ES2302900T3 - Sistema de diagnostico del estado de una red de datos entre diferentes nodos a bordo de un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Sistema de diagnóstico del estado de una red (1) de transmisión de informaciones entre diferentes estaciones (2, 3, 4, 5, 6) conectadas a la misma y a bordo de un vehículo automóvil y que comprenden cada una medios (7) de emisión/recepción de informaciones sobre y de la red (1), caracterizado porque comprende medios de activación de una fase de diagnóstico del estado de la red, mediante activación de la emisión por una estación (2) de un mensaje con destino a las otras estaciones, comprendiendo esta estación medios (7) de detección de un error de emisión de este mensaje y comprendiendo las otras estaciones (3, 4, 5, 6) medios (7) de detección de un error de recepción de este mensaje y medios de análisis de las informaciones de error procedentes de los medios de detección de error de estas estaciones, para permitir una identificación y una localización del error y porque la estación (2) de emisión del mensaje comprende medios de almacenamiento de informaciones de error y porque una herramienta de diagnóstico está adaptada para conectarse a la misma, para permitir el análisis de las informaciones de error correspondientes para identificar y localizar el error.
Description
Sistema de diagnóstico del estado de una red de
datos entre diferentes nodos a bordo de un vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un sistema de
diagnóstico del estado de una red de transmisión de informaciones
entre diferentes estaciones conectadas a la misma y a bordo de un
vehículo automóvil y que comprenden cada una medios de
emisión/recepción de informaciones sobre y de la red.
Desde hace algunos años, asistimos a una
integración creciente de los sistemas informáticos a bordo de
vehículos automóviles.
Estos sistemas comprenden estaciones que están
conectadas entre sí a través de una red de transmisión de
informaciones, del tipo por ejemplo VAN, CAN, etc.
Estas redes comprenden por ejemplo dos líneas de
transmisión de informaciones complementarias que se adaptan entonces
para garantizar la transmisión de los mensajes, desde una estación
hacia otra.
Sin embargo, estas redes pueden presentar
errores de funcionamiento.
En el estado de la técnica, la detección de un
error se realiza manualmente por un operador que intenta entonces
identificar y localizar este error, con el fin de asegurar la
reparación.
El documento WO 01/92 045 describe cómo se puede
identificar y localizar una estación que funciona mal.
Sin embargo, se entiende que estas operaciones
son relativamente largas y molestas debido a la complejidad de los
sistemas informáticos de abordo.
El objetivo de la invención es por tanto
resolver estos problemas.
Con ese fin, la invención tiene como objeto un
sistema de diagnóstico del estado de una red de transmisión de
informaciones entre diferentes estaciones conectadas a la misma y a
bordo de un vehículo automóvil y que comprenden cada una medios de
emisión/recepción de informaciones sobre y de la red, caracterizado
porque comprende medios de activación de una fase de diagnóstico del
estado de la red, mediante activación de la emisión por una estación
de un mensaje con destino a las otras estaciones, comprendiendo
dicha estación medios de detección de un error de emisión de este
mensaje y comprendiendo las otras estaciones medios de detección de
un error de recepción de este mensaje y medios de análisis de las
informaciones de error procedentes de los medios de detección de
error de estas estaciones, para permitir una identificación y una
localización del error y porque la estación de emisión del mensaje
comprende medios de almacenamiento de informaciones de error y
porque una herramienta de diagnóstico está adaptada para conectarse
a la misma, para permitir el análisis de las informaciones de error
correspondientes para identificar y localizar el error.
