DE10344460A1

DE10344460A1 - Verfahren zur Fehlerbehandlung bei elektronischen Steuergeräten

Info

Publication number: DE10344460A1
Application number: DE10344460A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Eickhoff; Gerhard Ruhnau; Klaus Pape
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: CN100419608C; CN1856753A; WO2005040949A1; DE10344460B4; US20070162782A1; US7647145B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Fehlerbehandlung bei elektronischen Steuergeräten (6), insbesondere in Kraftfahrzeugen, vorgeschlagen. Dabei werden bei jedem Fahrzeugstart festgestellte Fehler dauerhaft in einen Fehlerspeicher (12) eingeschrieben. Bei wiederholt erkannten gleichartigen Fehlern wird ein diesem Fehler zugeordneter Fehlerzähler (18) jeweils erhöht. Falls bei einem erneuten Fahrzeugstart festgestellt wird, daß der Fehlerzähler (18) einen vorbestimmten Stand erreicht hat, wird auf ein Sonderprogramm "Schlechte Wartung" umgeschaltet. Dieses gibt den Start der überprüften Funktion erst dann frei, wenn erweiterte Tests durchgeführt und bestanden worden sind. Hierdurch soll insbesondere bei schlecht gewarteten Fahrzeugen die Sicherheit erhöht werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlerbehandlung bei elektronischen Steuergeräten, insbesondere in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die in heutigen Kraftfahrzeugen enthaltenen Elektroniken, wie z. B. elektronische Motorsteuerungen, Antiblockiersysteme, Stabilitätskontrollen usw. betreffen meist sicherheitskritische Anwendungen. Das bedeutet, daß das Fahrzeug bei einer Störung des Steuergerätes oder der damit verbundenen Bauteile in gefährliche Situationen kommen kann.
Die Steuergeräte müssen deshalb äußerst zuverlässig arbeiten und ständig auf ungestörten Betrieb hin überwacht werden. Diese Überwachung muß sowohl das Steuergerät selbst als auch die verbundene Peripherie, also angeschlossene Sensoren, Aktuatoren und Magnetventile sowie deren Verkabelung umfassen.
Moderne, mit Mikrocontrollern versehene Elektroniken übernehmen diese Überwachung weitgehend selbst.
So werden beispielsweise bei Antiblockiersystemen (ABS) beim Einschalten der Zündung zunächst einfache Prüfungen hinsichtlich Kabelbruch und Kurzschlüssen, sogenannte statische Prüfungen, durchgeführt. Beim Fahrzeugstart werden dann sämtliche Raddrehzahlsensoren auf Funktionsfähigkeit und Einhaltung von Grenzwerten hin überprüft. Während der Fahrt werden durch die in der Elektronik enthaltenen Mikrocontroller weitere Prüfungen veranlaßt.
Durch diese sogenannte Eigendiagnose sind die Steuergeräte der verschiedenen im Fahrzeug eingebauten Systeme in der Lage, Fehler zu erkennen und darauf angemessen zu reagieren. Die festgestellten Fehler werden weiter nach Fehlerart, Fehlerhäufigkeit, und Randbedingungen, wie z.B. der gerade herrschenden Temperatur, abgespeichert. In einer Werkstatt können diese Informationen dann mit einem an einen Fahrzeugbus angeschlossenen Tester abgerufen werden, wodurch die Fehlerbehebung bzw. Reparatur stark erleichtert wird.
Einfache Fehler können auch direkt innerhalb des Fahrzeugs mittels einer Fehlerlampe angezeigt werden.

Technische Einzelheiten zur Eigendiagnose von elektronischen Steuergeräten im Kraftfahrzeug sind z. B. in dem Aufsatz "Eigendiagnose von elektronischen Steuergeräten im Kraftfahrzeug, VDI-Berichte Nr. 612, 1986, Seiten 361 bis 373, näher erläutert.

Wird während der Fahrt durch die obengenannten Prüfungen ein Fehler erkannt, kann das Steuergerät auf verschiedene Weise darauf reagieren.

So kann z. B. ein Notlaufprogramm gestartet werden, welches eine eingeschränkte Funktion des fehlerhaften Gerätes ermöglicht.

Kritische Fehler werden im allgemeinen direkt dem Fahrer durch eine Signallampe angezeigt. Dieser ist damit aufgefordert, den Fehler so schnell wie möglich in einer Werkstatt reparieren zu lassen.

Bei diesen kritischen Fehlern kann sich das Steuergerät notfalls auch selbst z.B. durch Abschalten einer Endstufe teilweise außer Betrieb setzen, um ev. für das Fahrzeug gefährliche Fehlreaktionen zu vermeiden.

Schließlich ist noch von Bedeutung, ob ein statischer oder ein sporadischer Fehler vorliegt. Der statische Fehler läßt sich ständig durch die elektronische Überprüfung bei Fahrtantritt neu feststellen. Dagegen tritt der sporadische Fehler nur ab und zu auf. Hierbei kann es sich z. B. um einen Wackelkontakt handeln. Beide Fehlerarten werden in dem oben erwähnten Fehlerspeicher abgespeichert.

