2.7! Überwachung und Diagnose

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1 Überwachung! Systemzustand überwachen! unerwünschte oder unerlaubte Systemzustände erkennen! Gegenmaßnahmen einleiten! Fehlererkennung möglich vor einer Störung oder einem Ausfall 1 Aufbau von Fahrer mwelt * Z Sollwertgeber Fahrzeug Steuerung/ egler Überwachung Y X Aktuatoren Strecke Sensoren egelungsfunktionen Fehlererkennungsfunktionen/ Fehlerdiagnosefunktionen Fehlerbehandlungsfunktionen 2 J. Schäuffele, Th. Zurawka:, Vieweg, 2003

2 Fehlerkennung (Diagnose) Abweichungen von Zusammenhängen zwischen Daten feststellen! eferenzwertüberprüfung! Überprüfung anhand redundanter erte! prinzipverschiedene Algorithmen (Diversität)! - und Hardware-Diversität! wiederholte Anwendung! Beobachtung von Kommunikationsverbindungen! Senden einer Bestätigung! Beobachten von physikalischen Eigenschaften! Beobachtung der Programmausführung 3 Fehlerbehandlung! Verwendung von redundanten erten! elches Ergebnis ist fehlerhaft?! fehlertolerante Algorithmen! Abschaltung von Subsystemen oder Abschaltung des Gesamtsystems! Verharren im Fehlerzustand oder Strategiewechsel! Fehlerspeicherung! Fehlerbeseitigung (z.b. eset durch watchdog-schaltung) 4

3 Sicherheitslogik Fehlerbehandlung bei sicherheitsrelevanten Systemen! sicheren Zustand (safe state) festlegen! Notabschaltung (Not-Aus) durch Einnehmen dieses Zustands! nur kontrolliert wieder verlassen! Fail-Safe-System, FS! Betriebshemmung im sicheren Zustand (Notlauf)! Fail-educed-System, F! mschaltung auf Ersatzsystem (voller Betrieb möglich)! Fail-Operational-System, FO! Anforderungen an Sicherheitslogik: z.b. FO/FO/FS oder FO/FO/F! Fehlerbaumanalyse, FMECA (Failure Mode and Effect and Criticality Analysis) 5 Überwachungssystem elektronischer Steuergeräte! Hardware-Maßnahmen: intelligente Endstufenbausteine oder atchdog-schaltung! -Maßnahmen: flexible Konzepte zur eaktion auf Fehler, Störungen, Ausfälle! Behandlung von Fehlern, Störungen und Ausfällen in den mechanischen und hydraulischen Komponenten, aber auch in den elektronischen Komponenten selbst 6

4 -Überwachungssystem elektronischer Steuergeräte Steuergerät 1 (Funktionsrechner) andlung K K egelungsfunktionen Funktionen zur Überwachung der Sollwertgeber, Sensoren, Aktuatoren und der egelungsfunktionen K andlung Funktionen zur Überwachung der Speicherüberwachung Überwachung der Einund Ausgabeeinheiten Programmablaufüberwachung Überwachung des Mikroprozessors 2 (Überwachungsrechner) 7 J. Schäuffele, Th. Zurawka:, Vieweg, 2003 Aufbau eines Motorsteuergeräts Motorsteuergerät 1 (Funktionsrechner) andlung Mikroprozessor andlung Mikroprozessor 2 (Überwachungsrechner) 8 J. Schäuffele, Th. Zurawka:, Vieweg, 2003

5 Diagnosesystem elektronischer Steuergeräte Steuergerät andlung K K egelungsfunktionen K andlung K On-Board-Diagnosefunktionen Diagnosekommunikation Diagnosetester Off-Board-Diagnosefunktionen 9 J. Schäuffele, Th. Zurawka:, Vieweg, 2003 On-Board-Diagnosesystem elektronischer Steuergeräte Steuergerät andlung K K egelungsfunktionen On-Board-Diagnosefunktionen Sollwertgeber- & Aktuator- diagnose- Sensordiagnosefunktionen... funktionen K K andlung Fehlerspeichermanager Diagnoseprotokoll ISO Network Layer ISO Bustreiber Off-Board-Diagnoseschnittstelle zum Diagnosetester 10 J. Schäuffele, Th. Zurawka:, Vieweg, 2003

6 Fehlerspeicher eines Steuergeräts Eintrag Fehlersymptom (Fault Symptom) Diagnostic Trouble Code (DTC) Malfunction Indicator Light (MIL) gespeichert aktiv mweltbedingungen (Environment Conditions) 1 Temperaturfühler Ansaugluft P0110 aus ja nein 2 Beschleunigungsinformation P1605 aus nein ja J. Schäuffele, Th. Zurawka:, Vieweg, 2003 Modellbasierte Diagnose Fahrer mwelt * Z Sollwertgeber Steuerung/egler Überwachung Y X Aktuatoren Strecke Sensoren Fahrzeug egelungsfunktionen Aktuatorenmodell Y Modell Streckenmodell X Modell Sensorenmodell Modellbasierte Fehlererkennung/ Modellbasierte Diagnose Normales Verhalten Y Modell Merkmale Merkmalerzeugung Änderungserkennung X Modell Modell Fehlerbehandlung 12 J. Schäuffele, Th. Zurawka:, Vieweg, 2003

7 Organisation in Subsystemen Beispiel: Steuergerätenetzwerk der BM 7er eihe Off-Board-Diagnoseschnittstelle Zentrales Gateway-Steuergerät Low-Speed- CAN Komfort Low-Speed- CAN Komfort MOST Multi-Media Byteflight Passive Sicherheit High-Speed- CAN Antriebsstrang/ Fahrwerk 13

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