-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
-
Aus der
EP 0 693 401 A2 ist ein Datenübertragungsverfahren in einem für den Einsatz im Kraftfahrzeug geeigneten Datenverarbeitungssystem bekannt, bei dem zwischen einem Sender, der Teil einer Sensoreinheit ist, und einem Empfänger, der Teil einer zentralen Recheneinheit ist, Daten entsprechend eines vorbestimmten Datenprotokolls übertragen werden. Das vorbestimmte Datenprotokoll besteht aus einem pulsweitenmodulierten Signal (PWM-Signal), das eine vorbestimmte Periodendauer, d. h. einen vorbestimmten Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden pulsweitenmodulierten Signalen aufweist. Die Information wird in Form verschiedener Breiten der Pulse innerhalb einer Periodendauer übertragen. Eine Fehlerüberwachung dahingehend, ob das übertragene Signal durch ein Störsignal beeinträchtigt ist, wird dadurch ausgeführt, dass die Periodendauer überwacht und bei einer Abweichung von der vorbestimmten Periodendauer das entsprechende Signal nicht als einwandfrei übertragenes Signal bewertet wird.
-
Zum weiteren technischen Hintergrund wird auf die
DE 199 50 655 C2 und die
WO 03/055152 A1 hingewiesen.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren eingangs genannter Art hinsichtlich einer Funktionserweiterung bei Übertragung von Datenprotokollen über nur eine serielle Schnittstelle, insbesondere in Form einer elektrischen Leitung, noch weiter zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
-
Die Erfindung ist ein Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen einem ersten elektronischen Steuergerät und einem zweiten elektronischen Steuergerät in einem Kraftfahrzeug über eine einzige elektrische Leitung, wobei vom ersten Steuergerät ein erstes Datenprotokoll und zeitgleich vom zweiten Steuergerät ein zweites Datenprotokoll auf die Leitung ausgegeben werden können und wobei zumindest das erste Steuergerät das resultierende Signal der Datenprotokolle auf der Leitung erfasst und nach vorgegebenen Kriterien überprüft, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebenes Kriterium die Erkennung eines Fehlers über die Auswertung des resultierenden Signals ist, wobei das zweite Steuergerät mindestens ein erstes definiertes Datenprotokoll erzeugt, wenn es selbst keinen Fehler erkannt hat, mindestens ein zweites definiertes Datenprotokoll erzeugt, wenn es selbst eine erste Fehlerart (z. B. einen irreversiblen Fehler) erkannt hat und mindestens ein drittes Datenprotokoll erzeugt, wenn es selbst eine zweite Fehlerart (z. B. einen reversiblen Fehler) erkannt hat.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät ein bestimmtes Datenprotokoll in Form einer definierten sich periodisch wiederholenden Puls-Pausen-Folge (z. B. bestimmtes erstes PWM-Tastverhältnis) mit vorgegebener Periodendauer vorgibt, wonach das zweite Steuergerät sich nach Erkennen dieser Periodendauer mit seinem Datenprotokoll in Form einer ebenfalls definierten sich periodisch wiederholenden Puls-Pausen-Folge (z. B. bestimmtes zweites PWM-Tastverhältnis) auf dieselbe Periodendauer synchronisiert.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass sich die Datenprotokolle beider Steuergeräte in ihrer Puls-Pausen-Folge (z. B. unterschiedliche PWM-Tastverhältnisse) unterscheiden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das zweite Steuergerät in zumindest einem Fehlerfall (z. B. Vorliegen eines reversiblen Fehlers und/oder Vorliegen eines irreversiblen Fehlers) eine andere Puls-Pausen-Folge (zweites und/oder drittes Datenprotokoll) ausgibt als im fehlerfreien Fall (ersten Datenprotokoll).
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das zweite Steuergerät bei Vorliegen einer ersten Fehlerart (z. B. eines reversiblen Fehlers) eine andere Puls-Pausen-Folge (zweites Datenprotokoll) ausgibt als bei Vorliegen einer zweiten Fehlerart (z. B. eines irreversiblen Fehlers) (drittes Datenprotokoll).
