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    重庆时时彩组三预警: 用于诊断网络中的故障或开路的方法和系统.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201180061421.X

    申请日:

    2011.12.16

    公开号:

    CN103328992A

    公开日:

    2013.09.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/08申请日:20111216|||公开
    IPC分类号: G01R31/08 主分类号: G01R31/08
    申请人: 迪尔公司
    发明人: 大卫·C·斯玛特; 迈克尔·R·斯里特曼; 罗纳德·G·兰德曼
    地址: 美国伊利诺伊州
    优先权: 2010.12.20 US 61/424,926; 2011.05.03 US 13/099,455
    专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 汪洋
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201180061421.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.01.20|||2014.01.29|||2013.09.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开一种将测试信号注入具有正常高逻辑电平和正常低逻辑电平的数据总线(17)中的故障注入电路(34)。测试信号具有大于数据总线(17)的正常高逻辑电平的较大的逻辑电平或低于数据总线(17)的正常低逻辑电平的较小的逻辑电平。模数转换器(36)连接到用于检测数据总线(17)上的集合信号的集合电平的电压电平检测器(35)。集合信号由终端电路信号和测试信号组成。诊断工具(10)确定在数据总线(17)和网络装置(44、144、244)之间是否存在故障连接,在存在故障连接时,检测到的集合电平超过所述正常高逻辑电平和所述正常低逻辑电平中的至少一个。

    权利要求书

    权利要求书
    1.   一种用于诊断网络中的故障或开路的方法,所述方法包括下述步骤:
    操作网络的数据总线,该数据总线具有与由网络的一个或多个网络元件施加的终端电路信号一致的正常高逻辑电平和正常低逻辑电平;
    在测试时间周期期间,将测试信号注入该网络的数据总线中,所述测试信号具有大于数据总线的所述正常高逻辑电平的较大的逻辑电平或低于数据总线的所述正常低逻辑电平的较小的逻辑电平中的至少一个;
    在测试时间周期期间,检测数据总线上的集合信号的集合电平,所述集合信号由终端电路信号和测试信号组成;以及
    确定在数据总线和网络装置之间是否存在故障连接,其中故障连接导致检测到的集合电平超过所述正常高逻辑电平和所述正常低逻辑电平中的至少一个。

    2.   根据权利要求1所述的方法,其中:
    所述注入步骤包括在第一节点处注入测试信号,其中第一网络装置在第一节点处连接到数据总线,
    所述检测步骤包括在第一节点处进行检测,并且
    所述确定步骤包括在检测到的集合电平超过所述正常高逻辑电平和所述正常低逻辑电平中的至少一个时,在第一节点处或在连接到数据总线的诊断工具处确定在第一网络装置和数据总线之间存在故障连接。

    3.   根据权利要求2所述的方法,其中:
    所述注入步骤包括在第二网络装置连接到数据总线的第二节点处注入测试信号,
    所述检测步骤包括在第二节点处进行检测,以及
    所述确定步骤包括在检测到的集合电平超过所述正常高逻辑电平和所述正常低逻辑电平中的至少一个时,在第二节点处或在连接到数据总线的诊断工具处确定在第二网络装置和数据总线之间存在故障连接。

    4.   根据权利要求1所述的方法,其中:
    在所述网络中的数据总线的每个节点处逐个节点地重复所述注入步骤和所述检测步骤,其中每个节点形成在网络装置到数据总线的连接或试图连接处;
    通过每个节点将检测到的集合电平报告到连接到数据总线的诊断工具。

    5.   根据权利要求4所述的方法,其中由网络上的诊断工具或主控制器给每个节点分配不同的测试时间周期。

    6.   根据权利要求5所述的方法,其中每个节点在周期性间隔或定期间隔内被分配不同的测试时间周期。

    7.   根据权利要求1的方法,其中所述注入步骤在数据总线的操作期间中以周期性间隔或定期间隔发生。

    8.   根据权利要求1的方法,其中数据总线包括控制器区域网络数据总线,并且其中所述测试信号具有等于约5伏直流电流的较大的逻辑电平和等于约0伏直流电流的较小的逻辑电平,并且其中所述正常高逻辑电平为约3.5伏的直流电流,并且所述正常低逻辑电平为约1.5伏的直流电流。

    9.   一种用于诊断网络中的故障或开路的系统,所述系统包括:
    网络,所述网络包括数据总线和一个或多个网络元件,所述数据总线具有与由所述网络的一个或多个网络元件施加的终端电路信号一致的正常高逻辑电平和正常低逻辑电平;
    故障注入电路,用于在测试时间周期期间通过相对于数据总线网络具有高阻抗的上拉电阻器将测试信号注入到所述网络的数据总线中,所述测试信号具有大于数据总线的所述正常高逻辑电平的较大的逻辑电平或低于数据总线的所述正常低逻辑电平的较小的逻辑电平的至少一种;
    连接到电压电平检测器的模数转换器,所述电压电平检测器用于检测在数据总线上的集合信号的集合电平,所述集合信号由终端电路信号和测试信号组成;
    诊断工具,用于确定在数据总线和网络装置之间是否存在故障连接,其中故障连接导致检测到的集合电平超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个。

