DE10243763B4

DE10243763B4 - Verfahren zur Erfassung und Auswertung von Busfehlern

Info

Publication number: DE10243763B4
Application number: DE2002143763
Authority: DE
Inventors: Robert Griessbach; Gerhard Schmitt; Dr. David Armin
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: DE10243763A1

Abstract

Verfahren zur Erfassung und Auswertung von Fehlern bei einem System mit mindestens einem Bussystem und an dieses angeschlossenen Einheiten, bei dem Fehlereinträge in den einzelnen Einheiten erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines Fehlers durch eine oder mehrere Einheiten (E) ein dieser Fehlermeldung entsprechender Fehlercode (FCx) in dem (den) Fehlerspeichern) der betreffenden Einheit(en) (E) eingetragen wird, fur die Fehlerauswertung die Fehlereinträge aller Einheiten (E) ausgewertet werden, wobei: a) für sämtliche eingetragenen Fehlercodes (FCx) sämtliche möglicherweise fehlerhaften Systemkomponenten (Sy) ermittelt werden, b) für jede ermittelte möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) diejenigen eingetragenen Fehlercodes (FCx) ermittelt werden, die dieser möglicherweise fehlerhaften Systemkomponente (Sy) zugeordnet sind, c) für jede ermittelte möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) die Anzahl der und/oder das Fehlen bestimmter eingetragener Fehlercodes (FCx) unter den den möglicherweise fehlerhaften Systemkomponenten (Sy) zugeordneten Fehlercodes als resultierender Zählwert (Zx) festgestellt wird, d) der resultierende Zählwert (Zx)...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Auswertung von Busfehlern bei einem Bussystem und an dieses angeschlossenen Einheiten, bei dem Fehlereinträge in den einzelnen Einheiten erzeugt werden.
In Bussystemen beispielsweise im Bordnetz von Kraftfahrzeugen können unterschiedliche Fehler auftreten, z. B. Fehlfunktionen von Busteilnehmern oder Fehler in einer Sende/Empfangseinheit, die sporadisch auftreten können. Außer derartigen Fehlern, die aus Fehlerinformationen von Bustreibern und Buscontrollern oder aufgrund von über die Software durchgeführten Plausibilitätstests gewonnen werden können, können auch physikalische Busfehler wie Leitungskurzschlüsse und z. B. Protokollverletzungen auftreten. Diese eher logischen Fehler führen zum Ausbleiben von Nachrichten und damit sogenannten Time-Out-Fehlern. Alle diese Fehler werden lokal im jeweiligen Steuergerät diagnostiziert, bewertet und gespeichert. Die Auswertung der Fehler erfolgt später in einem externen Testgerät. Es gibt zwar Leitfäden zur Fehlersuche durch die betreffende Bedienungsperson oder den Fahrzeugmechaniker. Eine Verknüpfung der einzelnen Fehler erfolgt nicht.
Wie erwähnt, erfolgen die einzelnen Fehlereinträge lokal in den einzelnen Steuergeräten, die jedoch unter verschiedenen Bedingungen betrieben werden (z. B. Versorgungsspannung). Auch können die Fehlerbewertungsmechanismen in den einzelnen Steuergeräten oder Modulen unterschiedlich sein. Damit kann ein und derselbe Busfehler in verschiedenen Steuergeräten zu unterschiedlichen Fehlereinträgen führen, auch wenn die Steuergeräte am selben Bus angeschlossen sind. Hinzu kommen noch komplexe Kommunikationsstrukturen, die mit Gateways verbundene Busstrukturen mit unterschiedlichen Datenraten und Protokollen umfassen. Bei der Auswertung von in Steuergeräten gespeicherten Busfehlern zwecks Fehlerlokalisierung wird der Unsicherheit und möglichen Unstimmigkeit der Fehlereinträge nicht ausreichend Rechnung getragen.