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät zur Unterscheidung von zwei Fehlerarten (z. B. eines reversiblen Fehlers von einem irreversiblen Fehler) bei Vorliegen einer dieser beiden Fehlerarten eine ununterbrochene Puls-Pausen-Folge als zweites Datenprotokoll und bei Vorliegen der anderen dieser beiden Fehlerarten eine zyklisch für eine vorgegebene Zeit unterbrochene Puls-Pausen-Folge als drittes Datenprotokoll ausgibt.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät zur Unterscheidung von zwei Fehlerarten (z. B. eines reversiblen Fehlers von einem irreversiblen Fehler) bei Vorliegen einer dieser beiden Fehlerarten eine definierte Mindestzeit oder eine definierte Mindestanzahl von Puls-Pause-Takten (zweites Datenprotokoll) und bei Vorliegen der anderen dieser beiden Fehlerarten eine definierte Zeitdauer oder eine definierte Anzahl von Puls-Pause-Takten mit daran anschließendem High- oder Low-Pegel für eine vorgegebene Zeit vorgibt (drittes Datenprotokoll).
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät bei Vorliegen bestimmter Bedingungen einen reversiblen Fehler in einen irreversiblen Fehler und umgekehrt umstufen kann.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Datenprotokolle zumindest eines der Steuergeräte unterschiedlichen Betriebsmodi („Standby-Ozon aus”, „Ozon ein”) zugeordnet sind.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Programm, das bei Ausführung in einem entsprechend programmierten Steuergerät das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
-
Ebenso umfasst die Erfindung auch ein Datenverbundsystem mit einem ersten Steuergerät und einem zweiten Steuergerät, und mit einer Kommunikationsverbindung in Form einer elektrischen Leitung zwischen dem ersten Steuergerät und dem zweiten Steuergerät, wobei beide Steuergeräte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren Datenprotokolle über die Kommunikationsverbindung übertragen.
-
Durch die Erfindung kann eine üblicherweise für Datenübertragungs- und Diagnosezwecke verwendete Datenbusverbindung eingespart werden und gleichzeitig eine differenzierte Fehlerdiagnose, insbesondere die unterschiedliche Behandlung von reversiblen und irreversiblen Fehlern, ermöglicht werden. Hierdurch wird die Verfügbarkeit des Systems erhöht.
-
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
-
1 ein Datenverbundsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
-
2 die zeitgleichen Datenprotokolle in einem ersten fehlerfreien Betriebsmodus,
-
3 die zeitgleichen Datenprotokolle im ersten Betriebsmodus, in dem das zweite Steuergerät einen Fehler meldet,
-
4 die zeitgleichen Datenprotokolle in einem zweiten fehlerfreien Betriebsmodus,
-
5 die zeitgleichen Datenprotokolle im zweiten Betriebsmodus, in dem das zweite Steuergerät einen Fehler meldet,
-
6 ein mögliches Datenprotokoll, in dem das zweite Steuergerät einen reversiblen Fehler meldet,
-
7 ein mögliches Datenprotokoll, in dem das zweite Steuergerät einen irreversiblen Fehler meldet.
-
In 1 ist ein erstes elektronisches Steuergerät 1, hier in Form eines Steuergeräts für eine Klimaanlage im Kraftfahrzeug, über eine Spannungsversorgungsleitung und über eine Signalleitung L mit einem zweiten elektronischen Steuergerät 2, hier in Form eines Ozonerzeugers zur Desinfizierung des Verdampfers der Klimaanlage, verbunden. Das Klimasteuergerät 1 steuert in bekannter Weise abhängig von verschiedenen Eingangssignale Klappen und andere zur Klimaanlage gehörende Aktuatoren an.
