière.
Dès lors, pendant l'étape de placement, le diagnostic de la donnée V peut être enrichi des valeurs particulières A, B et C, afin d'aider à la localisation d'un éventuel défaut, en plus de la valeur particulière "Vpart" provenant du capteur déjà spécifié avant placement dans
1 ' architecture fonctionnelle. Réciproquement, étant donné un diagnostic pour le mode de réalisation de la figure 2, si une valeur particulière est définie pour l'un quelconque des éléments 420, 422, 424, 426, 428, 436, 430 et 432, pour la consommation de la donnée V par la fonction "Calcul vitesse roue", alors on peut en déduire qu'il est nécessaire de spécifier au moins une valeur particulière du flot de données V dans 1 ' architecture fonctionnelle.
On note que le procédé ainsi définit s'étend sans peine à un procédé d'analyse de sûreté de fonctionnement, 1 ' analyse de sûreté de fonctionnement pratiquée sur une architecture fonctionnelle pouvant ensuite être raffinée au moment du placement de ladite architecture fonctionnelle sur une architecture matérielle. Le seul enrichissement réside en ce que dans une analyse de sûreté de fonctionnement, on considère non seulement des valeurs particulières correspondant à des défauts détectables par le système, mais on prend aussi en compte des événements redoutés non détectés par le système. Cependant, ce changement de point de vue ne modifie pas le procédé proposé dans la présente invention.
Ci-dessous, on prend l'exemple de la prestation accès à un véhicule et on s'intéresse plus particulièrement à la sûreté de fonctionnement de la prestation en cas de "CRASH", c'est-à-dire d'accident grave détecté par un capteur spécifique, ici un accéléromètre. Dans un tel contexte, le cas d'utilisation que nous appellerons "CRASH" est: "Dans un contexte moteur tournant, si un crash est détecté, alors les ouvrants du véhicule doivent se déverrouiller d'urgence". On veut s'assurer qu'effectivement, suite à un crash, les portes seront déverrouillées afin que les sauveteurs puissent enlever rapidement les passagers du véhicule, par exemple. Tous les événements qui peuvent nuire à la bonne exécution de ce cas d'utilisation sont redoutés.
Dans la suite, on appelle pilote une fonction dédiée à la gestion d'un capteur ou d'un actionneur, c'est à dire la fonction de capture et mise en forme d'une donnée provenant d'un actionneur ou la fonction de mise en forme d'une donnée de consigne et commande d'un actionneur suivant ladite consigne.
Pour implémenter le cas du CRASH, une requête "crash détecté" est spécifiée. Elle est réalisée par une fonction appelée "crash-détecté" qui capture la valeur fournie par un accéléromètre "A" . Cette valeur est évaluée en un bit de statut "a" indiquant si un choc est détecté. Le pilote logiciel de capture de l'accélération en provenance du capteur "A" est le programme "Pi", lorsqu'un Crash est détecté, le système pas dans un état que nous nommerons
"Déverrouillage d'urgence". Dans cet état, la fonction
"déverrouillage des portes" est exécutée. Cette exécution résulte en l'affectation d'une donnée "d" à la valeur "1" lue par un pilote (programme de commande d' actionneur des verrous) logiciel P2 qui commande à l'ouverture les verrous des portes Vi .
Le séquencement des opérations en cas de crash est alors par exemple: - 1 ' accéléromètre a détecté une valeur de crash, le pilote Pi est exécuté, la fonction qui réalise la demande "crash détecté" est évaluée, le bit "a" de détection du crash est mis à la valeur "1", ce qui correspond dans notre exemple à une validation du passage dans l'état suivant : le passage dans l'état "Déverrouillage d'urgence" est réalisé,
1 ' opération élémentaire déverrouillage des portes est activée, la donnée "d" est mise à la valeur "1", le logiciel P2 est exécuté, et les verrous Vi sont commandés en position déverrouillé. Si on s'intéresse aux événements redoutés qui affectent l'opération élémentaire crash-detecté-valide, on a par exemple : le capteur A est défaillant, et Pi est défaillant,
On suppose que, pour chacune de ces défaillances, si elles peuvent être diagnostiquées, les fonctions passent éventuellement dans un mode de fonctionnement dégradé suivant un procédé connu. Dans le procédé que nous présentons, la notion de passage en mode dégradé, bien connue de l'homme du métier, n'intervient pas, le passage au niveau fonctionnel et au niveau opérationnel étant équivalent. Nous ne parlerons donc pas de cet aspect de l'analyse de sûreté de fonctionnement dans notre description.