Falls Fehler nach einem einmaligen oder einem längeren sporadischen Auftreten über eine längere Zeit nicht mehr festgestellt werden können, kann der betreffende Fehler im Fehlerspeicher auch gelöscht werden. Hierbei wird angenommen, daß z.B. ein Wackelkontakt nicht mehr auftritt, oder daß ein anderer Fehler inzwischen in der Werkstatt behoben worden ist, wobei versäumt wurde, den Fehlerspeicher zu löschen.

Aus der DE 41 18 692 C2 ist weiter bekannt, mit einer Fehlerzeit-Zähleinrichtung auch die jeweilige Zeitspanne, in der ein Fehler andauert, abzuspeichern. Ein solcher Fehler wird dann dauerhaft in einen Fehlerspeicher eingetragen, wenn er über mehr als eine für diesen Fehler vorgegebene Prüfzeitspanne andauert.

Durch die oben beschriebene Fehlerprüfung wird bei jedem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs ein bestehender Fehler neu erkannt. Die Elektronik geht also jedes Mal von einem fehlerfreien Fahrzeug aus. Es wird dagegen nicht registriert, ob ein statischer, bereits im Fehlerspeicher vorhandener Fehler über einen längeren Zeitraum ständig neu erkannt wird. Dies ist der Fall, wenn der Fahrer nicht, wie eigentlich vorausgesetzt, nach Auftreten eines Fehlers bzw. nach Aufleuchten der Fehlerlampe baldmöglichst eine Werkstatt zur Beseitigung des Fehlers aufsucht, sondern sich statt dessen nicht weiter um die Fehlerbeseitigung kümmert. Dies ist bekannt aus Ländern mit geringer Werkstattdichte oder mit schlecht ausgerüsteten Werkstätten, wie z. B. in Osteuropa oder Afrika.

Ein derartiges unvernünftiges Verhalten des Fahrers führt aber zu zunehmenden Problemen. So können mit der Zeit Mehrfachfehler auftreten, deren Auswirkung auf das Fahrzeug schwer vorhersehbar ist. Weiter können beim Nicht-Funktionieren der betreffenden schlecht gewarte ten Elektroniken in Notfällen Produkthaftungsrisiken auf den Fahrzeughersteller zukommen. Hierbei ist es für den Fahrzeughersteller dann schwierig nachzuweisen, daß das Nicht-Funktionieren seiner Elektronik lediglich auf unterlassener Wartung beruht hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Fälle von hartnäckiger Nichtbeachtung einer Fehleranzeige, z. B. einer Warnlampe, ein Verfahren anzugeben, das ein nicht ordnungsgemäßes Funktionieren der betreffenden Elektronik und hierdurch verursachte schwere Folgeschäden ausschließt.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 der Erfindung beschriebene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die (einzige) 1 zeigt in schematischer Darstellung ein elektronisches Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, das an Sensoren und Aktuatoren angeschlossen ist.