Sofern Fehlereinträge verschiedener Steuergeräte zwecks Auswertung verknupft werden, geschieht dies auf wenig flexible und fehleranfällige Weise durch starre Programmierung.
Aus der DE 198 10 289 A1 ist ein Datenbus bekannt, der Überwachungsfunktion hat und bei dem eine Identifizierung eines Störers ermöglicht werden soll. Hierzu wird eine Reihe von Einzelmaßnahmen getroffen, die in der Signalverarbeitung sowie Hardwareausstattung liegen. Zur Identifizierung des Störers wird durch einen aktiven Teilnehmer stets ein Speicherglied in einen sozusagen Aktiv-Zustand versetzt.
Weiter ist in der DE 198 10 292 A1 ein Datenbus beschrieben, bei dem fehlerhafte Übertragungen erkannt werden sollen. Signale werden gespeichert, d. h. einem logischen Entscheidungsglied gemeldet und in einem Puffer gespeichert. Pro Signaleingang und Fehlermeldung wird ein Zähler bei Fehlermeldung inkrementiert.
In der DE 39 43 766 C2 ist ein Selbstdiagnosesystem zur Diagnose eines elektronischen Steuergerats eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei dem bei Abweichung der Regelung von vorgegebenen Parameterwerten ein entsprechender Fehlercode und außerdem die der Regelungsabweichung zugeordneten Betriebsdaten gespeichert werden. Der Fehlercode wird angezeigt.
Die DE 195 23 483 A1 betrifft eine rechnergestützte Fehlerdiagnoseeinrichtung zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, mittels der ein Fehlermodell erstellt wird. Unter Verwendung des Fehlermodells und übermittelter diagnoserelevanter Daten, die abgelegte Fehlercodes einschließen können, wird eine Diagnose durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen aus gespeicherten Fehlereinträgen der wahrscheinlichste Fehlerort ermittelt werden kann und das ohne großen Aufwand an unterschiedliche Buskonfigurationen anpaßbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Verfahrensvarianten sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es unempfindlich gegenüber falschen Fehlereinträgen ist, sofern genügend viele Fehlercodes verfügbar sind. Zu falschen Fehlereinträgen kann es beispielsweise kommen, wenn Fehler unberechtigt gesetzt werden. Derartige Fehleinträge verfälschen das Ergebnis üblicherweise kaum, da es in einem Fahrzeugbordnetz eine grolle Anzahl von auswertbaren Busfehlern und damit Fehlercodes gibt.
Auch kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Anpassung an eine andere Fahrzeugkonfiguration einfach durchgeführt werden. Es ist lediglich erforderlich, in der Fehlerursachentabelle Zeilen zu entfernen oder hinzuzufügen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung weiter beschrieben und erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 eine schematische Darstellung eines Bussystems mit zwei Bussträngen, an diese angeschlossenen Einheiten und einem Gateway.
Das in 1 dargestellte Bussystem umfaßt als Systemkomponenten zwei über ein Gateway 1 miteinander verbundene Busstränge 2, 3 und an die Busstränge angeschlossene Einheiten, von denen für jeden Busstrang 2, 3 jeweils zwei Steuergeräte 4, 5; 6, 7 dargestellt sind.