Según otras características:
- -
- la red de transmisión de informaciones comprende dos líneas de transmisión de informaciones complementarias;
- -
- los medios de detección de error de la estación de emisión del mensaje están adaptados para detectar un cortocircuito entre las dos líneas de la red, mediante detección de un nivel eléctrico estable durante un periodo de tiempo predeterminado entre las mismas;
- -
- los medios de detección de error de las estaciones de recepción comprenden medios de detección de un circuito abierto en una de las líneas de la red mediante análisis del número de frentes diferentes de los mensajes recibidos por la estación a partir de estas dos líneas;
- -
- los medios de detección comprenden un contador asociado a medios de incremento de cuenta en el caso en que un frente de mensaje está presente en una de las líneas y no en la otra, y a medios de disminución de cuenta en el caso en que un frente de mensaje está presente en las dos líneas;
- -
- los medios de detección comprenden medios de comparación de la cuenta de error con un valor predeterminado, para emitir una señal de error;
- -
- el valor predeterminado es igual a 255.
La invención se entenderá mejor con la lectura
de la descripción que sigue, facilitada únicamente a título de
ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en
los cuales:
- la figura 1 ilustra de manera esquemática una
parte de una red de transmisión de informaciones entre diferentes
estaciones a bordo de un vehículo automóvil;
- la figura 2 ilustra de manera esquemática la
estructura de una estación conectada a tal red,
- la figura 3 representa un organigrama que
ilustra una parte del funcionamiento relativa al análisis de error
puesto en práctica en tal estación;
- la figura 4 ilustra el recuento/descuento de
error, para la emisión de una señal correspondiente; y
- la figura 5 ilustra diferentes ejemplos de
error detectado.
Tal como se indicó anteriormente, la invención
se refiere a un sistema de diagnóstico del estado de una red de
transmisión de informaciones entre diferentes estaciones conectadas
a la misma y a bordo de un vehículo automóvil.
La estructura general de una red de este tipo se
ilustra en la figura 1 en la que la red se designa por la referencia
general 1 y diferentes estaciones conectadas a la misma por las
referencias generales 2, 3, 4, 5 y 6.
Por tanto estas diferentes estaciones están
conectadas a la red 1, permitiendo esta red el intercambio de
informaciones entre las mismas. Estas estaciones también pueden
denominarse nodos.
Tal como se ilustra de manera más detallada en
la figura 2, en la que se reconoce la red 1, cada estación puede
comprender por ejemplo medios que forman emisor/receptor de línea
designados por la referencia general 7 en esta figura, asociados a
un gestor de protocolo designado por la referencia general 8, a su
vez asociado a una unidad 9 de tratamiento de informaciones que
comprende cualquier microprocesador apropiado.
Tal como se ilustra, la red de transmisión de
informaciones puede comprender por ejemplo dos líneas de transmisión
de informaciones complementarias designadas por las referencias
generales 10 y 11 en estas figuras 1 y 2 y denominadas por ejemplo
CAN_L y CAN_H.
El diagnóstico del estado de la red se basa en
la detección de los errores eléctricos de la capa física por los
medios 7 que forman emisor/receptor de línea de las estaciones.
Estos errores están normalizados y son siete, a
saber:
- CAN_L en cortocircuito a la masa;
- CAN_L en cortocircuito al + 12V;
- CAN_L en circuito abierto;
- CAN_H en cortocircuito a la masa;
- CAN_H en cortocircuito al + 12V;
- CAN_H en circuito abierto; y
- CAN_L y CAN_H en cortocircuito mutuo.
Un error en la capa física se señala mediante un
bit de error, denominado bit NERR, proporcionado por los medios 7
que forman emisor/receptor de línea y que se lleva hacia la unidad 9
de tratamiento de informaciones de la estación considerada.
Esto se ilustra por ejemplo por la línea NERR de
conexión de los medios que forman 7 emisor/receptor de línea a la
unidad 9 de tratamiento de informaciones de la figura 2,
designándose esta línea por la referencia general 12.
Sin embargo, el bit NERR no facilita
informaciones sobre la línea que está en error, es decir CAN_H o
CAN_L, ni sobre el tipo de error.
En los medios que forman emisor/receptor de
línea, la detección de un cortocircuito se realiza mediante la
medición de un nivel eléctrico estable, durante un periodo de tiempo
predeterminado, independientemente de la comunicación y de los
estados dominantes o recesivos que han de transmitirse en la red y
la detección de un circuito abierto se realiza mediante el recuento
del número de frentes diferentes entre las señales que transitan en
las líneas CAN_H y CAN_L.