    10.   根据权利要求9所述的系统,其中:
    第一网络装置在第一节点处连接到数据总线,所述第一网络装置包括所述一个或多个网络元件的一个;
    第一网络装置的故障注入电路方便测试信号在第一节点处的注入;
    第一网络装置的电压电平检测器用于检测在第一节点处的电压电平;和
    数据处理器,用于在检测到的集合电平超过所述正常高逻辑电平和所述正常低逻辑电平中的至少一个时确定在第一网络装置和数据总线之间存在故障连接。

    11.   根据权利要求10所述的系统,还包括:
    在第二节点处连接到数据总线的第二网络装置,所述第二网络装置包括所述一个或多个网络元件中的一个;
    第二网络装置的第二故障注入电路,第二故障注入电路便于在第二节点处注入测试信号;
    第二网络装置的第二电压电平检测器,第二电压电平检测器用于检测第二节点处的电压电平;和
    第二数据处理器,用于在检测到的集合电平超过所述正常高逻辑电平和所述正常低逻辑电平中的至少一个时确定在第二网络装置和数据总线之间存在故障连接。

    12.   根据权利要求9所述的系统,其中:
    所述一个或多个网络元件中的每一个包括相应的故障注入电路和相应的电压电平检测器;
    相应的故障注入电路被配置为或适于逐个节点地在所述网络中的数据总线的每个节点处注入测试信号;
    相应的电压电平检测器逐个节点地在所述网络中的数据总线的每个节点处检测电压电平,其中每个节点形成在网络装置到数据总线的连接或试图连接处;和
    在每个网络装置中的收发器,该收发器用于通过每个节点将检测到的集合电平报告到连接到数据总线的诊断工具。

    13.   根据权利要求12所述的系统,其中每个节点由所述网络上的诊断工具或主控制器分配不同的测试时间周期。

    14.   根据权利要求13所述的系统,其中每个节点在周期性间隔或定期间隔内被分配不同的测试时间期间。

    15.   根据权利要求9所述的系统,其中在每个节点处的每个故障注入电路具有指示或接收触发信号,所述指示或触发信号用于在数据总线的操作过程中以周期性间隔或定期间隔注入测试信号。

    16.   根据权利要求9所述的系统,其中数据总线包括控制器区域网络数据总线,并且其中所述测试信号具有等于约5伏直流电流的较大的逻辑电平和等于约0伏直流电流的较小的逻辑电平,并且其中所述正常高逻辑电平为约3.5伏的直流电流并且所述正常低逻辑电平为约1.5伏的直流电流。