Es wird für das Bussystem folgender Telegrammverkehr angenommen:

T1:	Sender	Steuergerät A
	Empfänger	Steuergeräte B und C
T2:	Sender	Steuergerät A
	Empfänger	Steuergerät B
T3:	Sender	Steuergerät D
	Empfänger	Steuergeräte A und B
T4:	Sender	Steuergerät C
Empfänger		Steuergerät D

In den einzelnen Steuergeräten gibt es die folgende Fehlercodes FCx, die das Ausbleiben zu empfangenden Telegrammen signalisieren:

FC1:	T1 fehlt in Steuergerät B
FC2:	T1 fehlt in Steuergerät C
FC3:	T2 fehlt in Steuergerät B
FC4:	T3 fehlt in Steuergerät A
FC5:	T3 fehlt in Steuergerät B
FC6:	T4 fehlt in Steuergerät D

Als erste Maßnahme werden zur Fehlerlokalisierung für sämtliche Fehlercodes die möglichen Fehlerursachen, d. h. fehlerhaften Systemkomponenten, zusammengestellt. Diese sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Jede Fehlermöglichkeit ist mit ”+” veranschaulicht.

Ursache	Steuerg. A defekt	Steuerg. B defekt	Steuerg. C defekt	Steuerg. D defekt	Gateway defekt	Bus 1 defekt	Bus 2 defekt
FC1	+	+				+
FC2	+		+		+	+	+
FC3	+	+				+
FC4	+			+	+	+	+
FC5		+		+	+	+	+
FC6			+	+			+
Zx, Nx	(Z1, N1)	(Z2, N2)	(Z3, N3)	(Z4, N4)	(Z5, N5)	(Z6, N6)	(Z7, N7)

Für jede Fehlerursache wird ein Zähler Zx vorgesehen:

Z1:	Zähler für ”Steuergerät A defekt”
Z2:	Zähler für ”Steuergerät B defekt”
Z3:	Zähler für ”Steuergerät C defekt”
Z4:	Zähler für ”Steuergerät D defekt”
Z5:	Zähler für ”Gateway defekt”
Z6:	Zähler für ”Bus 1 defekt”
Z7:	Zähler für ”Bus 2 defekt”

Es wird nun davon ausgegangen, daß ein Fehler aufgetreten ist und zu Fehlereinträgen in den Einheiten geführt hat.
Für jede Fehlermöglichkeit, d. h. jede als fehlerhaft in Frage kommende Systemeinheit (Fehlerursache), wird die Anzahl der zugeordneten und zugleich auch für diese Systemeinheit eingetragenen Fehlercodes FC1 bis FC6 zu einem vorläufigen Zählwert vZx addiert, der im Fall der obigen Tabelle damit maximal die Zahl der ”+” pro Spalte sein kann.
Bei der Auswertung der Fehlerspeichereinträge der Tabelle werden alle Fehlercodes FCx und alle diesen entsprechenden möglicherweise defekten Systemkomponenten betrachtet. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird dabei spaltenweise vorgegangen. Es werden die vorläufigen Zählwerte vZx benutzt. Ist ein betrachteter Fehlercode FCx z. B. für eine als fehlerhaft in Frage kommende Systemkomponente nicht eingetragen oder ist die betreffende Systemkomponente diesen Fehlercode nicht als möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente ermittelt worden, wird der betreffende vorläufige Zählwert vZx um Eins dekrementiert. Um die sich ergebenden resultierenden einzelnen Fehlercode-Zählerstände Zx vergleichbar zu machen, erfahren sie eine Art Normierung. Es wird hierzu ein Zählwert Nx für jede mögliche Fehlerursache (Spalte) als Maß für die Spaltenhäufigkeit bestimmt. Dieser Zählwert Nx wird jedesmal inkrementiert, wenn der Fehlercode-Zählwert Zx für die Spalte inkrementiert oder dekrementiert wird. Die Zählerstände Zx werden durch die Zählwerte Nx (Spaltenhäufigkeit) dividiert: Zx/Nx: –1 ≤ Zx/Nx ≤ +1.
Tritt ein Busfehler auf, wird der oben beschriebene Algorithmus durchlaufen. Der höchste Quotient Zx/Nx zeigt den wahrscheinlichsten Fehlerort auf.
Es kann indessen der Fall auftreten, daß mehrere gleich große Quotienten auftreten. Dann ist die Fehlerursache die wahrscheinlichste, bei der die Spaltenfehlerhäufigkeit Nx am größten ist.
Im folgenden werden zwei Beispiele betrachtet, um das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu veranschaulichen.
Beispiel 1

Das Gateway ist defekt. Die Fehlercodes FC2, FC4 und FC5 sind gesetzt. Damit ergibt sich für Zx, Nx und Zx/Nx:

Z1 = –1	N1 = 5	Z1/N1 = –0,20
Z2 = –3	N2 = 5	Z2/N2 = –0,60
Z3 = –2	N3 = 4	Z3/N3 = –0,50
Z4 = 0	N4 = 4	Z4/N4 = 0
Z5 = 3	N5 = 3	Z5/N5 = 1,00
Z6 = 1	N6 = 5	Z6/N6 = 0,20
Z7 = 2	N7 = 4	Z7/N7 = 0,50

Z5/N5 ist der größte Quotient und damit ist das Gateway als Fehlerort identifiziert.
Beispiel 2

Der Bus 2 ist defekt. Die Fehlercodes FC2, FC4, FC5 und FC6 sind gesetzt. Damit ergibt sich für Zx, Nx und Zx/Nx:

Z1 = –2	N1 = 6	Z1/N1 = –0,33
Z2 = –4	N2 = 6	Z2/N2 = –0,66
Z3 = 0	N3 = 4	Z3/N3 = 0
Z4 = 2	N4 = 4	Z4/N4 = 0,50
Z5 = 2	N5 = 4	Z5/N5 = 0,50
Z6 = 0	N6 = 6	Z6/N6 = 0
Z7 = 4	N7 = 4	Z7/N7 = 1,00

Z7/N7 ist der größte Quotient. Damit ist der Bus 2 als Fehlerort identifiziert.