Si, maintenant, l'opération élémentaire crash-detecté- valide est placée sur un calculateur UCH et si, d'une part, le capteur A est attaché à un calculateur "Airbag", et, d'autre part, ces deux calculateurs sont liés par un bus de donné CAN et que la donnée A circule sur la trame T, alors les événements redoutés qui affectent l'opération élémentaire sont enrichis et deviennent : le capteur A est intrinsèquement défaillant, - l'un des fils ou des connecteurs entre le capteur A et le calculateur Airbag est en défaut (fil coupé, défaut de connectique, ... ) , l'un des autres fils et connecteurs liant le capteur A aux autres calculateurs est en défaut et crée un défaut du capteur A, l'exécution de Pi est défaillante, le calculateur Airbag sur lequel Pi s ' exécute est en défaut, le bus CAN est coupé, - la trame T ne circule pas suite à un défaut du pilote CAN sur 1 'Airbag, la trame T n'est pas lue correctement par le calculateur habitacle, et le calculateur habitacle est en défaut. Suivant un autre placement, d'autres événements correspondant aux nouveaux calculateurs et réseaux et éléments de connectique impliqués sont spécifiés.
On peut donc, lors de la description de la prestation, spécifier un ensemble d'événements s 'appliquant aux capteurs, actionneurs, pilotes, données, opérations élémentaires. Lorsque le placement est réalisé, le placement sur des calculateurs connectés par des réseaux permet d'enrichir automatiquement la description des passages en modes dégradés ou des propagations de défaut en prenant en compte : pour un capteur ou un actionneur, l'ensemble des défauts pour chaque fil, et chaque connecteur liant ce capteur ou cet actionneur aux différents calculateurs et masses, pour un pilote, un défaut d'exécution logiciel ou un défaut de la plate-forme sur laquelle il est placé, - pour une donnée si elle circule sur un réseau, une coupure du réseau, pour une donnée si elle circule dans une trame, un défaut de la trame, pour une donnée si elle circule sur un calculateur passerelle entre deux réseaux, un défaut du calculateur, et pour une opération élémentaire, un défaut d'exécution logiciel ou un défaut du calculateur sur lequel est placé l'opération élémentaire. L'ensemble des types de défaut ainsi que les composants auxquels ces types de défaut peuvent s ' appliquer sont renseignés dans une base de donnée. Les enrichissements des événements suite au placement sont ainsi réalisés automatiquement. Ce procédé peut être mis en œuvre à l'aide d'un outil informatique permettant l'édition des différents objets nécessaires à la conception et l'automatisation partielle des différentes étapes du procédé constitué par
1 ' invention. Le procédé peut comprendre une étape d'analyse de la faisabilité et/ou faillibilité de fonctionnement dudit architecture et de la établissement d'une sortie indiquant ladite faisabilité et/ou faillibilité. L'architecture peut comporter un architecture pour équiper un véhicule, par exemple une voiture ou une camionnette.
Le procédé de 1 ' invention peut être programmé sur un article de commerce comportant une mémoire lisible par un ordinateur, par exemple un CD, DVD ou équivalent ou sur le disque dur d'un ordinateur. Un tel programme pour le procédé sera exécutable par un ordinateur, et sera enregistré sur ladite mémoire pour être exécuté par ledit ordinateur .

