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22.05.2014 | Technische Informatik | Im Fokus | Onlineartikel

Strategien zur Fehleranalyse in Car-to-X-Systemen

Autor:
Andreas Burkert
3 Min. Lesedauer

Schon heute sind Fehler in der Kfz-Elektronik ein Graus. Zum Verzweifeln aber sind Fehler in vernetzten Systemen wie sie für die Car-to-X-Technik benötigt werden. Doch es gibt eine raffinierte Strategie, um Fehler im Car-to-X-System schnell und zielsicher aufzuspüren.

Das Auto von Welt ist vernetzt. Die sogenannte Car-to-X-Technik ist heute die Basis für zahlreiche innovative Fahrzeugfunktionen. Bricht der Kontakt zur Außenwelt ab, verweigern die Funktionen ihren Dienst. Vernetzungsbedingte Probleme sind demzufolge zwar Probleme des Fahrzeugs. Doch ist der Ausfall einer vernetzungsgestützten Funktion tatsächlich auf ein Fahrzeugproblem zurückzuführen oder auf einen fahrzeugunabhängigen Ausfall der C2IT-Strecke. C2IT steht dabei für „Car-to-Infrastructure“.

Nun sehen die Springer-Autoren Roman Cunis, Felix Althaus in der sogenannten End-2-End-Diagnose die Möglichkeit, Fehler entlang einer Datenübertragungsstrecken aufzuspüren. Mit der End-2-End-Diagnose meinen sie im Übrigen die Fähigkeit, Probleme zwischen dem einen Ende einer C2IT-Strecke im Fahrzeug (dem Smartphone des Fahrers und einem telekommunikationsfähigen Steuergerät) und dem anderen Ende in der Server-Landschaft (dem „hintersten“ Service und Content Provider) identifizieren zu können.

Plausibilität von Eingangsdaten prüfen

Die Suche nach dem Fehler beginnt dabei pragmatisch. „Für die Diagnose in komplexen Fahrzeugsystemen gilt, dass es um die Diagnosefähigkeit des Gesamtsystem umso besser bestellt ist, je mehr Information über „Ereignisse“ (und nicht nur echte Fehler) die einzelnen Komponenten aufsammeln und bereitstellen“, schreiben Cunis und Althaus in „End-to-End-Diagnose an vernetzten Fahrzeugen“. Dies bedeutet in der Konsequenz, dass jede Komponente auf der C2IT-Strecke jedes auffällige Ereignis in ihrem Ablauf registrieren muss, mit Angaben zum Ereignis selbst und gegebenenfalls relevanten Umgebungsvariablen.

„Steuergeräte tun dies heute mit ihrem Diagnose-Ereignisspeicher (Fehlerspeicher)“, wissen die Autoren. Die gleiche Forderung ergeht auch an alle beteiligten C2IT-Apps und C2IT-Funktionen im Fahrzeug, genauso wie an die beteiligten Server der Provider. Für Softwarekomponenten gilt, dass sie die Plausibilität von Eingangsdaten prüfen und Abweichungen registrieren müssen, auch sind interne Softwarefehler (Exceptions) aufzuzeichnen.

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Allerdings kommt zur Diagnose der gesamten Strecke noch hinzu, dass jede Komponente über jeden wichtigen Kommunikationsvorgang mit jedem Nachbarn auf der Strecke Buch führen muss. Laut den Autoren sind in diesem Zusammenhang wichtige Kommunikationsvorgänge mindestens Verbindungsaufbau, -abbau und -verlust.

Fehlgeschlagene Transaktionen aufzeichnen

Darüber hinaus empfehlen sie: „ebenfalls fehlgeschlagene Transaktionen aufzuzeichnen, idealerweise auch wichtige erfolgreiche Transaktionen“. Alle C2IT-Apps im Smartphone und C2IT-Funktionsmodule in der C2IT-ECU müssen zudem grundsätzlich auf Abstürze und Aufhänger überprüft werden.
Um aber die C2IT-Softwaremodule nicht mit Aufzeichnungslogik zu überladen, sollten die C2IT-Basisschichten diese Funktionalität wiederverwendbar bereitstellen. Zudem müssen die Zeitstempel an den Ereignissen auf einer synchronisierten Systemzeit beruhen. Erst dann sind die Aufzeichnungen aller Komponenten der C2IT-Strecke später tatsächlich vergleichbar.

Anwendungsfälle für End-to-End-Diagnose

  • Der Fahrer nimmt eine Störung einer (C2IT)-Funktion wahr: Er benötigt on-board im Fahrzeug verfügbare Diagnosefunktionen, die ihn auf die Ursache der Störung hinweisen. Insbesondere wichtig dabei sind Hinweise auf Probleme, die er selbst an seinem Smartphone beheben könnte („Zugang gesperrt“), oder die definitiv außerhalb des Fahrzeugs liegen („Server down“).

  • Werkstatt oder Pannennotruf werden aufgefordert, eine Störung einer C2IT-Funktion zu beheben: Aus dem Fahrzeug werden präzise Angaben zu Zeitpunkt und Randbedingungen des Ausfalls benötigt, um die Störung zu klassifizieren. Die Funktionalität dazu sollte im Diagnosetester bereitgestellt werden. Betriebsdatenanzeige, Testabläufe und geführte Fehlersuche müssen C2IT-Funktionen und deren mögliche Störungen berücksichtigen.

  • OEM-Qualitätssicherung, Service-Provider oder Manager von Fahrzeugflotten müssen untersuchen können, ob die C2IT-Strecke für eine bestimmte Konfiguration aus Fahrzeugtyp, Smartphone-Typ und Dienstprovider beeinträchtigt ist. Sie benötigen dazu Protokolle der beteiligten Server-Systeme und eine repräsentative Menge von Aufzeichnungen aus betroffenen Fahrzeugen.

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