-
Vorbestimmte Datenprotokolle (D1 und D2 siehe 2 bis 7) werden zum Beispiel in Form von Puls-Pausen-Folgen, vorzugsweise als pulsweitenmodulierte Signale, über die einzige elektrische Signalleitung L übertragen. Im vorliegenden Beispiel ist das Datenprotokoll D1 das Steuersignal zum Ein- und Ausschalten des Ozonerzeugers 2 und das Datenprotokoll D2 das Diagnosesignal, über das der Ozonerzeuger 2 dem Klimasteuergerät 1 mitteilt, ob ein Fehler und gegebenenfalls welcher Fehler vorliegt. Das Klimasteuergerät 1 und der Ozonerzeuger 2 geben im eingeschwungenen Zustand ihre Datenprotokolle D1 und D2 zeitgleich aus. Eingeschwungender Zustand bedeutet, dass beide Steuergeräte 1 und 2 hochgefahren, initialisiert und synchronisiert sind. Das Klimasteuergerät 1 erfasst über den Diagnose-Eingang das resultierende Signal RS der Datenprotokolle D1 und D2 auf der Signalleitung L und überprüft dieses resultierende Signal RS nach vorgegebenen Kriterien, insbesondere dahingehend, ob das Datenprotokoll D2 einen Fehler meldet und gegebenenfalls welcher Fehler, insbesondere ob reversibel oder irreversibel, vorliegt.
-
Das Klimasteuergerät 1 gibt beispielsweise zwei bestimmte Datenprotokolle D1 in Form einer definierten sich periodisch wiederholenden Puls-Pausen-Folge vor, ein ersten Datenprotokoll mit einer Periodendauer von 300 ms (siehe 2 und 3) und ein zweites Datenprotokoll mit einer Periodendauer von 200 ms (siehe 4 und 5). Der Ozonerzeuger 2 synchronisiert sich nach Erkennen dieser Periodendauer mit seinem Datenprotokoll D2 in Form einer ebenfalls definierten sich periodisch wiederholenden Puls-Pausen-Folge jeweils auf dieselbe Periodendauer 300 ms oder 200 ms. Die 2 bis 5 zeigen den eingeschwungenen Zustand.
-
Die Datenprotokolle D1 und D2 der beiden Steuergeräte 1 und 2 unterscheiden sich in ihrer Puls-Pausen-Folge hier beispielsweise aber jeweils bei gleicher Periodendauer. Das zweite Steuergerät 2 gibt im Fehlerfall eine andere Puls-Pausen-Folge aus als im fehlerfreien Fall, wobei sich die Puls-Pausen-Folgen dabei zum Beispiel in ihrem Tastverhältnis unterscheiden können. Beispielsweise weist daher das in 3 (Fehlerfall) dargestellte pulsweitenmodulierte Signal des Datenprotokolls D2 ein anderes Tastverhältnis auf als das pulsweitenmodulierte Signal des Datenprotokolls D2 in 2 (fehlerfreier Fall). Dasselbe ist auch in den 4 und 5 zu sehen.
-
Das Datenprotokoll D1 mit einer Periodendauer von 300 ms, wie in 2 dargestellt, ist einem ersten Betriebsmodus „Standby-Ozon aus” zugeordnet. Das Datenprotokoll D1 mit einer Periodendauer von 200 ms, wie in 4 dargestellt, ist einem zweiten Betriebsmodus „Ozon ein” zugeordnet. Die 2 und 4 zeigen das jeweilige zeitgleiche Datenprotokoll D2 als Diagnosesignal für den fehlerfreien Betrieb. Die 3 und 5 zeigen das jeweilige zeitgleiche Datenprotokoll D2 als Diagnosesignal für den fehlerbehafteten Betrieb.
