WO2018007050A1 - Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten von signalen aus nachrichten auf wenigstens zwei datenbussen, insbesondere can-bussen; vorzugsweise in einem fahrzeug; sowie system - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten von signalen aus nachrichten auf wenigstens zwei datenbussen, insbesondere can-bussen; vorzugsweise in einem fahrzeug; sowie system Download PDF

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signal
memory unit
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extracted
signal value
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PCT/EP2017/061014
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Andreas Kern
Thomas Königseder
Albrecht Neff
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for processing signals from messages on at least two data buses; in particular CAN buses, preferably in a vehicle, as well as a corresponding system.
  • a multiplicity of different components are connected via data buses, in particular a network of such data buses, so that information relating to the operation of the vehicle can be transmitted from one component to another component.
  • vehicle-external data connections in particular Internet, LTE, WLAN, Bluetooth and / or diagnostic interfaces, with systems external to the vehicle, in particular a central computer system (backend), CE devices and / or diagnostic computer.
  • backend central computer system
  • CE devices and / or diagnostic computer.
  • data buses are the CAN bus (Controller Area Network), Flexray, Ethernet and LIN bus (Local Interconnect Network).
  • storage units so-called data loggers, are generally provided, which at regular or irregular time intervals store messages which are sent via the data bus (s) which are connected to the storage units.
  • DE 10 2010 053 955 A1 relates to a method for data acquisition in motor vehicles by means of a data logging device, wherein raw data are filtered, sampled and quantized by means of a calculation means in order to reduce the recording volume. It is an object of the invention to provide an improved method and an improved apparatus for processing signals from messages on at least two data buses, in particular CAN buses, preferably in a vehicle, as well as a corresponding system. In particular, the method and the device should efficiently keep the information concerning the operation of a vehicle.
  • a first aspect of the invention in a method for processing signals from messages on at least two data buses, in particular CAN buses, preferably in a vehicle, at least one signal from at least one message in a traffic node (gateway), ie a connection point between the at least two data buses, which extracts at least two data buses and checks a memory unit for reserved signal values of the at least one signal.
  • a traffic node ie a connection point between the at least two data buses
  • At least one extracted signal value of the at least one signal is checked for a change with respect to the last signal value of the at least one signal stored in the memory unit, and the at least one extracted signal value of the at least one signal is stored in the memory unit, if the at least one extracted signal value of the has changed at least one signal with respect to the signal value of the at least one signal last stored in the memory unit.
  • an apparatus for processing signals from messages on at least two data buses, in particular CAN buses, preferably in a vehicle according to the first aspect of the invention, an interface for connecting the device with the at least two data buses in a transport node (Gateway), and a memory unit configured to hold at least one signal value of at least one signal.
  • a computing device which is directed to extract at least one signal from at least one message transmitted on at least one of the at least two data buses, and to check the memory unit for stored signal values of the at least one signal, in particular, the at least one extracted signal value of the at least one signal to check a change with respect to the signal value of the at least one signal last held in the memory unit.
  • the arithmetic unit is further configured to transmit the at least one extracted signal value of the at least one signal based on the check against the signal value of the at least one signal last held in the memory unit to the memory unit, in particular to store it, ie to store it.
  • a system for processing signals from messages on at least two data buses, in particular CAN buses, preferably in a vehicle according to the first aspect of the invention at least two devices according to the second aspect of the invention, wherein the at least two devices are provided in at least two different traffic nodes (gateways) of at least three data buses.
  • the invention is based in particular on the approach of checking the content of messages in a traffic or connection node (so-called gateway) of a data bus system in a vehicle, in particular between at least two data buses, to the information content of a signal which is at least part of these messages and to store or store the signal value of the signal in a memory unit as a function of the determined information content.
  • the signal value extracted from a message is stored in the memory unit only if it contains or represents new information relating to the operation of the vehicle.
  • the information content of a signal is checked by comparing the signal value of the signal with signal values already stored in the memory unit, in particular the last stored signal value of the same signal, ie in particular determining whether the extracted signal signal value is opposite to that, ie Has changed with respect to the last held signal value of the signal. Has the extracted signal value of the signal in comparison to the last held signal signal signal substantially If not changed, the signal does not provide any new information, so that the extracted signal value of the signal need not be stored.
  • a signal extracted from a message can also have more than one signal value, in particular a sequence or a progression of signal values, such that when the information content of the signal is checked, in particular a sequence or a progression of extracted signal values with signal values stored in the memory unit, in particular a Jerusalemhind consequence or a vorhalten course of signal values, the signal is compared.
  • PDU Protocol Data Unit
  • the invention enables efficient provision of information concerning the operation of the vehicle.
  • a signal value within the meaning of the invention may also relate to the presence of a signal in a message, in particular at a specific point in time. If the signal value has not changed, but was nevertheless received or sent again, accordingly, a note, in particular a flag or a counter, can be maintained, which indicates the transmission or reception of the signal value or the frequency of the transmission or reception , Preferably, all signals contained in a message are extracted and for each of these signals the corresponding signal values are compared with already provided signal values of the respective signals, ie the memory unit is checked for, in particular last, held signal values of each of these signals, and all those signal values of the signals in the storage unit for which a change in the, that is compared to the, held signal values of the respective signals is determined.
  • the selection of the signals or signal values to be kept is configurable and may preferably be dependent on activation states of vehicle functions or external functions, in particular backend services, and / or operating conditions of the vehicle or on the vehicle wired or wirelessly connected devices, in particular Diagnostic tester and / or smartphone.
  • the provision of signal values in the sense of the invention relates to the storage or storing of signal values in a memory unit.
  • the stored signal values can be accessed at a later time, that is to say the memory unit can be read out and the read-out signal values can be further processed.
  • the checking of at least one extracted signal value of a signal for a change compared with a signal value of the signal last held in the memory unit in the context of the invention also relates to checking the memory unit for this signal, that is to say for the signal values of the signal.
  • the checking also relates to the determination as to whether at least one signal value of the signal is already stored in the memory unit.
  • the at least one extracted signal value of a signal is retained in the memory unit even if no signal value of this signal was previously stored in the memory unit
  • the message or the signal contained in the message or its at least one signal value is generated by the traffic node or a data bus subscriber, in particular a control device which is part of the traffic node.
  • the Message or the signal contained in the message or its at least one signal value from a data bus subscriber, in particular a control unit generated, wherein the traffic node is part of the data bus subscriber.
  • the traffic node itself is a data bus subscriber.
  • the memory unit for holding the at least one extracted signal has a ring memory in which a history of the at least one extracted signal value of the at least one signal is provided.
  • the ring buffer preferably has storage space for a predetermined number of extracted signal values of the signal, ie the ring buffer can store a predetermined number of extracted signal values of the signal.
  • the ring buffer preferably operates on the principle "first in, first out", ie if the predetermined number of extracted signal values of the signal is held in the ring buffer and according to the method for processing signals from messages on at least two data buses in a vehicle If at least one further signal value of the signal is to be stored in the ring buffer, the (oldest) signal value stored in the ring buffer as the first, ie the longest, is overwritten by the further signal value, thereby ensuring that a history, ie a sequence of signal values, is exceeded a certain period of time, always present in the ring buffer or can be retrieved from this, that is read, can be.
  • the length of the history of the at least one extracted signal value ie the number of stored signal values, of the at least one signal, or of the ring memory storage space available to the signal values of the signal, depends on the least one signal from.
  • the predetermined number of signal values of a first signal which can be held in the ring memory, differs from the predetermined number of signal values of a second signal, which can be stored in the ring buffer.
  • a different predetermined number of signal values of the respective signals can be stored in the ring memory for a plurality of signals. This is particularly advantageous or efficient if, in particular for fault diagnosis, some of the signals require a long history and only a short history of other signals. By restricting the history of some, in particular not highly prioritized, signals, the recording of information relating to the operation of the vehicle is saved particularly efficiently and storage space in the ring buffer.
  • the at least one extracted signal value of the at least one signal is stored only in the memory unit if it has changed by more than a predetermined threshold compared with the signal value of the at least one signal last stored in the memory unit.
  • the predetermined threshold is greater than a noise of the signal, i. a (statistical) fluctuation of the signal value of the signal. This ensures that only signal values of signals with new information content are recorded, i. be kept in the storage unit.
  • the predetermined threshold value is selected such that a small change of the at least one extracted signal value of the at least one signal compared to the signal value of the at least one signal last stored in the memory unit does not cause the at least one extracted signal value to be provided, in particular if the change is so small is that it is of no use in a fault diagnosis. This avoids unnecessary recording of signal values.
  • the predetermined threshold value can also correspond to a minimum time interval which must lie between the extracted signal value and the signal value stored last in the memory unit, so that the extracted signal value is kept available. For example, this may limit the vehicle speed of the vehicle to intervals of 2 seconds. This ensures that the amount of data to be kept does not become too large, in particular if the signal values to be kept follow one after the other in terms of time.
  • only predetermined signal values of a signal can be provided for provision. If the signal value of a signal indicates, in particular, a state which is fundamentally uninteresting for a recording, this signal value is preferably not held up. Further preferably, only predetermined changes of a signal value of a signal, the describes a state to be provided for provision. For example, a signal value relating to the activation state of an alarm system could be retained only if the signal value changes from inactive to active.
  • the at least one extracted signal value of the at least one signal is combined with additional information, in particular the time information and / or the message information and / or the businforma- tion and / or the addressee information, i.
  • the transmitter and / or receiver of a message in particular in the case of publish / subscribe or request / response message patterns (Message Exchange Patterns), stored in a database in the memory unit, so that the additional information of the held signal values can be accessed particularly easily.
  • the database has a pointer structure, so that the at least one extracted signal value of the signal and its additional information can be stored in the memory unit in a particularly efficient and reliable manner.
  • the time information which is preferably provided with the signal values of the signal, it is possible, in particular, to determine or determine the age of the respective signal value.
  • the time information can be advantageously used in the generation of a fault diagnosis, since it can be easily determined at what time in the data bus system from the at least two data buses with the data bus users, such as controllers and / or sensors, which signal has adopted which signal value , or which the operation of the Vehicle information at what time was available to the data bus subscribers.
  • the message information which is preferably provided with the signal values of the signal
  • the data bus information which is preferably provided with the signal values of the signal, it is possible, in particular, to determine on which of the various data buses the information relating to the operation of the vehicle has been transmitted. As a result, it can be easily determined in a fault diagnosis which of the data bus users who are only connected to a data bus or not to all data buses had access to a specific signal or its signal value (e).