La detección del circuito abierto sólo puede
realizarse en recepción de un mensaje, no siendo posible ninguna
detección en emisión porque eléctricamente el error no es detectable
por parte de los medios que forman emisor/receptor de línea.
Por consiguiente, para que una estación pueda
diferenciar un circuito abierto de un cortocircuito, es conveniente
aplicar el algoritmo ilustrado en la figura 3 en la que la fase nº1
consiste en verificar el bit NERR en la recepción de un mensaje para
determinar si éste indica un error o no, tal como se ilustra
respectivamente en las etapas 13 y 14. Si el bit NERR indica un
error, entonces se pasa a la fase nº2 de análisis de un mensaje
emitido y del bit NERR correspondiente para determinar si éste
indica un error, en cuyo caso el error es entonces un cortocircuito,
mientras que si éste no indica error, el error detectado es entonces
un circuito abierto, tal como se ilustra respectivamente en las
etapas 15 y 16.
Por tanto, la lectura de este bit NERR debe
sincronizarse con las emisiones y las recepciones de mensajes. Su
gestión ha de correlacionarse con la supervisión descrita en las
normas correspondientes.
Con el fin de diferenciar un cortocircuito de un
circuito abierto, es conveniente por tanto combinar la lectura de
este bit con las emisiones y las recepciones supervisadas.
En el sistema según la invención, con el fin de
no sobrecargar la gestión de este bit en todas las estaciones, la
correlación emisión/recepción no se realiza al nivel de cada
estación, sino más bien al nivel del sistema mediante un enfoque
global de arquitectura.
La fase nº 1 descrita con respecto a la figura 3
que se refiere al análisis del mensaje recibido, se dedicará por
tanto a las estaciones que reciben un mensaje y la fase nº 2 que se
refiere al análisis del mensaje emitido a la que emite un
mensaje.
Con ese fin, el sistema comprende medios de
activación de una fase de diagnóstico del estado de la red, mediante
activación de la emisión por una estación de un mensaje con destino
a las otras estaciones, comprendiendo entonces esta estación medios
de detección de un error de emisión de este mensaje y comprendiendo
las otras estaciones medios de detección de un error de recepción de
este mensaje, mediante análisis de los bits NERR correspondientes y
medios de análisis de las informaciones de error procedentes de los
medios de detección de error de estas estaciones, para permitir una
identificación y una localización del error.
A título ilustrativo, la estación de emisión del
mensaje puede ser una estación de tipo BSI que por definición, emite
en la red cada 100 milisegundos por ejemplo, un mensaje del tipo
"trama de comando BSI" para las necesidades de gestión de las
fases de vida de la red.
Ahora bien, todas las estaciones supervisan en
recepción esta trama de comando.
La estación BSI que emite la trama de comando
BSI garantiza entonces la detección de un error de emisión de este
mensaje, mientras que las otras estaciones que supervisan la
recepción de este mensaje, garantizan entonces la detección de un
error de recepción de este mensaje.
Por tanto esta operación no es costosa en carga
de las unidades de tratamiento de informaciones
correspondientes.
En este caso, los medios de detección de error
de la estación de emisión del mensaje están adaptados para detectar
un cortocircuito entre las dos líneas de la red mediante detección
de un nivel eléctrico estable durante un periodo de tiempo
predeterminado entre las mismas, tal como se indicó anteriormente y
de manera clásica.
Los medios de detección de error de las
estaciones de recepción comprenden, por su parte, medios de
detección de un circuito abierto en una de las líneas de la red,
mediante análisis del número de frentes diferentes de los mensajes
recibidos por la estación, a partir de estas dos líneas que tal como
se indicó anteriormente, están adaptadas para transmitir
informaciones complementarias.