-
Das Klimasteuergerät 1 erfasst über den Diagnose-Eingang das resultierende Signal RS, das sich aus der Überlagerung der Datenprotokolle D1 und D2 auf der einzigen Leitung L ergibt. Aus dem resultierenden Signal RS erkennt das Klimasteuergerät 1 sowohl die Periodendauer der Datenprotokolle D1 und D2 als auch die unterschiedlichen Tastverhältnisse, um zu überprüfen, ob der Ozonerzeuger 2 einen Fehler meldet und gegebenenfalls welchen Fehler er meldet. Gleichzeitig erkennt das Klimasteuergerät 1 auch Fehler auf der Leitung, wenn das resultierende Signal RS keinen Wechsel mehr von High auf Low und umgekehrt meldet. Abhängig von den erkannten Fehler-Signalen werden entsprechende Notprogramme aktiviert.
-
Ergänzende Signaltabelle zu den 2 bis 5 als Beispiele für vorgegebene Puls-Pausen-Folgen hinsichtlich der Datenprotokolle D1 und D2:
-
2:
- A
- Periodendauer 300 ms für Betriebsmodus „Standby-Ozon aus”
- B
- Wartezeit 125 ms nach steigender Flanke von D1 für Umschaltung auf Low im Datenprotokoll D2
- C
- Dauer des Low-Signals im Datenprotokoll D2 im fehlerfreien Betrieb hier 50 ms
- D
- Steuergerät 1 erkennt aus resultierendem Signal RS 175 ms langes Low-Signal
-
3:
- A
- Periodendauer 300 ms für Betriebsmodus „Standby-Ozon aus”
- B
- Wartezeit 100 ms nach steigender Flanke von D1 für Umschaltung auf Low im Datenprotokoll D2
- C
- Dauer des Low-Signals im Datenprotokoll D2 im fehlerbehafteten Betrieb hier 75 ms
- D
- Steuergerät 1 erkennt aus resultierendem Signal RS 200 ms langes Low-Signal
-
4:
- A
- Periodendauer 200 ms für Betriebsmodus „Ozon ein”
- B
- Wartezeit 75 ms nach steigender Flanke von D1 für Umschaltung auf Low im Datenprotokoll D2
- C
- Dauer des Low-Signals im Datenprotokoll D2 im fehlerfreien Betrieb hier 50 ms
- D
- Steuergerät 1 erkennt aus resultierendem Signal RS 125 ms langes Low-Signal
-
5:
- A
- Periodendauer 200 ms für Betriebsmodus „Ozon ein”
- B
- Wartezeit 50 ms nach steigender Flanke von D1 für Umschaltung auf Low im Datenprotokoll D2
- C
- Dauer des Low-Signals im Datenprotokoll D2 im fehlerbehafteten Betrieb hier 75 ms
- D
- Steuergerät 1 erkennt aus resultierendem Signal RS 150 ms langes Low-Signal
-
Bis hierher ist im Wesentlichen das aus der älteren deutschen Patentanmeldung
DE 10 2006 031 230 A1 bekannte Ausführungsbeispiel beschrieben.
-
Die 6 und 7 zeigen die erfindungsgemäße Erweiterung hinsichtlich eines Datenprotokolls D2 bei Vorliegen eines Fehlers und zusätzlich mit der Unterscheidung zwischen reversiblem Fehler oder irreversiblem Fehler. Diese Erweiterung ist für die verschiedenen Betriebsmodi anwendbar.
-
Die 6 zeigt das Datenprotokoll D2 als Diagnosesignal für den fehlerbehafteten Betrieb im Falle des Vorliegens eines reversiblen Fehlers. Die 7 zeigt das Datenprotokoll D2 als Diagnosesignal für den fehlerbehafteten Betrieb im Falle des Vorliegens eines irreversiblen Fehlers.
-
Nach 6 wird vom Steuergerät 2 beispielsweise bei Vorliegen eines reversiblen Fehlers eine definierte Mindestzeit tmin oder eine definierte Mindestanzahl hmin von Puls-Pause-Takten als zweites Datenprotokoll vorgegeben. Die Puls-Pause-Takte entsprechen dabei beispielsweise je nach Betriebsmodus dem Datenprotokoll D2 in 3 oder 5 jeweils mit dem entsprechend definierten Tastverhältnis, wobei also ein ununterbrochenes PWM-Signal bzw. eine ununterbrochene Puls-Pausen-Folge ausgegeben wird.