  • the additional information in particular the time information and / or the message information and / or the businforma- tion and / or the addressee information held, even if the signal value is not maintained or can be.
  • This is advantageous, in particular, for generating error reports in which, for example, only the time of the transmission or reception of a signal plays a role, but not the concrete signal value.
  • the extracted signal value is kept available only if the change in additional information also to be provided has reached or exceeded a predetermined threshold value with respect to the last additional information held.
  • the extracted signal value is reserved only if the additional information fulfills a predetermined condition. In particular, the extracted signal value is reserved only if the message is addressed to a given receiver or sent from a given transmitter.
  • signal values of the at least one signal stored in the memory unit are quantized on the basis of the time information assigned to them.
  • Quantization in the sense of the invention relates to the resolution, in particular of a range of values of the signal or of its signal values and / or the time spacing of signal values, in particular in the memory unit, in other words by the quantization of signal values the value sequence and / or time sequence of in The signal values held by the memory unit, ie how exactly the signal values are stored and / or how tightly the signal values follow one another, are defined, determined or specified.
  • the quantization causes the timing of new reserved signal values to be narrow, and the time series of old signal values to be long, i. new stored signal values are close in time and old signal values are temporally far apart.
  • the quantization achieves that signal values can be stored more efficiently. More preferably, the quantization causes the resolution of new held signal values to be high and the resolution of old signal values to be low, i. the value of a new held signal value is subject to a smaller uncertainty than the value of an old signal value.
  • both the resolution of the signal values, ie their accuracy or precision, and their temporal resolution, ie their time spacing, can be quantized as a function of the time information assigned to them.
  • new signal values are stored with high precision in a fast clock sequence, in particular in the millisecond range, in particular by allocating a large amount of storage space, preferably 16 bits, particularly preferably 32 bits, in particular 64 bits, in the ring buffer to each new signal value.
  • Older and / or old signal values which have already been stored in the memory unit for a relatively long time are stored at relatively long time intervals, in particular in the second or minute range, with simultaneously low precision, in particular by reducing the memory space allocated to the older and / or old signal values is preferably 8 bits, more preferably 4 bits, in particular 2 bits.
  • the quantization of predetermined signal values may be suspended or at least influenced, in particular mitigated, for a predetermined period of time.
  • the quantization is then suspended when a predetermined event is detected by a controller, for example, a strong acceleration, which indicates an accident.
  • a controller for example, a strong acceleration, which indicates an accident.
  • the quantization is suspended or at least attenuated for the predetermined period of time, in particular a few seconds, so that the signal values within the predetermined time span reflect the vehicle condition with high accuracy.
  • the signal values are held back with the original quantization, for example, when the strong acceleration has not turned out to be an accident, since the vehicle accelerates again and / or further.
  • the quantization can be influenced according to the given event, ie different events, in particular detected by a control unit, cause differently strong or weak quantization for different time periods.
  • the at least one extracted signal value of the at least one signal is stored only in the memory unit if the time information of the last stored signal value of the at least one signal and the determined time information of the at least one extracted signal value of the at least one signal exceed a predetermined time duration, that is, when a predetermined period of time has elapsed between the time of extracting the signal and the time of holding the signal value of that signal last held in the memory unit.
  • a predetermined time duration that is, when a predetermined period of time has elapsed between the time of extracting the signal and the time of holding the signal value of that signal last held in the memory unit.
  • the predetermined period of time differs for different signals, i. the signal values of different signals are stored in the memory unit at different time intervals. This allows the
  • Length of the history of a signal in particular be selected depending on the rate of change of the corresponding signal values.
  • the at least one extracted signal value of the at least one signal prior to holding in the memory unit by a compression method in particular by run-length encoding or compression by approximation by means of mathematical functions or algorithms or another similar, from the prior Technique known method, compressed.
  • the signal values stored in the memory unit therefore preferably require less memory space while the information content remains the same.
  • the signal values of the at least one signal stored in the memory unit are compressed on the basis of the time information associated therewith with at least one lossy compression method, wherein older signal values of the at least one signal stored in the memory unit are compressed more intensely.
  • the lossy compression preferably applies not only to video and / or audio transmissions on data buses, but also to signals. For example, a reduction in the accuracy of the speed information depending on the age of the speed information may be preferred. Therefore, all recorded in the last 10 minutes speed signals are kept uncompressed in the ring memory. The speed signals already stored in the ring buffer for 10 to 20 minutes are moderately compressed so that the accuracy of the stored signals drops to 2 km / h. If the signals stored in the ring buffer are older than 20 minutes, the corresponding amount of compression is increased, in particular using the ZIP algorithm or the RLE algorithm, so that the accuracy of the signals continues to drop to 10 km / h.
  • the user or the control unit can determine the length of the history and / or the quality or quality, i. directly control the resolution and / or the extent of various signals and thus in particular determine which of the signals required for fault diagnosis, for example, in which quality or quality, i. Resolution and / or extent in the storage unit.
  • the user is preferably the driver of the vehicle or the maintenance staff servicing the vehicle.
  • signal values of various signals held in the memory unit are combined to form a new signal value of a new signal on the basis of the respectively associated time value. held and stored in the memory unit.
  • the opening state of four individual doors of the vehicle can be combined to an opening state of the vehicle.
  • current information relating to the operation of the vehicle can be kept in more detail than older information relating to the operation of the vehicle, which in particular does not play a major role in error analysis. This can be provided in particular by predefined algorithms, in particular by conversion rules or software plug-ins in a gateway.
  • signal values of predetermined signals provided in the memory unit are transferred to a further memory unit, in particular to an additional storage medium such as a hard disk, an accident recorder or else wirelessly to an external data processing center (so-called backend).
  • This transfer or transfer is preferably carried out when the storage space of the storage unit is completely or almost completely filled, ie no or almost no further extracted signal values of at least one signal can be stored in the storage unit without signal values of the at least one signal already stored in the storage unit to overwrite or delete.
  • particularly long histories of the signals can be generated on the further memory unit.
  • the computing device is set up, based on a request from a user and / or a data bus user, in particular a control device, the history and / or a part of the history of the stored signal values of a signal with a specific compression and / or quantization from the memory unit to an output device and / or a central computer system and / or an external data memory and / or to transmit the control unit.
  • a user can do this on an input device, which in particular is a part of the device for processing signals from messages on at least two data buses in a vehicle or connected to an interface of the device, enter such a request.
  • the output device can be designed as a portable storage medium, which is connected to an interface of the device, or a wireless storage medium, which is connected to the device via a wireless connection, in particular as a central computer system.
  • the user and / or the data bus subscriber in particular for a specific fault diagnosis and / or the initialization of the or a further data bus subscriber required signal values of a signal with a certain quality, that is with a certain resolution and in to a certain extent, to spend or have it transmitted.
  • the computing device is preferably set up to send the history of a signal from the memory unit to a control unit when it is restarted and is to be initialized with at least one stored signal value of the signal. Further preferably, the computing device is configured to send the history of a signal from the memory unit to a control unit, which changes from an inactive mode, in particular a power saving mode or reset, to an active mode and an information relating to the operation of the vehicle, which in at least a pre-held signal value of the signal is or is supplied by this required.
  • one of the at least two devices is set up to synchronize the signal values held in the memory units of the at least two devices so that the signal values of identical signals held in the at least two memory units coincide.
  • all storage units included in the system have current information concerning the operation of the vehicle. It is reliably avoided that a data bus subscriber, in particular a control unit, receives only obsolete signal values of a signal on the basis of a request to a specific device. This is particularly advantageous if not all devices have access to all available signals or their signal values.
  • different devices can store different subsets of signals or their signal values, so that the signal values to be kept are divided among the devices.
  • the devices are configured to query and / or forward the signal or its history in response to a request for a signal or a history of the signal or its signal values in turn for the at least one other device.
  • the devices may be configured differently with regard to the configuration properties carried out, in particular with regard to the quantization and / or the compression and / or the history lengths of the various signals and / or the signals to be kept depending on the transmitter or the receiver and / or the buses where the message is sent or was sent, etc.
  • the configuration of the devices can either be specified or predefined by individual components of the vehicle, in particular control units, and / or a central computer system (backend) or be requested.
  • backend central computer system
  • individual control devices in the vehicle and / or functions in the vehicle and / or functions in the central computer system can explicitly request the provision of specific signals.
  • operating or functional states can be monitored by the devices and pre-assigned configurations can be activated or deactivated on the basis of the operating or functional states.
  • the at least two devices are arranged to receive requests for specific signals or signal values stored on their respective storage units.
  • the devices are preferably set up with one another to determine which signals or signal values are held by which device or which signals or signal values are transmitted for the purpose of provision on another device.
  • At least two devices can be designed to combine data, in particular signal values, from their respective storage units and, in particular, to anonymise or to allocate with specific algorithms encrypt and / or provide with a fingerprint and thus protect against subsequent manipulation. This makes it particularly easy to fulfill data protection requirements.
  • the aggregated data can be used as evidence.
  • the at least two devices are arranged in the vehicle.
  • at least one device or at least one part of at least one device, in particular the memory unit outside the vehicle, in particular in a data memory connected to the vehicle electrical system or in a central computer system connected via the Internet or a data connection is arranged.
  • a particularly large amount of memory space is available, so that even long histories of the signals or signal values can be maintained.
  • the signals in the vehicle are only extracted and possibly anonymized and / or encrypted, while the review and provision is performed in a vehicle-external system, in particular a central computer system.
  • At least two devices can be arranged in the vehicle and another of the at least two devices can be arranged in an off-vehicle system.
  • a synchronization takes place between the at least two devices.
  • predetermined signals are transmitted to a device arranged in the central computer system, where longer histories can be kept available and sent back to the vehicle if required.
  • the computing devices of the at least two devices are configured to detect system states in which at least one data bus subscriber, in particular a control device, a history and / or a part of the history of the stored signal values of a signal with a specific compression and / or Quantization, and the history and / or part of the history of the stored signal values of a signal with a certain compression and / or quantization to the at least one NEN data bus subscriber to transfer.
  • the computing devices of the at least two devices are configured to transmit at least one signal value of at least one signal stored in a memory unit to at least one data bus subscriber when it has been restarted and to initialize current information relating to the operation of the vehicle, in particular the most recently stored signal value a signal needed. Further preferably, the computing devices of the at least two devices are configured to transmit at least one signal value of at least one signal stored in a memory unit to at least one data bus subscriber, if this is transferred from an inactive mode, in particular a power-saving mode or a reset to an active mode and thereby current, the operation of the vehicle information, in particular the last held signal value of a signal needed.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a method for processing signals from messages on at least two data buses in a vehicle
  • Fig. 2 shows an embodiment of an apparatus for processing signals from messages on at least two data buses in a vehicle.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a method 1 for processing signals 2, 3, 4 from messages A, B on at least two data buses in a vehicle.