    说明书

    说明书用于诊断网络中的故障或开路的方法和系统
    本文根据35USC119(E)要求基于2010年12月20日递交的、名称为“METHOD AND SYSTEM FOR DIAGNOSING A FAULT OR OPEN CIRCUIT IN A NETWORK(用于诊断网络中的故障或开路的方法和系统)”美国临时申请序列号61/424,926的优先权。
    技术领域
    本发明涉及用于诊断网络中的故障或开路的方法和系统。
    背景技术
    在现有技术中,车辆或装置可以配置有支持控制器和其它网络元件之间通信的控制器区域网络(CAN)数据总线或其他网络数据总线。例如,车辆数据总线通过诸如一个或多个双绞线导线或同轴电缆之类的传输线通信信号。如果传输线被切断或损坏,通过网络数据总线的通信可能受损、间歇或不存在。在电缆铺设穿过导管、护套、框架构件、一体式机身车辆结构、车身板或其他装置结构的情况中,传输线路的物理目视检查可能是不实际或不可能的。因此,存在需要用于诊断网络中的故障或开路的代替的方法和系统。
    发明内容
    根据一个实施例,一种方法和系统能够诊断网络(例如,车辆网络)中的故障或开路。该网络包括网络数据总线和一个或多个网络元件。网络数据总线具有与由所述一个或多个网络元件施加的终端电路信号一致的正常高逻辑电平和正常低逻辑电平。故障注入电路适于在测试时间周期期间将测试信号注入到网络数据总线。测试信号具有大于数据总线的所述正常高逻辑电平的较大的逻辑电平或低于数据总线的所述正常低逻辑电平的较小的逻辑电平的至少一个。模数转换器连接到用于检测网络数据总线上的集合信号的集合电平的检测器(例如,电压电平检测器)。集合信号由终端电路信号和测试信号组成。诊断工具指示在数据总线和网络装置之间是否存在故障连接,其中故障连接导致检测器检测到的集合电平超过所述正常高逻辑电平和所述正常低逻辑电平中的至少一个。
    附图说明
    图1是用于诊断网络中的故障或开路的系统的一个实施例的框图。
    图2是用于诊断网络中的故障或开路的方法的一个实施例的流程图。
    图3是图示诊断工具和在网络中的网络元件之间的数据消息的通信以方便一个或多个诊断测试的视图。
    图4A是网络的硬件示例的视图,图示在第二节点处的开路。
    图4B是在网络数据总线上的信号幅度随时间变化的视图。
    图5A和图5B提供用于诊断软件(例如,远程诊断软件、主诊断软件或两者)的功能状态图。
    具体实施方式
    在图1中,根据一个实施例,系统1被配置用于诊断网络26中的故障或开路。网络26可以涉及车辆网络、工具网络、子网、车辆网络的子网、工具网络的子网或任何其他网络。系统1包括网络26、网络中枢16(例如,网络数据总线17)、一个或多个网络元件(28、30、32)、故障注入电路34、检测器35、模数转换器36和诊断工具10。至少一个网络元件(28、30、32)包括故障注入电路34、检测器35和模数转换器36。诊断工具10连接到数据网络26。诊断工具10和网络元件(28、30、32)能够在网络数据总线17、网络中枢16或网络26的次级数据总线之上通信。
    在一个实施例中,网络26包括网络中枢16和一个或多个网络元件(28、30、32)。例如,网络中枢16可以包括下列中的一个或多个:网络数据总线17、车辆数据总线、数据总线或控制器区域网络(CAN)数据总线。网络数据总线17包括物理数据路径、逻辑数据路径(例如,虚拟数据路径)或两者。网络数据总线17提供例如支持源和目的地之间的数据的通信的一个或多个数据路径。
    网络26具有涉及网络26的底层物理结构和数据结构的网络结构。网络26的物理结构可以被称为网络中枢16。网络26的网络中枢16可以例如包括用于网络数据总线17的传输线、连接器、阻抗匹配接口、放大器、中继器、过滤器、分流器、组合器、终端、短截线、接口和硬件。网络26的数据结构可以包括用于支持在网络数据总线16上的网络元件(28、30、32)之间的数据通信(如,没有未解决的冲突)的功能层、接口和协议。
    网络26的传输线可以包括一个或多个双绞线、带状电缆、多芯电缆、屏蔽多芯电缆、同轴电缆、光缆、线束或另一种传输线。在网络26的一个配置中,网络数据总线17或网络中枢16与一个或多个数字逻辑电平相关联。例如,网络数据总线17或网络中枢16具有与由网络26的所述一个或多个网络元件(28、30、32)施加的终端电路信号一致的正常高逻辑电平和正常低逻辑电平。
    每个网络元件(28、30、32)与节点(18、20、22)或节点标识符相关联,其中网络元件被耦合或连接到网络数据总线17。每个网络元件(28、30、32)可以包括控制器38、致动器、传感器、通信装置或其它电子装置。例如,发动机控制器、变速器控制器或组合控制器(例如,组合的发动机控制器和变速器控制器)可以连接到网络26,用于经由网络26通信到其它网络元件(28、30、32)。
    在一个实施例中,第一网络元件28包括第一网络元件装置44、模数转换器36、检测器35和故障注入电路34。第一网络元件装置44包括连接到控制器38的收发器46(例如,CAN收发器)。收发器46连接到网络中枢16(例如,网络数据总线17)和网络26,以在第一网络元件装置44和网络26或网络中枢16之间提供通信接口。