-
Nach 7 wird bei Vorliegen eines irreversiblen Fehlers als drittes Datenprotokoll vorzugsweise eine definierte Anzahl h von Puls-Pause-Takten vorgegeben, die kleiner als die Mindestanzahl hmin für die Kennzeichnung des reversiblen Fehlers ist, mit daran anschließendem Low-Pegel für eine vorgegebene Zeit tlow, die vorzugsweise größer als die Pauseabschnitte bzw. Low-Pegel der Puls-Pausen-Takte ist. Auch hier entsprechen die Puls-Pause-Takte beispielsweise je nach Betriebsmodus dem Datenprotokoll D2 in 3 oder 5 jeweils mit dem entsprechend definierten Tastverhältnis, wobei also im Unterschied zu 6 ein zeitweise unterbrochenes PWM-Signal bzw. eine zyklisch unterbrochene Puls-Pausen-Folge ausgegeben wird.
-
Vorzugsweise kann auch für unterschiedliche Betriebsmodi eine unterschiedliche Anzahl h bezüglich der Ausgabe der Puls-Pause-Takte vorgegeben werden. Auch kann die definierte Mindestzeit tmin oder die definierte Mindestanzahl hmin von Puls-Pause-Takten so ausgelegt werden, dass mehr Puls-Pause-Takte als die Anzahl h ausgegeben werden müssen, um einen reversiblen Fehler zu kennzeichnen.
-
Die Datenprotokolle bzw. die Puls-Pausen-Folgen zur Kennzeichnung eines Fehlers oder einer bestimmten Fehlerart nach dem Ausführungsbeispiel können sich also generell hinsichtlich ihrer Perioden- bzw. Taktdauer, ihres Tastverhältnisses und/oder ihrer Taktanzahl mit gegebenenfalls angehängtem längerem Low- oder High-Pegel unterscheiden.
-
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Ausgestaltung der beiden Steuergeräte 1 und 2 hinsichtlich Ihrer hier nicht näher dargestellten Signalerzeugungs- und Signalauswertungsmodule können erkannte Fehler zumindest in reversibel und irreversibel kategorisiert werden.
-
Die reversiblen Fehler werden vorzugsweise nach steuergeräte-internen Reparaturversuchen als Hinweis auf momentan fehlende Funktionalität im ersten Steuergerät 1 (Mastersteuergerät) abgelegt. Bei Vorliegen eines reversiblen Fehlers kann beispielsweise die Funktion des Steuergeräts 2, hier die Ozonisierungsfunktion, zunächst abgebrochen werden, das System verharrt im Standby-Betrieb. Es folgt keine weitere fehlerbezogene Aktion.
-
Die irreversiblen Fehler können vorzugsweise nach steuergeräte-internen Reparaturversuchen gekennzeichnet als erkannte Fehler dieser Kategorie im Steuergerät 1 (Mastersteuergerät) abgespeichert werden. Das Steuergerät 2 wird daraufhin erst bei erneutem Einschalten des Gesamtsystems oder erst bei neuer Inbetriebnahme des Fahrzeugs vom Steuergerät 1 erneut diagnostiziert und angesteuert. Aktion bei abgespeicherten irreversiblen Fehlern könnte beispielsweise eine Tauschanweisung beim nächsten Werkstattbesuch sein. Sollte ein reversibler Fehler innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne mehrfach trotz steuergeräte-internen Reparaturversuchen gemeldet werden, kann dieser Fehler in einen irreversiblen Fehler umgestuft werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren angewandt zur Unterscheidung anderer Fehlerarten ist äquivalent zur Unterscheidung von reversiblen und irreversiblen Fehlern zu sehen. Auch können erfindungsgemäß mehr als zwei Fehlerarten unterscheidbar gemacht werden.