  • a first step S1 the schematically represented signals 2, 3, 4 from the messages A, B, for example by applying a filter or analysis a header of the messages A, B and targeted, in particular bitwise, read out, in particular of parts of the message extracted.
  • a first message A which contains or comprises a first signal 2 and a second signal 3
  • a second message B which contains or comprises the first signal 2 and a third signal 4 , pictured.
  • a second step S2 at least one signal value of each of the extracted signals 2, 3, 4 is compared with signal values held in a memory unit, in particular with the last stored signal value, of the respective signals 2, 3, 4. Preferably, it is determined, in particular checked, whether there is a change of the at least one signal value of each of the extracted signals 2, 3, 4 compared to the signal value of the respective signals 2, 3, 4 last stored in the memory unit.
  • condition C can, for example, cause the checking of the signal values to be carried out only if a predetermined period of time has elapsed since the last checking process.
  • condition C can cause only extracted signal values of predetermined signals, for example only the first signal 2 and the third signal 4, to be checked for a change compared with the signal values of the predefined signals held last in the memory unit.
  • condition C is entered by a user via an input device, which may be formed as a data bus subscriber.
  • the condition C is generated and / or transmitted by a data bus subscriber, for example a control unit.
  • the extracted signal values of the signals 2, 3, 4 are stored on the memory unit if they have changed with respect to the signal values of the respective signals 2, 3, 4 stored in the memory unit.
  • This condition is indicated by the dashed arrow.
  • the provision of the extracted and checked signal values can be influenced by a condition D.
  • the condition D can, for example, cause the extracted signal value of each of the signals 2, 3, 4 to be held in the memory unit only if its change relative to the signal value of the respective signal 2, 3, 4 last stored in the memory unit has a predetermined threshold value exceeds, ie differs by more than the threshold of the last in the memory unit held signal value of the respective signal 2, 3, 4.
  • the predetermined threshold value can differ for each of the signals 2, 3, 4.
  • a first threshold value for the first signal 2, a second threshold value for the second signal 3, and a third threshold value for the third signal 4, for example from a user and / or from a data bus subscriber, in particular a control unit.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a device 10 for processing signals 2, 3, 4 from messages A, B on at least two data buses 20, 21 in a vehicle.
  • the device 10 is arranged at a traffic node 22 (gateway), in which the first data bus 20 and the second data bus 21 are connected or connected to this traffic node 22 via an interface 1 1, so that both a message A, which via the first data bus 20 is transmitted, as well as a message B, which is transmitted over the second data bus 21, can be processed.
  • a traffic node 22 gateway
  • the device 10 forms the traffic node 22, that is, the two data buses 20, 21 are connected directly to the device 10 via the interface 1 1.
  • the messages A, B are from data bus users 23, in particular control devices and / or sensors and / or input or output devices, by wel- or with the help of which a user can communicate with the data bus users 23, in particular with the device 10, generates or sends and / or receives.
  • the messages A, B contain or comprise at least one signal 2, 3, 4 which can accept, ie comprise, or comprise one or more signal values, in particular a sequence or a progression of signal values.
  • the at least one signal 2, 3, 4 or its signal value (e) can be, for example, control information or processed data, in particular a sensor.
  • the at least one signal 2, 3, 4 or its signal value (e) represents an information relating to the operation of the vehicle.
  • the first message A contains the first signal 2 and the second signal 3 and the second message B contains the first signal 2, the third signal 4.
  • a computing device 12 can extract the signals 2, 3, 4 from the messages A, B (first step S1) and their respective signal values with signal values of the respective signals 2, 3, 4 stored in a memory unit 13 compare (second step S2).
  • the computing device 12 checks whether a change in the extracted signal value of each of the signals 2, 3, 4 with respect to the signal value of the respective signal 2, 3, 4 held in the memory unit 13 is present. If this is the case, the computing device 12 transfers the signal value of each of the signals 2, 3, 4 which has changed from the signal value of the respective signal 2, 3, 4 held in the memory unit 13 (third step S3) to the memory unit 13.
  • this signal value of each of the signals 2, 3, 4 is stored or stored, ie kept, in the memory unit 13, and thus stands in the case of a query, ie upon access to the memory unit 13 by the user or a data bus user 23. in particular for creating a fault diagnosis in the event of an error and / or for initializing a data bus subscriber 23.
  • message A is processed by device 10 at a first time, ie the signals 2, 3 are extracted and their signal values stored in memory unit 13, and processed by device 10 at a second, later time
  • B is checked in particular whether the signal value of the first signal 2 stored in the memory unit 13 at the first time has changed from the signal value of the first signal 2 extracted from the message B at the second time. If the two signal values match, the signal value of the first signal 2 which was extracted from the message B at the second time need not be held up, since in this case there is no new information pertaining to the operation of the vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen, insbesondere CAN-Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, sowie ein entsprechendes System, wobei wenigstens ein Signal aus mindestens einer Nachricht in einem Verkehrsknoten der wenigstens zwei Datenbusse extrahiert und wenigstens ein extrahierter Signalwert des wenigstens einen Signals auf eine Änderung gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals überprüft wird, wobei der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals in der Speichereinheit vorgehalten wird, falls sich der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals geändert hat.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERARBEITEN VON SIGNALEN AUS NACHRICHTEN AUF WENIGSTENS ZWEI DATENBUSSEN, INSBESONDERE CAN-BUSSEN; VORZUGSWEISE IN EINEM FAHRZEUG; SOWIE SYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Sig- nalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen; insbesondere CAN-Bus- sen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, sowie ein entsprechendes System.
In modernen Kraftfahrzeugen ist eine Vielzahl von verschiedenen Komponenten, beispielsweise Steuergeräte und/oder Sensoren, über Datenbusse, insbesondere ein Netzwerk von solchen Datenbussen, verbunden, so dass den Betrieb des Fahr- zeugs betreffende Information von einer Komponente an eine andere Komponente übermittelt werden kann. Außerdem ist das Fahrzeug über fahrzeugexterne Datenverbindungen, insbesondere Internet, LTE, WLAN, Bluetooth und/oder Diagnose- Schnittstellen, mit fahrzeugexternen Systemen, insbesondere einem zentralen Computersystem (Backend), CE-Geräte und/oder Diagnosecomputer, verbunden. Bei- spiele für solche Datenbusse sind der CAN-Bus (Controller Area Network), Flexray, Ethernet und LIN-Bus (Local Interconnect Network).
Es ist vorteilhaft, die den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information zumindest zu einem gewissen Teil zu speichern, insbesondere für einen gewissen Zeitraum vorzuhalten, da hierdurch das Fahrzeug überwacht und insbesondere Fehlerdiagno- sen bei Auftreten von Fehlern oder auch Datenaufzeichnungen von Unfallereignissen, insbesondere im Kontext des hochautomatisierten Fahrbetriebs, angefertigt werden können. Zu diesem Zweck sind im Allgemeinen Speichereinheiten, sog. Datenlogger, vorgesehen, welche in regelmäßigen oder unregelmäßigen zeitlichen Abständen Nachrichten, die über den oder die Datenbusse, welche mit den Speicher- einheiten verbunden sind, verschickt werden, abspeichern.
DE 10 2010 053 955 A1 betrifft ein Verfahren zur Datenerfassung in Kraftfahrzeugen mittels einer Datenloggvorrichtung, wobei Rohdaten mithilfe eines Berechnungsmittels gefiltert, abgetastet und quantisiert werden, um das Aufzeichnungsvolumen zu reduzieren. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen, insbesondere CAN-Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, sowie ein entsprechendes System anzugeben. Insbesondere sollen das Verfahren und die Vorrichtung die den Betrieb eines Fahrzeugs betreffende Information effizient vorhalten.
Diese Aufgabe wird gelöst von dem Verfahren und der Vorrichtung zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen, insbesondere CAN-Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, sowie dem entsprechenden System gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen, insbesondere CAN-Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, wenigstens ein Signal aus mindes- tens einer Nachricht in einem Verkehrsknoten (Gateway), d.h. einer Verbindungsstelle zwischen den wenigstens zwei Datenbussen, der wenigstens zwei Datenbusse extrahiert und eine Speichereinheit auf vorgehaltene Signalwerte des wenigstens einen Signals überprüft. Insbesondere wird wenigstens ein extrahierter Signalwert des wenigstens einen Signals auf eine Änderung gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals überprüft, und der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals in der Speichereinheit vorgehalten, falls sich der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals geändert hat. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen, insbesondere CAN-Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine Schnittstelle zur Verbindung der Vorrichtung mit den wenigstens zwei Datenbussen in einem Verkehrsknoten (Gateway), und eine Speichereinheit eingerichtet zum Vorhalten von wenigstens einem Signalwert wenigstens eines Signals auf. Darüber hinaus ist eine Recheneinrichtung vorgesehen, welche dazu ein- gerichtet ist, wenigstens ein Signal aus wenigstens einer Nachricht, die auf wenigstens einem der wenigstens zwei Datenbusse übertragen wird, zu extrahieren, und die Speichereinheit auf vorgehaltene Signalwerte des wenigstens einen Signals zu prüfen, insbesondere, den wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals auf eine Änderung gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals zu prüfen. Die Recheneinheit ist weiterhin dazu eingerichtet, den wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals basierend auf der Überprüfung gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals an die Speichereinheit zu übermitteln, insbesondere auf dieser vorzuhalten, d.h. zu speichern.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist ein System zur Verarbeitung von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen, insbesondere CAN- Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wenigstens zwei Vorrichtungen gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung auf, wobei die wenigstens zwei Vorrichtungen in wenigstens zwei verschiedenen Verkehrsknoten (Gateways) von wenigstens drei Datenbussen vorgesehen sind.