    控制器38包括连接到数据总线50的数据处理器48和数据存储装置40。数据处理器48可以包括微处理器、微控制器、可编程逻辑阵列、专用集成电路或用于处理或操作数据的其它电子装置。数据存储装置40存储或包含远程诊断软件42。数据存储装置40包括:电子存储器(例如,非易失性随机存取存储器)、光存储装置、磁存储装置、磁盘驱动器或用于存储、检索和管理电子数据的其他装置。
    远程诊断软件42可以存在于网络元件装置的数据存储装置40(例如,电子存储器)或者收发器46中。例如,远程诊断软件42可以存储在用于非短暂性数据存储的数据存储装置40或存储在收发器46中的技术类似的数据存储装置中。网络元件装置的数据处理器48或收发器46中的技术类似的数据处理器可以执行远程诊断软件42。在一个实施例中,模数转换器36在网络中枢16和远程诊断软件42之间提供接口。相反地,故障注入电路34在远程诊断软件42和网络中枢16之间提供接口。远程诊断软件42及其接口可以使用或控制与收发器46、第一网络元件装置44或两者相关联的硬件。
    故障注入电路34能够与远程诊断软件42进行通信。故障注入电路34可以包括故障注入逻辑和用于在测试间隔过程中提供测试信号的孤立电压源(或电流源),其中测试信号可以包括电压脉冲、大致矩形波、大致方波、脉冲串或另一种合适的测试信号。故障注入电路34被配置为或适于在测试时间周期将测试信号注入到网络数据总线17、网络中枢16或网络26的次级传输线24中。
    在第一示例中,故障注入电路34可以通过关于网络数据总线17具有高阻抗的阻抗桥或电阻接口(例如,上拉电阻器)注入测试信号到网络26的网络数据总线17中。在第二示例中,故障注入电路34可以经由收发器46将测试信号注入到网络26的网络数据总线17中。在一个配置中,测试信号具有大于网络数据总线17的正常高逻辑电平的较大的逻辑电平或低于网络数据总线17的正常低逻辑电平更低的逻辑电平中的至少一个。故障注入电路34提供在例如适合用于连接网络数据总线17的许多商业上可用的网络元件中不被发现的诊断增强。
    在一个配置中,如果网络数据总线17包括CAN数据总线,则正常高逻辑电平为约3.5伏直流电流(DC)并且正常低逻辑电平为约1.5伏的直流电流(DC)。另外,如果网络数据总线17包括CAN数据总线,在某些配置中,测试信号具有等于约5伏的直流电流(DC)的较大的逻辑电平和等于约0伏直流电流(DC)的较低的逻辑电平。
    在一个实施例中,检测器35(例如,电压电平检测器)连接为在数据总线17和模数转换器36网络之间的中间电路。检测器35可以包括比较器(例如,运算放大器),参考电压施加到一个输入端,网络数据总线17的总电压通过输入电阻器或以其他方式施加到另一个输入端。检测器35(例如,比较器)的输出可以连接到模数转换器36的输入端,或在施加到模数转换器36的输入端之前由分压器或电压调整电路调整。
    模数转换器36的输入端连接到用于检测在网络数据总线17上的集合信号的集合电平的检测器35(例如,电压电平检测器)。模数转换器36的输出端连接到控制器38或网络元件装置(44、144、或244)。集合信号由终端电路信号和测试信号组成。例如,一个或多个网络元件(28、30、32)在正常操作期间提供或施加终端电路信号到网络数据总线17,其中终端电路信号可以包括下述中的一个或多个:数据分组(例如,控制器区域网络(CAN)分组)、数据消息、空闲信号、空闲数据消息、低逻辑电平信号、高逻辑电平信号、偏置信号(例如,正常高逻辑电平信号和正常低逻辑电平信号之间的电压电平)。测试信号大于高逻辑电平信号,低于低逻辑电平信号,或以其他方式在频率、时间幅度、脉冲持续时间、脉冲形状、波形幅度随时间变化的响应方面或以其他方式与终端电路信号区分开来。故障注入电路34提供测试信号。
    远程诊断软件42具有软件指令,软件指令适于(1)基于模数转换器36和相关联的检测器35的输出确定是否存在故障或开路,和(2)通过网络中枢16(到网络中枢起作用的程度)、通过次级数据总线(例如,冗余的CAN数据总线)、或通过备用有线通信系统或无线通信系统,将故障或开路和相关联的各个节点标识符报告到诊断工具10。
    诊断工具10可以包括具有通过网络中枢16连接到通信网络26的用户接口14的电子数据处理系统(例如,计算机),用于识别故障或开路的位置。诊断工具10可以包括主诊断软件12,主诊断软件12经由网络数据总线16、次级数据总线或经由诊断工具10的数据端口和相应的网络元件之间的备用有线线路连接(例如,以太网、通用串行总线(USB)、诊断工具10的并行或串行端口和与无调制解调器电缆连接的控制器38或以其他方式)可以与连接到通信网络26的一个或多个网络元件(28、30、32)中的远程诊断软件42通信。用户接口14包括以下一个或多个:显示器、键盘、小键盘、开关和指针装置(例如,电子鼠标或轨迹球)。
    诊断工具10确定在数据总线16和网络26之间是否存在故障连接,用于通过用户接口14向用户报告(例如,显示声音或视觉警报)。故障连接导致检测到的集合电平超过正常高逻辑和正常低逻辑电平中的至少一个。
    在一个说明性的示例中,如图1所示,网络元件可以包括第一网络元件28、第二网络元件30、到第N个网络元件32,其中N是大于2的任何正整数。第一网络元件28在第一节点18处连接到网络数据总线17(例如,数据总线)或网络中枢16。第一网络元件28的故障注入电路34有利于在第一节点18处注入测试信号。第一网络元件28或第一网络元件装置44的检测器35(例如,电压电平检测器)能够在第一节点18处检测次级传输线24上的信号电平(例如电压电平)。数据处理器48适于在检测到的集合电平违反基准或超过正常高逻辑电平与正常低逻辑电平的至少一个时在第一节点18处确定在第一网络元件28和网络数据总线17之间存在故障连接或开路。