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle composée d'un ensemble de fonctions liées à des composants électroniques (Anj_; Cni,-UCEn;B) , produisant et consommant des données, au moins une desdites données ( i) étant susceptible de prendre une valeur particulière (Xip) prédéterminée, consécutivement à l'apparition d'un défaut de fonctionnement de l'un au moins des composants ( n ; Cni,-UCEn;B) dudit ensemble, ce procédé étant caractérisé en ce que, étant donné un ensemble de fonctions, réalisant une prestation, dont les données d'entrées et de sorties peuvent être liées à des capteurs ou des actionneurs, il comporte : i) une étape de détermination de valeurs particulières au cours de laquelle on liste les valeurs particulières correspondant à des défauts de fonctionnement des capteurs et des actionneurs , ii) une étape de détermination de propagation au cours de laquelle on liste les valeurs particulières permettant la propagation de 1 ' information relative à ces défauts à travers les dites fonctions, iii) une étape de diagnostic au cours de laquelle on forme le diagnostic fonctionnel de ladite prestation en fonction des listes issues des étapes de détermination, et iv) une étape d'enregistrement des valeurs particulières et de leur propagation sur un moyen de mémorisation pour un outil prévu pour la validation de ladite architecture.
2. Procédé de diagnostic selon le revendication 1, caractérisé en ce qu'après l'étape (iii) de diagnostic fonctionnel, étant donné le choix d'un mode de réalisation se traduisant par - une architecture matérielle constituée de calculateurs, réseaux, liaisons filaires et connecteurs, et le placement des fonctions sur ladite architecture matérielle. on liste les valeurs particulières selon le procédé de la revendication 1 afin de déduire un diagnostic opérationnel de l'architecture électronique résultante.
3. Procédé de diagnostic selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les valeurs particulières sont classifiées après placement des fonctions sur ladite architecture matérielle.
4. Procédé de diagnostic selon la revendication 3, caractérisé en ce que les valeurs particulières sont classifiées parmi au moins une des classes supplémentaires suivantes : bus coupé, trame corrompue, - court-circuit appliqué à un fil, faux contact appliqué à un connecteur de toron, de capteur, d' actionneur ou de calculateur, et défaut d'exécution appliqué à un micro- contrôleur.
5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que étant donné un diagnostic opérationnel, pour une prestation, ayant listé les valeurs particulières fonctionnelles relevant des capteurs, actionneurs et fonctions réalisant ladite prestation, pour au moins un flot de données entre deux fonctions , ou entre un capteur et une fonction, ou entre une fonction et un actionneur, pour lequel aucune valeur particulière fonctionnelle n'est définie, si une valeur particulière opérationnelle est définie, alors on détermine automatiquement une valeur particulière fonctionnelle nouvelle pour ce flot.
6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que on liste les événements redoutés non diagnostiqués et les événements redoutés non diagnosticables pour former une analyse de sûreté de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle.
7 Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, étant donné le choix d'un mode de réalisation se traduisant par
- une architecture matérielle constituée de calculateurs, réseaux/ liaisons filaires et connecteurs,
- et le placement des fonctions sur ladite architecture matérielle, on liste les valeurs particulières et événements redoutés selon le procédé de la revendication 6 afin de déduire une analyse de sûreté de fonctionnement fonctionnelle de l'architecture fonctionnelle résultante.
8. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit architecture comporte un architecture pour équiper un véhicule.
9. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'analyse de la faisabilité et/ou faillibilité de fonctionnement dudit architecture et de la établissement d'une sortie indiquant ladite faisabilité et/ou faillibilité.
10. Un article de commerce comportant une mémoire lisible par un ordinateur, un programme exécutable par un ordinateur étant enregistré sur ladite mémoire pour le diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle, caractérisé en ce que ledit programme inclut un codage pour: i) déterminer et lister des valeurs particulières correspondant à des défauts de fonctionnement des capteurs et des actionneurs , ii) déterminer et lister les valeurs particulières permettant la propagation de 1 ' information relative à ces défauts à travers ladite architecture fonctionnelle, iii) former le diagnostic fonctionnel de ladite prestation en fonction des listes issues des étapes (i) et (ii) et iv) enregistrer lesdites valeurs particulières et leur propagation sur un moyen de mémorisation pour un outil prévu pour la validation de ladite architecture.
11. Un outil informatique programmé pour le diagnostic de défauts de fonctionnement d'une architecture fonctionnelle utilisant des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou programmé en utilisant un article de commerce selon la revendication 10.
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