Die Erfindung basiert insbesondere auf dem Ansatz, den Inhalt von Nachrichten in einem Verkehrs- oder Verbindungsknoten (sog. Gateway) eines Datenbussystems in einem Fahrzeug, insbesondere zwischen wenigstens zwei Datenbussen, auf den Informationsgehalt eines Signals, welches wenigstens Teil dieser Nachrichten ist, zu überprüfen und den Signalwert des Signals in einer Speichereinheit in Abhängigkeit des ermittelten Informationsgehalts vorzuhalten bzw. zu speichern. In anderen Worten wird der aus einer Nachricht extrahierte Signalwert nur dann in der Speicherein- heit vorgehalten, wenn er neue, den Betrieb des Fahrzeugs betreffende, Information enthält bzw. darstellt bzw. angibt. Der Informationsgehalt eines Signals wird überprüft, indem der Signalwert des Signals mit bereits in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerten, insbesondere dem zuletzt vorgehaltenen Signalwert, desselben Signals verglichen wird, d.h. insbesondere ermittelt wird, ob sich der extrahierte Sig- nalwert des Signals gegenüber dem, d.h. in Bezug auf den, zuletzt vorgehaltenen Signalwert des Signals geändert hat. Hat sich der extrahierte Signalwert des Signals im Vergleich zu dem zuletzt vorgehaltenen Signalwertesignals im Wesentlichen nicht geändert, liefert das Signal keine neue Information, so dass der extrahierte Signalwert des Signals nicht vorgehalten werden braucht.
Ein aus einer Nachricht extrahiertes Signal kann auch mehr als einen Signalwert, insbesondere eine Folge bzw. einen Verlauf von Signalwerten, aufweisen, so dass beim Prüfen des Informationsgehalts des Signals insbesondere eine Folge bzw. ein Verlauf von extrahierten Signalwerten mit in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerten, insbesondere einer vorgehaltenen Folge bzw. einem vorgehaltenen Verlauf von Signalwerten, des Signals verglichen wird. In anderen Worten wird insbesondere ermittelt, ob eine Änderung der Folge bzw. des Verlaufs von Signalwerten relativ zu, d.h. in Bezug auf, die Folge bzw. den Verlauf von zuletzt vorgehaltenen Signalwerten des Signals vorliegt, so dass, falls dies der Fall ist, der mehr als eine Signalwert, insbesondere die Folge bzw. der Verlauf von Signalwerten, in der Speichereinheit vorgehalten wird.
Dadurch muss ein auf mehreren Datenbussen verteiltes und/oder in unterschiedli- chen Nachrichten (Protocol Data Unit, PDU) enthaltenes Signal bzw. dessen Signalwert vorteilhaft nur einmal gespeichert werden. Bei Kommunikationsverfahren wie „Publish/Subscribe" können ggf. zusätzlich Absender/Empfänger gespeichert werden. So kann im Gegensatz zu einer vielfachen Aufzeichnung des gleichen Signalwerts, insbesondere pro Bus, auf den das Signal kopiert wird, der Signalwert nur einmal aufgezeichnet werden.
Insgesamt ermöglicht die Erfindung ein effizientes Vorhalten von den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information.
Ein Signalwert im Sinne der Erfindung kann auch das Vorhandensein eines Signals in einer Nachricht, insbesondere zu einem bestimmen Zeitpunkt, betreffen. Falls sich der Signalwert nicht verändert hat, aber dennoch erneut empfangen bzw. gesendet wurde, kann dementsprechend ein Vermerk, insbesondere ein Flag oder ein Zähler, vorgehalten werden, der den Versand bzw. Empfang des Signalwerts bzw. die Häufigkeit des Versands bzw. Empfangs angibt. Vorzugsweise werden alle in einer Nachricht enthaltenen Signale extrahiert und für jedes dieser Signale die entsprechenden Signalwerte mit bereits vorgehaltenen Signalwerten der jeweiligen Signale verglichen, d.h. die Speichereinheit wird auf, insbesondere zuletzt, vorgehaltene Signalwerte eines jeden dieser Signale überprüft, und alle diejenigen Signalwerte der Signale in der Speichereinheit vorgehalten, für die eine Änderung bezüglich der, d.h. gegenüber den, vorgehaltenen Signalwerte der jeweiligen Signale ermittelt wird.
Weiter vorzugsweise ist die Auswahl der vorzuhaltenden Signale bzw. Signalwerte konfigurierbar und kann bevorzugt in Abhängigkeit von Aktivierungszuständen von Fahrzeugfunktionen oder fahrzeugexternen Funktionen, insbesondere Backend-Ser- vices, und/oder von Betriebszuständen des Fahrzeugs oder an das Fahrzeug drahtgebunden oder drahtlos angeschlossenen Geräten, insbesondere Diagnosetester und/oder Smartphone, abhängen.
Ein Vorhalten von Signalwerten im Sinne der Erfindung betrifft das Speichern bzw. Ablegen von Signalwerten in einer Speichereinheit. Insbesondere kann auf die vorgehaltenen Signalwerte zu einem späteren Zeitpunkt zugegriffen werden, das heißt die Speichereinheit kann ausgelesen und die ausgelesenen Signalwerte weiterverarbeitet werden.
Das Überprüfen wenigstens eines extrahierten Signalwerts eines Signals auf eine Änderung gegenüber einem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des Signals im Sinne der Erfindung betrifft auch das Überprüfen der Speichereinheit auf dieses Signal, das heißt auf vorgehaltene Signalwerte des Signals. Insbesondere betrifft das Überprüfen auch die Feststellung, ob bereits wenigstens ein Signalwert des Signals in der Speichereinheit vorgehalten wird. Vorzugsweise wird der wenigstens eine extrahierte Signalwert eines Signals auch dann in der Speichereinheit vorgehalten, wenn zuvor kein Signalwert dieses Signals in der Speichereinheit vorgehalten wurde
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Nachricht bzw. das in der Nachricht enthaltende Signal bzw. dessen wenigstens einer Signalwert von dem Verkehrskno- ten oder einem Datenbusteilnehmer, insbesondere einem Steuergerät, welcher Teil des Verkehrsknoten ist, erzeugt. In einer alternativen Ausführungsform wird die Nachricht bzw. das in der Nachricht enthaltene Signal bzw. dessen wenigstens einer Signalwert von einem Datenbusteilnehmer, insbesondere einem Steuergerät, erzeugt, wobei der Verkehrsknoten Teil des Datenbusteilnehmers ist. Insbesondere ist der Verkehrsknoten selbst ein Datenbusteilnehmer. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Speichereinheit zum Vorhalten des wenigstens einen extrahierten Signals einen Ringspeicher auf, in welchem eine Historie des wenigstens einen extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals vorgehalten wird. Vorzugsweise weist der Ringspeicher dabei Speicherplatz für eine vorgegebene Anzahl von extrahierten Signalwerten des Signals auf, d.h. der Ringspeicher kann eine vorgegebene Anzahl von extrahierten Signalwerten des Signals vorhalten. Der Ringspeicher arbeitet dabei vorzugsweise nach dem Prinzip„first in, first out", d.h. wenn in dem Ringspeicher die vorgegebene Anzahl von extrahierten Signalwerten des Signals vorgehalten wird und gemäß des Verfahrens zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf mindestens zwei Da- tenbussen in einem Fahrzeug wenigstens ein weiterer Signalwerten des Signals in dem Ringspeicher vorgehalten werden soll, wird der als erstes, d.h. am längsten, in dem Ringspeicher vorgehaltene (älteste) Signalwert von dem weiteren Signalwert überschrieben. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Historie, d.h. eine Abfolge von Signalwerten über einen bestimmten Zeitraum, immer aktuell im Ringspeicher vor- liegt bzw. aus diesem abgerufen, d.h. ausgelesen, werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hängt die Länge der Historie des wenigstens einen extrahierten Signalwerts, d.h. die Anzahl der vorgehaltenen Signalwerte, des wenigstens einen Signals, bzw. der den vorgehaltenen Signalwerten des Signals zur Verfügung stehende Speicherplatz des Ringspeichers, von dem we- nigsten einen Signal ab. Beispielsweise unterscheidet sich die vorgegebene Anzahl der Signalwerte eines ersten Signals, die in dem Ringspeicher vorgehalten werden können, von der vorgegebenen Anzahl der Signalwert eines zweiten Signals, die in dem Ringspeicher vorgehalten werden können. Vorzugsweise kann für mehrere Signale jeweils eine unterschiedliche vorgegebene Anzahl von Signalwerten der je- weiligen Signale im Ringspeicher vorgehalten werden. Dies ist besonders vorteilhaft bzw. effizient, wenn, insbesondere zur Fehlerdiagnose, von manchen Signalen eine lange Historie und von anderen Signalen nur eine kurze Historie benötigt wird. Durch die Beschränkung der Historie von manchen, insbesondere nicht hoch priori- sierten, Signalen, wird die Aufzeichnung von den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information besonders effizient und Speicherplatz in dem Ringspeicher eingespart.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals nur in der Speichereinheit vorgehalten, wenn er sich gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert geändert hat. Vorzugsweise ist der vorgegebene Schwellenwert größer als ein Rauschen des Signals, d.h. eine (statistische) Fluktuation des Signalwerts des Signals. Dadurch wird sichergestellt, dass nur Signalwerten von Signalen mit neuem Informationsgehalt aufgezeichnet, d.h. in der Speichereinheit vorgehalten werden.
Weiter vorzugsweise ist der vorgegebene Schwellenwert derart gewählt, dass eine kleine Änderung des wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals keine Vorhaltung des wenigstens einen extrahierten Signalwerts bewirken, insbesondere, wenn die Änderung so klein ist, dass sie in einer Fehlerdiagnose nicht von Nutzen ist. Dadurch wird eine unnötige Aufzeichnung von Signalwerten vermieden.