    第二网络元件30在第二节点20处连接到网络数据总线17(例如,数据总线)或网络中枢16。第二网络元件30配备有收发器46、控制器38、检测器35、模数转换器36和故障注入电路34。第二网络元件30包括第二网络元件装置244,第二网络元件装置244包括连接到控制器38的收发器46。
    第二网络元件30的故障注入电路34有利于在第二节点20处注入测试信号。第二网络元件30或第二网络元件装置244的检测器35(例如,电压电平检测器)能够在第二节点20处检测次级传输线24上的信号电平(例如电压电平)。第二网络元件装置244中的数据处理器48被布置用于在检测到的集合电平违反基准,或超过正常高逻辑电平或与正常低逻辑电平中的至少一个时在第二节点20处确定在第二网络元件30和网络数据总线17或网络中枢16之间存在故障连接或开路。
    第N个网络元件32在第N个节点22处连接到网络数据总线17或网络中枢16。第N个网络元件32配备有收发器46、控制器38、检测器35、模数转换器36和故障注入电路34。第N个网络元件32包括第N个网络元件装置144,第N个网络元件装置144包括连接到控制器38的收发器46。
    第N个网络元件32的故障注入电路34有利于在第N个节点22处注入测试信号。第N个网络元件32或第N个网络元件装置144的检测器35(例如,电压电平检测器)能够在第N个节点22处检测次级传输线24上的信号电平(例如电压电平)。第N个网络元件装置144中的数据处理器48被布置用于在检测到的集合电平违反基准,或超过正常高逻辑电平或与正常低逻辑电平中的至少一个时在第N个节点22处确定在第N个网络元件32和网络数据总线17或网络中枢16之间存在故障连接或开路。
    所述一个或多个网络元件(28、30、32)中的每一个包括相应的故障注入电路(例如,34)和相应的电压电平检测器35(例如,电压电平检测器)。相应的故障注入电路34被配置为或适于在网络26中的网络数据总线17或网络中枢16的每一个节点处逐个节点地注入测试信号。
    相应的检测器35(例如,电压电平检测器)在网络26中的网络数据总线17的每个节点处逐个节点地(18、20、22)检测检测到的电压电平,其中每个节点形成在网络元件或网络元件装置到网络数据总线17的连接或尝试连接处。每个网络元件中的收发器46被布置为或适于用于报告由每个节点检测到的集合电平到连接到数据总线17的诊断工具10,或经由次级数据总线。
    在一个配置中,每一个节点(例如,18、20、22)由网络26上的诊断工具10或控制器38(例如,在与一个点处的与在另一个节点处的从属控制器通信的主控制器,其中主从设置是可编程或用户可选的)分配不同的测试时间周期。例如,每个节点在周期性间隔或定期间隔内被分配不同的测试时间周期。每个节点处的每个故障注入电路34具有指示或接收触发信号,所述指示或触发信号用于在网络数据总线17的操作期间以周期性间隔或定期间隔注入测试信号。
    图2示出一种用于检测网络26中的故障或开路的方法。该方法在图2的步骤S100中开始。
    在步骤S100中,网络26由网络数据总线17操作或设置有网络数据总线17,网络数据总线17具有与由网络26的一个或多个网络元件(28、30、32)施加的终端电路信号一致的正常高逻辑电平和正常低逻辑电平。在一个配置中,网络数据总线17包括控制器区域网络(CAN)数据总线,其中所述正常高逻辑电平为约3.5伏的直流电流(DC),所述正常低逻辑电平为约1.5伏的直流电流(DC)。
    在步骤S102中,网络元件装置(例如,44、144或244)、故障注入电路34或收发器46在测试时间周期期间将测试信号注入网络26的网络数据总线17中。测试信号具有大于网络数据总线17的所述正常高逻辑电平的较大的逻辑电平或低于网络数据总线17的所述正常低逻辑电平的较低的逻辑电平中的至少一个。在一个配置中,车辆数据总线16包括控制器区域网络(CAN)车辆数据总线16,测试信号具有等于约5伏的直流电流(DC)的较大的逻辑电平和等于约0伏的直流电流(DC)的较小的逻辑电平。
    可以根据各种技术执行步骤S102,可以交替地或累积地应用所述各种技术。根据第一种技术,第一网络元件28、故障注入电路34或收发器46在第一节点18处注入测试信号,其中第一网络元件28通过次级传输线24(例如,连接到网络数据总线17的短截线)连接到网络的数据总线17。根据第二种技术,第二网络元件30、故障注入电路34或收发器46在第二节点20处注入测试信号,其中第二网络元件30通过次级传输线24连接到网络数据总线17。根据第三种技术,第N个网络元件32、故障注入电路34或收发器46在第N个节点20处注入测试信号,其中第N个网络元件32通过次级传输线24连接到网络数据总线17。根据第四种技术,每个网络元件(28、30、32)、故障注入电路34或收发器46逐个节点地在次级传输线24或短截线处的每个节点处串联地或顺序地注入测试信号,其中每个网络元件连接到网络数据总线17。根据第五种技术,网络元件(28、30、32)、故障注入电路34或收发器46在数据总线17的操作过程中以周期性间隔或定期间隔(periodic or regular intervals)注入测试信号。