Das in der 1 schematisch dargestellte Steuergerät (6) besteht aus einem Mikrocontroller (7) mit Analog/Digital-Wandler (A/D) (8), einem an den Mikrocontroller (7) angeschlossenen Fehlerspeicher (12) (EEPROM) mit einem Fehlerzähler (18), einem Watchdog (9) zur Laufzeitkontrolle des Mikrocontrollers (7), einer Treiberstufe (10) zur Ansteuerung der angeschlossenen Aktu atoren sowie einer Rückmeldung (11) zur Übermittlung von zurückgemeldeten Daten der Aktuatoren.
Als Aktuatoren sind hier an das Steuergerät (6) ein Stellmotor (13), ein Magnetventil (14) und eine Vakuumpumpe (15) angeschlossen. Zurückgemeldete Daten können z. B. die Position des Stellmotors (13), die Stellung des Magnetventils (14) und der Ausgangsdruck der Vakuumpumpe (15) sein. An den Mikrocontroller (7) ist weiter eine Fehleranzeige (16) zur Signalisierung von Fehlern an den Fahrer angeschlossen. Außerdem ist der Mikrocontroller (7) an eine serielle Schnittstelle (17) angeschlossen. Über diese können mit einem speziellen Tester in einer Werkstatt Fehlerdaten und andere Daten ausgelesen werden. Weiter kann an die Schnittstelle (17) ein Fahrzeug-Datenbus angeschlossen sein zur Verbindung des Steuergerätes (6) an andere Fahrzeug-Elektroniken. Diese können damit untereinander kommunizieren und z. B. gemeinsam verwendete Daten austauschen.
An die Eingangsseite des Steuergerätes (6) sind eine Spannungsversorgung (5) sowie Sensoren (1) bis (4) angeschlossen. Die Sensoren (1) und (2) geben digitale Werte direkt an den Mikrocontroller (7) ab, während die Sensoren (3) und (4) analoge Ausgangssignale haben, die über den Analog/Digital-Wandler (8) in digitale Werte umgewandelt werden.
Falls der Mikrocontroller (7) im Steuergerät (6) beim Fahrzeugstart einen dauerhaften Fehler feststellt, wird dieser in den Fehlerspeicher (12) eingeschrieben. Falls derselbe Fehler beim nächsten Fahrzeugstart wieder auftritt, wird der Zählerstand eines diesem Fehler zugeordneten Fehlerzählers (18) im Fehlerspeicher (12) jeweils erhöht. Dabei kann eine Erhöhung um den Wert 1 vorgenommen werden, es kann jedoch auch jeweils mit einem höheren Wert, z. B. 10, erhöht werden.
Falls nun bei einem erneuten, späteren Fahrzeugstart festgestellt wird, daß der Zählerstand des Fehlerzählers (18) für einen bestimmten Fehler einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird innerhalb des Mikrocontrollers (7) auf ein Sonderprogramm "Schlechte Wartung" umgeschaltet.
Das Sonderprogramm "Schlechte Wartung" gibt den Start der überprüften Funktion, z.B. ein Antiblockiersystem (ABS), erst dann frei, nachdem erweiterte Tests durchgeführt und bestanden worden sind. Solche Tests können z. B. eine dynamische Überprüfung aller Raddrehzahlsensoren während der Fahrt sein, eine dynamische Prüfung der angeschlossenen Magnetventile oder andersartige eingehende Prüfungen sein.
Durch das Sonderprogramm "Schlechte Wartung" können auch andersartige Reaktionen verursacht werden, z. B. eine intensive Warnung oder Benachrichtigung des Fahrers.
Bei einem Gesamt-Zählbereich des Fehlerzählers (18) von beispielsweise Null bis 250 kann z.B. bei Erreichen des Zählerstandes 100 auf das Sonderprogramm "Schlechte Wartung" umgeschaltet werden.
Nach einer vorgegebenen fehlerfreien Fahrtzeit oder fehlerfreien gefahrenen Wegstrecke des Fahrzeugs wird der Zählerstand des Fehlerzählers (18) automatisch ganz oder teilweise wieder gelöscht.
Bei einer teilweisen Löschung wird der Fehlerzähler nicht direkt auf Null zurückgesetzt, sondern der Stand nur um einen vorgegebenen festen Betrag, z. B. 50, verringert. Erst nach dem endgültigen Erreichen des Zählerstandes Null nach mehreren weiteren fehlerfreien Fahzeugstarts wird dann die normale, eingangs erläuterte Fehlerprüfung, also z.B. einfache Prüfungen hinsichtlich Kabelbruch, wieder aktiviert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird, allgemein ausgedrückt, aus dem Fehlerstand einer Fahrzeugelektronik auf einen Wartungszustand des Fahrzeugs geschlossen. Wird dabei aufgrund eines ungewöhnlich hohen Fehlerstandes festgestellt, daß das Fahrzeug erkennbar schlecht gewartet worden ist, dann werden verschärfte Prüfungen vorgeschrieben. Werden diese verschärften Prüfungen und erweiterte Tests nicht bestanden, dann wird aus Sicherheitsgründen die überprüfte Funktion, z. B. ein Antiblockiersystem (ABS) komplett abgeschaltet. Die Abschaltung wird dem Fahrer durch eine Warnlampe mitgeteilt, so daß er künftig seine Fahrweise darauf einstellen kann.
Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Kraftfahrzeugelektroniken erläutert worden ist, kann es auch bei jeder andersgearteten Elektronik mit Fehlererkennung und Speicherung angewendet werden.

Claims

Verfahren zur Fehlerbehandlung bei elektronischen Steuergeräten (6), insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Programm zur Fehlererkennung, mit einem Fehlerspeicher (12) zum Abspeichern von dauerhaften und von sporadischen Fehlern, und mit einer Fehleranzeige (16) oder -ausgabe (17), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) beim Fahrzeugstart festgestellte dauerhafte Fehler werden in den Fehlerspeicher (12) eingeschrieben, b) bei wiederholt erkannten gleichartigen Fehlern wird der Zählerstand eines diesem Fehler zugeordneten Fehlerzählers (18) im Fehlerspeicher (12) jeweils um einen vorbestimmten Betrag erhöht, c) falls bei einem erneuten Fahrzeugstart festgestellt wird, daß der Zählerstand des Fehlerzählers (18) für einen bestimmten Fehler einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird auf ein Sonderprogramm "Schlechte Wartung" umgeschaltet, d) das Sonderprogramm "Schlechte Wartung" gibt den Start der überprüften Funktion erst dann frei, nachdem erweiterte Tests durchgeführt und bestanden worden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer vorgegebenen fehlerfreien Zeit oder gefahrenen Wegstrecke der Zählerstand des Fehlerzählers (18) automatisch ganz oder teilweise gelöscht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim automatischen teilweisen Löschen der Zählerstand des Fehlerzählers (18) um einen vorgegebenen Betrag verringert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach einem Erreichen des Zählerstandes Null vom Sonderprogramm "Schlechte Wartung" auf das normale Prüfprogramm zurückgeschaltet wird.