Vorzugsweise kann der vorgegebene Schwellwert auch einem Mindestzeitabstand entsprechen, der zwischen dem extrahierten Signalwert und dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert liegen muss, damit der extrahierte Signalwert vorgehalten wird. Beispielsweise kann dadurch das Vorhalten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs auf Intervalle von 2 Sekunden beschränkt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die vorzuhaltende Datenmenge nicht zu groß wird, insbesondere, wenn die vorzuhaltenden Signalwerte zeitlich dicht aufeinander folgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung können nur vorgegebene Signalwerte eines Signals zur Vorhaltung vorgesehen sein. Gibt der Signalwert eines Signals insbesondere einen Zustand an, der für eine Aufzeichnung grundsätzlich uninteressant ist, wird dieser Signalwert vorzugsweise nicht vorgehalten. Weiter vorzugsweise können auch nur vorgegebene Änderungen eines Signalwertes eines Signals, das einen Zustand beschreibt, zur Vorhaltung vorgesehen sein. Beispielsweise könnte ein Signalwert, der den Aktivierungszustand einer Alarmanlage betrifft, nur dann vorgehalten werden, wenn der Signalwert von Inaktiv nach Aktiv wechselt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird für den wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals eine Zeitinformation bezüglich des Zeitpunkts, zu dem das wenigstens eine Signal aus der wenigstens einen Nachricht extrahiert wurde, und/oder eine Nachrichteninformation bezüglich mindestens einer Nachricht, mit der das wenigstens eine Signal verschickt wurde, und/oder eine Datenbusinformation bezüglich des mindestens einen Datenbusses, auf dem die Nachricht mit dem wenigstens einen Signal verschickt wurde, ermittelt und zusammen mit dem wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals vorgehalten. Vorzugsweise wird der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals zusammen mit einer Zusatzinformation, insbesondere der Zeitinformation und/oder der Nachrichteninformation und/oder der Datenbusinforma- tion und/oder der Adressateninformation, d.h. dem Sender und/oder Empfänger einer Nachricht, insbesondere bei Publish/Subscribe oder Request/Response Nachrichtenmustern (Message Exchange Patterns), in einer Datenbank in der Speichereinheit abgelegt, so dass auf die Zusatzinformation der vorgehaltenen Signalwerte besonders einfach zugegriffen werden kann. Weiter vorzugsweise weist die Daten- bank eine Zeigerstruktur auf, so dass der wenigstens eine extrahierte Signalwert des Signals und dessen Zusatzinformation besonders effizient und zuverlässig in der Speichereinheit vorgehalten werden kann.
Anhand der vorzugsweise mit den Signalwerten des Signals vorgehaltenen Zeitinformation ist es insbesondere möglich, das Alter des jeweiligen Signalwerts zu be- stimmen bzw. zu ermitteln. Dadurch kann, insbesondere wenn die Speichereinheit als Ringspeicher ausgebildet ist, besonders zuverlässig ermittelt werden, welcher Signalwert als nächstes von einem weiteren, extrahierten Signalwert überschrieben werden soll. Darüber hinaus kann die Zeitinformation vorteilhaft bei der Erstellung einer Fehlerdiagnose verwendet werden, da einfach ermittelt werden kann, zu wel- ehern Zeitpunkt in dem Datenbussystem aus den wenigstens zwei Datenbussen mit den Datenbusteilnehmern, beispielsweise Steuergeräten und/oder Sensoren, welches Signal welchen Signalwert angenommen hat, bzw. welche den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information zu welchem Zeitpunkt für die Datenbusteilnehmer verfügbar war.
Anhand der vorzugsweise mit den Signalwerten des Signals vorgehaltenen Nachrichteninformation ist es insbesondere möglich, den Absender und/oder den Emp- fänger, insbesondere verschiedene Komponenten des Fahrzeugs bzw. Datenbusteilnehmer wie Steuergeräte und/oder Sensoren, der Nachricht zu ermitteln, von dem bzw. an den die Nachricht verschickt wurde. Dadurch kann bei einer Fehlerdiagnose vorteilhaft festgestellt werden, welche Datenbusteilnehmer die in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerte (zuletzt) geändert haben bzw. welche weite- ren Signalwerte in den Nachrichten enthalten waren.
Anhand der vorzugsweise mit den Signalwerten des Signals vorgehaltenen Datenbusinformation ist es insbesondere möglich, zu ermitteln, auf welchem der verschiedenen Datenbusse den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information übertragen wurde. Dadurch kann bei einer Fehlerdiagnose einfach festgestellt werden, welche der Datenbusteilnehmer, die nur an einen Datenbus bzw. nicht an allen Datenbussen angeschlossen sind, Zugriff auf ein bestimmtes Signal bzw. dessen Signal- wert(e) hatte.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zusatzinformation, insbesondere die Zeitinformation und/oder die Nachrichteninformation und/oder die Datenbusinforma- tion und/oder die Adressateninformation, vorgehalten, auch wenn der Signalwert nicht vorgehalten wird oder werden kann. Dies ist insbesondere für die Erstellung von Fehlerberichten vorteilhaft, in denen beispielsweise nur der Zeitpunkt des Versands bzw. Empfangs eines Signals eine Rolle spielt, nicht jedoch der Konkrete Signalwert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der extrahierte Signalwert nur vorgehalten, wenn die Änderung einer ebenfalls vorzuhaltenden Zusatzinformation, in Bezug auf die zuletzt vorgehaltene Zusatzinformation einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschritten hat. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der extrahierte Signalwert nur vorgehalten, wenn die Zusatzinformation eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Insbesondere wird der extrahierte Signalwert nur vorgehalten, wenn die Nachricht an einen vorgegebenen Empfänger adressiert bzw. von einem vorgegebenen Sender verschickt ist bzw. wurde.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerte des wenigstens einen Signals basierend auf der ihnen zugeordneten Zeitinformation quantisiert.
„Quantisieren" im Sinne der Erfindung betrifft die Auflösung, insbesondere eines Wertebereichs des Signals bzw. seiner Signalwerte und/oder die Zeitrasterung von Signalwerten, insbesondere in der Speichereinheit. In anderen Worten wird durch das Quantisierung von Signalwerten die Wertefolge und/oder Zeitfolge der in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerte, d.h. wie genau die Signalwerte vorgehalten und/oder wie zeitlich dicht die Signalwerte aufeinander folgen, festgelegt bzw. bestimmt bzw. angegeben.
Vorzugsweise bewirkt die Quantisierung, dass die Zeitfolge neuer vorgehaltener Signalwerte eng und die Zeitfolge alter Signalwerte weit ist, d.h. neue vorgehaltene Signalwerte liegen zeitlich dicht beieinander und alte vorgehaltenen Signalwerten liegen zeitlich weit auseinander. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn aus den vorgehaltenen Signalwerten eine Entwicklung extrapoliert werden soll, bei der zuletzt vorgehaltene Signalwerte stärker gewichtet werden bzw. die Entwicklung besonders von zuletzt vorgehaltenen Signalwerten bestimmt wird. Insbesondere wird durch die Quantisierung erreicht, dass Signalwerte effizienter vorgehalten werden können. Weiter vorzugsweise bewirkt die Quantisierung, dass die Auflösung neuer vorgehaltener Signalwerte hoch und die Auflösung alter Signalwerte niedrig ist, d.h. der Wert eines neuen vorgehaltenen Signalwerts ist mit einer kleineren Unsicherheit behaftet als der Wert eines alten Signalwerts.
Vorzugsweise kann sowohl die Auflösung der Signalwerte, d.h. deren Genauigkeit oder Präzision, als auch deren zeitliche Auflösung, d.h. deren Zeitrasterung, in Ab- hängigkeit der ihnen zugeordneten Zeitinformation quantisiert werden. Weiter vor- zugsweise werden neue Signalwerte in schneller Taktfolge, insbesondere im Millisekundenbereich, mit hoher Präzision vorgehalten, insbesondere indem jedem neuen Signalwert viel Speicherplatz, bevorzugt 16 bit, besonders bevorzugt 32 bit, insbesondere 64 bit, im Ringspeicher zugeteilt wird. Ältere und/oder alte, bereits seit län- gerer Zeit in der Speichereinheit vorgehaltene Signalwerte werden in größeren zeitlichen Abständen, insbesondere im Sekunden- oder Minutenbereich, bei gleichzeitig geringer Präzision vorgehalten, insbesondere, indem der den älteren und/oder alten Signalwerten zugeteilte Speicherplatz reduziert wird, bevorzugt auf 8 bit, besonders bevorzugt 4 bit, insbesondere 2 bit. In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann die Quantisierung vorgegebener Signalwerte für eine vorgegebene Zeitspanne ausgesetzt oder zumindest beeinflusse insbesondere abgeschwächt, werden. Dadurch kann wenigstens ein älterer, bereits seit längerer Zeit in der Speichereinheit vorgehaltener Signalwert mit hoher Präzision vorgehalten werden und zeitlich eng auf den vorangehenden Signalwert folgen bzw. zeitlich eng vor dem nachfolgenden Signalwert liegen, obwohl weitere vorangehenden bzw. nachfolgende Signalwerte nur mit geringer Präzision in zeitlich größeren Abständen vorgehalten werden. Vorzugsweise wird die Quantisierung dann ausgesetzt, wenn von einem Steuergerät ein vorgegebenes Ereignis erfasst wird, beispielsweise eine starke Beschleunigung, welche auf einen Unfall hinweist. Um zum Zeitpunkt des vorgegebenen Ereignisses viele Daten zur Analyse zur Verfügung zu haben, wird die Quantisierung für die vorgegebene Zeitspanne, insbesondere einige Sekunden, ausgesetzt oder zumindest abgeschwächt, so dass die Signalwerte in der vorgegebenen Zeitspanne den Fahrzeugzustand mit hoher Genauigkeit wiedergeben. Nachfolgend werden die Signalwerte wieder mit der ursprüngli- chen Quantisierung vorgehalten, beispielsweise, wenn sich die starke Beschleunigung nicht als Unfall herausgestellt hat, da das Fahrzeug abermals und/oder weiter beschleunigt.
Bevorzugt kann die Quantisierung je nach vorgegebenem Ereignis beeinflusst werden, d.h. unterschiedliche, insbesondere von einem Steuergerät erfasste, Ereig- nisse bewirken eine unterschiedlich starke bzw. schwache Quantisierung für unterschiedliche Zeitspannen. Dadurch wird das Vorhalten von Daten besonders flexibel. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals nur in der Speichereinheit vorgehalten, wenn die Zeitinformation des zuletzt vorgehaltenen Signalwerts des wenigstens einen Signals und die ermittelte Zeitinformation des wenigstens einen extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals eine vorgegebene Zeitdauer überschreiten, d.h. wenn zwischen dem Zeitpunkt des Extrahierens des Signals und dem Zeitpunkt des Vorhaltens des zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerts dieses Signals eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist. Dadurch wird insbesondere vermieden, dass zeitlich eng liegende Folgen bzw. Verläufe von Signalwerten aufgezeichnet werden, so dass die in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerten eine lange Historie bilden, d.h. in der Speichereinheit auch auf alte Signalwerte zugegriffen werden kann.
