Télédiagnostic embarqué - L'AVENIR DU DIAGNOSTIC À DISTANCE
La capacité à diagnostiquer un véhicule est un aspect très important de l'architecture du véhicule. L'approche la plus courante dans l'industrie automobile consiste à accéder à toutes les données de diagnostic (DTC, valeurs de mesure, etc.) via le port OBD-II du véhicule. Il existe sur le marché des outils qui aident les techniciens de maintenance à accéder à l'état des différents sous-systèmes du véhicule en fonction des procédures de dépannage et de réparation. Cependant, l'approche de l'outil de service ne peut résoudre le problème que lorsque le technicien est physiquement présent sur le site du véhicule
Alors que la mobilité devient la norme dans tous les secteurs, le diagnostic à distance des véhicules peut difficilement être considéré comme une exception. Avec l'intégration croissante de l'électronique et des logiciels dans les véhicules, les attentes des clients en matière de réduction des temps d'immobilisation et de maintenance augmentent. Compte tenu de l'évolution de la dynamique de la clientèle, l'industrie anticipe et envisage des solutions qui permettront un diagnostic complet des véhicules dans des lieux éloignés.
Aujourd'hui, il existe de nombreuses solutions sur le marché qui prétendent être compétentes en matière de diagnostic à distance à l'aide de dongles OBD-II. Cependant, ces solutions ne peuvent lire que les informations de diagnostic relatives aux normes d'émission, ce qui limite la valeur ajoutée pour le technicien de maintenance d'un point de vue diagnostic global (On & Off-board).
L'approche du diagnostic embarqué (présentée dans cet article) utilise les composants d'infrastructure spécifiés dans la norme ISO (c'est-à-dire ODX, OTX) comme base, ouvrant ainsi la voie à une architecture axée sur les données. Les composants de l'infrastructure de diagnostic embarquée permettent une communication transparente avec le réseau de l'ECU d'une manière similaire au fonctionnement de l'outil de service, ce qui permet d'exécuter tous les cas d'utilisation de diagnostic à partir de sites distants.
Diagnostics intégrés :
Vue de l'écosystème
L'ensemble de la solution se compose de 5 éléments principaux. Unité de contrôle télématique (TCU), temps de diagnostic, séquences OTX, données ODX et serveur de diagnostic pour prendre en charge les fonctions de diagnostic.
L'UCT fournit l'environnement et les ressources nécessaires à l'exécution du temps d'exécution du diagnostic pour réaliser divers cas d'utilisation tels que la lecture de l'identificateur de données (DID), le balayage du véhicule, la reprogrammation, etc. Normalement, l'UCT utilise LINUX comme système d'exploitation avec des tailles variables de mémoire RAM/Flash et de puissance de l'unité centrale.
Le runtime de diagnostic fournit des composants d'infrastructure pour la communication de diagnostic sur le réseau (CAN, Ethernet, etc.). Les composants d'infrastructure comprennent les API de diagnostic, le runtime OTX, les API D-Server et les API D-PDU. Les API de diagnostic constituent une couche de confort au-dessus des composants D-Server et OTX Runtime pour les cas d'utilisation de l'ingénierie, de la fin de ligne et du service après-vente. Il s'agit d'un composant qui peut être personnalisé en fonction de vos besoins en matière de diagnostic.
OTX Runtime fournit un environnement permettant d'exécuter les procédures OTX et d'obtenir les résultats définis. Les API du serveur D définissent une interface de programmation d'application orientée objet pour fournir un accès aux objets de mesure et de réglage et aux services de diagnostic. Les API D-PDU définissent l'interface de programmation d'application pour abstraire la communication par le biais de protocoles de diagnostic et de la description du module MVCI (Modular Vehicle Communication Interface).
Le serveur de diagnostic héberge l'application qui met en œuvre l'IHM pour l'utilisateur final et communique également avec l'UTC pour l'échange d'informations de diagnostic. La communication entre le serveur de diagnostic et l'UTC s'effectue via des protocoles de messagerie standard, tels que Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), car la fiabilité de la transmission des données est la priorité absolue.