Claims

Verfahren zur Erfassung und Auswertung von Fehlern bei einem System mit mindestens einem Bussystem und an dieses angeschlossenen Einheiten, bei dem Fehlereinträge in den einzelnen Einheiten erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines Fehlers durch eine oder mehrere Einheiten (E) ein dieser Fehlermeldung entsprechender Fehlercode (FCx) in dem (den) Fehlerspeichern) der betreffenden Einheit(en) (E) eingetragen wird, fur die Fehlerauswertung die Fehlereinträge aller Einheiten (E) ausgewertet werden, wobei: a) für sämtliche eingetragenen Fehlercodes (FCx) sämtliche möglicherweise fehlerhaften Systemkomponenten (Sy) ermittelt werden, b) für jede ermittelte möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) diejenigen eingetragenen Fehlercodes (FCx) ermittelt werden, die dieser möglicherweise fehlerhaften Systemkomponente (Sy) zugeordnet sind, c) für jede ermittelte möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) die Anzahl der und/oder das Fehlen bestimmter eingetragener Fehlercodes (FCx) unter den den möglicherweise fehlerhaften Systemkomponenten (Sy) zugeordneten Fehlercodes als resultierender Zählwert (Zx) festgestellt wird, d) der resultierende Zählwert (Zx) für jede möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) normiert wird, und e) die dem höchsten normierten resultierenden Zählwert (Zx/Nx) entsprechende fehlerhafte Systemkomponente (Sy) als Fehlerort bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der resultierende Zählwert (Zx) ermittelt wird, indem: c1) für jede möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) die Anzahl von zugeordneten eingetragenen Fehlercodes (FCx) als vorläufiger resultierender Zählwert (vZx) festgestellt wird, c2) für jede möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) der beim Schritt c1) festgestellte vorläufige resultierende Zählwert (vZx) dekrementiert wird, wenn ein zugeordneter Fehlercode (FCx) eingetragen und für diesen Fehlercode (FCx) die Systemkomponente (Sy) nicht als möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente ermittelt worden ist, und/oder der festgestellte vorläufige resultierende Zählwert (vZx) dekrementiert wird, wenn ein der möglicherweise fehlerhaften Systemkomponente (Sy) zugeordneter Fehlercode (FCx) nicht eingetragen ist und die Systemkomponente (Sy) als möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente ermittelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der resultierende Zählwert (Zx) festgestellt wird, indem: c3) für jede möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) zu dem beim Schritt c1) festgestellten vorläufigen resultierenden Zählwert (vZx) die Anzahl der bei dem Schritt c2) ausgeführten Dekrementierungen des beim Schritt c1) festgestellten vorläufigen resultierenden Zählwerts (vZx) addiert wird, womit sich der resultierende Zählwert (Zx) ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der resultierende Zählwert (Zx) normiert wird, indem d1) eine Anzahl (Nx) von Einträgen von der möglicherweise fehlerhaften Systemkomponente (Sy) zugeordneten Fehlercodes (FCx) bestimmt wird und der resultierende Zählwert (Zx) durch die Anzahl (Nx) dividiert wird und e1) die möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) als Fehlerort bestimmt wird, für die der größte Wert (Zx/Nx) erhalten worden ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass d2) die Anzahl (Nx) bestimmt wird, indem ihr Wert (Nx) jedesmal inkrementiert wird, wenn der Zählwert (Zx) inkrementiert oder dekrementiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fehlerauswertung eine Tabelle mit einer Liste aller eingetragenen Fehlercodes (FCx) aller Einheiten und der diesen Fehlercodes zugeordneten möglicherweise fehlerhaften Systemkomponenten (Sy) erstellt wird und d3) die Normierung des resultierenden Zählwerts (Zx) in der Reihenfolge der in der Tabelle aufgelisteten moglicherweise fehlerhaften Systemkomponenten (Sy) ausgefuhrt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass d4) bei Vorhandensein gleicher Zählwerte (Zx) für mehrere möglicherweise fehlerhafte Systemkomponenten (Sy) die möglicherweise fehlerhafte Systemkomponente (Sy) als Fehlerort festgelegt wird, der die höchste Zahl von eingetragenen Fehlercodes (FCx) zugeordnet worden ist.