Vorzugsweise unterscheidet sich die vorgegebene Zeitdauer für verschiedene Signale, d.h. die Signalwerte verschiedener Signale werden in der Speichereinheit mit jeweils unterschiedlichen zeitlichen Abständen vorgehalten. Dadurch kann die
Länge der Historie eines Signals insbesondere abhängig von der Änderungsrate der entsprechenden Signalwerte gewählt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals vor dem Vorhalten in der Speichereinheit durch ein Komprimierungsverfahren, insbesondere durch Runlength-Encoding oder Kompression durch Annäherung mittels mathematischer Funktionen oder Algorith- mik oder ein anderes ähnliches, aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren, komprimiert. Vorzugsweise benötigen die in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerten dadurch weniger Speicherplatz bei gleichbleibendem Informationsgehalt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerte des wenigstens einen Signals basierend auf der ihnen zugeordneten Zeitinformation mit mindestens einem verlustbehafteten Komprimierungsverfahren komprimiert, wobei ältere in der Speichereinheit vorgehaltene Signalwerte des wenigstens einen Signals stärker komprimiert werden. Dies ist beson- ders vorteilhaft, wenn, insbesondere bei einer Fehlerdiagnose, eine Entwicklung des Signals durch eine Extrapolation ermittelt wird, wobei die Entwicklung des Signals maßgeblich von den zuletzt vorgehaltenen Signalwerten abhängt, so dass der Verlust von Information bei starker Kompression älterer Signalwerte keine wesentliche Rolle spielt.
Die verlustbehaftete Komprimierung betrifft bevorzugt nicht nur für Video- und/oder Audioübertragungen auf Datenbussen, sondern auch für Signale. Beispielsweise kann eine Reduktion der Genauigkeit der Geschwindigkeitsinformation in Abhängigkeit des Alters der Geschwindigkeitsinformation bevorzugt sein. Daher werden alle in den letzten 10 Minuten aufgezeichneten Geschwindigkeitssignale unkomprimiert im Ringspeicher vorgehalten. Die im Ringspeicher bereits für 10 bis 20 Minuten vor- gehaltenen Geschwindigkeitssignale werden moderat komprimiert, so dass die Genauigkeit der vorgehaltenen Signale auf 2 km/h sinkt. Wenn die im Ringspeicher vorgehaltenen Signale älter als 20 Minuten sind, wird entsprechend stärker komprimiert, insbesondere mit dem ZIP-Algorithmus oder dem RLE-Algorithmus, so dass die Genauigkeit der Signale weiter auf 10 km/h sinkt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird bzw. werden der vorgegebene Schwellenwert und/oder die zeitliche Auflösung der Quantisierung und/oder die vorgegebene Zeitdauer und/oder das Komprimierungsverfahren, und/oder Parameter des Komprimierungsverfahrens, und/oder die Zuordnung des Komprimierungsverfahrens und/oder der Parameter des Komprimierungsverfahrens zu den Zeitinforma- tionen des wenigstens einen extrahierten Signalwerte und/oder der vorgehaltenen Signalwerte des wenigstens einen Signals von einem Benutzer gewählt bzw. von einem Steuergerät konfiguriert. Dadurch kann der Benutzer bzw. das Steuergerät die Länge der Historie und/oder die Güte bzw. Qualität, d.h. die Auflösung und/oder den Umfang, verschiedener Signale direkt steuern und so insbesondere festlegen, wel- che der beispielsweise für eine Fehlerdiagnose benötigten Signale in welcher Güte bzw. Qualität, d.h. Auflösung und/oder Umfang, in der Speichereinheit vorliegen. Der Benutzer ist vorzugsweise der Fahrer des Fahrzeugs oder das das Fahrzeug wartende Wartungspersonal.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in der Speichereinheit vor- gehaltene Signalwerte verschiedener Signale basierend auf dem ihnen jeweils zugeordneten Zeitwert zu einem neuen Signalwert eines neuen Signals zusammenge- fasst und in der Speichereinheit vorgehalten. Beispielsweise kann der Öffnungszustand von vier einzelnen Türen des Fahrzeugs zu einem Öffnungszustand des Fahrzeugs zusammengefasst werden. Dadurch kann insbesondere aktuelle, den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information, detaillierter vorgehalten werden als ältere, den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information, die insbesondere bei einer Fehleranalyse keine große Rolle mehr spielt. Dies kann insbesondere durch vorgegebene Algorithmik, insbesondere durch Umrechnungsvorschriften oder Softwareplugins in einem Gateway, vorgesehen sein.
Außerdem kann vorgesehen sein, ab einem vorgegebenen Alter nur noch vorgege- bene Signale bzw. deren Signalwerte oder nur noch Signale in Abhängigkeit ihrer Zusatzinformation, insbesondere des Busses, auf dem die Nachricht versandt bzw. empfangen wurde und/oder des Absenders und/oder des Empfängers, in der Speichereinheit vorzuhalten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in der Speichereinheit vor- gehaltene Signalwerte vorgegebener Signale in eine weitere Speichereinheit, insbesondere auf ein zusätzliches Speichermedium wie zum Beispiel eine Festplatte, ein Unfallrekorder oder auch drahtlos auf ein externes Datenverarbeitungszentrum (sog. Backend), überführt. Vorzugsweise wird diese Überführung bzw. Übertragung durchgeführt, wenn der Speicherplatz der Speichereinheit vollständig oder nahezu vollständig gefüllt ist, d.h. keine oder nahezu keine weiteren extrahierten Signalwerte wenigstens eines Signals in der Speichereinheit vorgehalten werden können, ohne bereits in der Speichereinheit vorgehaltene Signalwerte des wenigstens einen Signals zu überschreiben bzw. löschen zu müssen. Dadurch können auf der weiteren Speichereinheit besonders lange Historien der Signale erzeugt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung ist die Recheneinrichtung dazu eingerichtet, basierend auf einer Anfrage eines Benutzers und/oder eines Datenbusteilnehmers, insbesondere eines Steuergeräts, die Historie und/oder einen Teil der Historie der vorgehaltenen Signalwerte eines Signals mit einer bestimmten Komprimierung und/oder Quantisierung aus der Speichereinheit an ein Ausgabegerät und/oder ein zentrales Computersystem und/oder einen externen Datenspeicher und/oder das Steuergerät zu übertragen. Vorzugsweise kann ein Benutzer dazu auf einem Eingabegerät, welches insbesondere ein Teil der Vorrichtung zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf mindestens zwei Datenbussen in einem Fahrzeug sein kann oder an eine Schnittstelle der Vorrichtung angeschlossen ist, eine solche Anfrage eingeben. Weiter vorzugsweise kann das Ausgabegerät als tragbare Speichermedium, welches an eine Schnittstelle der Vorrichtung ange- schlössen ist, oder ein drahtloses Speichermedium, welches über eine drahtlose Verbindung mit der Vorrichtung verbunden ist, insbesondere als zentrales Computersystem, ausgebildet sein. Dadurch kann sich der Benutzer und/oder der Datenbusteilnehmer, insbesondere für eine bestimmte Fehlerdiagnose und/oder das Initialisieren des oder eines weiteren Datenbusteilnehmers benötigte, in der Speicherein- heit vorgehaltene Signalwerte eines Signals mit einer gewissen Qualität, das heißt mit einer bestimmten Auflösung und in einem bestimmten Umfang, gezielt ausgeben bzw. übermitteln lassen.
Vorzugsweise ist die Recheneinrichtung dazu eingerichtet, die Historie eines Signals aus der Speichereinheit an ein Steuergerät zu senden, wenn dieses neu ge- startet wird und mit mindestens einem vorgehaltenen Signalwert des Signals initialisiert werden soll. Weiter vorzugsweise Recheneinrichtung dazu eingerichtet, die Historie eines Signals aus der Speichereinheit an ein Steuergerät zu senden, welches aus einem inaktiven Modus, insbesondere einem Energiesparmodus oder bei einem Reset, in einen aktiven Modus wechselt und eine den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information, welche in wenigstens einem vorgehaltenen Signalwert des Signals vorhanden ist bzw. durch diesen geliefert wird, benötigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekt der Erfindung ist eine der wenigstens zwei Vorrichtungen eingerichtet, die in den Speichereinheiten der wenigstens zwei Vorrichtungen vorgehaltenen Signalwerte zu synchronisieren, so dass die in den mindestens zwei Speichereinheiten vorgehaltenen Signalwerte gleicher Signale übereinstimmen. Dadurch weisen alle Speichereinheiten, welche von dem System umfasst werden, aktuelle, den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information auf. Es wird zuverlässig vermieden, dass ein Datenbusteilnehmer, insbesondere ein Steuergerät, aufgrund einer Anfrage an eine bestimmte Vorrichtung nur veraltete Signalwerte eines Signals erhält. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nicht alle Vorrichtungen Zugang zu allen vorzuhaltenden Signalen bzw. deren Signalwerten haben. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können unterschiedliche Vorrichtungen unterschiedliche Teilmengen von Signalen bzw. deren Signalwerte vorhalten, so dass die vorzuhaltenden Signalwerte unter den Vorrichtungen aufgeteilt werden. Dadurch kann vorteilhaft Speicherplatz in wenigstens einer der Vorrichtungen ge- spart werden. Bevorzugt sind die Vorrichtungen dazu eingerichtet, bei Anfrage nach einem Signal bzw. einer Historie des Signals bzw. dessen Signalwerten ihrerseits bei der wenigstens einen anderen Vorrichtung das Signal bzw. dessen Historie abzufragen und/oder weiterzuleiten.
Vorzugsweise können die Vorrichtungen unterschiedlich konfiguriert sein bzgl. der ausgeführten Konfigurationseigenschaften, insbesondere bzgl. der Quantisierung und/oder der Kompression und/oder der Historienlängen der verschiedenen Signale und/oder der vorzuhaltenden Signale in Abhängigkeit des Senders bzw. des Empfängers und/oder der Busse, auf denen die Nachricht versendet wird bzw. versandt wurde, etc. Dabei kann die Konfiguration der Vorrichtungen entweder fest vorgege- ben werden oder von einzelnen Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere Steuergeräten, und/oder einem zentralen Computersystem (Backend) jeweils anteilig ge- bildert bzw. angefordert werden. Dadurch können insbesondere einzelne Steuergeräte im Fahrzeug und/oder Funktionen im Fahrzeug und/oder Funktionen im zentralen Computersystem explizit das Vorhalten bestimmter Signale anfordern. Zusätz- lieh können Betriebs- oder Funktionszustände von den Vorrichtungen überwacht und vorbelegte Konfigurationen anhand der Betriebs- oder Funktionszustände aktiviert bzw. Deaktiviert werden.
Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Vorrichtungen dazu eingerichtet, Anfragen zu bestimmten, auf ihren jeweiligen Speichereinheiten vorgehaltene Signalen bzw. Signalwerten, zu empfangen. Zudem sind die Vorrichtungen vorzugsweise dazu eingerichtet, untereinander festzulegen, welche Signale bzw. Signalwerte von welcher Vorrichtung vorgehalten bzw. welche Signale bzw. Signalwerte zum Zwecke der Vorhaltung auf einer anderen Vorrichtung übertragen werden.