    在步骤S104中,在测试时间周期期间,网络元件(28、30、32)或检测器35(例如,电压电平检测器)检测网络数据总线17上的集合信号的集合电平。集合信号由终端电路信号和测试信号组成??梢愿莞髦旨际踅胁街鑃104,可交替地或累计地应用所述各种技术。根据第一种技术,第一网络元件28或检测器35(例如,电压电平检测器)在第一节点18处检测或检查网络数据总线17上的电压电平或逻辑电平。根据第二种技术,第二网络元件30或检测器35(例如,电压电平检测器)在第二节点20处检测或检查电压电平或逻辑电平。在第三种技术下,第N个网络元件32或检测器35(例如,电压电平检测器)在网络数据总线17上在每个节点处逐个节点地串行或顺序地检测或检查电压电平或逻辑电平17。根据第四种技术,网络元件(28、30、32)或检测器35在网络数据总线17的操作期间以周期性间隔或定期间隔检测或检查网络数据总线17上的电压电平或逻辑电平。
    在步骤S105中,网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或数据处理装置48确定在测试时间周期检测到的集合电平是否超过了正常高逻辑电平、正常低逻辑电平或两者(例如,以绝对价值计算)。例如,在步骤S105中,网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或数据处理器48可以评价检测到的集合电平的绝对值以及正常高逻辑电平的相应的绝对值和正常低逻辑电平的相应的绝对值,以作出上述确定。如果网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或数据处理装置48在测试时间周期期间确定检测到的集合电平超过正常高逻辑电平、正常低逻辑电平两者,则该方法继续步骤S106。但是,如果网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或数据处理装置48在测试时间周期期间确定检测到的集合电平不超过正常高逻辑电平或正常低逻辑电平(例如,基于绝对值),则该方法继续步骤S107。
    可以按照可以单独地或累积地应用的各种技术执行步骤S105。根据用于执行步骤S105的第一种技术,网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或数据处理器48确定,如果在测试时间周期期间检测到的集合电平高于正常高逻辑电平(例如,正的直流电压)或低于正常低逻辑电平(例如,零伏或负的直流电压),使得无论较高或较低的检测到的集合电平超过正常高逻辑电平或正常低逻辑电平。
    根据用于执行步骤S105的第二技术,收发器46或网络元件(28、30、32)通过每个节点将检测到的集合电平或从由其衍生的衍生数据报告到连接到网络数据总线17的诊断工具10,其中网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或数据处理装置48形成所述衍生数据,以指示检测到的集合电平是否超过正常高电平和正常低的逻辑电平中的至少一个(例如,在绝对值基础上)。
    根据第三种技术,诊断工具10或网络元件装置(例如,配置为主控制器的控制器38)通过网络26上的诊断工具10或主控制器38为每个节点分配不同的测试时间周期。另外,数据处理器48形成衍生数据以指示检测到的集合电平是否超过正常高电平和正常低逻辑电平中的至少一个(例如,基于绝对值),用于在它的被分配的测试时间周期期间传输(例如,通过网络元件装置或收发器46)。
    根据第四种技术,诊断工具10或网络26装置(如,被配置为主控制器的控制器38)在周期性间隔或定期间隔内向每个节点分配不同的测试时间。另外,数据处理器48形成衍生数据以指示检测到的集合电平是否超过正常高电平和正常低逻辑电平中的至少一个(例如,基于绝对值),用于在所分配的时间周期性间隔或定期间隔期间传输(例如,通过网络元件装置或收发器46)。
    在步骤S106中,网络26的网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或的数据处理器48确定在网络数据总线17和网络元件(28、30、32)之间存在故障连接(例如,开路或间歇性连接),其中故障连接导致检测到的集合电平违反基准,如超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个(例如,基于绝对值)。也可以根据可交替地或累积地应用的各种技术执行步骤S106。根据第一种技术,如果检测到的集合电平超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个(例如,基于绝对值),第一网络元件装置44或第一网络元件装置44的数据处理器48在第一节点18处确定在第一网络26装置和网络数据总线17之间存在故障连接。
    根据第二种技术,如果检测到集合电平超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个(例如,基于绝对值),第二网络元件装置244、第二网络元件装置244的数据处理器48在第二节点20处确定在第二网络元件装置244和网络数据总线17之间存在故障连接。
    根据第三种技术,如果检测到集合电平超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个(例如,基于绝对值),第N个网络元件装置144、第N个网络元件装置144的数据处理器48在第二节点20处确定在第N个网络元件装置144和网络数据总线17之间存在故障连接。