Architecture de référence [A]
L'architecture ci-dessus suppose que les ressources matérielles nécessaires sont disponibles dans l'UTC. Si les ressources matérielles de l'UTC sont limitées, l'architecture est très souple pour prendre en charge ces limitations, le cas échéant.
Dans un scénario où les ressources sont limitées, il est possible de ne mettre en œuvre que les composants légers de l'API D-PDU sur la TCU et le reste des composants (API de diagnostic, OTX Runtime, API D-Server) peut être mis en œuvre sur le serveur distant.
Le concept d'une telle architecture [B] est présenté ci-dessous.
La sélection de l'architecture nécessite une analyse de compromis en termes d'exigences commerciales, par exemple la prise en charge du mode en ligne/hors ligne, les cas d'utilisation requis (fonctionnalité de service complet ou reprogrammation uniquement), etc.
Défis
Bien que l'approche mentionnée dans cet article permette d'obtenir des capacités de diagnostic de nouvelle génération, elle pose également certains problèmes qui doivent être résolus pour devenir un candidat viable à la production. Certains de ces défis sont mentionnés ci-dessous :
Gestion de l'état des véhicules
Par exemple, la pile de diagnostic embarquée doit garantir qu'elle ne surcharge pas le trafic du réseau et qu'elle n'interfère pas avec les fonctions du véhicule en cas de défaillance
Sécurité
Le contenu du diagnostic disponible à bord et vers/depuis les données de l'UTC doit être hautement sécurisé afin d'empêcher tout accès non autorisé.
Mises à jour du logiciel
Disponibilité de l'infrastructure nécessaire pour permettre des mises à jour en cas de défaillance des composants logiciels de l'unité de transfert de technologie.
Largeur de bande cellulaire
Assurer une utilisation optimale de la bande passante cellulaire pour la transmission des données entre le serveur de diagnostic et l'unité de commande.
Ressources matérielles limitées à l'intérieur de l'UTC
Le logiciel fonctionnant à l'intérieur de l'UCT doit être très efficace pour fonctionner dans la limite de la disponibilité des ressources, tout en veillant à ce que les autres applications de l'UCT n'aient pas d'incidence sur les résultats de l'UCT.
Conclusions
Les composants logiciels mentionnés dans cet article existent déjà et sont utilisés dans la production de divers cas d'utilisation pour l'ingénierie, la fabrication et les services après-vente. En outre, de plus en plus d'équipementiers sont en train d'introduire les UCT en tant qu'élément central de l'architecture de leurs véhicules. L'évolution rapide des tendances technologiques, l'évolution des attentes des clients et un marché hautement concurrentiel inciteront les équipementiers et les fournisseurs d'UCT à adopter l'approche déclarée pour construire les systèmes de diagnostic de l'avenir. Au KPIT, nous avons déjà observé une telle tendance chez nos clients technologiquement avancés. La plateforme de diagnostic et de connectivité du KPIT (K-DCP) est déjà en production (dans l'environnement embarqué) et répond à des cas d'utilisation tels que l'interfaçage avec l'ECU et le diagnostic à distance.
Perspectives d'avenir
Le diagnostic embarqué des véhicules a le potentiel de générer des avantages tout au long de la chaîne de valeur de l'automobile. Les équipementiers ont tout à y gagner en réduisant les coûts liés aux rappels de véhicules et les demandes de garantie sans égard à la faute (NTF), ce qui est possible grâce à des diagnostics avancés et guidés. Les techniciens de maintenance bénéficieront d'un meilleur taux de réparation dès la première visite, d'une réduction du temps et des coûts de maintenance grâce aux diagnostics à distance/guidés, d'une efficacité et d'une productivité accrues des techniciens, et enfin, le client (propriétaire du véhicule) bénéficiera d'un plus grand confort et d'une plus grande commodité grâce aux nouvelles capacités des concessionnaires en matière de maintenance préventive/prédictive, ce qui se traduira par une amélioration de la durée de fonctionnement du véhicule.
Avec la perspective de créer une situation gagnant-gagnant pour toutes les parties concernées, on peut affirmer sans risque que l'espace du diagnostic embarqué continuera d'évoluer et de croître et, surtout, de trouver de nouveaux adeptes, chaque jour !