Vorzugsweise können mindestens zwei Vorrichtungen dazu ausgebildet sein, Da- ten, insbesondere Signalwerte, aus ihren jeweiligen Speichereinheiten zusammenzufassen und insbesondere mit bestimmter Algorithmik zu anonymisieren bzw. zu verschlüsseln und/oder mit einem Fingerprint zu versehen und damit gegen nachträgliche Manipulation zu schützen. Dadurch können Datenschutzauflagen besonders leicht erfüllt werden. Zudem können die so zusammengefassten Daten als Beweismittel verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die wenigstens zwei Vorrichtungen im Fahrzeug angeordnet. Alternativ ist wenigstens eine Vorrichtung oder wenigstens ein Teil wenigstens einer Vorrichtung, insbesondere die Speichereinheit außerhalb des Fahrzeugs, insbesondere in einem an das Fahrzeugbordnetz angeschlossenen Datenspeicher oder in einem über das Internet oder eine Datenverbindung verbun- denen zentralen Computersystem, angeordnet. Dadurch steht besonders viel Speicherplatz zur Verfügung, so dass auch lange Historien der Signale bzw. Signalwerte vorgehalten werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Signale im Fahrzeug nur extrahiert und ggf. anonymisiert und/oder verschlüsselt, während die Überprüfung und Vorhaltung in einem fahrzeugexternen System, insbesondere einem zentralen Computersystem durchgeführt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine wenigstens zwei Vorrichtungen im Fahrzeug und eine andere der wenigstens zwei Vorrichtungen in einem fahrzeugexternen System angeordnet sein. Dabei findet bevorzugt eine Synchroni- sierung zwischen den wenigstens zwei Vorrichtungen statt. Insbesondere werden dabei vorgegebene Signale in eine in dem zentralen Computersystem angeordnete Vorrichtung übertragen, wo längere Historien vorgehalten und bei Bedarf an das Fahrzeug zurück gesendet werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Recheneinrichtungen der wenigstens zwei Vorrichtungen dazu eingerichtet, Systemzustände zu erkennen, in denen wenigstens ein Datenbusteilnehmer, insbesondere ein Steuergerät, eine Historie und/oder einen Teil der Historie der vorgehaltenen Signalwerte eines Signals mit einer bestimmten Komprimierung und/oder Quantisierung benötigt, und die Historie und/oder einen Teil der Historie der vorgehaltenen Signalwerte eines Signals mit einer bestimmten Komprimierung und/oder Quantisierung an den wenigstens ei- nen Datenbusteilnehmer zu übertragen. Insbesondere sind die Recheneinrichtungen der wenigstens zwei Vorrichtungen dazu eingerichtet, wenigstens einen in einer Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert wenigstens eines Signals an wenigstens einen Datenbusteilnehmer zu übermitteln, wenn dieser neu gestartet wurde und zum Initialisieren aktuelle, den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information, insbesondere den zuletzt vorgehaltenen Signalwert eines Signals, benötigt. Weiter vorzugsweise sind die Recheneinrichtungen der wenigstens zwei Vorrichtungen dazu eingerichtet, wenigstens einen in einer Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert wenigstens eines Signals an wenigstens einen Datenbusteilnehmer zu übermitteln, wenn dieser aus einem inaktiven Modus, insbesondere einem Energiesparmodus oder bei einem Reset, in einen aktiven Modus überführt wird und dabei aktuelle, den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information, insbesondere den zuletzt vorgehaltenen Signalwert eines Signals, benötigt.
Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausge- staltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten auch für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen in einem Fahrzeug; und
Fig. 2 eine Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen in einem Fahrzeug.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 1 zum Verarbeiten von Sig- nalen 2, 3, 4 aus Nachrichten A, B auf wenigstens zwei Datenbussen in einem Fahrzeug.
In einem ersten Schritt S1 werden die schematisch dargestellten Signale 2, 3, 4 aus den Nachrichten A, B, beispielsweise durch Anwenden eines Filters oder Analyse eines Headers der Nachrichten A, B und gezieltes, insbesondere bitweises, Auslesen, insbesondere von Teilen der Nachricht, extrahiert. In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel sind eine erste Nachricht A, welche ein erstes Signal 2 und ein zweites Signal 3 enthält bzw. umfasst, und eine zweite Nachricht B, welche das erste Sig- nal 2 und ein drittes Signal 4 enthält bzw. umfasst, abgebildet.
In einem zweiten Schritt S2 wird wenigstens ein Signalwert eines jeden der extrahierten Signale 2, 3, 4 mit in einer Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerten, insbesondere dem zuletzt vorgehaltenen Signalwert, der jeweiligen Signale 2, 3, 4 verglichen. Vorzugsweise wird ermittelt, insbesondere überprüft, ob eine Änderung des wenigstens einen Signalwerts eines jeden der extrahierten Signale 2, 3, 4 gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwert der jeweiligen Signale 2, 3, 4 vorliegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Überprüfen der Signalwerte basierend auf, d.h. unter Berücksichtigung, einer Bedingung C ausgeführt werden. Die Bedingung C kann beispielsweise bewirken, dass das Überprüfen der Signalwerte nur durchgeführt wird, wenn seit dem letzten Überprüfungsvorgang eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bedingung C bewirken, dass nur extrahierte Signalwerte vorgegebener Signale, beispielsweise nur des ersten Signals 2 und des dritten Signals 4, auf eine Änderung gegenüber den zuletzt in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerten der vorgegebenen Signale geprüft werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Bedingung C von einem Benutzer über eine Eingabeeinrichtung, welche als ein Datenbusteilnehmer ausgebildet sein kann, eingegeben. Alternativ oder zusätzlich wird die Bedingung C von einem Datenbusteilnehmer, beispielsweise einem Steuergerät, generiert und/oder übermittelt.
In einem dritten Schritt S3 werden die extrahierte Signalwerte der Signale 2, 3, 4 auf der Speichereinheit vorgehalten, wenn sie sich gegenüber den in der Speichereinheit vorgehaltenen Signalwerten der jeweiligen Signale 2, 3, 4 geändert haben. Diese Bedingung ist durch den gestrichelten Pfeil angedeutet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Vorhalten der extrahierten und überprüften Signalwerte durch eine Bedingung D beeinflusst werden. Die Bedingung D kann beispielsweise bewirken, dass der extrahierte Signalwert eines jeden der Signale 2, 3, 4 nur dann in der Speichereinheit vorgehalten werden, wenn seine Änderung gegenüber dem in der Speichereinheit zuletzt vorgehaltenen Signalwert des jeweiligen Signals 2, 3, 4 einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, d.h. sich um mehr als den Schwellenwert von dem in der Speichereinheit zuletzt vorgehaltenen Signalwert des jeweiligen Signals 2, 3, 4 unterscheidet. Insbesondere kann sich der vorgegebene Schwellenwert für jedes der Signale 2, 3, 4 un- terscheiden. Beispielsweise ist für das erste Signal 2 ein erster Schwellenwert, für das zweite Signal 3 ein zweiter Schwellenwert, und für das dritte Signal 4 ein dritter Schwellenwert, beispielsweise von einem Benutzer und/oder von einem Datenbusteilnehmer, insbesondere einer Steuereinheit, vorgegeben. Dadurch kann das Vorhalten der extrahierten Signalwerte eines jeden der Signale 2, 3, 4 an das jeweilige Signal 2, 3, 4, insbesondere an dessen Rauschen bzw. dessen (statistische) Fluktuation, angepasst werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bedingung D auch eine Komprimierung der vorzuhaltenden Signalwerte durch ein Komprimierungsverfahren und/oder die Parameter des Komprimierungsverfahren betreffen. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zum Verarbeiten von Signalen 2, 3, 4 aus Nachrichten A, B auf wenigstens zwei Datenbussen 20, 21 in einem Fahrzeug. Die Vorrichtung 10 ist an einem Verkehrsknoten 22 (Gateway), in welchem der erste Datenbus 20 und der zweite Datenbus 21 verbunden sind, angeordnet bzw. an diesen Verkehrsknoten 22 über eine Schnittstelle 1 1 angeschlossen, so dass sowohl eine Nachricht A, welche über den ersten Datenbus 20 übertragen wird, als auch eine Nachricht B, welche über den zweiten Datenbus 21 übertragen wird, verarbeitet werden kann. In einer Ausführung bildet die Vorrichtung 10 den Verkehrsknoten 22, d.h. die beiden Datenbusse 20, 21 sind über die Schnittstelle 1 1 direkt mit der Vorrichtung 10 verbunden. Die Nachrichten A, B werden von Datenbusteilnehmern 23, insbesondere Steuergeräten und/oder Sensoren und/oder Eingabe- bzw. Ausgabevorrichtungen, durch wel- che bzw. mit deren Hilfe ein Benutzer mit den Datenbusteilnehmern 23, insbesondere mit der Vorrichtung 10, kommunizieren kann, generiert bzw. verschickt und/oder empfangen. Die Nachrichten A, B enthalten bzw. umfassen wenigstens ein Signal 2, 3, 4, welches einen oder mehrere Signalwerte, insbesondere eine Folge bzw. einen Verlauf von Signalwerten, annehmen, d.h. aufweisen bzw. umfassen, kann. Das wenigstens eine Signal 2, 3, 4 bzw. dessen Signalwert(e) kann beispielsweise eine Steuerungsinformation oder aufbereitete Daten, insbesondere eines Sensors, sein. Insbesondere stellt das wenigstens eine Signal 2, 3, 4 bzw. dessen Signal- wert(e) eine den Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information dar. Analog zu Figur 1 enthält im vorliegenden Beispiel die erste Nachricht A das erste Signal 2 und das zweite Signal 3, und die zweite Nachricht B enthält das erste Signal 2 das dritte Signal 4.
Insbesondere beim Passieren des Verkehrsknotens 22 stehen die Nachrichten A, B dem Zugriff durch die Vorrichtung 10 zur Verfügung. Insbesondere über die Schnitt- stelle 1 1 kann eine Recheneinrichtung 12 die Signale 2, 3, 4 aus den Nachrichten A, B extrahieren (erster Schritt S1 ) und deren jeweilige Signalwerte mit in einer Speichereinheit 13 vorgehaltenen Signalwerten der jeweiligen Signale 2, 3, 4 vergleichen (zweiter Schritt S2).