    根据第四技术,如果检测到集合电平超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个,每个网络元件的装置(44、144、244)、在每个网络元件的装置(44、144、244)的数据处理器48在节点(18、20、22)处逐个节点地串行或顺序地确定在每个网络元件装置144和网络数据总线17之间存在故障连接。
    在步骤S107中,网络26的网络元件(28、30、32)、网络元件装置(44、144、244)或数据处理器48确定在数据总线和网络装置之间没有检测到故障连接(例如,在注入测试信号的各个节点处)。
    图3示出顺序图或与一些诊断相关过程相关的数据流,包括以下内容:(a)在框300中用于收集度量的数据流,(b)在框340中用于故障注入测试的数据流,和(c)在框380中用于清除诊断度量的数据流。
    在框300中,诊断工具10通过向在第一节点18和第二节点20处的网络元件装置查询诊断数据或度量而收集度量。例如,诊断工具10可以传输请求到所有节点(例如,常见的广播消息)或逐个节点地顺序地轮询(poll)每个节点,以在网络26上将诊断数据报告到诊断工具10。查询诊断度量302的请求被传输到第一节点18和第二节点20。在分配的通信时隙中、在时分多路复用基础上、在频分复用基础上、在争用基础上、根据载波监听多路访问(CSMA)、按顺序排列、根据ALOHA协议或时隙的ALOHA协议或以其他方式,每个网络控制器38可以用诊断数据单独地响应所述请求。例如,第一节点18可以使用包含当前度量304的第一节点数据消息308响应于查询诊断度量302。第二节点20可以使用包含当前度量306的第二节点数据消息310响应于查询诊断度量。
    在框340中,通过在第一节点18处的故障注入电路34、通过在第二节点20处或在配备故障注入电路34的另一个节点处的另一个故障注入电路34,诊断工具10的查询可以触发故障注入测试的激活。在一个配置中,诊断工具10收听或读取网络数据总线17的活动、静态命令或数据总线可用消息,其指示诊断工具10可以在网络数据总线17上将用于故障注入测试的请求传输到节点,而无需中断或干扰网络数据总线17上的通信流量。在另一种配置中,诊断工具10可以传输或重复总线静态命令342到第一节点18和第二节点20的传输。
    当网络数据总线17是有效的或在收到请求时,在框340中,诊断工具可以传输请求或命令以进行到第一节点18的故障注入测试344。故障注入电路34在第一节点18处注入测试信号,第一网络26装置在第一节点18处连接到网络数据总线17。在第一节点18处的网络元件或检测器使用电压电平检测器检测测试信号。如果检测到的电压电平超过用于网络数据总线17的阈值电压电平或正常的逻辑电平,则在第一网络26装置和网络数据总线17之间存在故障连接(例如,开路状态)。例如,如果检测到的集合电平超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个,则在第一网络26装置和网络数据总线17之间存在故障连接(例如,开路状态),并且测试结果或故障数据消息和相关联的节点标识符可以被报告到诊断工具10,用于在电子数据处理系统14的用户接口上显示。第一节点18传输测试结果346的第一节点数据消息352到诊断工具10。
    当网络数据总线17是有效的或收到请求时,在框340中,诊断工具可以传输请求或命令以进行到第二节点20的故障注入测试344。故障注入电路34在第二节点20处注入测试信号,第二网络26装置在第二节点20处连接到网络数据总线17。在第二节点20处的网络元件或检测器20使用电压电平检测器检测测试信号。如果检测到的电压电平超过用于网络数据总线17的阈值电压电平或正常的逻辑电平,则在第二网络26装置和网络数据总线17之间存在故障连接(例如,开路状态)。例如,如果检测到的集合电平超过正常高逻辑电平和正常低逻辑电平中的至少一个,则在第二网络26装置和网络数据总线17之间存在故障连接(例如,开路情况),并且测试结果或数据消息和相关联的节点标识符可以被报告到诊断工具10,用于在电子数据处理系统14的用户接口上显示。第二节点20传输测试结果350的第二节点数据消息354到诊断工具10。
    在框380中,诊断工具10可以重置或清除诊断度量、测试结果或故障数据消息和在节点或网络装置处的相关联的节点标识符。例如,通过传输命令或数据消息(例如,清除诊断度量数据消息382)到在第一节点18处的第一网络装置和在第二节点20处的第二网络装置,诊断工具10可以重置或清除诊断度量、测试结果或故障数据消息。例如,收发器46或网络26装置内的数据处理器48将重置一个或多个数据寄存器,或清除与命令相一致的一个或多个累积故障或开路连接信息的数据存储装置40。收发器46可以在第一节点数据消息384和第二节点数据消息386中的每个节点(18,20)处提供清除诊断度量的确认(388,390)。
    图4A显示如包括双绞线对的传输线路15的网络中枢16或数据总线(例如,控制器区域网络(CAN)数据总线),虽然网络中枢16可以被实现为任何适当类型的传输线,包括但不限于,同轴电缆、多导体电缆或光缆。第一网络元件装置28通过次级传输线24(例如,支流双绞线)在第一节点18处连接到网络数据总线17。第二网络元件30通过次级传输线24(例如,支流双绞线)在第二节点20处连接到数据总线或网络中枢16。如图所示,在与第二节点20相关的次级传输线路24中具有开路或断裂77。