Eso se pone en práctica por el hecho de que los
medios de detección comprenden un contador asociado a medios de
incremento de cuenta en el caso en que un frente de mensaje está
presente en una de las líneas y no en la otra, y a medios de
disminución de cuenta en el caso en que un frente de mensaje está
presente en las dos líneas.
Los medios de detección comprenden entonces
medios de comparación de la cuenta de error con un valor
predeterminado para emitir una señal de error, siendo este valor
predeterminado por ejemplo igual a 255, tal como se ilustra en la
figura 4.
Se entiende entonces que este contador, que
puede ser por ejemplo un contador del tipo volátil C_DEFAUT_NERR se
incrementa de inc_Défaut_NERR cada vez que NERR = Error sobre la
recepción de un mensaje de tipo "trama de comando BSI" y sobre
la emisión de esta misma trama para la estación BSI, y se disminuye
de dec_Défaut_NERR cada vez que NERR = Normal. Esto permite filtrar
los errores fugitivos, tales como por ejemplo un mal cortocircuito a
la masa generado por vibraciones.
Cuando este contador alcanza un valor de cuenta
de 255 por ejemplo, se confirma que el error está presente y se
envía una trama "Evènement_Défaut" correspondiente a medios de
almacenamiento de informaciones de errores, integrados por ejemplo
en la estación de emisión BSI, presentándose estos medios de
almacenamiento en forma de un registro de error, para señalar la
aparición del error.
Cuando desaparece el error, la cuenta
C_Défaut_NERR disminuye hasta el valor cero, se envía una trama
"Evènement_Défaut" que indica la ausencia de error, a la
estación emisora para señalar la desaparición del error. El error se
considera fugitivo mientras el valor del contador sea inferior a
255, se declara permanente cuando el valor del contador es igual a
255.
Para respetar diferentes reglas, la confirmación
de un suceso de error debe llevarse a cabo por ejemplo en 2
segundos. Por consiguiente, los valores de inc_Défaut_NERR y de
dec_Défaut_NERR para una trama de 100 milisegundos, son:
Se entiende entonces que la estación de emisión
no supervisa mensajes en recepción mediante análisis de su bit NERR,
sino que supervisa su mensaje de emisión. A cada emisión, esta
estación lee el valor del bit NERR para conocer el estado de la red.
Si NERR = Error en emisión, entonces se trata de un
cortocircuito.
Aplica la misma gestión de su contador volátil
C_Défaut_NERR que todas las demás estaciones, pero en emisión y no
en recepción.
Después memoriza los sucesos de error de todos
los nodos así como los suyos.
Entonces puede conectarse una herramienta de
diagnóstico a esta estación de emisión para permitir el análisis de
las informaciones de error correspondientes para identificar y
localizar el error, por ejemplo mediante una lectura cruzada de un
árbol de fallo.
Cuando se confirma que el error está presente o
que está ausente, se memoriza el valor de contador
C_DEFAUT_NERR antes de la suspensión de la red, para que con cada puesta en tensión, comience en el mismo estado en el que estaba antes de la suspensión. En los otros casos, vuelve a ponerse a cero con cada inicio de la red.
C_DEFAUT_NERR antes de la suspensión de la red, para que con cada puesta en tensión, comience en el mismo estado en el que estaba antes de la suspensión. En los otros casos, vuelve a ponerse a cero con cada inicio de la red.
Así, se memoriza a 255 cuando se confirma que el
error está presente, y a 0 cuando se confirma que el error está
ausente.
Esto permite no mandar de nuevo una trama de
suceso de error al registro de error después de cada puesta en
tensión mientras que el error sigue estando presente.
Tal como se indicó anteriormente, la fase de
diagnóstico del estado de la red puede activarse gracias a una
herramienta de diagnóstico, adaptada para conectarse de una manera o
de otra, a la estación de emisión.