Insbesondere überprüft bzw. ermittelt die Recheneinrichtung 12, ob eine Änderung des extrahierten Signalwerts eines jeden der Signale 2, 3, 4 gegenüber dem in der Speichereinheit 13 vorgehaltenen Signalwert des jeweiligen Signals 2, 3, 4 vorliegt. Ist dies der Fall, überführt die Recheneinrichtung 12 denjenigen Signalwert eines jeden der Signale 2, 3, 4, der sich gegenüber dem in der Speichereinheit 13 vorgehaltenen Signalwert des jeweiligen Signals 2, 3, 4 geändert hat (dritter Schritt S3), an die Speichereinheit 13. Insbesondere wird dieser Signalwert eines jeden der Signale 2, 3, 4 in der Speichereinheit 13 gespeichert bzw. abgelegt, d.h. vorgehalten, und steht damit bei einer Abfrage, d.h. bei einen Zugriff auf die Speichereinheit 13 durch den Benutzer oder einen Datenbusteilnehmer 23, insbesondere zum Erstellen einer Fehlerdiagnose bei Auftreten eines Fehlers und/oder zur Initialisierung eines Datenbusteilnehmers 23, zur Verfügung. Wird im dargestellten Beispiel zu einem ersten Zeitpunkt Nachricht A von der Vorrichtung 10 verarbeitet, d.h. die Signale 2, 3 extrahiert und deren Signalwerte in der Speichereinheit 13 vorgehalten, und zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt Nachricht B von der Vorrichtung 10 verarbeitet, wird insbesondere überprüft, ob sich der Signalwert des ersten Signals 2, der in der Speichereinheit 13 zum ersten Zeitpunkt vorgehalten wurde, gegenüber dem Signalwert des ersten Signals 2, welches zum zweiten Zeitpunkt aus der Nachricht B extrahiert wurde, geändert hat. Stimmen die beiden Signalwerten überein, braucht der Signalwert des ersten Signals 2, welches zum zweiten Zeitpunkt aus der Nachricht B extrahiert wurde, nicht vorgehalten zu werden, da in diesem Fall keine neue, im Betrieb des Fahrzeugs betreffende Information, vorliegt.
ggf. Bezugszeichenliste
1 Verfahren zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen in einem Fahrzeug
2 Erstes Signal
3 Zweites Signal
4 Drittes Signal
10 Vorrichtung zum Verarbeiten von Signalen aus Nachrichten auf wenigstens zwei Datenbussen in einem Fahrzeug
1 1 Schnittstelle
12 Recheneinrichtung
13 Speichereinheit
20 Erster Datenbus
21 Zweiter Datenbus
22 Verkehrsknoten (Gateway)
23 Datenbusteilnehmer
A Erste Nachricht
B Zweite Nachricht
C Erste Bedingung
D Zweite Bedingung
S1 Extrahieren wenigstens eines Signals aus wenigstens einer Nachricht
52 Überprüfen wenigstens eines extrahierten Signalwerts
53 Vorhalten des wenigsten einen Signalwerts

Claims

ANSPRUCHE
Verfahren (1 ) zum Verarbeiten von Signalen (2, 3, 4) aus Nachrichten (A, B) auf wenigstens zwei Datenbussen (20, 21 ), insbesondere CAN-Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, mit den Schritten:
- Extrahieren (S1 ) wenigstens eines Signals (2, 3, 4) aus mindestens einer Nachricht (A, B) in einem Verkehrsknoten (22) der mindestens zwei Datenbusse (20, 21 );
- Überprüfen (S2) wenigstens eines extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) auf eine Änderung gegenüber einem zuletzt in einer Speichereinheit (13) vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4); und
- Vorhalten (S3) des wenigstens einen extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) in der Speichereinheit (13), falls sich der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit (13) vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) geändert hat.
Verfahren (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Speichereinheit (13) zum Vorhalten des wenigstens einen extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) einen Ringspeicher aufweist, in welchem eine Historie des wenigstens einen extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) vorgehalten (S3) wird.
Verfahren (1 ) nach Anspruch 2, wobei die Länge der Historie des wenigstens einen extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) von dem wenigsten einen Signal (2, 3, 4) abhängt.
Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) nur in der Speichereinheit (13) vorgehalten (S3) wird, wenn er sich gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit (13) vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert geändert hat. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für den wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) eine Zeitinformation bezüglich des Zeitpunkts, zu dem das wenigstens eine Signal (2, 3, 4) extrahiert (S3) wurde, und/oder eine Nachrichteninformation bezüglich mindestens einer Nachricht (A, B), mit der das wenigstens eine Signal (2, 3, 4) verschickt wurde, und/oder eine Datenbusinformation bezüglich des mindestens einen Datenbusses (20, 21 ), auf dem die Nachricht (A, B) mit dem wenigstens einen Signal (2, 3, 4) verschickt wurde, ermittelt und zusammen mit dem wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) vorgehalten (S3) wird.
6. Verfahren (1 ) nach Anspruch 5, wobei in der Speichereinheit (13) vorgehaltenen Signalwerte des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) basierend auf der ihnen zugeordneten Zeitinformation quantisiert werden.
Verfahren (1 ) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) nur in der Speichereinheit (13) vorgehalten wird, wenn die Zeitinformation des zuletzt vorgehaltenen Signalwerts des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) und die ermittelte Zeitinformation des wenigstens einen extrahierten Signalwerts des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) eine vorgegebene Zeitdauer überschreiten.
8. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine extrahierte Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) vor dem Vorhalten (S3) in der Speichereinheit (13) durch ein Komprimierungsverfahren komprimiert wird. 9. Verfahren (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und Anspruch 8, wobei die in der Speichereinheit (13) vorgehaltenen Signalwerte des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) basierend auf der ihnen zugeordneten Zeitinformation mit mindestens einem verlustbehafteten Komprimierungsverfahren komprimiert werden, wobei ältere in der Speichereinheit (13) vorgehaltene Signalwerte des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) stärker komprimiert werden.
10. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Anspruch 4 oder 6 bis 9, wobei der vorgegebene Schwellenwert und/oder die zeitliche Auflösung der Quantisierung und/oder die vorgegebene Zeitdauer und/oder das Komprimierungsverfahren, und/oder Parameter des Komprimierungsverfahrens, und/oder die Zuordnung des Komprimierungsverfahrens und/oder der Parameter des Komprimierungsverfahrens zu den Zeitinformationen des wenigstens einen extrahierten Signalwerte und/oder der vorgehaltenen Signalwerte des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) von einem Benutzer gewählt wird bzw. werden.
1 1 . Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in der Speichereinheit (13) vorgehaltene Signalwerte verschiedener Signale (2, 3, 4) basierend auf dem ihnen jeweils zugeordneten Zeitwert zu einem neuen Signalwert eines neuen Signals (2, 3, 4) zusammengefasst und in der Speichereinheit (13) vorgehalten werden.
12. Verfahren (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in der Speichereinheit (13) vorgehaltene Signalwerte vorgegebener Signale (2, 3, 4) in eine weitere Speichereinheit überführt werden.
13. Vorrichtung (10) zur Verarbeitung von Signalen (2, 3, 4) aus Nachrichten (A, B) auf wenigstens zwei Datenbussen (20, 21 ), insbesondere CAN-Bussen, vorzugsweise in einem Fahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend:
- eine Schnittstelle (1 1 ) zur Verbindung der Vorrichtung (10) mit den wenigstens zwei Datenbussen (20, 21 ) in einem Verkehrsknoten (22) ;
- eine Speichereinheit (13) eingerichtet zum Vorhalten (S3) von wenigstens einem Signalwert wenigstens eines Signals (2, 3, 4);
- eine Recheneinrichtung (12), welche dazu eingerichtet ist,
wenigstens ein Signal (2, 3, 4) aus wenigstens einer Nachricht (A, B), die auf wenigstens einem der wenigstens zwei Datenbusse (20, 21 ) übertragen wird, zu extrahieren (S1 ),
den wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) auf eine Änderung gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit (13) vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) zu prüfen (S2), und
den wenigstens einen extrahierten Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) basierend auf der Überprüfung (S2) gegenüber dem zuletzt in der Speichereinheit (13) vorgehaltenen Signalwert des wenigstens einen Signals (2, 3, 4) an die Speichereinheit (13) zu übermitteln (S3).
14. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei die Recheneinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Anfrage eines Benutzers und/oder eines Datenbusteilnehmers (23), insbesondere eines Steuergeräts, die Historie und/oder einen Teil der Historie der vorgehaltenen Signalwerte eines Sig- nals (2, 3, 4) mit einer bestimmten Komprimierung und/oder Quantisierung aus der Speichereinheit (13) an ein Ausgabegerät und/oder ein zentrales Computersystem und/oder einen externen Datenspeicher und/oder das Steuergerät zu übertragen.
15. System zur Verarbeitung von Signalen (2, 3, 4) aus Nachrichten (A, B) auf wenigstens zwei Datenbussen (20, 21 ) in einem Fahrzeug mit wenigstens zwei Vorrichtungen (10) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, welche in wenigstens zwei verschiedenen Verkehrsknoten (22) von wenigstens drei Datenbussen vorgesehen sind.
16. System nach Anspruch 15, wobei eine der wenigstens zwei Vorrichtun- gen (10) eingerichtet ist, die in den Speichereinheiten (13) der wenigstens zwei Vorrichtungen (10) vorgehaltenen Signalwerte zu synchronisieren, so dass die in den mindestens zwei Speichereinheiten (13) vorgehaltenen Signalwerte gleicher Signale (2, 3, 4) übereinstimmen.
17. System nach einem der Anspruch 15 oder 16, wobei die Recheneinrichtun- gen (12) der wenigstens zwei Vorrichtungen (10) dazu eingerichtet sind,
Systemzustände zu erkennen, in denen wenigstens ein Datenbusteilnehmer (23), insbesondere ein Steuergerät, eine Historie und/oder einen Teil der Historie der vorgehaltenen Signalwerte eines Signals (2, 3, 4) mit einer bestimmten Komprimierung und/oder Quantisierung benötigt, und die Histo- rie und/oder einen Teil der Historie der vorgehaltenen Signalwerte eines Signals (2, 3, 4) mit einer bestimmten Komprimierung und/oder Quantisierung an den wenigstens einen Datenbusteilnehmer (23) zu übertragen.
18. Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, welche, wenn sie von ei- nem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte eines Verfahrens (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführen.
19. Computer-lesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 18 gespeichert ist.
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