    图4B是显示,在标记为第一时间周期425,第二时间周期426,和第三次时间周期427的几个时间周期期间,在数据总线(例如,CAN数据总线)或网络中枢16上的信号的波形和幅度。图4B的垂直轴线表示在数据总线17上的信号的电压或幅度404,而图4B的水平轴线表示时间406。图4B的波形提供如图4A中所示开路或断裂77的检测的图示,如在下面更详细描述。
    在图4B中,在第一时间周期425期间,在数据总线17或网络中枢16上传输数据消息分组408(例如,CAN消息)。例如,数据消息分组可以包括从第一节点18或第二节点20传输的正常的数据消息410或其它数字数据,反之亦然。由于在第二节点20处的开路,在与第一节点18相关联的网络元件装置和第二节点20之间没有有效连通(例如,稳固或可靠地连通)的传输。正常的数据消息410与专用于数据总线17、网络中枢16或数据网络26的数字逻辑电平相一致。例如,在第一时间周期425中,CAN数据分组在正常低逻辑电平420(例如,CAN?低或1.5伏特直流电流)和正常高逻辑电平418(例如,CAN?高或3.5伏特直流电流)之间。
    在第二时间周期426期间,没有数据消息被传输。代替地,从在第一节点18处的第一网络元件装置44传输测试信号,并且由过在第一节点18处的第一网络元件28的检测器35检测测试信号。检测到的电压电平仅仅导致在网络数据总线17上的直流偏置电压电平421没有实质的偏差或微小偏差。如图4B所示,微小偏差由接近表示网络数据总线17的偏置电压(例如,2.5伏特直流电流)的水平虚线的上方和下方的极限微小弯曲表示。
    在第三时间周期427期间,没有数据消息被传输。代替地,故障注入电路24在第二节点20处传输来自第二网络元件30的测试信号。在第二节点20处的检测器35检测到的电压电平导致在数据总线上或者至少在次级传输线24上的直流偏置电压的显著偏差。显著偏差或较大的高逻辑电平416被示出为图4B中的阶跃函数或大致矩形波形。因为在与第二节点20相关的断裂77处存在开路,偏差是可能的。因此,例如,在第二节点20处,第二网络元件装置30的电压电平检测器将显著偏差、阶梯函数或大致矩形波形识别为在数据总线或在第二节点20处的连接或在第二节点20处的次级传输线24中的故障或开路。
    图5A和图5B提供用于可以适用于诸如在图1中的诊断系统的任何实施例的诊断软件的功能状态图。在图5A中,诊断软件说明与故障注入测试相关的状态。在框500中,诊断软件具有其中该软件是空闲的第一状态。
    在框510的第二状态中,诊断工具10授权或请求诊断测试或注入测试。例如,用户可以通过次级传输线24或短截线连接诊断工具10(例如,便携式诊断工具10)到数据总线或中枢网络16,并且通过用户接口14激活用于诊断测试的请求。
    在框502中,网络元件装置响应于诊断工具10的请求或授权激活测试信号的注入。在注入和可能的时间延迟513之后,在框504中的第三状态,该网络元件的装置或诊断软件被指示对数据网络26或网络中枢16(例如,数据总线)上模拟电压进行采样??赡艿氖奔溲映?13伴随框504。
    在框506中,在测试信号的注入完成以后的第四状态中,网络元件装置或诊断软件停止测试信号的注入??赡艿氖奔溲映?13伴随框506。
    在框508中,在第五状态中,测试结果经由网络26或数据总线从网络元件装置传输到诊断工具10。代替地,如果网络26或网络数据总线17因故障或状态原因不支持数据的可靠传输,测试结果通过次级有线接口或无线接处从网络元件装置传输到诊断工具。无延迟515伴随框508,其中状态返回到空闲500。
    图5B类似于图5A,除了在框514中的第一状态不同于图5A的框510中的第一状态,并且图5B的框512中的第五状态不同于图5A的框508的第五状态。图5A和图5B中相同的状态、程序或块由相同的参考数字表示。
    图5B的状态图朝向自激活诊断测试连接,与来自用户接口14的用户激活的诊断测试相反(与图5A一致)。例如,在图5B中,诊断工具10可以从数据总线断开,至少暂时地,或者用户接口14可以处于非活动状态。
    在图5B的框514中,网络元件(28、30、32)、故障注入电路34或数据处理器48通过逻辑算法(例如,作为触发事件的在一个或多个故障代码中的模式识别,其指示测试信号的诊断测试或注入得到保证)检测故障(例如,CAN故障)。在框514中,网络元件(28、30、32)、故障注入电路34或数据处理器48可以通过触发事件触发在框502中的注入激活,所述触发事件例如是发生下列中的一个或多个:时间周期的过去、计时器期满、在由用户经由用户接口14预定的预定时间处、定期测试、由控制器38、收发器46或网络元件检测的一个或多个故障(例如,CAN数据总线故障消息)的检测。
    在图5B的第五状态的框512中,测试结果被存储,用于稍后在网络元件和诊断工具10之间合适的传输路径可用时广播和被广播。合适的传输路径可能例如需要数据总线或通过次级有线接口或无线接口。
    虽然已经描述优选的实施例,但明显的是,在不脱离本发明的如在所附权利要求中限定的范围的情况下,可以进行各种修改。

    关 键 词:
    用于 诊断 网络 中的 故障 开路 方法 系统
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