El orden de gestión del bit NERR puede venir
dado por ejemplo por un bit denominado "DiagMux" presente en
una trama de comando BSI. Este bit sirve entonces para arrancar o
detener la vigilancia de la capa física, si
DIAG_MUX-ON entonces la supervisión está activa
mientras que si DIAG_MUX-OFF entonces la supervisión
está inactiva.
Eso impone por tanto la vigilancia de la trama
de comando BSI, por ejemplo, para activar el modo de diagnóstico de
la capa física.
En la figura 5 se ilustran diferentes ejemplos
de identificación y de localización de un error.
Este ejemplo ilustra una estación de emisión en
forma de una estación BSI que emite un mensaje del tipo "trama de
comando_BSI" con destino a cuatro estaciones, denominadas
respectivamente Nodo A, Nodo B, Nodo C, Nodo D.
La lectura de los errores se realiza por ejemplo
de la siguiente manera:
Si tiene lugar un
circuito-abierto en el punto 1, el contenido del
registro de error será:
\vskip1.000000\baselineskip
Si tiene lugar un
circuito-abierto en el punto 2, el contenido del
registro de error será:
Si tiene lugar un
circuito-abierto en el punto 3, el contenido del
registro de error será:
Si tiene lugar un
circuito-abierto en el punto 4, el contenido del
registro de error será:
Si hay un corto-circuito
presente (independientemente de su localización), el contenido del
registro de error será:
Se entiende entonces que una estructura de este
tipo permite analizar de manera automática y muy rápida el estado de
una red de transmisión de informaciones de este tipo, imponiendo al
mismo tiempo una potencia de cálculo limitada.
Por supuesto, pueden considerarse otros modos de
realización.
Claims (7)
1. Sistema de diagnóstico del estado de una red
(1) de transmisión de informaciones entre diferentes estaciones (2,
3, 4, 5, 6) conectadas a la misma y a bordo de un vehículo automóvil
y que comprenden cada una medios (7) de emisión/recepción de
informaciones sobre y de la red (1), caracterizado porque
comprende medios de activación de una fase de diagnóstico del estado
de la red, mediante activación de la emisión por una estación (2) de
un mensaje con destino a las otras estaciones, comprendiendo esta
estación medios (7) de detección de un error de emisión de este
mensaje y comprendiendo las otras estaciones (3, 4, 5, 6) medios (7)
de detección de un error de recepción de este mensaje y medios de
análisis de las informaciones de error procedentes de los medios de
detección de error de estas estaciones, para permitir una
identificación y una localización del error y porque la estación
(2) de emisión del mensaje comprende medios de almacenamiento de
informaciones de error y porque una herramienta de diagnóstico está
adaptada para conectarse a la misma, para permitir el análisis de
las informaciones de error correspondientes para identificar y
localizar el error.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque la red (1) de transmisión de
informaciones comprende dos líneas (10, 11) de transmisión de
informaciones complementarias.
3. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de detección de error de la
estación (2) de emisión del mensaje están adaptados para detectar un
cortocircuito entre las dos líneas (10, 11) de la red, mediante
detección de un nivel eléctrico estable durante un periodo de tiempo
predeterminado entre las mismas.
4. Sistema según las reivindicaciones 2 ó 3,
caracterizado porque los medios de detección de error de las
estaciones (3, 4, 5, 6) de recepción comprenden medios de detección
de un circuito abierto en una de las líneas (10, 11) de la red
mediante análisis del número de frentes diferentes de los mensajes
recibidos por la estación a partir de estas dos líneas.
5. Sistema según la reivindicación 4,
caracterizado porque los medios de detección comprenden un
contador asociado a medios de incremento de cuenta en el caso en que
un frente de mensaje está presente en una de las líneas (10, 11) y
no en la otra, y a medios de disminución de cuenta en el caso en que
un frente de mensaje está presente en las dos líneas (10, 11).
6. Sistema según la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de detección comprenden
medios de comparación de la cuenta de error con un valor
predeterminado, para emitir una señal de error.
7. Sistema según la reivindicación 6,
caracterizado porque el valor predeterminado es igual a
255.
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